TUGAS TERSTRUKTUR I

TUGAS TERSTRUKTUR

1.  Menurut Louis de Broglie bahwa elektron mempunyai sifat gelomabang sekaligus juga partikel. Jelaskan keterkaitan dengan teori mekanika kuantum dan teori orbital molekul?

JAWAB:

Salah satu kelemahan dari teori atom Niels Bohr, yaitu tidak dapat menjelaskan mengapa elektron hanya boleh berada pada tingkat energi tertentu. Pertanyaan itu baru dapat dijelaskan setelah Louis de Broglie, seorang ahli fisika dari Perancis, mengemukakan gagasanya tentang gelombang materi.

Pada tahun 1924, 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 satu partikel diperoleh:

Hipotesis de Broglie terbukti benar dengan ditemukannya sifat gelombang dari elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi seperti halnya sinar–X. Sebagai akibat dari dualisme sifat elektron sebagai materi dan sebagai gelombang, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dapat dibenarkan. Gelombang  tidak bergerak menurut suatu garis, melainkan menyebar pada suatu daerah tertentu.

Menurut model atom mekanika kuantum, gerakan elektron dalam mengelilingi inti atom memiliki sifat dualisme. Oleh karena gerakan elektron dalam mengelilingi inti memiliki sifat seperti gelombang maka persamaan gerak elektron dalam mengelilingi inti harus terkait dengan fungsi gelombang. Dengan kata lain, energi gerak (kinetik) elektron harus diungkapkan dalam bentuk persamaan fungsi gelombang.

Partikel yang bergerak memiliki sifat gelombang. Fakta yang mendukung teori ini adalah petir dan kilat. Pernahkan Anda mendengar bunyi petir dan melihat kilat ketika hujan turun? Manakah yang lebih dulu terjadi, kilat atau petir?

Kilat akan lebih dulu terjadi daripada petir. Kilat menunjukan sifat gelombang berbentuk cahaya, sedangkan petir menunjukan sifat pertikel berbentuk suara. Hipotesis de Broglie dibuktikan oleh C. Davidson an LH Giermer (Amerika Serikat) dan GP Thomas (Inggris).

Prinsip dualitas inilah menjadi titik pangkal berkembangnya mekanika kuantum oleh Erwin Schrodinge

 2.  Bila absorpsi sinar UV oleh ikatan rangkap menghasilkan promosi elektron ke orbital yang berenergi lebih tinggi. Transisi elektron manakah memerlukan energi terkecil bila sikloheksena berpindah ke tingkat tereksitasi?

JAWAB:

Pada daerah sinar uv-sinar tampak hanya melibatkan transisi elektron dari p ke p* dan n ke p*, sehingga senyawa yang dapat menunjukkan sifat absortivitasnya pada daerah ini hanya senyawa-senyawa yang memiliki transisi elektron dari p ke p* dan n ke p* saja. Dimana senyawa-senyawa tersebut merupakan senyawa-senyawa yang memiliki ikatan rangkap dengan panjang gelombang (l) >200 nm atau dengan kata lain senyawa tersebut memiliki gugus kromofor.

Spektrum elektron suatu molekul adalah hasil transisi antara dua tingkat energi elektron pada molekul tersebut.

Menurut Teori Orbital Molekul ketika molekul tereksitasi oleh energi yang terserap (sinar UV-Tampak). Elektron akan mengalami promosi dari orbital bonding ke antibonding.

Jenis transisi elektronik:

Transisi σ—>σ*

Ikatan sigma merupakan ikatan yang sangat kuat sehingga dibutuhkan energi yang tinggi untuk dapat melakukan transisi ini.

Senyawa organik yang terbentuk dari ikatan sigma (ikatan tunggal) tidak menunjukkan absorpsi di daerah normal ultraviolet (200 – 400 nm).

Senyawa hidrokarbon seperti CH4 (metana), CH3-CH2-CH3 (propana) mengalami transisi ini.

Transisi n—>σ*

Transisi jenis ini terjadi pada senyawa heteroatom berikatan tunggal yang terikat dengan atom yang memiliki pasangan elektron bebas seperti atom oksigen (O), atom-atom halogen (F, Cl, Br, I), atom nitrogen (N) dan sebagainya.

Senyawa-senyawa organik yang mengalami transisi ini diantaranya adalah eter, alkohol, alkil halida, amina dan sebagainya.

Transisi π—>π*

Transisi jenis ini terjadi pada molekul hidrokarbon tak jenuh atau molekul yang memiliki ikatan rangkap.

Energi yang dibutuhkan untuk melakukan eksitasi lebih kecil dibandingkan transisi sebelumnya, sehingga transisi ini terjadi pada panjang gelombang yang lebih besar

Senyawa-senyawa organik yang mengalami transisi ini diantaranya adalah senyawa alkena dan alkuna.

Transisi n—>π*

Transisi ini terjadi pada senyawa tak jenuh yang berikatan dengan atom yang memiliki pasangan elektron bebas.

Senyawa organik yang mengalami transisi ini diantaranya adalah senyawaan karbonil (C=O), nitril (C=N).

Pada umumnya senyawa yang mempunyai transisi σ—>σ* mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang sekitar 150 nm

Senyawa yang mempunyai transisi σ—>σ*  dan n—>σ*  (kromofor tak terkonjugasi) mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang sekitar 200 nm

Senyawa yang mempunyai transisi π—>π* dan n—>π*   mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang daerah ultraviolet kuarsa (200 – 400 nm)

Panjang gelombang sinar ultraviolet-visible berkisar antara 200 – 400 nm. Maka senyawa yang dapat dideteksi oleh spektrofotometer UV-Vis adalah senyawa yang mempunyai transisi π—>π* dan             n–>π*

Intensitas absorpsi yang disebabkan oleh transisi n—>π*   lebih kuat 10 – 100 kali intensitas yang disebabkan oleh transisi π—>π*