Orbital atom

Orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku sebuah elektron ataupun berpasangan elektron bak-gelombang dalam sebuah atom.^[1] Fungsi ini dapat digunakan untuk menghitung probabilitas penemuan elektron dalam sebuah atom pada daerah spesifik mana pun di sekeliling inti atom. Dari fungsi inilah kita dapat menggambarkan sebuah grafik tiga dimensi yang menunjukkan kebermungkinan lokasi elektron. Oleh sebab itu, sebutan orbital atom dapat pula secara langsung merujuk pada daerah tertentu pada sekitar atom yang ditentukan oleh fungsi matematis kebermungkinan penemuan elektron.^[2] Secara spesifik, orbital atom menerangkan keadaan-keadaan kuantum yang mungkin dari suatu elektron dalam sekumpulan elektron di sekeliling atom.

Walaupun beranalogi dengan planet mengelilingi Matahari, elektron tidak dapat digambarkan sebagai partikel padat, sehingga orbital atom pula tidak hendak menyerupai lintasan revolusi planet. Analogi yang lebih akurat adalah membandingkan orbital atom dengan atmosfer (elektron) yang mempunyai di sekeliling planet kecil (inti atom). Orbital atom dengan persis menggambarkan susunan geometri atmosfer ini hanya ketika terdapat satu elektron yang mempunyai dalam atom. Ketika elektron yang banyakan ditambahkan pada atom tersebut, elektron tambahan tersebut cenderung hendak mengisi volume ruang di sekeliling inti atom secara merata sehingga himpunan elektron (kadang-kadang dinamakan "awan elektron")^[3] tersebut umumnya cenderung mewujudkan daerah probabilitas penemuan elektron yang berwujud bola.

Orbital atom dan orbital molekul elektron. Orbital-orbital pada gambar di atas disusun seiring dengan meningkatnya energi. Perhatikan bahwa orbit atom adalah fungsi dari tiga variabel (dua variabel sudut, dan satu variabel jari-jari r). Penggambaran di atas adalah sesuai dengan komponen sudut orbital, namun tidaklah sepenuhnya dapat mewakili keseluruhan susunan orbital yang mempunyai.

Gagasan bahwa elektron dapat berevolusi di sekeliling ini atom dengan momentum sudut yang pasti diargumenkan dengan penuh keyakinan oleh Niels Bohr pada tahun 1913,^[4] dan fisikawan Jepang Hantaro Nagaoka pun telah mempublikasi hipotesis perilaku orbit elektron seawal tahun 1904.^[5] Namun adalah penuntasan persamaan Schrödinger pada tahun 1926 untuk gelombang elektron pada atom yang memberikan fungsi matematis orbital atom modern.^[6]

Oleh sebab berbeda dengan "orbit" mekanika klasik, sebutan "orbit" elektron pada atom ditukarkan dengan sebutan orbital, yang dibuat oleh kimiawan Robert Mulliken pada tahun 1932.^[7] Orbital atom umumnya dideskripsikan sebagai fungsi gelombang "bak hidrogen" dengan bilangan kuantum n, l, m yang berkorespondensi dengan energi, momentum sudut, dan arah momentum sudut pasangan elektron secara berurutan. Tiap-tiap orbital (ditentukan oleh sehimpunan bilangan kuantum yang berbeda) yang secara maksimal hanya dapat menampung dua elektron ini memiliki nama klasik s,p,d, dan f. Nama-nama ini berasal dari karakteristik yang terpantau pada garis spektroskopi setiap, yakni sharp, principal, diffuse, dan fundamental. Nama orbital sesudah orbital f dinamakan secara alfabetis mulai dari g.^[8][9]

Referensi