Model Atom Schrödinger: Karakteristik, Postulat

Model atom Schrödinger dikembangkan oleh Erwin Schrödinger pada tahun 1926. Proposal ini dikenal sebagai model mekanika kuantum atom, dan menggambarkan perilaku elektron yang tidak dapat diatur.

Untuk ini, fisikawan Austria yang luar biasa didasarkan pada hipotesis Broglie, yang menyatakan bahwa setiap partikel yang bergerak terkait dengan gelombang dan dapat berperilaku seperti itu.

Schrödinger menyatakan bahwa pergerakan elektron dalam atom berhubungan dengan dualitas gelombang-partikel, dan akibatnya, elektron dapat dimobilisasi di sekitar nukleus sebagai gelombang berdiri.

Schrödinger, yang dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1933 untuk kontribusinya pada teori atom, mengembangkan persamaan homonim untuk menghitung probabilitas bahwa sebuah elektron berada pada posisi tertentu.

Karakteristik model atom Schrödinger

- Menjelaskan pergerakan elektron sebagai gelombang berdiri.

- Elektron bergerak konstan, yaitu mereka tidak memiliki posisi tetap atau pasti dalam atom.

-Model ini tidak memprediksi lokasi elektron, juga tidak menggambarkan rute yang dibuatnya dalam atom. Itu hanya menetapkan zona probabilitas untuk menemukan elektron.

- Bidang-bidang probabilitas ini disebut orbital atom. Orbital menggambarkan pergerakan terjemahan di sekitar inti atom.

- Orbital atom ini memiliki tingkat dan sub-level energi yang berbeda, dan dapat didefinisikan antara awan elektron.

-Model tidak merenungkan kestabilan nukleus, itu hanya merujuk pada menjelaskan mekanika kuantum yang terkait dengan pergerakan elektron dalam atom.

Eksperimen

Model atom Schrödinger didasarkan pada hipotesis Broglie, dan pada model atom Bohr dan Sommerfeld sebelumnya.

Untuk ini, Schrödinger mengandalkan eksperimen Young, dan berdasarkan pengamatannya sendiri, mengembangkan ekspresi matematika yang menyandang namanya.

Mengikuti fondasi ilmiah dari model atom ini:

Eksperimen Young: demonstrasi pertama dualitas gelombang-partikel

Hipotesis Broglie tentang sifat materi yang tidak dapat dihilangkan dan sel-sel tubuh dapat dibuktikan oleh Eksperimen Muda, juga dikenal sebagai eksperimen celah ganda.

Ilmuwan Inggris Thomas Young meletakkan dasar-dasar model atom Schrödinger ketika pada 1801 ia melakukan percobaan untuk memverifikasi sifat gelombang cahaya.

Selama eksperimennya, Young membagi emisi seberkas cahaya yang melewati lubang kecil melalui ruang pengamatan. Divisi ini dicapai melalui penggunaan kartu 0, 2 milimeter, yang terletak sejajar dengan balok.

Desain percobaan dibuat sehingga berkas cahaya lebih lebar dari kartu, sehingga, ketika menempatkan kartu secara horizontal, balok dibagi menjadi dua bagian yang kira-kira sama. Output dari sinar cahaya diarahkan oleh cermin.

Kedua sinar cahaya menabrak dinding di ruangan gelap. Di sana pola interferensi antara kedua gelombang terlihat jelas, yang menunjukkan bahwa cahaya dapat berperilaku sebanyak partikel seperti gelombang.

Satu abad kemudian, Albert Einsten memperkuat gagasan itu melalui prinsip-prinsip mekanika kuantum.

Persamaan Schrödinger

Schrödinger mengembangkan dua model matematika, membedakan apa yang terjadi tergantung pada apakah keadaan kuantum berubah seiring waktu atau tidak.

Untuk analisis atom, Schrödinger diterbitkan pada akhir 1926 persamaan Schrödinger independen waktu, yang didasarkan pada fungsi gelombang berperilaku sebagai gelombang berdiri.

Ini menyiratkan bahwa gelombang tidak bergerak, simpul-simpulnya, yaitu titik-titik keseimbangannya, berfungsi sebagai poros untuk sisa struktur untuk bergerak di sekitarnya, menggambarkan frekuensi dan amplitudo tertentu.

Schrödinger mendefinisikan gelombang yang menggambarkan elektron sebagai keadaan stasioner atau orbital, dan pada gilirannya terkait dengan tingkat energi yang berbeda.

Persamaan Schrödinger tidak tergantung waktu adalah sebagai berikut:

Dimana:

E : konstan proporsionalitas.

Ψ : fungsi gelombang dari sistem kuantum.

Η: operator Hamilton.

Persamaan Schrödinger yang tidak tergantung waktu digunakan ketika yang dapat diamati mewakili energi total sistem, yang dikenal sebagai operator Hamiltonian, tidak bergantung pada waktu. Namun, fungsi yang menggambarkan gerakan gelombang total akan selalu bergantung pada waktu.

Persamaan Schrödinger menunjukkan bahwa jika kita memiliki fungsi gelombang Ψ, dan operator Hamilton bertindak di atasnya, konstanta proporsionalitas E mewakili energi total sistem kuantum di salah satu keadaan stasionernya.

Diterapkan pada model atom Schrödinger, jika elektron bergerak dalam ruang yang ditentukan ada nilai energi tersendiri, dan jika elektron bergerak bebas di ruang angkasa, ada interval energi yang berkelanjutan.

Dari sudut pandang matematika, ada beberapa solusi untuk persamaan Schrödinger, setiap solusi menyiratkan nilai yang berbeda untuk konstanta proporsionalitas E.

Menurut prinsip ketidakpastian Heisenberg, tidak mungkin untuk memperkirakan posisi atau energi elektron. Akibatnya, para ilmuwan mengakui bahwa estimasi lokasi elektron dalam atom tidak akurat.

Postulat

Postulat model atom Schrödinger adalah sebagai berikut:

- Elektron berperilaku sebagai gelombang berdiri yang didistribusikan di ruang angkasa sesuai dengan fungsi gelombang Ψ.

- Elektron bergerak di dalam atom dalam menggambarkan orbital. Ini adalah area di mana kemungkinan menemukan elektron jauh lebih tinggi. Probabilitas yang dimaksud sebanding dengan kuadrat dari fungsi gelombang Ψ2.

Konfigurasi elektronik model atom Schrödinguer menjelaskan sifat periodik atom dan ikatan yang terbentuknya.

Namun, model atom Schrödinger tidak merenungkan spin elektron, juga tidak mempertimbangkan variasi perilaku elektron cepat karena efek relativistik.