Lihat sumber Molekul diatomik

'''Molekul diatomik''' adalah [[molekul]] yang hanya terdiri dari dua [[atom]]. Kedua atom tersebut dapat berupa [[unsur kimia]]  yang sama maupun berbeda. Awalan di- pada kata ''diatomik'' berasal dari [[bahasa Yunani]] yang artinya dua.

== Penjelasan dan keberadaan alami ==
Dalam buku Huber dan [[Gerhard Herzberg|Herzberg]], [[Molecular Spectra and Molecular Structure IV. Constants of Diatomic Molecules]],<ref>Huber, K. P. and Herzberg, G. ''Molecular Spectra and Molecular Structure IV. Constants of Diatomic Molecules''. New York: Van Nostrand: Reinhold. 1979.</ref> terdapat sekitar ratusan molekul diatomik yang terdaftar. Beberapa di antaranya terdeteksi secara spektroskopis pada [[ruang antarbintang]]. Namun, hanya beberapa molekul diatomik yang ditemukan secara alami di Bumi. Sekitar 99% [[atmosfer bumi]] terdiri dari molekul diatomik, utamanya [[oksigen|oksigen O<sub>2</sub>]] (21%) dan [[nitrogen|nitrogen N<sub>2</sub>]] (78%), sedangkan sisa 1%-nya terdiri dari [[argon]] (0.9340%) dan gas lainnya. Kelimpahan alami [[hidrogen|hidrogen (H<sub>2</sub>)]] pada atmosfer bumi hanyalah dalam kadar bagian per juta (ppm). Walaupun demikian, hidrogen adalah molekul yang paling melimpah dalam alam semesta. Ia utamanya ditemukan sebagai materi penyusun bintang.

Unsur-unsur yang ditemukan dalam bentuk molekul diatomik pada kondisi laboratorium 1 bar dan 25 <sup>o</sup>C meliputi [[hidrogen|hidrogen (H<sub>2</sub>)]], [[nitrogen|nitrogen (N<sub>2</sub>)]], [[oksigen|oksigen (O<sub>2</sub>)]], dan [[halogen]]: [[fluorin|fluorin (F<sub>2</sub>)]], [[klorin|klorin (Cl<sub>2</sub>)]], [[bromin|bromin (Br<sub>2</sub>)]], [[yodium|yodium (I<sub>2</sub>)]], dan [[astatin|astatin (At<sub>2</sub>)]].<ref>Astatin sangat jarang terdapat di alam, dengan isotop stabilnya hanya memiliki waktu paruh 8,3 jam, ia jarang dibahas dalam pembahasan molekul diatomik.Emsley, J. ''The Elements''. Oxford: Clarendon Press. 1989. hlm. 22–23.</ref> Perlu diperhatikan pula bahwa terdapat pula molekul diatomik lainnya yang dapat terbentuk, misalnya logam yang dipanaskan sampai menjadi gas. Selain itu, banyak molekul diatomik tidak stabil dan sangat reaktif, contohnya [[difosfor]]. Molekul diatomik yang terdiri dari dua atom yang berbeda contohnya adalah [[Karbon monoksida|CO]] dan [[Hidrogen Klorida|HCl]].

Jika suatu molekul diatomik terdiri dari dua unsur yang sama, misalnya H<sub>2</sub> dan O<sub>2</sub>, ia disebut sebagai '''homonuklir''', sedangkan yang terdiri dari dua unsur yang berbeda disebut sebagai '''heteronuklir'''. Ikatan pada molekul diatomik homonuklir bersifat [[ikatan kovalen|kovalen]] dan non-polar.

== Geometri molekul ==
[[Geometri molekul]] molekul diatomik adalah linear.<ref>"VSEPR - A Summary". University of Berkeley College of Chemistry. 20 Jan 2008. http://mc2.cchem.berkeley.edu/VSEPR/</ref> Ia merupakan susunan geometri molekul yang paling sederhana.

== Peranan penting ==
Senyawa-senyawa diatomik memainkan peran yang penting dalam menguraikan konsep unsur, atom, dan molekul pada abad ke-19 karena beberapa unsur-unsur penting seperti hidrogen, oksigen, dan nitrogen, secara alami berada dalam keadaan diatomik. Pada awalnya, [[John Dalton]] berasumsi bahwa semua unsur secara alami berada dalam keadaan monoatomik dan atom-atom pada suatu senyawa akan memiliki rasio atom yang sama. Sebagai contoh, Dalton berasumsi bahwa rumus molekul air adalah HO dengan berat atom oksigen 8 kali dari [[atom hidrogen]] (sebenarnya 16 kali atom hidrogen). Oleh karena asumsi tersebut terdapat kemelutan penentuan berat atom dan rumus molekul selama setengah abad.

Pada tahun 1805, [[Gay-Lussac]] dan [[von Humboldt]] menunjukkan bahwa air terbentuk dari dua volume air dan satu volume oksigen, dan pada tahun 1811, [[Amedeo Avogadro]] akhirnya berhasil menentukan komposisi molekul air yang benar. Hal ini didasarkan pada [[hukum Avogadro]] dan asumsi bahwa gas hidrogen dan oksigen berupa molekul diatomik. Walaupun demikian, hasil kerja ini terus diabaikan sampai dengan tahun 1860. Alasan penolakan ini dikarenakan oleh kepercayaan saat itu bahwa atom yang berunsur sama tidak akan memiliki [[afinitas kimia]] terhadap satu sama lainnya. Selain itu, juga disebabkan oleh beberapa kejanggalan hukum Avogadro yang tidak dapat dijelaskan pada saat itu.

Pada [[Kongres Karlsruhe]] pada tahun 1860 yang membahas tentang berat atom, [[Cannizzaro]] mengungkit kembali pemikiran Avogadro dan menggunakannya utuk membuatu tabel berat atom yang konsisten. Kebanyakan data dalam tabel tersebut sesuai dengan nilai modern sekarang. Data berat atom ini sangat penting dalam penemuan [[tabel periodik]] oleh [[Dmitri Mendeleev]] dan [[Lothar Meyer]].<ref>Ihde, Aaron J. [http://search.jce.divched.org:8081/JCEIndex/FMPro?-db=jceindex.fp5&-lay=wwwform&combo=karlsruhe&-find=&-format=detail.html&-skip=0&-max=1&-token.2=0&-token.3=10 The Karlsruhe Congress: A centennial retrospective]. ''Journal of Chemical Education''. 1961. Vol. 38. hlm. 83–86.</ref>

== Aras energi ==
Secara umum, molekul diatomik dapat digambarkan sebagai dua titik massa yang dihubungkan oleh pegas tak bermassa. Energi yang terlibat pada berbagai gerak molekul dapat dibagi menjadi tiga kategori:
* Energi translasi
* Energi rotasi
* Energi vibrasi

=== Energi translasi ===
Energi translasi molekul diekspresikan sebagai [[energi kinetik]] molekul tersebut:

:<math>E_{trans}=\frac{1}{2}mv^2</math>

dengan ''m'' adalah [[Massa molekul relatif|massa molekul]] dan ''v'' adalah kecepatan molekul.

=== Energi rotasi ===
Menurut [[hukum fisika]], energi kinetik rotasi adalah
::<math>E_{rot} = \frac{L^2}{2 I} \,</math>
:dengan
::<math>L \,</math> adalah [[momentum sudut]]
::<math>I \,</math> is the [[momen inersia]] molekul

Pada tingkat mikroskopis (atomik) seperti molekul, momentum sudutnya hanya dapat dieskpresikan sebagai nilai-nilai diskret tertentu:
::<math>L^2 = l(l+1) \hbar^2 \,</math>
:dengan ''l'' adalah bilangan bulat positif dan <math>\hbar</math> adalah [[tetapan tereduksi Planck]].

Selain itu, momen inersianya adalah
::<math>I = \mu r_{0}^2 \,</math>
:dengan
::<math>\mu \,</math> adalah [[massa tereduksi]] molekul tersebut dan
::<math>r_{0} \,</math> adalah jarak rata-rata antara dua atom pada suatu molekul.

Dengan mensubstitusi momentum sudut dan momen inersia ke E<sub>rot</sub>, aras energi rotasi molekul diatomik adalah:
::<math style="border:2px solid #ccccff">E_{rot} = \frac{l(l+1) \hbar^2}{2 \mu r_{0}^2} \ \ \ \ \ l=0,1,2,... \,</math>

=== Energi vibrasi ===
Selain bertranslasi dan berotasi, molekul diatomik juga dapar bergetar (vibrasi). Energi vibrasi molekul ini dapat dianggap hampir mirip dengan [[osilator harmonik kuantum]]:

::<math style="border:2px solid #ccccff">E_{vib} = \left(n+\frac{1}{2} \right)hf \ \ \ \ \ n=0,1,2,... \,</math>
:dengan
::''n'' adalah bilangan bulat
::''h'' adalah [[tetapan Planck]] dan
::''f'' adalah [[frekuensi]] getaran.

=== Perbandingan antara jarak energi rotasi dengan energi vibrasi ===
Aras energi rotasi terendah molekul diatomil terdapat pada <math>l=0</math> dan memberikan nilai E<sub>rot</sub> = 0. For O<sub>2</sub>, aras kuantum berikutnya (<math>l=1</math>) memiliki energi sekitar:
::{|
|<math>E_{rot,1} \,</math>
|<math>= \frac{\hbar^2}{2 m_{O_{2}} r_{0}^2} \,</math>
|-
|
|<math>\approx \frac{\left(1.05 \times 10^{-34} \  \mathrm{J\cdot s} \right)^2}{2 \left(27 \times 10^{-27} \ \mathrm{kg} \right) \left(10^{-10} \ \mathrm{m} \right)^2} \,</math>
|-
|
|<math>\approx 2 \times 10^{-23} \ \mathrm{J}. \,</math>
|}

Jarak antara dua aras energi ''rotasi'' terendah O<sub>2</sub> sebanding dengan energi [[foton]] pada daerah spektrum elektromagnetik [[gelombang mikro]].

Aras energi ''virbasi'' terendah terdapat pada <math>n=0</math>, dan frekuensi getaran pada umumnya adalah 5 x 10<sup>13</sup> Hz. Dengan menggunakan perhitungan yang sama:
::<math>E_{vib,0} \approx 3 \times 10^{-21} \ \mathrm{J}. \,</math>

Dapat terlihat bahwa jarak energi antara energi ''vibrasi'' adalah sekitar 100 kali lebih besar daripada jarak aras ''[[energi rotasi]]''.

== Bacaan lebih lanjut ==
* 
* 

== Lihat pula ==
* [[Metode AXE]]
* [[Unsur oktatomik]]

== Pranala luar ==
* [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/molecule/rotrig.html#c3 Hyperphysics] - Rotational Spectra of Rigid Rotor Molecules
* [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/hosc.html Hyperphysics] - Quantum Harmonic Oscillator
* [http://www.3dchem.com/ 3D Chem] - Chemistry, Structures, and 3D Molecules
* [http://www.iumsc.indiana.edu/ IUMSC] - Indiana University Molecular Structure Center

== Referensi ==
<references />

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Molekul+diatomik&oldid=28047075 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 28047075 (2025-10-17T03:20:04Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 -->