Tugas Terstruktur Sifat Gelombang dan Transisi Elektronik

Menurut Louis de Broglie bahwa elektron mempunyai sifat gelombang sekaligus juga partikel. Jelaskan keterkaitannya dengan Teori Mekanika Kuantum dan Tori Orbital Molekul.

 Pada tahun 1924, Louis de Broglie, menjelaskan bahwa cahaya dapat berada dalam suasana tertentu yang terdiri dari partikel-partikel, kemungkinan berbentuk partikel pada suatu waktu sehingga untuk menghitung panjang gelombang satu partikel diperoleh:

Einstein : E = mc²

Max Planck = E = h.v =

ƛ =

dengan  ƛ = panjang gelombang (m)

                m = massa partikel (kg)

                v = kecepatan partikel (m/s)

                h = tetapan planck (6,626 x 10^-34Joule s)

Hipotesis de Broglie terbukti benar dengan ditemukannya sifat gelombang dari elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi seperti halnya sinar–X. Sebagai akibat dari dualisme sifat elektron sebagai materi dan sebagai gelombang, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dapat dibenarkan. Gelombang  tidak bergerak menurut suatu garis, melainkan menyebar pada suatu daerah tertentu.

Menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektron secara bersamaan, tetapi yang dapat ditentukan hanyalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.

Erwin Schrodinger mengajukan teori yang disebut teori atom mekanika kuantum ”Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti yang dapat ditentukan adalah kemungkinan menemukna elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom”.

Daerah dangan kemungkinan terbesar ditemukan elektron disebut orbital. Orbital digambarkan berupa awan, yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kemungkinan ditemukan elektron di daerah tersebut. Kemudian Werner Heisenberg mengemukakan bahwa metode eksperimen yang digunakan untuk menemukan posisi atau momentum suatu partikel seperti elektron dapat menyebabkan perubahan, baik pada posisi, momentum atau keduanya.

Teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg melahirkan model atom mekanika kuantum sebagai berikut:

1.                   Posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti.

2.                   Atom mempunyai kulit elektron.

3.                   Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron.

4.                   Setiap subkulit elektron memiliki sub-sub kulit elektron.

Teori orbital molekul adalah teori yang menjelaskan ikatan kimia melalui diagram orbital molekul. Sifat magnet dan sifat-sifat molekul dapat dengan mudah dijelaskan dengan menggunakan pendekatan mekanika kuantum lain yang disebut dengan teori orbital molekul. . Teori orbital molekul menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yang dihasilkan dari interaksi orbital orbital atom dari atom yang berikatan dengan molekul secara keseluruhan. Seperti halnya untuk menjelaskan sifat-sifat ion kompleks, teori orbital molekul juga dapat dijadikan pendekatan yang baik karena teori orbital molekul dapat menjelaskan fakta bahwa ikatan anatara ion logam dan ligan bukan hanya merupakan ikatan ion yang murni tetapi juga terdapat ikatan kovalen pada ion atau senyawa kompleks. Perkembangan teori orbital molekul pada mulanya dipelopori olehRobert Sanderson Mulliken dan Friedrich Hund pada tahun 1928.

Orbital molekul dua atom yang berbeda dibentuk dengan tumpang tindih orbital atom yang tingkat energinya berbeda. Tingkat energi atom yang lebih elektronegatif umumnya lebih rendah, dan orbital molekul lebih dekat sifatnya pada orbital atom yang tingkat energinya lebih dekat. Oleh karena itu, orbital ikatan mempunyai karakter atom dengan ke-elektronegativan lebih besar, dan orbital anti ikatan mempunyai karakter atom dengan ke-elektronegativan lebih kecil.

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

.

        Transisi π → π*

  π : senyawa-senyawa yang memiliki ikatan rangkap

Transisi jenis ini terjadi pada molekul hidrokarbon tak jenuh atau molekul yang memiliki ikatan rangkap. Adanya ikatan rangkap dua pada senyawa sikloheksena menunjukkan bahwa benzena termasuk hidrokarbon tidak jenuh, namun pada umumnya benzena tidak berperilaku seperti senyawa tak jenuh.

Energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya proses transisi elektron dari kulit yang lebih dalam ke kulit yang lebih luar harus lebih besar dari pada selisih tingkat energi dari lintasan asal dan lintasan tujuan. Proses ini disebut sebagai proses eksitasi. Proses transisi elektron tidak hanya terjadi pada lintasan-lintasan yang berurutan, mungkin saja terjadi transisi dari lintasan M ke lintasan K. Energi yang dipancarkan oleh transisi elektron dari lintasan M ke lintasan K lebih besar daripada transisi darilintasan L ke lintasan K. Tingkat energi lintasan dari setiap atom tidak sama.

Kromofor yang menyebabkan terjadinya transisi  πàπ*, ialah system yang mempunyai electron pada orbital molekul π, seperti ikatan C=C.Energi transisi spectrum UV berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Penyerapan dari spectrum UV akan bergeser ke panjang gelombang yang lebih panjang jika energy transisi yang diperlukan untuk transisi electron makin rendah. Bila suatu molekul mempunyai system konyugasi maka energy yang diperlukan untuk transisi electron makin rendah, akibatnya penyerapan akan bergeser kepanjang gelombang yang lebih panjang .

Walaupun transisi π→π* pada ikatan ganda terisolasi mempunyai puncak absorbsi di daerah UV vakum tetapi transisi π→π* tergantung pada konjugasi ikatan ganda dengan suatu gugus fungsi substituen.Akibatnya transisi π→π* pada ikatan ganda terkonjugasi mempunyai puncak absorbsi pada daerah ultraviolet dekat, dengan panjang gelombang lebih besar dari 200 nm. Dengan demikian transisi yang penting dalam penentuan struktur molekul adalah transisi π→π*