TUGAS TERSTRUKTUR

1. Menurut Louis De Broglie bahwa electron mempunyai sifat gelombang sekaligus juga partikel. Jelaskan keterkaitannya dengan teori mekanika kuantum dan orbital molekul!
2. Bila absorpsi sinar UV oleh ikatan rangkap menghasilkan promosi electron ke orbital yang berenergi tinggi. Transisi electron manakah yang memerlukan energi terkecil bila sikloheksana berpindah ke tingkat tereksitasi?

Jawaban:

1. Louis de Broglie meneliti keberadaan gelombang melalui eksperimen difraksi berkas electron. Dari hasil penelitiannya inilah diusulkan “materi mempunyai sifat gelombang di samping partikel”, yang dikenal dengan prinsip dualitas. 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. Partikel yang bergerak memiliki sifat gelombang. Fakta yang mendukung teori ini adalah petir dan kilat. Kilat akan lebih dulu terjadi daripada petir. Kilat menunjukkan sifat gelombang berbentuk cahaya, sedangkan petir menunjukkan sifat partikel berbentuk suara. Louis de Broglie menjelaskan bahwa cahaya dapat berada dalam suasana tertentu yang terdiri dari partikel-partikel, kemungkinan berbentuk partikel pada suatu waktu sehingga untuk menghitung panjang gelombang suatu partikel yaitu:

λ =h/m.v

Dengan:

λ :  panjang gelombang (m)

h : tetapan planck 6,62 x 10-34 Joule s

m : massa partikel (kg)

v :  kecepatan partikel (m/s)

Apabila di hubungkan dengan teori Prinsip dualitas inilah menjadi titik pangkal berkembangnya mekanika kuantum oleh Erwin Schrodinger.Yang sebelumnya oleh Werner Heisenberg telah mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian. “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. Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit.

2. Energy yang dimiliki sinar UV mampu menyebabkan perpindahan electron (promosi electron) atau dapat disebut transisi elektronik. Transisi elektronik dapat diartikan sebagai perpindahan electron dari satu orbital ke orbital yang lain. Disebut transisi elektronik karena electron yang menempati satu orbital dengan energy terendah dapat berpindah ke orbital lain yang memiliki energy lebih tinggi jika menyerap energy, begitupun sebaliknya jika melepaskan energy. Energy yang diterima atau diserap berupa radiasi elektromagnetik. Adssorpsi sinar UV mengakibatkan eksitasi molekul dari energy dasar ke energy yang lebih tinggi. Ketika berpindah dari orbital yang satu ke orbital yang lain dengan memancarkan gelombang elektromagnetik. Ketika berpindah dari orbit yang luar ke yang dalam electron akan memancarkan energy sebesar E = h.f, dengan f ialah frekuensi gelombang yang dipancarkan. Disamping itu dalam proses transisi ini tidak  semua electron ikatan terpromosikan ke orbital antiikatan.

Berdasarkan jenis orbital tersebut maka, jenis-jenis transisi elektronik dibedakan menjadi empat macam, yakni:

1. Transisi σ → σ*
2. Transisi π → π*
3. Transisi n → π*
4. Transisi n → σ*

Keterangan

· σ : senyawa-senyawa yang memiliki ikatan tunggal

· π : senyawa-senyawa yang memiliki ikatan rangkap

· n menyatakan orbital non-ikatan: untuk senyawa-senyawa yang memiliki elektron bebas.

· σ* dan π* merupakan orbital yang kosong (tanpa elektron), orbital ini akan terisi elektron ketika telah atau bila terjadi eksitasi elektron atau perpindahan elektron atau promosi elektron dari orbital ikatan. Pada zat-zat pengabsorbsi ini berkaitan dengan tiga jenis transisi elektron, yaitu elektron-elektron π, σ, dan n, yang meliputi molekul atau ion organik dan sejumlah anorganik. Penyelidikan spektroskopi senyawa-senyawa organik dilakukan pada daerah UV yang panjang gelombangnya lebih besar dari 185nm. Dan bila 2 orbital atom bergabung maka salah satu orbital molekul bonding berenergi rendah atau orbital molekul anti bonding berenergi tinggi dihasilkan. Orbital molekul yang diasosiasikan dengan ikatan tunggal dalam molekul organik ditandai dengan orbital sigma dan elektron yang terlibat adalah elektron sigma.