PERANAN ORBITAL DALAM PEMBENTUKAN IKATAN

Molekul dapat berperan sebagai partikel dan gelombang .

a.       Partikel adalah sebuah satuan dasar dari benda atau materi. Bisa juga dikatakan Partikel merupakan satuan bagian terkecil dari suatu materi.

b.      Gelombang adalah gejala rambatan suatu getaran atau usikan . Gelombang akan terus terjadi apabila sumber geteran ini bergetar terus menerus .

Pada penelitian Louis de Broglie mengungkapkan konsep dualisme materi melalui eksperimen difraksi berkas elektron yaitu suatu materi memiliki dua sifat sebagai partikel juga sebagai gelombang. Sifat partikel dan gelombang suatu materi tidak tampak sekaligus, sifat yang tampak jelas tergantung pada perbandingan panjang gelombang de Broglie dengan dimensinya serta dimensi sesuatu yang berinteraksi dengannya. Sebagai contoh petir dengan kilat. Anda tentu pernah mendengar petir dan melihat kilat ketika turun hujan. Kilat terlebih dulu kita lihat sebelum petir kemudian kita dengar. Hal ini dapat di jelaskan bahwa kilat merupakan sifat gelombang berwujud cahaya sedangkan petir merupakan sifat partikel berupa suara. Fakta ini salah satu yang mendukung konsep dari dualisme Louis de Broglie. 

Heseinberg ( 1901 – 1976 ) mengemukakan bahwa elektron tidak dapat ditentukan keberadaannya secara pasti. Keberadaan elektron hanya merupakan kebolehjadian menemukan elektron pada suatu area tertentu. Hal ini disebabkan tidak mungkin dapat ditentukan posisi sekaligus momentum dari suatu benda bergerak. Prinsip ketidakpastian ini menunjukan keterbatasan pengetahuan manusia.

Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.

Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

Elektron dalam orbital yang bergerak dengan cepat akan membentuk suatu awan elektron. Awan elektron ini memberikan deskripsi peluang terbesar tempat elektron berada. Gerakan elektron pada tiap orbital membentuk awan dengan pola tertentu misalnya menyerupai bola, bola terpilin atau bentuk lainnya. Gerakan elektron yang sangat cepat ini membentuk ketebalan yang berbeda di tiap ruang orbital. Semakin tebal awan elektron semakin besar peluang elektron untuk ditemukan begitupun sebaliknya. Menurut persamaan fungsi gelombang Schrodinger ,distribusi elektron dalam orbital dapat ditentukan melalui 3 bilangan kuantum yaitu :

1.      Bilangan Kuantum Utama ( n = nomor lintasan elektron / kulit )

2.      Bilangan Kuantum Azimut ( l = menunjukkan sub – lintasan / sub – kulit )

3.      Bilangan Kuantum Magnetik ( m = harga orbital )

CIRI KHAS MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG

1.    Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom) .

2.   Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut) .

3.    Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya electron .

ORBITAL MOLEKUL

Teori orbital molekul adalah teori yang menjelaskan ikatan kimia melalui diagram orbital molekul. Sifat magnet dan sifat-sifat molekul dapat dengan mudah dijelaskan dengan menggunakan pendekatan mekanika kuantum lain yang disebut dengan teori orbital molekul. Salah satu contohnya teori orbital molekul dapat menjelaskan sifat paramagnetisme dari molekul O₂ sesuai hasil percobaan, bahwa oksigen bersifat paramagnetik dengan dua elektron tidak berpasangan dan bukan diamagnetik seperti yang dijelaskan dengan menggunakan teori ikatan valensi. Temuan ini membuktikan adanya kekurangan mendasar dalam teori ikatan valensi. Teori orbital molekul menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yang dihasilkan dari interaksi orbital orbital atom dari atom yang berikatan dengan molekul secara keseluruhan. Seperti halnya untuk menjelaskan sifat-sifat ion kompleks, teori orbital molekul juga dapat dijadikan pendekatan yang baik karena teori orbital molekul dapat menjelaskan fakta bahwa ikatan anatara ion logam dan ligan bukan hanya merupakan ikatan ion yang murni tetapi juga terdapat ikatan kovalen pada ion atau senyawa kompleks .

Dalam kasus orbital atom, persamaan Schrodinger dapat ia ditulis untuk elektron dalam molekul. Perkiraan solusi untuk persamaan Schrodinger molekul ini dapat dibangun dari kombinasi linear orbital atom (LCAO), yang jumlah dan   perbedaan fungsi gelombang atom. Seperti fungsi gelombang memiliki bentuk yaitu :

Ψ = C_a Ψ_a + C_b Ψ_b

Dimana Ψ adalah fungsi gelombang molekul, Ψ_a, dan Ψ_b  adalah fungsi atom gelombang, dan c_a, dan c_b adalah koefisien disesuaikan. Koefisien bisa sama atau tidak sama, positif atau negatif, tergantung pada orbital individu dan energi mereka. Sebagai jarak antara dua atom menurun, orbital mereka tumpang tindih, probabilitas signifikan Wilh untuk  elektron dari kedua atom di wilayah tumpang tindih. Akibatnya, orbital molekul  bentuk. Elektron dalam ikatan orbital molekul menempati ruang antara inti, dan gaya elektrostatik antara elektron dan dua inti positif terus atom bersama-sama.

Tiga kondisi penting untuk tumpang tindih menyebabkan ikatan : 

a. Simetri orbital harus sedemikian rupa sehingga daerah dengan tanda yang sama tumpang tindih Ψ. 

b. Energi orbital atom harus sama. Ketika energi berbeda dengan jumlah yang besar, perubahan energi pada pembentukan orbital molekul kecil dan pengurangan net energi elektron terlalu kecil untuk ikatan yang signifikan.

c. Jarak antara atom harus cukup pendek untuk memberikan tumpang tindih baik dari orbital .