Rolan Rusli dot com

3 Jul

Ikatan Hidrogen

By Rolan Rusli

Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terbentuk antara atom hidrogen dengan atom yang sangat elektronegatif (atom F, O, dan N). syarat utama terbentuknya suatu ikatan hidrogen adalah atom Hidrogen yang akan membentuk ikatan hidrogen harus terikat pada gugus atom F-H, O-H, dan N-H. atom hidrogen tersebut akan membentuk ikatan hidrogen dengan atom F, O, dan N dari gugus atom tersebut.

Untuk lebih jelasnya lihat penjelasan pada Gambar 1.

Gambar 1. Dua molekul H₂O yang terhubung dengan ikatan hidrogen (garis putus-putus).

Pada gambar 1 dapat dilihat bahwa terdapat dua molekul H₂O yang terhubung dengan ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen terjadi antara atom O pada molekul H₂O dengan atom H pada molekul H₂O yang lainnya. Ikatan hidrogen tersebut ditandai dengan garis putus-putus pada gambar 1 tersebut. Pada molekul H₂O, atom O yang terikat dengan 2 atom H memiliki 2 pasang elektron bebas. Pasangan elektron bebas pada atom O tersebut yang akan berikatan membentuk ikatan hidrogen dengan atom hidrogen dari molekul H₂O lainnya.

Untuk memberikan pemahaman yang lebih baik, maka diberikan contoh ikatan hydrogen pada molekul lain seperti terlihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Molekul air dan molekul etanol yang terhubung dengan ikatan hydrogen pada atom O dari H2O dan atom H dari etanol.

Pada gambar 2 dapat dilihat bahwa molekul etanol (CH₃-CH₂-OH) berikatan hidrogen (garis putus-putus) dengan molekul H₂O (Air). Atom H pada gugus hidroksil (-OH) dari etanol berikatan hidrogen dengan atom O dari molekul H₂O.

Ikatan hidrogen yang terjadi antara molekul etanol dan molekul air, juga dapat terjadi seperti pada gambar 3. Ikatan hidrogen terbentuk antara atom O dari gugus hidroksil (-OH) dari etanol yang berikatan dengan atom H dari molekul H₂O.

Gambar 3. Molekul air dan molekul etanol yang terhubung dengan ikatan hidrogen pada atom H dari H₂O dan atom O dari etanol.

Donor dan akseptor ikatan hidrogen

Syarat terbentuknya ikatan hidrogen adalah adanya atom H yang terikat pada atom dengan keelektronegatifan yang tinggi yaitu atom F, O, dan N. jadi dibutuhkan atom H dan atom dengan keelektronegatifan yang tinggi yaitu F, O, dan N. Dari atom tersebut, yang bertindak sebagai donor ikatan hidrogen adalah atom H. sedangkan yang bertindak sebagai akseptor ikatan hidrogen adalah atom F, O, dan N.

Gambar 4. Dua molekul H₂O yang terhubung dengan ikatan hidrogen. Atom H sebagai donor ikatan hidrogen dan atom O sebagai akseptor ikatan hidrogen.

19 May

Sifat magnetik atom

By Rolan Rusli

Sifat magnetik dari atom dikenal ada dua yaitu diamagnetik dan paramagnetik.

Untuk menentukan sifat magnetik dari suatu atom, kita dapat melihat konfigurasi elektron dari atom tersebut.

Atom yang memiliki pasangan elektron pada konfigurasi elektronnya, maka atom tersebut bersifat diamagnetik.

Sedangkan atom yang memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan pada konfigurasi elektronnya, maka atom tersebut bersifat paramagnetik.

Sebagai contoh kita lihat Fe dan Zn. Atom Fe memiliki nomor atom 26, sedangkan atom Zn memiliki nomor atom 30.

Konfigurasi elektron dari Fe dapat dilihat pada Gambar 1. Sedangkan konfigurasi Zn dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 1. Konfigurasi elektron Fe

Berdasarkan gambar 1 terlihat bahwa Fe memiliki 4 elektron yang tidak berpasangan pada orbital 3d (lihat lingkaran merah pada gambar 1). Sedangkan Zn semua elektronnya telah berpasangan. Oleh karena itu, maka Fe memiliki sifat paramagnetik, sedangkan Zn memiliki sifat diamagnetik.

Gambar 2. Konfigurasi elektron Zn

Atom yang bersifat diamagentik tidak terpengaruh oleh medan magnet, sedangkan atom yang bersifat paramagnetik akan terpengaruh oleh medan magnet.

15 Apr

Isoelektronik

By Rolan Rusli

Isoelektronik adalah kation atau anion yang memiliki konfigurasi elektron yang sama. Logam Natrium dengan nomor atom 11 ketika melepaskan 1 elektron pada kulit terluarnya akan membentuk kation Na⁺ dengan jumlah elektron 10. Logam Magnesium dengan nomor atom 12 ketika melepaskan 2 elektron pada kulit terluarnya akan membentuk kation Mg²⁺ dengan jumlah elektron 10. Jadi kation Na⁺ dan Mg²⁺merupakan kation isoelektronik karena memiliki jumlah elektron yang sama. Untuk lebih sederhananya dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Konfigurasi elektron logam Na, Mg, dan Al, serta kation logam Na⁺, Mg²⁺, dan Al³⁺.

Atom	Konfigurasi elektron	Kation	Konfigurasi elektron
Na	1s²2s²2p⁶3s¹	Na⁺	1s²2s²2p⁶
Mg	1s²2s²2p⁶3s²	Mg²⁺	1s²2s²2p⁶
Al	1s²2s²2p⁶3s²3p¹	Al³⁺	1s²2s²2p⁶

Berdasarkan tabel 1, maka dapat disimpulkan bahwa Kation Na⁺, Mg²⁺, dan Al³⁺adalah isoelektronik.

Begitupun sebaliknya untuk nonlogam dapat membentuk deret isoelektronik pada anionnya. Atom Oksigen yang memiliki nomor atom 8, ketika menerima 2 elektron membentuk anion O^2- dengan total jumlah elektron sebanyak 10 elektron. Hal yang sama juga untuk atom Fluor dengan nomor atom 9, akan menerima 1 elektron membentuk ion F^–, sehingga jumlah elektronnya adalah 10 elektron. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Konfigurasi elektron nonlogam N, O, dan F, serta anion N^3-, O^2-, dan F^–.

Atom	Konfigurasi elektron	Anion	Konfigurasi elektron
N	1s²2s²2p³	N^3-	1s²2s²2p⁶
O	1s²2s²2p⁴	O^2-	1s²2s²2p⁶
F	1s²2s²2p⁵	F^–	1s²2s²2p⁶

Berdasarkan tabel 2, maka dapat disimpulkan bahwa Anion N^3-, O^2-, dan F^–adalah isoelektronik.

14 Apr

Persamaan gelombang Schrödinger

By Rolan Rusli

Model mekanika kuantum yang dikembangkan oleh Erwin Schrödinger yang dikenal dengan persamaan gelombang Schrödinger merepresentasikan perilaku elektron di sekitar inti atom. Persamaan ini diberikan untuk atom satu elektron, menunjukkan hubungan antara fungsi gelombang electron (Ψ), energi total (E) dan potensial sistem (V).

Persamaan turunan kedua kedua fungsi gelombang di sepanjang setiap koordinat Cartesian x, y, dan z, yaitu:

Persamaan gelombang Schrödinger ini akan memiliki makna jika Ψ dikuadratkan (Ψ²). Ψ² merupakan probabilitas menemukan elektron di titik mana pun di sekitar inti. Akan terdapat sejumlah solusi untuk persamaan gelombang. Setiap solusi menggambarkan orbital yang berbeda dan distribusi probabilitas yang berbeda untuk elektron dalam orbital tersebut. Setiap orbital ini didefinisikan secara unik oleh satu set tiga bilangan bulat, yaitu: n, l, dan m. Ketiga bilangan bulat ini merupakan set bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum utama (n), azimuth (ℓ), dan magnetik (m).

14 Apr

Kerapatan Muatan

By Rolan Rusli

Suatu kation logam memiliki daya polarisasi. Untuk menentukan daya polarisasi tersebut, maka dapat ditentukan dengan melakukan perhitungan kerapatan muatannya.

Kerapatan muatan adalah jumlah satuan muatan dikalikan muatan proton dalam coulomb dibagi dengan volume ion, yaitu sebagai berikut:

Contoh:

Untuk kation logam natrium Na dengan muatan +1 yang memiliki jari-jari ion sebesar 116 pm, maka kerapatan muatan Natrium adalah:

Semakin besar kerapatan muatan, maka kation semakin mudah terpolarisasi.

18 Mar

Struktur Zat Padat

By Rolan Rusli

Pada materi ini akan dijelaskan mengenai struktur zat padat yang sederhana yaitu SC (Simple Cubic/kubus sederhana), BCC (Body Centered Cubic/Kubus berpusat badan), dan FCC (face centerd cubic/kubus berpusat muka).

A. Model

1. Simple Cubic (Kubus Sederhana)

SC adalah struktur padatan yang sederhana karena atom-atom tersusun pada susunan kubus di setiap sudut dari kubus. Penggambaran penyusunannya dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Struktur Kubus Sederhana

2. Body Centered Cubic (Kubus Berpusat Badan)

Penggambaran struktur BCC yaitu sama seperti kubus sederhana, namun memiliki tambahan atom pada pusat kubus, seperti terlihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur Kubus Berpusat Badan

3. Face Centered Cubic (Kubus Berpusat Muka)

Penggambaran struktur FCC yaitu sama seperti kubus sederhana, namun memiliki tambahan atom pada masing-masing sisi kubus, seperti terlihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Struktur Kubus Berpusat Muka

B. Jumlah atom

Pada struktur SC, kita memiliki atom-atom pada masing-masing sudut kubus. Untuk 1 sel satuan (1 unit kubus) maka jumlah atom yang berkontribusi pada kubus sederhana adalah 1/8 atom. Sehingga total atom pada kubus sederhana adalah 1/8 atom × jumlah sudut kubus = 1/8 × 8 = 1 atom.

Pada struktur BCC, untuk 1 sel satuan selain kita memiliki 1/8 atom pada masing-masing sudut kubus, terdapat pula 1 atom pada pusat kubus. Sehingga total atom pada kubus BCC adalah {(1/8 atom × jumlah sudut kubus) + 1 atom pada pusat kubus} = {(1/8 × 8) + 1} = 1+1 atom = 2 atom.

Pada struktur FCC, untuk 1 sel satuan selain kita memiliki 1/8 atom pada masing-masing sudut kubus, terdapat pula 1/2 atom pada masing-masing sisi kubus (6 sisi kubus). Sehingga total atom pada kubus FCC adalah {(1/8 atom × jumlah sudut kubus) + (1/2 atom + 6 sisi kubus)} = {(1/8 atom × 8) + (1/2 atom × 6)} = 1 atom + 3 atom = 4 atom.

10 Feb