Hadiah Nobel Kimia 2011: Kuasikristal

NobelPrize2011-Chemistry-2

Kenapa saya telat menuliskannya satu hari? Ya, dari tahun ke tahun saya selalu merasa kesulitan menuliskan Nobel Kimia. Sebagian karena saya tidak begitu mengerti materinya, tapi kontribusi terbesar adalah semangat menulis sudah tersedot satu hari sebelumnya untuk Nobel Fisika. Tapi kali ini saya paksa, apa lagi karena ada sisi lain yang menarik.

Nobel Kimia 2011 diberikan sepenuhnya untuk Dan Shechtman dari Israel Institute of Technology (Haifa, Israel).

Apa yang istimewa dari pekerjaan Shectman?

Kimia mungkin saat ini adalah ilmu yang sangat menikmati teori-teori ngejelimet yang dibangun dua pondasi dasar sains: matematika dan fisika. Ambil saja contoh mekanika kuantum, yang disusun berdasarkan runutan matematika yang konsisten, intuisi fisika, dan pemahaman statistik. Jika fisikawan sudah cukup puas dengan presisi teori mereka untuk atom hidrogen, kimiawan menjelajah lebih dalam dan detil sampai-sampai pada sejumlah hal tidak jelas lagi batasan antara fisika dan kimia. Kuasikristal salah satunya.

Konsep kuasi sering dipakai untuk meninjau sejumlah sistem-sistem (biasanya rumit) yang dianggap sebagai satu kesatuan. Seperti gas yang terdiri dari ribuan atom-atom di dalam sebuah balon ditinjau sebagai satu sistem, yaitu gas. Ribuan atom tersebut dianggap satu, yaitu kuasiatom. begitu juga dengan elektron-elektron yang bergerak dalam medium semikonduktor dapat dipandang sebagai kuasielektron.

Continue reading “Hadiah Nobel Kimia 2011: Kuasikristal”

Fungsi Gelombang Seperti-hidrogen

Saya tulis artikel ini sambil menunggu beras dalam dandang menjadi nasi untuk makan malam. Yaitu, tentang sebuah model fungsi gelombang untuk atom yang disebut “hydrogenlike wafe function”. Kira-kira terjemahan ke bahasa Indonesianya “fungsi gelombang seperti-hidrogen”.

Bagi para praktisi kuantum, entah itu teoretik atau eksperimen, pasti pernah menyelesaikan secara analitik persamaan Schrödinger sekali seumur hidup. Dari penyelesaian itu kita dapatkan formula energi Bohr dan fungsi gelombang. Kita dapatkan juga fungsi gelombang bergantung pada parameter (n, l, m) yang kemudian kelak disebut sebagai bilangan kuantum (n = utama, l = orbital, m = magnetik). Ada satu bilangan kuantum lagi, disebut spin. Inilah model matematis atom hidrogen yang paling cocok dengan hasil eksperimen.

Continue reading “Fungsi Gelombang Seperti-hidrogen”

Ukuran Molekul dengan Model Gas Ideal

Apa itu molekul?

Jawaban singkatnya adalah partikel yang dibentuk dari kombinasi dua buah atau lebih atom. Dalam kimia, molekul adalah unit terkecil dari sebuah senyawa yang masih mewarisi sifat-sifat kimia senyawa tersebut. Karena dibentuk oleh kombinasi atom-atom, molekul dapat dipecah kembali menjadi atom-atom pembentuknya. Tentu saja, setelah menjadi atom, sifat kimia dari molekul itu hilang. Misalnya saja molekul garam NaCl yang rasanya asin, namun atom-atom pembentuknya, Na dan Cl, tidak memiliki rasa asin.

Berapa ukuran molekul?

Memang banyak jenis molekul, pertanyaan ini umum untuk rata-rata ukuran semua molekul. Seperti halnya kita bertanya, berapa tinggi orang Indonesia? Tentu maksud kita adalah tinggi rerata orang-orang Indonesia. Nah, Ukuran molekul sudah tentu lebih besar daripada sebuah atom, tapi mungkin masih di orde yang sama yaitu armstrong (10-10 meter).

Dari mana kita tahu ukuran atom?

Banyak cara, pengukuran langsung (eksperimen) adalah cara terbaik. Namun kita juga dapat menaksir ukuran atom tanpa eksperimen, yaitu perhitungan dengan model atom. Kita dapat menggunakan model atom Bohr atau model atom mekanika kuantum, keduanya memberikan orde yang sama, yaitu armstrong.

Bagaimana mengetahui ukuran molekul?

Continue reading “Ukuran Molekul dengan Model Gas Ideal”