Tugas Terstruktur

Tugas Terstruktur   :

    Tugas Tatap Muka ke-2 dan ke-3, diserahkan pada Tatap Muka ke-4

1.    Menurut Louis de Broglie bahwa elektron mempunyai sifat gelombang sekaligus juga partikel. Jelaskan keterkaitannya dengan teori mekanika kuantum  dan Teori Orbital Molekul.

Jawab:

Elektron Adalah subatom yang bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom dan dapat berinteraksi dengan atom lainnya. Elektron dapat berperan ganda yaitu sebagai partikel dan sebagai gelombang,

Pada tahun 1924, Louis de Broglie seoarang pakar fisika asal Prancis mengemukakan hipotesis tentang gelombang materi. Ia berpendapat bahwa bila cahaya memiliki materi maka partikel juga memiliki sifat gelombang. Louis de Broglie meneliti keberadaan gelombang melalui eksperimen difraksi berkas elektron yaitu suatu materi memiliki dua sifat yaitu sebagai partikel dan sebagai gelombang. Hipotesis de broglie kemudian terbukti kebenarannya ketika ditemukannya elektron yang menunjukkan sifat difraksi seperti sinar-X. Sifat gelombang pada elektron ini kemudian dipakai untuk mikroskop electron.  

Hipotesis de Broglie dan Azas Ketidakpastian merupakan dasar dari model Mekanika Kuantum (gelombang) yang dicetus oleh Erwin Schrodinger pada tahun 1927, yang mengajukan konsep orbital untuk menyatakan kedudukan elektron dalam atom. 

       Schrodinger menyetujui pendapat Heisenberg bahwa kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, namun yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya.

       Persamaan gelombang dari Schrodinger menghasilkan tiga bilangan kuantum untuk menyatakan kedudukan yaitu: bilangan kuantum utama (n) untuk menyatakan tingkat energi, bilangan kuantum azimut (l) untuk menyatakan bentuk orbital, dan bilangan kuantum magnetik (m) untuk menyatakan arah orientasi suatu orbital.

2.   Bila absorpsi  sinar UV  oleh ikatan rangkap menghasilkan promosi elektron ke orbital yang berenergi lebih tinggi. Transisi elektron manakah memerlukan energi terkecil bila sikloheksena berpindah ke tingkat tereksitasi

Jawab :

Sinar UV adalah suatu sinar yang mempunyai panjang gelombang lebih pendek dari pada sinar tampak. Sinar UV memiliki panjang gelombang sekitar 400-200 nm.

Spektroskopi UV adalah alat untuk mendeteksi system konjugasi, karena promosi electron dari tingkat dasar ke tingkat eksitasi menghasilkan absorbsi pada sinar UV.

Absorbsi sinar UV mengakibatkan eksitasi molekul dan energi yang lebih tinggi. Energi yang dimiliki sinar UV mampu menyebabkan perpindahan elektron (promosi elektron) atau yang disebut transisi elektronik.

Transisi elektronik dapat diartikan sebagai perpindahan elektron dari satu orbital ke orbital yang lain dengan memancarkan gelombang elektromagnetik. Disebut transisi elektronik karena elektron yang menempati satu orbital dengan energi terendah dapat berpindah ke orbital lain yang memiliki energi lebih tinggi jika menyerap energi, begitupun sebaliknya elektron dapat berpindah dari orbital yang memiliki energi lebih rendah jika melepaskan energy. Energi yang diterima atau diserap berupa radiasi elektromagnetik.

Ketika berpindah dari orbit yang luar ke orbit yang dalam, elektron akan memancarkan energy sebesar E=hf, dengan f adalah frekuensi gelombang yang dipancarkan.

Pada transisi elektronik inti-inti atom dapat dianggap berada pada posisi yang tepat.Hal ini dikenal dengan prinsip Franck-Condon. Disamping itu dalam proses transisi ini tidak semua elektron ikatan terpromosikan ke orbital antiikatan.

Berdasarkan jenis orbital tersebut maka, jenis-jenis transisi elektronik dibedakan menjadi empat macam, yakni:

1) Transisi σ → σ*

2) Transisi π → π*

3) Transisi n → π*

4) Transisi n → σ*

Keterangan :

 σ : senyawa-senyawa yang memiliki ikatan tunggal

 π : senyawa-senyawa yang memiliki ikatan rangkap

 n orbital non-ikatan: untuk senyawa-senyawa yang memiliki elektron bebas.

 σ* dan π* merupakan orbital yang kosong (tanpa elektron), orbital ini akan terisi elektron ketika telah atau bila terjadi eksitasi elektron atau perpindahan elektron atau promosi elektron dari orbital ikatan.

Energi yang diperlukan untuk menyebabkan terjadinya transisi berbeda antara transisi satu dengan transisi yang lain. Transisi σ ke σ* memerlukan energi paling besar, sedangkan energi terkecil diperlukan untuk transisi dari n ke π.

Pengabsorbian sinar UV atau sinar tampak oleh suatu molekul menghasilkan eksitasi elektron bonding. Akibatnya panjang gelombang absorbsi maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan yang ada dalam molekul yang diselidiki.

Sikloheksena adalah sikloalkena dengan rumus molekul C₆H_12. Pada zat-zat pengabsorbsi ini berkaitan dengan tiga jenis transisi elektron, yaitu elektron-elektron π,n dan lain lain yang meliputi molekul atau ion organik dan sejumlah anorganik. Penyelidikan spektroskopi senyawa-senyawa organik dilakukan pada daerah UV yang panjang gelombangnya lebih besar dari 185nm. Dan bila dua oorbital atom bergabung maka salah satu orbital molekul bonding berenergi rendah atau orbital molekul anti bonding berenergi tinggi. Orbital molekul yang diasosiasikan dengan ikatan tunggal dalam molekul organik ditandai dengan orbital sigma dan elektron yang terlibat adalah elektron sigma.