Menentukan Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR Molekul Berkerangka Dasar Oktahedral-Studi Kasus SF6, IF5, dan XeF4

Molekul dengan domain elektron sejumlah 6 dapat membentuk 3 variasi bentuk molekul yaitu oktahedral, square piramid atau piramid segiempat (artinya piramid dengan dasar segiempat), dan segiempat planar. Contoh masing-masing molekul ini adalah SF6, IF5, dan XeF4.

Untuk dapat menentukan bentuk molekul ketiga senyawa tersebut maka kita harus menggambar terlebih dahulu struktur lewisnya. Atom S dengan 6 elektron valensi, I dengan 7 elektron valensi, dan Xe dengan 8 elektron valensi menjadi atom pusat pada setiap molekul.

Pada SF6 maka setiap elektron valensi S akan berikatan dengan 1 elektron valensi dari atom F sehingga menghasilkan molekul dengan atom S yang memiliki 6 pasangan elektron terikat. Dengan demikian geometri molekul dan bentuk molekul SF6 adalah oktahedral

Pada IF5, atom I memiliki 7 elektron valensi, dimana 5 buah elektron valensi ini akan dipakai untuk berikatan dengan 5 atom F, dengan demikian atom I sekarang memiliki 5 PET dan 1 PEB. Jumlah domain elektron 5+1 = 6 sehingga geometri molekul IF5 adalah oktahedral dan bentuk molekulnya adalah piramid segiempat, dimana salah satu domain dalam kerangka oktahedral pada posisi aksial tidak berikatan (menjadi PEB) dimana strukturnya dapat digambarkan sebagai berikut:

Pada molekul XeF4, atom Xe memiliki 8 elektron valensi, dimana 4 elektron valensi akan digunakan masing-masing untuk mengikat atom F sehingga atom Xe sekarang memiliki 4 PET dan 2 PEB. PEB ini menempati posisi aksial dari kerangka oktahedral XeF4 sehingga membentuk molekul dengan bentuk segiempat datar sebagai berikut:

Jadi kesimpulannya adalah sebagai berikut:

  • Molekul dengan 6 PET memiliki bentuk molekul oktahedral
  • Molekul dengan 5 PET dan 1 PEB memiliki bentuk molekul piramid segiempat
  • Molekul dengan 4 PET dan 2 PEB memiliki bentuk molekul segiempat datar

Menentukan Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR Molekul Berkerangka Dasar Tetrahedral-Studi Kasus CF4, XeO3, dan SF2

Tiga bentuk dasar molekul dengan domain elektron sebanyak 4 adalah tetrahedral, trigonal piramid, dan bentuk V (disebut juga bentuk bengkok, seperti bumerang senjata kas suku aborigin). Contoh molekul dengan ketida bentuk molekul tersebut masing-masing adalah CF4, XeO3, dan SF2.

Hal pertama yang kita lakukan untuk menentukan bentuk molekul ketiga senyawa diatas adalah dengan menggambar struktur lewisnya sehingga kita memperoleh gambaran awal posisi atom-atom pada atom pusatnya serta dapat mengetahui jumlah PEB dan PET-nya. Atom pusat masing-masing molekul adalah C (4elektron valensi), Xe (8 elektron valensi), dan S (6 elektron valensi).

Pada CF4, setiap elektron valensi C akan berikatan dengan satu elektron dari atom F, sehingga pada atom C terdapat 4 pasangan elektron terikat (PET). Tentu saja geometri dan bentuk molekul dengan 4 PET adalah tetrahedral yang dapat digambarkan sebagai berikut:

struktur lewis CH4

Pada molekul XeO3, Xe memiliki 8 elektron valensi, setiap 2 elektron valensi Xe akan berikatan dengan 2 elektron valensi dari atom O, sehingga ketiga iktan Xe-O dalam XeO adalah ikatan rangkap 2, dan Xe masih memiliki sepasang elektron yang tidak berikatan. Jadi atom pusat Xe memiliki 3 pasangan PET dan satu PEB, yang memungkinkan molekul XeO3 memiliki geometri molekul tetrahedral dan bentuk molekulnya adalah trigonal piramid. Trigonal priramid dapat diartikan sebagai piraid dengan dasar segitiga. Geometrinya dapat digambarkan sebagai berikut:

Pada SF2, atom S memiliki 6 elektron valensi. Satu elektron akan dipakai untuk berikatan secara kovalen dengan satu elektron dari atom F, sehingga untuk berikatan dengan 2 atom F atom S membutuhkan 2 elektron valensi, meninggalkan 4 elektron valensi yang menjadi 2 pasangan elektron bebas (PEB). pada atom S.  Jadi atom pusat S sekarang memiliki 2 PET dan 2 PEB yang memungkinkannya memiliki geometri molekul tetrahedral dan bentuk molekulnya adalah bentuk V atau bengkok.(lihat gambar dibawah ini).

Jadi kesimpulannya untuk molekul dengan 4 domain elektron adalah

  • Molekul dengan 4 PET bentuk molekulnya tetrahedral
  • Molekul dengan 3 PET dan 1 PEB bentuk molekulnya adalah trigonal piramid
  • Molekul dengan 2 PET dan 2 PEB bentuk molekulnya adalah bentuk V atau bentuk bengkok

Menentukan Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR Molekul Berkerangka Dasar Trigonal Bipiramid-Studi Kasus PCl5, SF4, dan ClF3

Dalam postingan ini saya akan memberi contoh contoh cara menentukan bentuk molekul yang memiliki kerangka dasar trigonal bipiramid dari molekul PCl5, SF4, dan ClF3. Geometri molekul dengan kerangka dasar trigonal bipiramid atau lebih dikenal dengan molekul yang memiliki 5 domain elektron dapat memiliki bentuk molekul sebagai berikut, trigonal bipiramid, disphenoidal, bentuk T, atau linear.

Hal pertama yang perlu kita lakukan untuk menentukan geometri molekul adalah menggambar struktur Lewis dari molekul tersebut. Yang menjadi atom pusat adalah P (elektron valensinya 5), S (elektron valensinya 6), dan Cl (elektron valensinya 7).

Pada molekul PCl5 setiap elektron valensi P masing-masing akan berikatan dengan 1 elektron valensi atom Cl sehingga dihasilkan struktur Lewis seperti gambar dibawah. Atom P sebagai atom pusat sekarang memiliki 5 buah pasangan atom terikat (PET) sehingga dari sini dapat kita ramalkan bahwa bentuk geometri PCl5 adalah trigonal bipiramid dan bentuk molekulnya adalah sama yaitu trigonal bipiramid.

Pada molekul SF4, 4 elektron valensi S akan berikatan masing-masing dengan F, sehingga pada atom S sekarang terdapat 4 PET dan satu buah PEB (pasangan elektron berikatan). Artinya atom pusat S memiliki total 5 pasangan elektron, apa artinya? Yup, betul kerangka dasar geometri SF4 adalah trigonal bipiramid. Bagaimana dengan bentuk molekulnya? Karena terdapat satu PEB maka maka bentu molekul SF4 disebut sebagai disphenoidal.

Pada molekul ClF3, 3 elektron valensi Cl masing-masinf akan berikatan dengan atom F sehingga pada atom pusat Cl sekarang terdapat 2 PEB dan 3 PET, yang menghasilkan kerangka dasar geometri trigonal piramid. Disebabkan terdapat 2 PEB maka bentuk molekulnya sekarang menjadi seperti gambar dibawah ini yang disebut sebagai bentuk “T”.

Jadi kesimpulannya bahwa molekul dengan 5 pasangan elektron atau 5 domain elektron dengan kondisi:

  • 5 pasangan elektron semuaya PET maka bentuk molekulnya trigonal bipiramid
  • 4 pasangan PET dan 1 PEB maka bentuk molekulnya disebut disphenoidal
  • 3 pasangan PET dan 2 PEB maka bentuk molekulnya disebut sebagai bentuk T
  • 2 pasangan PET dan 3 PEB maka bentuk molekulnya disebut sebagai linier

Menentukan Bentuk Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR-Studi Kasus Molekul XeF2, dan XeF4

Dengan menggunakan teori VSEPR maka kita dapat meramalkan bentuk geometri suatu molekul. Dalam artikel ini maka akan di contohkan menentukan bentuk geometri molekul XeF2, XeF4, dan XeF6. Diantara molekul-molekul tersebut ada yang memiliki pasangan elektron bebas dan ada yang tidak, jadi molekul-molekul tersebut adalah contoh yang bagus untuk lebih memahami teori VSEPR.

Pertama kita harus mementukan struktur lewis masing-masing molekul. Xe memiliki jumlah elektron valensi 8 sedangkan F elektron valensinya adalah 7.(lihat gambar dibawah)

Struktur Lewis XeF2 seperti gambar sebelah kiri, dua elektron Xe masing-masing diapakai untuk berikatan secara kovalen dengan 2 atom F sehingga meninggalkan 3 pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe. Hal yang sama terjadi pada molekul XeF4 dimana 4 elektron Xe dipakai untuk berikatan dengan 4 elektron dari 4 atom F, sehingga meninggalkan 2 pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe.

Lihat gambar diatas XeF2 memiliki 2 pasangan elekktron terikat (PET) dan 3 pasangan elektron bebas (PEB) jadi total ada 5 pasangan elektron yang terdapat pada XeF2, hal ini menandakan bahwa geometri molekul atau kerangka dasar molekul XeF2 adalah trigonal bipiramid. Karena terdapat 3 PEB maka PEB ini masing masing akan menempati posisi ekuatorial pada kerangka trigonal bipiramid, sedangkan PET akan menempati posisi aksial yaitu pada bagian atas dan bawah. Posisi inilah posisi yang stabil apabila terdapat atom dengan 2 PET dan 3 PEB sehingga menghasilkan bentuk molekul linear. Jadi bentul molekul XeF2 adalah linier.(lihat gambar dibawah).

Lihat gambar strutur lewis XeF4 memiliki 4 pasangan elekktron terikat (PET) dan 2 pasangan elektron bebas (PEB) jadi total ada 6 pasangan elektron yang terdapat pada XeF4, hal ini menandakan bahwa geometri molekul atau kerangka dasar molekul XeF4 adalah oktahedral. Karena terdapat 2 PEB maka PEB ini masing masing akan menempati posisi aksial pada kerangka  oktahedral, sedangkan PET akan menempati posisi ekuatorial. Posisi inilah posisi yang stabil apabila terdapat atom dengan 4 PET dan 2  PEB sehingga menghasilkan bentuk molekul yang disebut segiempat planar. Jadi bentul molekul XeF2 adalah segiempat planar.(lihat gambar dibawah).

Cara Menentukan Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR

Dengan menggunakan teori VSEPR maka kita bisa menentukan berbagai macam struktur suatu molekul. tahap-tahap untuk menentukan struktur molekul adalah sebagai berikut:

Tahap1
Gambarlah struktur Lewis dari molekul tersebut

Tahap 2
Tentukan jumlah elektron yang berpasangan pada atom pusat molekul tersebut

Tahap3
Tentukan geometri molekul tersebut sesuai dengan jumlah pasangan elektron pada tahap 2 apakah linier, trigonal planar, tetrahedarl, trigonal bipiramid, atau oktahedral.

Tahap 4
Tentukan struktur molekulnya dengan cara mengetahui berapa banyak pasangan elektron yang berikatan (lihat susunan atom-atom yang berikatan dengan atom pusatnya.

Geometri molekul berdasarkan jumlah pasangan elektro terikat suatu molekul digambarkan seperti pada tabel berikut ini:

Jumlah pasangan e
Geometri Molekul
Gambar
Contoh
2
Linier BeCl2, CO2
3
Trigonal Planar BF3, BH3
4
Tetrahedral CH4, CH3Cl
5
Trigonal Bipiramid PCl5
6
Oktahedral SF6, XeF6

Meramalkan Struktur Molekul Dengan Menggunakan Teori VSEPR

Struktur molekul adalah pengaturan atom-atom molekul dalam ruang tiga dimensi. Mempelajari struktur molekul dalam ilmu kimia memegang peranan yang sangat penting disebabkan struktur molekul menentukan sifat-sifat kimia suatu molekul.

Dalam artikel ini akan dijabarkan bagaimana kita bisa meramalkan struktur molekul dengan memakai teori VSEPR ( valence shell electron pair repulsion) atau kalau di bahasa Indonesiakan menjadi “teori tolakan pasangan elektron valensi” , tapi agar lebih umum kita menyebutnya dengan teori VSEPR ok! (kamu bisa menyebut singkatan “VSEPR” dengan “VESPER” biar mudah dilafalkan”)

Terus gimana ya bunyi postulat VSEPR itu?

“ bentuk geometri suatu molekul ditentukan sepenuhnya oleh tolakan pasangan elektron dari atom pusat molekul tersebut, dimana pasangan elektron atom pusat suatu molekul akan mengatur posisinya sedemikian rupa sehingga gaya tolakan diantaranya adalah minimal(paling kecil)” ( Pasangan elektron yang dimaksud disini adalah pasangan elektron bebas maupun pasangan elektron terikat)

Tips: Agar kamu memahami lebih jelas tentang teori ini maka kamu bisa membayangkan bahwa badanmu adalah suatu atom pusat dan kaki serta tanganmu adalah pasangan elektron ( jadi kamu punya 4 pasangan elektron dari dua tangan dan dua kaki).  Kedua kaki dan kedua tanganmu akan menempatkan posisinya sedemikian rupa sehingga gaya tolakan diantara mereka adalah minimal sehingga kaki dan badanmu akan membentuk bentuk geometri tertentu. Hal yang sama terjadi bila kamu punya 3, 5, atau bahkan 6 pasangan elektron.

Agar lebih jelas perhatikan contoh berikut ini:

Molekul BeCl2 (Berilium Klorida), Molekul ini mempunyai dua pasangan elektron terikat yaitu 2 pasang elektron yang digunakan untuk berikatan dengan CL, struktur Lewis BeCl2 dapat digambarkan sebagai berikut:

Dengan menggunakan teori VSEPR, maka dua pasang elektron terikat dari molekul BeCl2 akan  mengatur  posisi sedemikian rupa sehingga gaya tolakannya adalah minimum, misalkan saja kita peroleh 2 bentuk pengaturan sebagai berikut:

Kita perhatikan bahwa pada struktur 1 gaya tolakan pasangan elektron adalah sangat minimal dibandingkan dengan struktur 2, Mengapa? Jarak Cl-Be-Cl adalah 180 derajat, sedangkan struktur 2 jarak Cl-Be_Cl adalah 270 dan 90 derajat jadi Cl-Be-Cl degan jarak 90 derajat akan memiliki gaya tolakan yang besar  dibanding yang berjarak 270 derajat. Jadi struktur 1 adalah struktur yang mungkin untuk BeCl2 berdasarkan teori VSEPR sebab gaya tolakan Cl-Be-Cl adalah yang paling kecil dan sama rata besarnya. Jadi molekul dengan atom pusat yang memiliki hanya 2 pasang elektron terikat akan membentuk geometri seperti gambar 1 yang biasa disebut sebagai bentuk linear.

Bagimana dengan BF3 (Boron triflourida) yang memiliki tiga pasang elektron terikat ? struktur yang mungkin adalah seperti gambar dibawah. Struktur 1 memiliki 2 ikatan  F-B-F dengan sudut 90 derajat dan yang lain 180 derajat. Sedangkan struktur 2 seua sudut F-B-F adalah 120 derajat. Menurut teori VSEPR manakah diantara kedua struktur tersebut yang stabil? Yup, benar sama hal nya dengan kasus BeCl2 maka struktur 2 yang stabil dengan gaya tolakan minimal, struktur demikian disebut sebagai “segitiga planar” atau “trigonal planar” arti planar ini bisa dianggap sebagai sejajar dengan bidang. Apabila anda meletakkan molekul ini di meja dengan permukaan yang datar maka posisi molekul ini akan sejajar dengan bidang permukaan meja.

Bagimana dengan molekul yang mempunyai 4,5, dan 6 pasangan elektron terikat? Mereka masing-masing akan membentuk struktur yang disebut sebagai “tetrahedral”“trigonal bipiramidal” dan “octahedral” seperti gambar dibawah ini.

Bilangan kuantum spin (dilambangkan dengan “s”) dan Azaz Larangan Pauli

Bilangan kuantum spin muncul untuk menjelaskan bahwa elektron yang berputar dapat menghasilkan medan magnet, sangatlah mungkin untuk mengasumsikan bahwa perputaran elektron ini memiliki dua arah yang berbeda sehingga dapat dihasilkan medan magnet yang berlawanan arah. Dengan asumsi ini maka bilangan kuantum spin hanya memiliki dua nilai yang dilambangkan dengan + ½ dan -1/2. Masing-masing nilai “s” diatas mewakili dua buah elektron yang berputar berlawanan arah di dalam ruang orbital. Perhatikan ilustrasi berikut:

Perhatikan gambar di atas, elektron 1 (bulatan berwarna merah) sebelah kiri berputar ke arah kiri dan elektron kedua berputar ke arah kanan (perhatikan tanda putaran biru diatas) akibat perbuataran ini kedua elektron akan menghasilkan medan magnet yang berlawanan arah (ditandai dengan huruf N kutub magnet utara dan S kutub magnet selatan).

Bilangan kuantum spin ini berhubungan dengan postulat Wolfgang pauli (1900-1958) yang menyatakan bahwa suatu elektron didalam atom tidak boleh memiliki 4 bilangan kuantum yang sama. Elektron dalam orbital yang sama akan dapat memiliki nilai n, l, dan m yang sama, sehingga untuk nilai bilangan kuatum yang keempat yaitu bilangan kuantum spin “s” tidak boleh sama. Karena hanya ada 2 nilai s, maka oleh sebab itulah satu orbital maksimal hanya bisa diisi oleh dua elektron dengan dua arah putaran yang berlawanan.

Bilangan Kuantum Azimut dan Magnetik

Bilangan Kuantum Azimut (dilambangkan dengan “l”)

Bilangan kuantum azimuth disebut juga bilangan kuantum momentum angular, bilangan kuantum ini berhubungan dengan bentuk orbital. Artinya nilai l yang berbeda menunjukan bentuk orbital yang berbeda pula. Nilai l adalah dari 0 hingga n-1. Adapun bentuk orbital dengan nilai bilangan kuantum azimuth 1 sampai 3 adalah sebagai berikut:

l = 0 bentuk orbitalnya disebut “orbital s”
l = 1 bentuk orbitalnya disebut “orbital p”
l = 2 bentuk orbitalnya disebut “orbital d”
l = 3 bentuk orbitalnya disebut “orbital f”

Bilangan kuantum magnetik

Bilangan kuantum ini menunjukan orientasi orbital di dalam ruang relative dengan kedudukan orbital yang lain dalam atom. Besarnya nilai m ditentukan dari “+l” hingga “-l”. Artinya untuk l = 0 maka nilai m nya adalah 0, untuk l=1 maka nilai m nya adalah -1,0, dan 1. Jadi setiap nilai m menunjukan satu ruang orbital di dalam sub kulit atom. Perhatikan contoh berikut:

l = 0 bentuk orbitalnya disebut “orbital s” dan nilai m yang mungkin adalah 0 sehingga orbital s hanya memiliki 1 ruang orbital

l = 1 bentuk orbitalnya disebut “orbital p” dan nilai m yang mungkin adalah -1, 0, dan 1 sehingga orbital p memiliki 3 ruang orbital p dengan orientasi yang berbeda yaitu Px, Py, Pz.

l = 2 bentuk orbitalnya disebut “orbital d” dan nilai m yang mungkin adalah -2,-1, 0, 1, dan 2, sehingga orbital d memiliki 5 ruang orbital d dengan orientasi yang berbeda, yaitu dxz, dyz, dxy, dx2-y2 dan dz2.

l = 3 bentuk orbitalnya disebut “orbital f” dan nilai m yang mungkin adalah -3,-2,-1, 0, 1, 2, dan 3, sehingga orbital f memiliki 7 ruang orbital dengan orientasi yang berbeda.

Bilangan kuantum utama (dilambangkan dengan huruf “n”)

Bilangan kuantum ini berhubungan dengan tingkatan energi dan ukuran orbital, semakin besar nilai “n” maka elektron menduduki orbital dengan tingkat energi yang lebih besar dan ukuran orbitalnya juga semakin besar. Bilangan kuantum utama ini juga bisa diartikan sebagai kulit atom, n=1 artinya elektron berada pada kulit pertama, dan seterusnya. Kita tahu bahwa bilangan kuantum ini juga menjelaskan tingkatan-tingakatan orbital dalam model atom Bohr, jadi model atom Bohr menggunakan satu bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum utama.


Berapa nilai “n”?

n memiliki nilai semua bilangan positif yaitu 1,2,3, dan seterusnya hingga tak terbatas. Simbol lain untuk menyebut urutan ini adalah dengan menyebut kulit K, L, M, N, dan seterusnya. Ingat bahwa nilai n yang berbeda menunjukan tingkatan energi yang berbeda.

Elektron dapat berpindah dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain. Bila dari tingkat n=1 ke n=3 maka elektron akan menyerap energi, dan bila berpindah dari n = 5 ke n=4 maka elektron akan melepaskan energi, energi yang dilepaskan ini berupa emisi cahaya dengan panjang gelombang tertentu.

Model Atom Mekanika Kuantum-Model Atom Modern Yang Dipakai Sampai Saat Ini

Salah satu kelemahan model atom Bohr hanya bisa dipakai untuk menjelaskan model atom hydrogen dan atom atau ion yang memiliki konfigurasi elektron seperti atom hydrogen, dan tidak bisa menjelaskan untuk atom yang memiliki banyak elektron.

Werner heinsberg (1901-1976), Louis de Broglie (1892-1987), dan Erwin Schrödinger (1887-1961) merupakan para ilmuwan yang menyumbang berkembangnya model atom modern atau yang disebut sebagai model atom mekanika kuantum.

Pernyataan de Broglie yang menyatakan bahwa partikel dapat bersifat seperti gelombang telah menginspirasi Schrödinger untuk menyusun model atomnya dengan memperhatikan sifat elektron bukan hanya sebagai partikel tapi juga sebagai gelombang, artinya dia menggunakan dualisme sifat elektron.

Menurut Schrödinger elektron yang terikat pada inti atom dapat dianggap memiliki sifat sama seperti “standing wave” , anda bisa membayangkan gelombang standing wave ini seperti  senar pada gitar (lihat gambar). Ciri standing wave ini ujung-ujungnya harus memiliki simpul sehingga ½ gelombang yang dihasilkan berjumlah bilangan bulat.

Hal yang sama dapat diterapkan apabila kita menganggap elektron dalam atom hydrogen sebagai “standing wave”. Hanya orbit dengan dengan jumlah ½ gelombang tertentu saja yang diijinkan, orbit dengan jumlah ½ gelombang yang bukan merupakan bilangan bulat tidak diijinkam. Hal inilah penjelasan yang rasional mengapa energi dalam atom hydrogen terkuantisasi. (lihat gambar)

Schrödinger kemudian mengajukan persamaan yang kemudian dikenal dengan nama “persamaan gelombang Schrödinger” yaitu :

H? = E?

? disebut sebagai fungsi gelombang, H adalah satu set intruksi persamaan matematika yang disebut sebagai operator, dan E menunjukan total energi dari atom. Penyelesaian persamaan ini menghasilkan berbagai bentuk penyelesaian dimana setiap penyelesain ini melibatkan fungsi gelombang ? yang dikarakteristikkan oleh sejumlah nilai E. Fungsi gelombang ? yang spesisfik dari penyelesaian persamaan gelombang Schrödinger disebut sebagai “orbital”

Apakah orbital itu? Orbital adalah daerah kebolehjadian kita menemukan elektron dalam suatu atom atau bisa dikatakan daerah dimana kemungkinan besar kita dapat menemukan elektron dalam suatu atom.

Bedakan dengan istilah orbit yang dipakai di model atom Bohr. Orbit berupa lintasan dimana kita bisa tahu lintasan dimana elektron mengelilingi inti, tapi pada orbital kita tidak tahu bagaimana bentuk lintasan elektron yang sedang mengelilingi inti. Yang dapat kita ketahui adalah dibagian mana kemungkinan besar kita dapat menemukan elektron dalam atom.

Werner Heisenberg menjelaskan secara gamblang tentang sifat alami dari orbital, analisis matematika yang dihasilkannya menyatakan bahwa kita tidak bisa secara pasti menentukan posisi serta momentum suatu partikel pada kisaran waktu tertentu. Secara matematis azas ketidakpastian Heisenberg ditulis sebagai berikut:

?x . ?(mv) ? h/4?

?x adalah ketidakpastian menentukan posisi dan ?(mv) adalah ketidakpastian momentum dan h adalah konstanta Plank. Arti persamaan diatas adalah semakin akurat kita menentukan posisi suatu partikel maka semakin tidak akurat nilai momentum yang kita dapatkan, dan sebaliknya.

Pembatasan ini sangat penting bila kita memmpelajari partikel yang sangat kecil seperti elektron, oleh sebab itulah kita tidak bisa menentukan secara pasti posisi elektron yang sedang mengelilingi inti atom seperti yang ditunjukan oleh model atom Bohr, dimana elektron bergerak dalam orbit yang berbentuk lingkaran. Disinilah mulai diterimanya model atom mekanika kuantum yang diajukan oleh Schrödinger.

Sesuai dengan azaz Heisenberg ini maka fungsi gelombang tidak dapat menjelaskan secara detail pergerakan elektron dalam atom, kecuali fungsi gelombang kuadrat (?2) yang dapat diartikan sebagai probabilitas distribusi elektron dalam orbital. Hal ini bisa dipakai unutk menggambarkan bentuk orbital dalam bentuk distribusi elektron, atau dikenal sebagai peta densitas.