TUGAS TERSTRUKTUR PERTEMUAN KE-2 DAN KE-3

TUGAS TERSTRUKTUR

PERTEMUAN KE-2 DAN KE-3

Pertanyaan :

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

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

Jawaban :

1.

Teori Atom yang dijelaskan oleh Louis de Broglie muncul ketika adanya kelemahan dari teori atom sebelumnya yaitu teori atom bohr. Louis de Broglie pada tahun 1924 dengan teori dualism gelombang menjelaskan, pada kondisi tertentu materi yang bergerak memiliki ciri-ciri gelombang .

Ternyata hipotesis tersebut benar dengan ditemukannya sifat gelombang dari electron. Dimana electron mempunyai sifat difraksi, maka lintasan electron yang dikemukakan tidak dibenarkan. Ia menyatakan bahwa gelombang tidak bergerak melalui suatu garis, melainkan menyebar pada daerah tertentu.

Teori dualisme partikel-gelombang menjadi dasar penting untuk menentukan kedudukan dan kebolehjadian meenemukan electron dalm teori mekanika kuantum.

1.      Sebagai partikel yang bergerak, eektron merupkn partikel bermassa m yang bergerak mengelilingi inti dengan energi (E) dan kecepatan (V)

Dengan persamaan berikut :

E=m.v²

2.      Sebagai gelombang, electron merupakan partikel yang bergerak mengelilingi inti dengan pola bergelombang. Sesuai dengan persamaan berikut :

E= hf=hv/ λ

            Dengan anggapan bahwa electron dapat berlaku sebagai partikel maupun gelombang, makakedua persamaan di atas dapat digabungkan menjadi:

 E= m.v² =hv/ λ                             λ=h/mv

         Hasil perkalian m dengan v disebut sebagai momentum (p). dengan demikian, persamaan de Broglie menunjukkan bahwa panjang (λ) gerak partikel berbanding terbalik dengan momentumnya.

λ =h/p

         Hanya lintasan-lintasan tertentu saja yang memungkinkan electron memiliki sifat gelombang maupun partikel pada saat yang sama, karena hanya lintasan-lintasan tertentu saja yang memiliki bilangan gelombang bernilai kelipatan bilangan bulat (1,2,3,4…..)

2.

Adapun akibat dari absorpsi radiasi UV-visibel transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah keorbital keadaan tereksitasi yang berenergi lebih tinggi. Transisi ini memerlukan energi 40 – 150 kkal/mol. Molekul-molekul yang bertanggung jawab terhadap absorpsi cahaya disebut dengan kromofor. Kromofor ini merupakan suatu gugusan yang memiliki ikatan rangkap. Bila molekul-molekul organik didalam larutan dilewati oleh radiasi cahaya didalam daerah spektrum UV dan visible, molekul-molekul akan mengabsorpsi cahaya, karena semua molekul mempunyai elektron baik pasangan elektron maupun elektron sunyi. Panjang gelombang dimana absorpsi itu terjadi bergantung pada kekuatan elektron itu terikat dalam molekul. Elektron dalam suatu ikatan kovalen tunggal terikat dengan kuat sehingga diperlukan radiasi berenergi tinggi atau panjang gelombang pendek untuk eksitasinya, sedangkan elektron dalam ikatan rangkap dan ganda tiga lebih mudah dieksitasikan keorbital yang lebih tinggi sehingga memerlukan radiasi berenergi lebih rendah.

            Transisi elektron pada kulit terluar dari molekul organik memiliki beberapa tipe yaitu eksitasi elektron sigma (σ – σ^*), eksitasi elektron phi ( - ^*), eksitasi elektron n. Kromofor yang menyebabkan eksitasi dari σ – σ^* adalah sistem yang mempunyai elektron σ pada orbital molekul. Senyawa-senyawa yang memiliki orbital  adalah senyawa organik jenuh yang tidak mempunyai pasangan elektron bebas. Transisi dari σ ke σ^* akan menghasilkan serapan pada panjang gelombang 150 nm, yang diberikan oleh :

                                          C-C              dan              C-H

            Transisi dari n ke σ^* menyerap pada λ_maks kecil dari 200 nm, yang diberikan oleh sistem yang mempunyai elektron yang tidak berikatan dan adanya orbital σ pada molekul. Senyawa-senyawa yang hanya mengandung n dan orbital σ pada molekul adalah senyawa organik jenuh yang mengandung satu atau lebih pasangan elektron bebas didalam molekul, seperti :

                C-O        ,             C-S            ,          C-N           dan             C-Cl

                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. 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 dapatberpindah dari orbital yang memiliki energi lebih rendah jika melepaskan energi. Energi yang diterima atau diserap berupa radiasi elektromagnetik. Transisi elektronik menimbulkan spektra serapan pada daerah sinar tampak dan ultra violet pada senyawa-senyawa organik