Mengenal Sifat Gelombang

Belajar Kimia-Sampai 1923, ahli kimia mengandaikan bahwa elektron tak lain dan tak bukan adalah partikel bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom. Dalam 1923, Louis de Broglie, seorang mahasiswa Perancis tingkat pasca sarjana, mengemukakan pendapat yang revolusioner bahwa elektron mempunyai sifat gelombang dan sekaligus juga sifat partikel Pendapat de Broglie mula-mula kurang dapat diterima, tetapi pendapatnya merupakan benih yang tumbuh menjadi konsep mekanika kuantum mengenai gerak elektron dan teori orbital molekul.

Mekanika kuantum adalah subjek matematik. Untuk dapat mengerti mengenai ikatan kovalen, maka hanya diperlukan hasil dari studi mekanika kuantum, daripada persamaan matematikanya sendiri. Dengan pemikiran ini, marilah meninjau beberapa konsep dasar mengenai gerak gelombang seperti yang dipertahankan dalam teori ikatan kovalen akhir-akhir ini.

Mula-mula akan dimulai dengan beberapa gelombang diam yang sederhana (Gambar Dibawah ini), yaitu jenis gelombang yang dihasilkan bila orang memetik senar, seperti senar gitar, yang kedua ujungnya mati. Jenis gelombang ini menunjukkan gerak hanya dalam satu dimensi. Sebaliknya, gelombang diam yang disebabkan oleh pemukulan kepala drum adalah berdimensi dua, dan sistem gelombang elektron adalah berdimensi tiga. Tinggi gelombang diam adalah amplitudonya, yang dapat mengarah ke atas (nilai positif atau mengarah ke bawah nilai negatif) terhadap kedudukan istirahat dari senar. (Perhatikan bahwa tanda + atau dari amplitudo adalah tanda matematik, bukan muatan listrik). Kedudukan pada gelombang yang amplitudonya nol disebut simpul, dan sesuai dengan kedudukan pada senar gitar yang tak bergerak bila senar bergetar.

Beberapa gelombang diam dari senar yang bervibrasi dengan ujung tertentu, aplitudo positif adalah yang abu-abh

Dua gelombang diam dapat sefase atau keluar fase yang satu terhadap yang lain. Keadaan antara dalam mana gelombang hanya sebagian sefase juga mungkin. Istilah ini dapat digambarkan oleh sistem dua gelombang pada dua senar identik yanng bergetar. Bila ampli tudo positif dan negatif dari dua gelombang suling sesuai, kedua gelombang tersebut sefase.

Bila tanda matematik dari amplitudo saling berlawanan, gelombang keluar fase (lihat gambar berikut).

Dua gelombang diam dapat sefase atau beda fase

Bila dua gelombang yang sefase pada senar yang sama saling tumpang tindih, mereka saling memperkuat. Perkuatan dinyatakan oleh penambahan fungsi matematik yang sama tandanya yang menggambarkan gelombang. Sebaliknya, sepasang gelombang yang tumpang tindih yang keluar fase, saling mengganggu atau berinterferensi. Proses interferensi di nyatakan oleh penambahan dua fungsi matematik yang berlawanan tanda. Interferensi sempurna menghasilkan penghapusan satu gelombang oleh yang lain. Tumpang tindih se bagian dari dua gelombang yang keluar-fase menghasilkan simpul. Gambar dapat dilihat pada gambar berikut yang menggambarkan perkuatan dan interferensi.

Perkuatan dan interferensi gelombang

Meskipun sistem gelombang elektron tiga dimensi lebih rumit daripada sistem senar satu dimensi, namun prinsipnya sama. Masing-masing orbital atom dari atom berkelakuan seperti fungsi gelombang dan dapat mempunyai amplitudo positif atau negatif. Bila orbital mempunyai amplitudo positif dan negatif, maka orbital mempunyai simpul. Seperti pada gambar berikut menggambarkan orbital 1s, 2s, dan 2p, mencakup tanda dari amplitudo dan simpulnya.

orbital 1s, 2s, dan 2p dengan tanda Amplitudonya

Satu orbital atom dapat bertumpang tindih dengan orbital atom dari atom lain. (Secara matematik, fungsi gelombang yang menggambarkan setiap orbital yang tumpang tindih di jumlahkan bersama. Perhitungan ini dikenal sebagai kombinasi linear dari orbital atom, atau teori (LCAO). Bila orbital yang bertumpang tindih sefase, hasilnya adalah perkuatan dan suatu orbital molekul ikatan. Di lain pihak, antaraksi antara orbital atom yang keluar fase menghasilkan interferensi, yang menimbulkan simpul antara dua inti. Interferensi menuju ke orbital molekul anti-ikatan.