MODEL ATOM SCHRÖDINGER: KARAKTERISTIK, POSTULAT - FISIK - 2025

Model atom Schrödinger dikembangkan oleh Erwin Schrödinger pada tahun 1926. Proposal ini dikenal sebagai model mekanika kuantum atom, dan menjelaskan perilaku elektron yang seperti gelombang.

Schrödinger menyarankan bahwa pergerakan elektron dalam atom berhubungan dengan dualitas gelombang-partikel, dan akibatnya, elektron dapat bergerak di sekitar inti sebagai gelombang berdiri.

Schrödinger, yang dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1933 atas kontribusinya pada teori atom, mengembangkan persamaan dengan nama yang sama untuk menghitung probabilitas bahwa sebuah elektron berada pada posisi tertentu.

Karakteristik model atom Schrödinger

Orbital 1s, 2s, dan 2p dalam atom natrium.

-Jelaskan pergerakan elektron sebagai gelombang berdiri.

-Elektron bergerak secara konstan, yaitu elektron tidak memiliki posisi tetap atau pasti di dalam atom.

-Model ini tidak memprediksi lokasi elektron, juga tidak menggambarkan jalur yang diambilnya di dalam atom. Itu hanya menetapkan zona probabilitas untuk menemukan elektron.

-Area probabilitas ini disebut orbital atom. Orbital menggambarkan gerakan translasi di sekitar inti atom.

- Orbital atom ini memiliki level dan sub-level energi yang berbeda, dan dapat ditentukan di antara awan elektron.

-Model tidak mempertimbangkan kestabilan inti, ia hanya mengacu pada penjelasan mekanika kuantum yang terkait dengan pergerakan elektron di dalam atom.

Kerapatan elektron menunjukkan kemungkinan menemukan elektron di dekat inti. Semakin dekat ke nukleus (zona ungu), semakin besar kemungkinannya, sementara itu akan berkurang jika menjauh dari nukleus (zona ungu).

Percobaan

Model atom Schrödinger didasarkan pada hipotesis Broglie, serta model atom Bohr dan Sommerfeld sebelumnya.

Broglie mengusulkan bahwa seperti gelombang memiliki sifat partikel, partikel memiliki sifat gelombang, memiliki panjang gelombang yang terkait. Sesuatu yang menimbulkan banyak harapan pada saat itu, karena Albert Einstein sendiri adalah pendukung teorinya.

Akan tetapi, teori de Broglie memiliki kekurangan, yaitu makna dari idenya sendiri tidak dipahami dengan baik: elektron dapat berupa gelombang, tetapi tentang apa? Saat itulah sosok Schrödinger muncul untuk merespon.

Untuk melakukan ini, fisikawan Austria mengandalkan eksperimen Young, dan berdasarkan pengamatannya sendiri, ia mengembangkan ekspresi matematika yang menyandang namanya.

Berikut dasar ilmiah dari model atom ini:

Eksperimen Young: demonstrasi pertama dualitas gelombang-partikel

Hipotesis de Broglie tentang gelombang dan sifat sel materi dapat didemonstrasikan menggunakan eksperimen Young, yang juga dikenal sebagai eksperimen celah ganda.

Ilmuwan Inggris Thomas Young meletakkan dasar untuk model atom Schrödinger ketika pada tahun 1801 dia melakukan percobaan untuk memverifikasi sifat gelombang cahaya.

Selama eksperimennya, Young membagi pancaran berkas cahaya yang melewati lubang kecil melalui ruang observasi. Pembagian ini dicapai melalui penggunaan kartu 0,2 milimeter, yang terletak sejajar dengan balok.

Rancangan percobaan dibuat agar berkas cahaya lebih lebar dari pada kartu, dengan demikian, ketika meletakkan kartu secara horizontal, berkas tersebut dibagi menjadi dua bagian yang kira-kira sama. Output berkas cahaya diarahkan oleh cermin.

Kedua berkas cahaya itu membentur dinding di ruangan gelap. Di sana, pola interferensi antara dua gelombang dibuktikan, dengan demikian menunjukkan bahwa cahaya dapat berperilaku baik sebagai partikel maupun sebagai gelombang.

Seabad kemudian, Albert Einsten memperkuat ide tersebut dengan menggunakan prinsip-prinsip mekanika kuantum.

Persamaan Schrödinger

Schrödinger mengembangkan dua model matematika, membedakan apa yang terjadi bergantung pada apakah keadaan kuantum berubah seiring waktu atau tidak.

Untuk analisis atom, Schrödinger menerbitkan persamaan Schrödinger yang tidak bergantung waktu pada akhir tahun 1926, yang didasarkan pada fungsi gelombang yang berperilaku sebagai gelombang berdiri.

Ini menyiratkan bahwa gelombang tidak bergerak, simpulnya, yaitu titik ekuilibriumnya, berfungsi sebagai poros untuk sisa struktur untuk bergerak di sekitarnya, menggambarkan frekuensi dan amplitudo tertentu.

Schrödinger mendefinisikan gelombang yang digambarkan elektron sebagai keadaan diam atau orbital, dan mereka terkait, pada gilirannya, dengan tingkat energi yang berbeda.

Persamaan Schrödinger yang tidak bergantung waktu adalah sebagai berikut:

Dimana:

E : konstanta proporsionalitas.

Ψ : fungsi gelombang dari sistem kuantum.

Η : Operator Hamilton.

Persamaan Schrödinger yang tidak bergantung waktu digunakan ketika yang dapat diamati yang mewakili energi total sistem, yang dikenal sebagai operator Hamiltonian, tidak bergantung pada waktu. Namun, fungsi yang menggambarkan gerakan gelombang total akan selalu bergantung pada waktu.

Persamaan Schrödinger menunjukkan bahwa jika kita memiliki fungsi gelombang Ψ, dan operator Hamiltonian bekerja padanya, konstanta proporsionalitas E mewakili energi total sistem kuantum di salah satu status stasionernya.

Diterapkan pada model atom Schrödinger, jika elektron bergerak di ruang tertentu, terdapat nilai energi diskrit, dan jika elektron bergerak bebas di ruang angkasa, terdapat interval energi kontinu.

Dari segi matematis, ada beberapa solusi untuk persamaan Schrödinger, setiap solusi mengandung nilai konstanta proporsionalitas E.

Menurut prinsip ketidakpastian Heisenberg, tidaklah mungkin memperkirakan posisi dan energi sebuah elektron. Akibatnya, para ilmuwan menyadari bahwa perkiraan lokasi elektron di dalam atom tidak akurat.

Postulat

Postulat model atom Schrödinger adalah sebagai berikut:

-Elektron berperilaku sebagai gelombang berdiri yang didistribusikan di ruang angkasa sesuai dengan fungsi gelombang Ψ.

-Elektron bergerak di dalam atom dalam mendeskripsikan orbital. Ini adalah area di mana kemungkinan menemukan elektron jauh lebih tinggi. Probabilitas yang dimaksud sebanding dengan kuadrat dari fungsi gelombang Ψ ² .

Konfigurasi elektron model atom Schrödinguer menjelaskan sifat periodik atom dan ikatan yang mereka bentuk.

Namun, model atom Schrödinger tidak mempertimbangkan spin elektron, juga tidak mempertimbangkan variasi perilaku elektron cepat karena efek relativistik.

Artikel yang menarik

Model atom De Broglie.

Model atom Chadwick.

Model atom Heisenberg.

Model atom Perrin.

Model atom Thomson.

Model atom Dalton.

Model atom Dirac Jordan.

Model atom dari Democritus.

Model atom Bohr.

Model atom Sommerfeld.

Referensi

1. Model atom Schrodinger (2015). Diperoleh dari: quimicas.net
2. Model mekanik kuantum atom Diperoleh dari: en.khanacademy.org
3. Persamaan gelombang Schrödinger (sf). Jaime I. Castellón University, Spanyol. Diperoleh dari: uji.es
4. Teori atom modern: model (2007). © ABCTE. Diperoleh dari: abcte.org
5. Model Atom Schrodinger (sf). Diperoleh dari: erwinschrodingerbiography.weebly.com
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Persamaan Schrödinger. Diperoleh dari: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Eksperimen Young. Diperoleh dari: es.wikipedia.org