Dualisme Sifat Elektron

          Ada pertanyaan tentang mengapa electron atom hydrogen terkuantisasi? Atau dengan pertanyaan yang lebih konkret , mengapa electron dalam atom bohr dibatasi untuk mengorbit disekeliling inti pada jarak tertentu saja? . pada tahun 1924,fisikawan perancis Louis de Broglie memberika alasan sebagai berikut. Bila gelombang cahaya dapat berperilaku seperti aliran partikel maka mungkin partikel seperti electron dapat memiliki sifat gelombang. Menurut de Broglie, sebuah electron yang terikat pada inti berperilaku seperti gelombang berdiri. Gelombang berdiri dapat dihasilkan dengan memetik misalnya senar gitar. Gelombang disebut berdiri atau stasioner, sebab gelombang ini tidak berjalan disepanjang senar. Beberapa titik pada senar disebut simpul (node),tidak bergerak sama sekali ; berarti amplitudo gelombang di titik-titik tersebut adalah nol.terdapat satu simpul disetiap ujung dan mungkin terdapat simpul-simpul diujung-ujungnya.semakin besar frekuensi getaran, semakin pendek panjang gelombang dari gelombang berdiri itu dan semakin banyak jumlah simpulnya.

De Broglie beragumen, bila electron berperilaku seperti gelombang berdiri dalam aom hydrogen, panjang dari gelombangnya harus benar-benar sesuai dengan keliling orbit. Jika tidak , gelombang itu secaea sebagian akan meniadakan dirinya sendiri pada setiap orbit yang berurutan ; akhirnya amplitudonya akan berkurang menjadi nol,dan gelombang itu akan hilang.

TEORI ATOM MEKANIK KUANTUM

1.  Teori Atom Bohr

     Model atom Niels Bohr dapat menjelaskan inti atom yang bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan. Elektron dapatberpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energy sehingga energi elektron atom itu tidak berkurang.

Menurut Bohr, elektron beradap ada tingkat energi tertentu. Jika elektron turun ke tingkat energi yang lebih rendah, akan disertai emisi cahaya dengan spketrum yang khas.

2. Teori Atom Mekanika Kuantum

          Kegagalan teori atom Bohr dalam menerangkan spektra atom hidrogen dalam medan magnet dan medan listrik, mendorong Erwin Schrodinger  .Menurut teori atom mekanika kuantum, posisi elektron dalam mengelilingi inti atom tidak dapat diketahui secara pasti sesuai prinsip ketidakpastian Heisenberg. Oleh karena itu, kebolehjadian (peluang) terbesar ditemukannya elektron berada pada orbit atom tersebut. Dengan kata lain, orbital adalah daerah kebolehjadian terbesar ditemukannya elektron dalam atom.

          Menurut model atom mekanika kuantum, gerakan elektron dalam mengelilingi inti atom memiliki sifat dualisme sebagaimana diajukan oleh de Broglie. 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, energy gerak (kinetik) elektron harus diungkapkan dalam bentuk persamaan fungsi gelombang.

Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Schrodinger.

          Walaupun mekanika kuantum menyatakan bahwa kita tidak dapat menunjuk posisi electron dalam atom,mekanika kuantum mendefinisikan daerah dimana electron mungkin ditemukan pada waktu tertentu. Konsep kerapatan electron memberikan peluang electron akan ditemukan pada daerah tertentu dalam atom. Kuadrat fungsi gelombang mendefinisikan distribusi kerapatan electron diruang sekitar inti. Daerah dengan kerapatan electron tinggi menyatakan daerah yang berpeluang tinggi untuk ditempati electron , sedangkan kebalikan nya berlaku untuk daerah dengan kerapatan electron rendah.

          Dari persamaan Schrodinger ini dihasilkan empat bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (ℓ), dan bilangan kuantum magnetic (m) dan bilangan kuantum spin (s). Keempat  bilangan kuantum ini merupakan bilangan bulat sederhana yang menunjukkan peluang adanya elektron di sekeliling inti atom. Penyelesaian persamaan Schrodinger menghasilkan empat bilangan kuantum.