menjelaskan tentang hukum fisika larangan pauli

1. FISIKA DASAR
OLEH:
M. RISALDI B.
&
ANISAH FAHNIATI

2. Larangan Pauli
Tidak boleh lebih dari satu elektron
dalam sebuah atom memiliki empat
bilangan kuantum yang sama.

3. CONTOH:
He: Punya 2 Eektron
 Bilangan kuantum utama (n) = 1 (ditentukan oleh kulit)
 Bilangan kuantum azimut (l) = 0
 Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
 Bilangan kuantum spin (s) = jika nilai m= 0, maka ada 2 nilai (s)
yakni -1/2 dan +1/2
s p d f
0 1 2 3

4. KULIT DAN SUB KULIT
Bilangan kuantum utama (n),
Jika n = 1 kita sebut kulit K,
Jika n = 2 kita sebut kulit L,
Jika n = 3 kita sebut kulit M,
dan seterusnya.
Elektron yang memiliki n dan l yang sama dikatakan
berada pada subkulit yang sama. Jika l = 0 kita namakan
subkulit s, jika l = 1 kita namakan subkulit p, jika l = 2 kita
namakan subkulit d. Mulai dari l = 3, nama sub kulit
mengikuti alfabet f, g, h, i, dan seterusnya.
₂₃V= 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d3
kulit 3d³ Elektron valensi
Sub Kulit
Jadi 23V = n= 3 dan l= 2

5. KONFIGURASI ELEKTRON
Secara umum, energi elektron dalam atom
ditentukan oleh bilangan kuantum n dan l. Untuk nilai n
tertentu, nilai l yang lebih kecil memiliki energi lebih
kecil. Elektron-elektron mula-mula diisi pada keadaan
dengan energi lebih rendah. Pengisian keadaan oleh
elektron (konfigurasi) elektron biasanya dinyatakan
dengan menuliskan bilangan kuantum utama yang
diiskuti oleh orbital dan jumlah elektron yang
menempati orbitar tersebut yang dinyatakan dalam
tanda supercript.
Contohnya:
11Na: 1s2,2s2,2p6,3s1

6. Spektrum sinar-X
Spektrum infra merah, cahaya tampak dan
ultraviolet yang dipancarkan atom-atom dihasilkan oleh
transisi elektron-elektron kulit terluar atom tersebut.
Energi yang berubah akibat transisi tersebut
bersesuaian dengan energi foton sinar inframerah
sampai ultraviolet.
Jika inti atom mengandung banyak proton maka
elektron-elektron kulit terdalam mengalami gaya
Coulomb yang santa besar. Akibatnya, energi yang
dimiliki elektron tersebut sangat besar. Jika terjadi
transisi elektron antar kulit terdalam suatu atom yang
memiliki nomor atom besar (Z besar) maka
dipancarkan energi foton yang tinggi. Gelombang
elektromagnetik yang dipancarkan berada dalam
daerah sinar X.
. Jika elektron yang ditembakkan mengenai elektron
yang berada pada kulit terdalam, maka elektron di kulit
terdalam atom dapat terpental keluar. Akibatnya, kulit
terdalam menjadi tidak penuh. Elektron pada julit
berikutnya jatuh mengisi tempat kosong di kulit
terdalam, disertai pemancaran gelombang
elektromagnetik.

7. Spektrum sinar-X
Kulit-kilit dalam atom berlektron banyak sering diberi simbol K untuk
kulit terdalam (n = 1), L untuk kulit kedua dari dalam (n = 2), M untuk
kulit ketiga dari dalam (n = 3), dan seterusnya. Berdasarkan jenis kulit
yang menjadi tujuan transisi elektron yang jatuh mengisi tempat
kosong, kita mengklasifikan garis-garis sinar-X yang dipanxarkan
atom sebagai
i. Garis K: dihasilkan oleh transisi elektron dari kulit lebih luar ke
kulit K
ii. Garis L: dihasilkan oleh transisi elektron dari kulit lebih luar ke
kulit L
Iii. Garis M: dihasilkan oleh transisi elektron dari kulit lebih luar ke
kulit M
Garis K pun bisa menghasilkan panjang gelombang yang
berbeda-beda.
a) Garis akibat transisi elektron dari kulit L ke kulit K disebut garis Ka
b) Garis akibat transisi elektron dari kulit M ke kulit K disebut garis
Kb
c) Garis akibat transisi elektron dari kulit N ke kulit K disebut garis Ky
Demikian pula dengan garis L.
a) Garis akibat transisi elektron dari kulit M ke kulit L disebut garis La
b) Garis akibat transisi elektron dari kulit N ke kulit L disebut garis Lb
c) Dan seterusnya

8. Hukum Moseley
Panjang gelombang spektrum garis sinar-X memenuhi
dengan Z adalah nomor atom material target. Hukum ini bisa dijelaskan sebagai
berikut. Jika elektron kulit K terpental keluar dari atom, maka elektron-elektron pada
kulit luar akan melihat inti atom dan satu elektron yang tersisi dan kulit K. Elektron di
kulit L, M, N, dan seterusnya melihat inti dan satu elektron yang tersisi di kulit K
berperan seolah-olah sebagai inti baru dengan muatan efektif +Ze – e = (Z-1)e
(muatan total inti dikurangi muatan elektron di kulit K).

9. Energi Vibrasi Molekul
Pada atom terjadi tarik-menarik antara inti dan elektron. Dengan
menggunakan mekanika kuantum tarikan tersebut melahirkan tingkat-tingkat
energi dalam atom. Hal serupa akan dijumpai pada molekul. Pada molekul
terjadi tarik-menarik antar atom penyusun molekul. Oleh karena itu kita
mengarapkan molekul juga memiliki tingkat-tingkat energi. Jarak antar atom
dalam molekul sebenarnya tidak konstan. Jarak tersebut berubah-ubah
secara periodik. Peristiwa ini dinamakan vibrasi atau getaran

10. Energi Vibrasi Molekul
Walaupun begitu, ada jarak seimbang antar atom-atom tersebut. Vibrasi atom-
atom dalam molekul berupa getaran di sekitar titik seimbangnya. Jika jarak
seimbang antar atom adalah o r dan jarak antar atom pada suatu saat adalag r
maka energi potensial vibrasi adalah
dengan k adalah “konstanta pegas” untuk vibrasi. Tampak bahwa energipotensial
vibrasi memenuhi hokum Hooke. Jika diselesaikan dengan menggunakan
mekanika kuantum maka vibrasi molekul melahirkan tingkat-tingkat energi yang
disktrit. Tingkat-tingkat energi vibrasi memenuhi
dengan fo adalah frekuensi karakterisik vibrasi
molekul, h adalah konstanta Planck, dan v adalah
bilangan kuantum vibrasi yang memiliki nilai 0, 1,
2, …. Jika u adalah massa tereduksi molekul
maka frekuensi karakteristik vibrasi memenuhi

11. Energi Vibrasi Molekul
dan massa tereduksi memenuhi hubungan
dengan m1 dan m2 adalah massa atom-atom yang berikatan. Tingkat
energi vibrasi terendah berkaitan dengan v, yaitu Eo = hfo / 2 .
Energi ini disebut energi titik nol atau zero point energy.
Kaidah transisi untuk vibrasi adalah
Artinya, transisi antar keadaan vobrasi hanya dapat terhadi antara dua keadaan
berdekatan, yaitu dengan perbedaan bilangan kuantum –1 atau +1. Energi yang
dipancarkan akibat transisi dari keadaan dengan bilangan kuantum vibrasi v ke
dadaan dengan bilangan kuantum vinbrasi v-1 adalah

12. Energi rotasi molekul
Di samping energi vibrasi, bentuk energi lain yang dapat dimiliki molekul adalah energi rotasi. Untuk
atom tunggal, energi rotasi diabaikan karena ukuran atom yang sangat kecil (mendekati titik). Tetapi untuk
molekul, ada dimensi yang dimiliki akibat atom-atom penyusun molekul memiliki jarak tertentu. Dengan
demikian, energi rotasi muncul pada molekul.
Energi kinetik rotasi molekul memenuhi
dengan w kecepatan sudut rotasi, I momen
inersia molekul, dan L momentum sudut
molekul. Jika dikaji dari teori kuantum,
rotasi molekul melahirkan tingkat-tingkat
energi yang disktrit.

13. Momentum sudut yang dimiliki nilai yang
terkuantisasi menurut hubungan
Dengan h adalah konstanta Planck, L
disebut bilangan kuantum momentum
sudut rotasi = 0, 1, 2, 3, … Dengan
demikian, energi kinetik rotasi molekul
memiliki nilai-nilai disktrit yang memenuhi
Kaidah transisi yang berkalu untuk ritasi
adalah
Dengan demikian, jika molekul melakukan
transisi dari keadaan dengan bilangan
kuantum L ke keadaan dengan bilangan
kuantum L-1 maka dilepas energi sebesar

14. Thank You