Page 20 - E-MODUL FISIKA KUANTUM ATOM HELIUM

Tetapi elektron pada kenyataannya adalah fermion yang identik, tunduk pada prinsip ekslusi
Pauli, sehingga hanya ada dua yang dapat menempati orbital tertentu (satu dengan putaran ke

2
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 untuk nilai n, kulit n = 1 memiliki
ruang untuk dua kulit elektron, kulit n =2 menampung delapan, n = 3 membutuhkan 18, dan

2
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 bagaian 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, dan energi meningkat dengan meningkatnya l. 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.

16