solid state

Teori Pita Zat Padat
Atom Na :
Nomor atomnya 11, punya 1 elektron
valensi, menempati kulit 3s (energinya
E3s)
 Saat 2 atom Na didekatkan (Na A dan Na
B), elektron valensi A akan berinteraksi
dengan elektron valensi B, shg energi
elektron valensi tiap atom tidak lagi sama
dengan E3s.


Pada gambar tampak, saat jarak antara
atom r1, energi elektron valensinya E3s,
tapi saat jarak antar atom r2, ada 2
kemungkinan energi elektron : E1 dan E2.
energi
E2
E3s
E1
r2
r1 Jarak antar atom
Tingkat energi 3s atom 2
natrium yang berdekatan
Energi
Energi
3s
3s
Tingkat energi 3s enam atom
Natrium yang saling berdekatan
Energi
Terbentuknya pita energi 3s ketika
banyak atom natrium saling berdekatan
untuk membentuk zat padat
3s
Energi
Tingkat energi 3s enam atom
Natrium yang saling berdekatan
3s
Tingkatan Energi
Tingka
tan
energi
kulit
luar
Tingka
tan
energi
kulit
dalam
Atom Tunggal
Atom Banyak
Berdekatan
Pita Energi Atom
Banyak Berdekatan
Pita Konduksi
Pita Valensi
3s
2p
Celah
Terlarang
2s
1s
Energi yang tidak dapat dimiliki oleh elektron

Jika ada 1022 atom, jumlah tingkat
energinya sangat banyak.

Jarak antara satu tingkat energi dengan
tingkat energi lain sangat dekat, sehingga
membentuk semacam pita energi.

Berapa daya tampung suatu pita energi ?
Tiap pita energi suatu atom dapat
ditempati 2(2l +1) elektron.
KULIT DAN SUBKULIT
Bohr melukiskan elektron atom hidrogen
bergerak pada lintasan stasioner.
 Untuk membedakan antara satu lintasan
dan lintasan lain diperkenalkan konsep
kulit atom (K, L, M dst)

Lintasan n=1 dinamakan kulit K
Lintasan n=2 dinamakan kulit L
Lintasan n=3 dinamakan kulit M
Lintasan n=4 dinamakan kulit N
K L M N
Pada tiap kulit terdapat subkulit yang memungkinan
adanya elektron berada dalam subkulit tersebut.
Subkulit diberi nama s, p, d, f, g dst
Subkulit
Subkulit
Subkulit
Subkulit
dst.
s (“sharp”) untuk elektron yang mempunyai l = 0.
p (“principa”) untuk elektron yang mempunyai l = 1.
d (“diffuse”) untuk elektron yang mempunyai l = 2.
f (“fundamental”) untuk elektron yang mempunyai l = 3.
Untuk menyatakan keadaan elektron disuatu lintasan stasioner
tertentu yang mempunyai bilangan kuantum utama n dan
bilangan kuantum orbital l dipakai singkatan nl.
Jika elektron berada dikeadaan stasioner 2s artinya elektron
tersebut mempunyai bilangan kuantum utama n=2 dan
bilangan kuantum orbital l=0 (subkulit s mempunyai l=0)
Tabel 1. Ringkasan notasi kulit dan subkulit
n
Nama kulit
l
Nama subkulit
1
K
0
s
2
L
1
p
3
M
2
d
4
N
3
f
5
O
4
g
6
P
5
h
…..
…..
…..
…..
Jumlah elektron dalam suatu kulit dicari dengan rumus : (2n2)
Contoh soal:
1.
Sebutkan bilangan kuantum utama dan orbital
yang dimiliki oleh elektron yang berada pada
lintasan stasioner 3p dan 3 d. Apakah ada
lintasan 3 f ?
Jawab : Singkatan penulisan keadaan elektron : nl
Keadaan 3p mempunyai n=3 dan l =1(subkulit p untuk l =1)
Keadaan 3d mempunyai n=3 dan l =2(subkulit d untuk l =2)
Keadaan 3f menunjukkan bahwa n=3 dan l=3. Keadaan ini
tidak ada karena nilai terbesar l harus sama dengan n-1
2. Berapakah banyaknya elektron maksimum
yang dapat menempati kulit M, N, O dan P?
Jawab : Jumlah elektron maksimum dalam suatu kulit dicari
dengan rumus : (2n2)
Kulit M (n=3), banyaknya elektron maksimum : 18 elektron
Kulit N (n=4), banyaknya elektron maksimum: 32 elektron
Kulit O (n=5), banyaknya elektron maksimum: 50 elektron
Kulit P (n=6), banyaknya elektron maksimum : 72 elektron
Jika ada N atom yang berdekatan, maka
tingkat energi akan terpecah (membentuk
suatu pita energi jika N sangat besar).
 Tiap pita energi mampu menampung :
2(2l +1) N elektron.

Contoh : Logam Natrium yang memiliki N atom
Pita 1s, menampung 2(2x0+1)N = 2N elektron
Pita 2s, menampung 2(2x0+1)N = 2N elektron
Pita 2p, menampung 2(2x1+1)N = 6N elektron
Pita 3s, menampung 2(2x0+1)N = 2N elektron