Page 16 - e-modul fistum atom helium

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

2
tunggal). A dan n fungsi gelombang hidrogen semua dengan energi E yang sama untuk nilai
n, kulit n = 1 memiliki ruang untuk dua kulit elektron, kulit n =2 menampung delapan, n = 3

2
membutuhkan 18, dan secara umum kulit ke-n dapat menampung 2n elektron. Secara
kualitatif, baris horizontal 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
(berilium, dengan Z = 4) juga cocok pada keadaan ini (hanya dengan “spin berlawanan”),

tetapi boron (Z = 5) harus menggunakan l = 11.

Melanjutkan cara ini, untuk mencapai neon (Z = 10), di mana kemudian kulit n = 2
terisi, dan maju ke baris berikutnya dari tabel periodik dan mulai mengisi kulit n = 3.

Pertama ada dua atom (natrium dan magnesium) dengam l = 0, dan kemudian ada enam
dengan l = 1 (alumunium melalui argon). Setelah argon ada “seharusnya” 10 atom dengan n

= 3 dan l = 2; namun, saat ini efek penyaringan begitu kuat sehingga tumpang tindih dengan

kulit berikutnya, jadi kalium (Z = 19) dan kalsium (Z = 20) pilih n =4, l = 0, daripada n = 3, l
= 2. Setelah itu kita turun kembali mengambil n = 4, l = 0 (skandium melalui seng), diikuti

oleh n = 4, l = 1 (gallium melalui kripton), pada titik mana kembali membuat lompatan ke

12