Teori pita 2

23
Teori Pita Zat Padat • Atom Na : Nomor atomnya 11, punya 1 elektron valensi, menempati kulit 3s (energinya E 3s ) • 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 E 3s .

Transcript of Teori pita 2

Page 1: Teori pita 2

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.

Page 2: Teori pita 2

• 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

E3s

r2 r1

E2

E1

Jarak antar atom

Page 3: Teori pita 2

3 sEner

gi

3 s

Ener

giTingkat energi 3s atom 2 natrium yang berdekatan

Tingkat energi 3s enam atom Natrium yang saling berdekatan

Page 4: Teori pita 2

3 s

Ener

gi

3 s

Ener

gi

Terbentuknya pita energi pita energi 3s ketika banyak atom natrium saling berdekatan untuk membentuk zat padat

Tingkat energi 3s enam atom Natrium yang saling berdekatan

Page 5: Teori pita 2

Tingkatan Energi

Tingkatan energi kulit dalam

Tingkatan energi kulit luar Pi

ta E

nerg

i

Atom TunggalAtom Banyak Berdekatan

Page 6: Teori pita 2

Pita Energi Atom Banyak Berdekatan

1s2s

2p

3sCelah Terlarang

Pita Valensi

Pita Konduksi

Energi yang tidak dapat dimiliki oleh elektron

Page 7: Teori pita 2

• 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.

Page 8: Teori pita 2

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

Page 9: Teori pita 2

Pada tiap kulit terdapat subkulit yang memungkinan Pada tiap kulit terdapat subkulit yang memungkinan adanya elektron berada dalam subkulit tersebut. adanya elektron berada dalam subkulit tersebut. Subkulit diberi nama s, p, d, f, g dst Subkulit diberi nama s, p, d, f, g dst

Subkulit s (“sharp”) untuk elektron yang mempunyai Subkulit s (“sharp”) untuk elektron yang mempunyai ll = 0. = 0.Subkulit p (“principa”) untuk elektron yang mempunyai Subkulit p (“principa”) untuk elektron yang mempunyai ll = 1. = 1.Subkulit d (“diffuse”) untuk elektron yang mempunyai Subkulit d (“diffuse”) untuk elektron yang mempunyai ll = 2. = 2.Subkulit f (“fundamental”) untuk elektron yang mempunyai Subkulit f (“fundamental”) untuk elektron yang mempunyai ll = 3. = 3.dst.dst.

Untuk menyatakan keadaan elektron disuatu lintasan stasionerUntuk menyatakan keadaan elektron disuatu lintasan stasionertertentu yang mempunyai bilangan kuantum utama n dan tertentu yang mempunyai bilangan kuantum utama n dan bilangan kuantum orbital bilangan kuantum orbital l dipakai singkatan l dipakai singkatan nnl. l. Jika elektron berada dikeadaan stasioner 2s artinya elektron Jika elektron berada dikeadaan stasioner 2s artinya elektron tersebut mempunyai bilangan kuantum utama n=2 dan tersebut mempunyai bilangan kuantum utama n=2 dan bilangan kuantum orbital bilangan kuantum orbital ll=0 (subkulit s mempunyai =0 (subkulit s mempunyai l=l=0)0)

Page 10: Teori pita 2

Tabel 1. Ringkasan notasi kulit dan subkulit

Jumlah elektron dalam suatu kulit dicari dengan rumus : (2n2)

n Nama kulit l Nama subkulit1 K 0 s

2 L 1 p

3 M 2 d

4 N 3 f

5 O 4 g

6 P 5 h

….. ….. ….. …..

Page 11: Teori pita 2

Contoh Contoh soal: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

Page 12: Teori pita 2

2. Berapakah banyaknya elektron maksimum yang 2. Berapakah banyaknya elektron maksimum yang dapat menempati kulit M, N, O dan P?dapat menempati kulit M, N, O dan P?

Jawab :Jawab : Jumlah elektron maksimum dalam suatu kulit dicari dengan rumus : (2n2)

Kulit M (n=3), banyaknya elektron maksimum : 18 elektron Kulit M (n=3), banyaknya elektron maksimum : 18 elektron

Kulit N (n=4), banyaknya elektron maksimum: 32 elektronKulit N (n=4), banyaknya elektron maksimum: 32 elektron

Kulit O (n=5), banyaknya elektron maksimum: 50 elektronKulit O (n=5), banyaknya elektron maksimum: 50 elektron

Kulit P (n=6), banyaknya elektron maksimum : 72 elektron Kulit P (n=6), banyaknya elektron maksimum : 72 elektron

Page 13: Teori pita 2

• 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 atomContoh : 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

Page 14: Teori pita 2

Konduktivitas Zat Padat

• Berdasarkan daya konduktivitas zat padat, ada 3 macam sifat yaitu :1. Konduktor2. Semikonduktor3. Isolator

• Sifat konduktivitas zat padat, dapat dijelaskan dengan teori pita energi.

Page 15: Teori pita 2

Konduktor

• Pita terakhir (pita konduksi) terisi setengah penuh.

• Celah energi biasanya tdk ada, justru ada beberapa pita yang bertumpuk/over laping.

Jurang Energi

3s

2p

2s

1s

Page 16: Teori pita 2

Sifat Konduksi Listrik

KonduktorNatrium dengan konfigurasi elektron :

1s2 2s2 2p6 3s1

Kulit terluar 3s hanya ditempati satu elektron (setengah penuh).Akibatnya elektron bebas yang menempati pita 3s dengan mudah bergerak dalam kristal, menghasilkan arus listrik.

1s2s

2p

3s

Page 17: Teori pita 2
Page 18: Teori pita 2
Page 19: Teori pita 2

Semikonduktor

• Pita terakhir (pita konduksi) kosong.

• Celah energi/energy gap sempit.

• Contoh : Silikon, Germanium

Energy gap

Page 20: Teori pita 2

Konduktivitas SemikonduktorSemikonduktor yang baru kita bicarakan adalah semikonduktor netral, dengan jumlah proton dan elektron sama.Ketika sebuah elektron melompat dari pita valensi ke pita konduksi, maka pita valensi mengalami perubahan.Elektron yang berpindah menimbulkan sebuah kekosongan pada pita valensi (hole)

Page 21: Teori pita 2

Konduktivitas Konduktor dan SemikonduktorHa

mba

tan

jeni

s (x

108

m

)

T

Konduktor

Ham

bata

n je

nis (

x 10

8

m

)

T

Semikonduktor

Konduktivitas konduktor berkurang karena kenaikan suhu, sedangkan pada semikonduktor justru bertambah dengan kenaikan suhu.

Page 22: Teori pita 2
Page 23: Teori pita 2