Page 17 - E-MODUL ATOM HELIUM
P. 17
4. Tabel Periodik
Konfigurasi elektron keadaan dasar untuk atom yang lebih berat
dapat disatukan dengan cara yang hampir sama. Untuk pendekatan
pertama (mengabaikan tolakan timbal-baliknya), elektron individu
menempati keadaan hidrogen satu partikel (n, l , m) yang disebut orbital,
dalam potensial Coulomb dari inti dengan muatan Ze. Jika elektron adalah
boson (atau partikel yang dapat dibedakan), elektron akan terguncang ke
keadaan dasar (1, 0 ,0). Tetapi elektron pada kenyataannya adalah fermion
yang identik, mengikuti pada prinsip ekslusi Pauli, sehingga hanya ada dua
yang dapat menempati orbital tertentu (satu dengan putaran ke atas, dan
satu dengan putaran ke bawah atau, lebih tepatnya, di konfigurasi tunggal).
A dan n fungsi gelombang hidrogen semua dengan energi E yang sama
2
untuk nilai n, kulit n = 1 memiliki ruang untuk dua kulit elektron, kulit n
=2 menampung delapan, n = 3 membutuhkan 18, dan secara umum kulit
ke-n dapat menampung 2n elektron. Secara kualitatif, baris horizontal
2
pada tabel periodik sesuai dengan mengisi setiap kulit (jika memiliki
panjang 2,8,18,32,50, dll., bukan 2,8,8,18,18, dst.)
Dengan Helium, maka kulit n =1 terisi, sehingga atom selanjutnya,
litium (Z = 3), memasukkan satu elektron ke dalam kulit n = 2. Sekarang ,
untuk n = 2 dipilih l = 0 atau l = 1; manakah yang akan dipilih oleh
elektron ke ketiga? Dengan tidak adanya interaksi elektron, keduanya
memiliki energi yang sama (energi Bohr bergantung pada n, ingat, tetapi
bukan l). Tetapi efek tolakan elektron adalah mendukung nilai terendah l,
karena alasan berikut: Momentum sudut cenderung melemparkan elektron
ke luar (lebih formal, nilai harap r meningkat dengan meningkatnya l, untuk
n tertentu), dan semakin jauh elektron keluar, semakin efektif elektron
bagian dalam menyaring nukleus (secara umum, elektron terdalam
“melihat” muatan inti penuh Ze, tetapi elektron terluar melihat muatan
efektif hampir tidak lebih besar dari e). Dalam kulit tertentu, keadaan
dengan energi terendah (yaitu, elektron yang terikat paling erat) adalah l =
0, dengan meningkatnya l maka energi meningkat. Dengan demikian
elektron ketiga dalam litium menempati orbital (2, 0, 0). Atom berikutnya
13
