#toc { border: 0px solid #000000; background: #ffffff; padding:2px; width:495px; margin-top:10px;} .toc-header-col1, .toc-header-col2, .toc-header-col3 { background: #B5CBFA; color: #000000; padding-left: 5px; width:250px;} .toc-header-col2 { width:75px;} .toc-header-col3 { width:125px;} .toc-header-col1 a:link, .toc-header-col1 a:visited, .toc-header-col2 a:link, .toc-header-col2 a:visited, .toc-header-col3 a:link, .toc-header-col3 a:visited { font-size:100%; text-decoration:none;} .toc-header-col1 a:hover, .toc-header-col2 a:hover, .toc-header-col3 a:hover { font-size:100%; text-decoration:underline; color:#3D3F44;} .toc-entry-col1, .toc-entry-col2, .toc-entry-col3 { padding-left: 5px; font-size:100%; background:#f0f0f0;}

Subscribe

RSS Feed (xml)

Powered By

Skin Design:
Free Blogger Skins

Powered by Blogger

Never ending Universe

Rabu, 17 September 2008

KONFIGURASI ELEKTRON

A.
Azas Aufbau
Azas Aufbau (berasal dari bahasa Jerman yang berarti membangun) menyatakan bahwa :“Pengisian elektron dimulai dari subkulit yang berenergi paling rendah dilanjutkan pada subkulit yang lebih tinggi energinya”.

Berdasarkan ketentuan tersebut maka urutan pengisian (kofigurasi) elektron mengikuti tanda panah pada gambar berikut!

Gambar 10. Diagram Curah Hujan

Perhatikan contoh penulisan konfigurasi elektron dari beberapa atom berikut!

1s2







1s2
2s1






1s2
2s2
2p1





1s2
2s2
2p6
3s1




1s2
2s2
2p6
3s2
3p1



1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1


1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d1

1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p1

Dapatkah Anda memahaminya?

Ikutilah langkah-langkah berikut!
1.

2.


3.
Tentukanlah jumlah elektron dari atom unsur tersebut!
Jumlah elektron dari atom unsur sama dengan nomor atom unsur tersebut.
Tuliskan jenis subkulit yang dibutuhkan secara urut berdasarkan diagram curah hujan yang telah Anda baca yaitu:
1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6p-7p-8s
Isikan elektron pada masing-masing subkulit dengan memperhatikan jumlah elektron maksimumnya.
Elektron ditulis agak ke atas setelah tanda orbital. Jika subkulit paling rendah sudah terisi maksimum, maka sisa elektron dimasukkan pada subkulit berikutnya.

Ingatlah penjelasan terdahulu mengenai hal berikut:
Berdasarkan jumlah orbital tiap subkulit dan tiap orbital maksimum terisi dua elektron, maka jumlah elektron maksimum pada tiap-tiap subkulit adalah:
Subkulit s maksimum isi 2 elektron
Subkulit p maksimum isi 6 elektron
Subkulit d maksimum isi 10 elektron
Subkulit f maksimum isi 14 elektron


Perhatikan contoh dengan mengikuti langkah-langkah tersebut!
Atom unsur dengan tanda atom S akan kita buat konfigurasi elektronnya maka:

1.


Nomor atom unsur tersebut = 16
(lihatlah angka yang tertulis di bawah tanda atom). Dengan demikian jumlah elektron atom tersebut sebanyak 16.
2. Jenis subkulit yang dibutuhkan secara urut kita tuliskan sebagian, mulai dari yang paling kiri 1s-2s-2p-3s-3p-4s
3.
Isikan pada subkulit 1s sebanyak 2 elektron. Sisanya isikan pada subkulit 2s sebanyak 2 elektron. Sudah berapa elektron yang Anda masukkan pada subkulit tersebut? Apakah masih ada sisanya? Jika masih, lanjutkan ke subkulit berikutnya!
Subkulit berikutnya adalah 2p dengan elektron yang dapat diisikan maksimumnya sebanyak 6.
Masih ada sisa lagi?
Isikan pada subkulit berikutnya yaitu 3s dengan 2 elektron.
Masih ada sisa lagi?
Masukkan sisanya pada subkulit selanjutnya yaitu 3p sebanyak sisanya, yaitu 4.

Sehingga konfigurasi elektron untuk atom unsur dengan tanda atom S dapat dituliskan secara berurut sebagai berikut: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Kerjakan latihan berikut untuk lebih memahami langkah-langkah penulisan konfigurasi elektron!
Buatlah konfigurasi elektron untuk atom unsur-unsur dengan tanda atom sebagai berikut:
1.

:

2. :
3. :
Penyelesaian:
1.

: 1s2 2s2 2p6 3s2

2. : 1s2 2s2 2p5
3. : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Dapatkah Anda mengerjakannya?

Jika belum, pelajari kembali langkah-langkah penulisan konfigurasi elektron. Jika Anda sudah benar semuanya, perhatikan konfigurasi elektron untuk atom-atom Sc dan Ga.

Konfigurasi elektron untuk Sc dan Ga adalah sebagai berikut:
1.

: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

2. : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1

Dapatkah Anda melihat perbedaan konfigurasi elektron ini dengan contoh sebelumnya?

Pada contoh sebelumnya, subkulit dituliskan secara urut sesuai nomor kulitnya, tetapi pada Sc dan Ga setelah 3p adalah 4s bukan 3d. Untuk keteraturan penulisan subkulit 3d ditulis sebelum 4s tetapi pada urutan pengisian orbital subkulit 4s diisi penuh terlebih dahulu, setelah itu barulah subkulit 3d.

Jadi konfigurasi elektron untuk atom Sc dan Ga dapat juga dituliskan sebagai berikut:
1.

: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2

2. : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1

Bagaimana konfigurasi elektron dengan nomor-nomor besar atau banyak?

Unsur - unsur dengan nomor atom besar atau banyak tentunya akan terlihat lebih panjang dan tidak praktis. Untuk itu, konfigurasi elektron atom berelektron banyak dapat disingkat penulisannya dengan penulisan lambang unsur gas mulia yang sesuai.

Konfigurasi elektron gas mulia :
1.

2He: 1s2

2. 10Ne: 1s2 2s2 2p6
3. 18Ar: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
4. 36Kr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
5. 54Xe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
6. 86Rn: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

Konfigurasi elektron untuk Ca adalah
Ca: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
4s2

Dapat Anda singkat penulisannya menjadi seperti berikut ini :
Ca: [Ar]
4s2

Elektron pada atom Argon = 18 sehingga Anda hanya menuliskan subkulit yang berisi elektron sebanyak sisa dari seluruh elektron atom tersebut.

Skema ini digunakan untuk memudahkan dalam menyingkat.

Kerjakanlah latihan berikut untuk dapat menguasai materi tersebut!

Buatlah konfigurasi elektron yang singkat untuk atom unsur dengan tanda atom sebagai berikut :
1.

:

2. :
3. :
Penyelesaian:
1.

: [Kr] 5s2

2. [Kr] 5s2 4d10 5p2
3. : [Ar] 4s2 3d10 4p3

Penjelasan yang sudah Anda pelajari merupakan konfigurasi elektron untuk atom, bagaimana untuk ion?

Ion bermuatan positip adalah atom netral yang melepaskan sebagaian elektronnya. Elektron yang dilepaskan letaknya pada kulit terluar, sehingga penulisan konfigurasi elektronnya sama dengan atom netralnya dikurangi sebanyak elektron yang dilepaskan. (ingat penulisan kantion dan anion di kelas X)

Contoh:
memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
4s1. Jika berbentuk
ion K+ maka elektron pada kulit terluarnya akan melepas sebanyak 1,
sehingga konfigurasi elektronnya menjadi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6.

Bagaimana dengan ion bermuatan negatif?

Ion bermuatam negatip adalah atom netral yang menerima atau menyerap elektron. Elektron yang diterima ini akan menempati orbital dari subkulit terluar yang belum penuh atau maksimum, sehingga penulisan konfigurasi elektronnya sama dengan atom netralnya ditambah dengan elektron yang diterima.

Contoh:
memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p5. Jika berbentuk ion F maka elektron pada kulit terluar akan bertambah sebanyak 1, sehingga konfigurasi elektronnya menjadi 1s2 2s2 2p6.

Kerjakanlah latihan berikut ini untuk mengetahui pemahaman Anda!


Buatlah konfigurasi elektron dari ion berikut!
1. Ca2+ (nomor atom Ca=20)
2. O2- (nomor atom O=8)
Penyelesaian:

1.

Ca2+ memiliki elektron 20 – 2 = 18
Jumlah elektron ion = nomor atom – muatan
Konfigurasi elektron atom 20Ca 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 sehingga konfigurasi
elektron ion Ca2+ menjadi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

2. O2- memiliki muatan 8 + 2 = 10
Jumlah elektron ion = nomor atom + muatan
Konfigurasi atom 8O 1s2 2s2 2p4 sehingga konfigurasi elektron ion O2- menjadi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Hal lain yang harus Anda perhatikan dalam menuliskan konfigurasi elektron adalah kestabilan. Atom akan lebih stabil bila kulit atau subkulit terisi elektron penuh atau setengah penuh.

Contoh:
Konfigurasi elektron yang benar adalah 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 bukan 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4. Karena orbital d maksimum berisi 10 elektron maka akan lebih stabil jika orbital d diisi 5 atau 10 elektron.

Bagaimana dengan konfigurasi elektron ?
Mirip halnya dengan maka konfigurasi elektron adalah
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 bukan 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9

Konfigurasi elektron dalam atom selain diungkapkan dengan diagram curah hujan, seringkali diungkapkan dalam diagram orbital. Ungkapan yang kedua akan bermanfaat dalam menentukan bentuk molekul dan teori hibridisasi pada modul berikutnya.

Kita ingat kembali bahwa :
1.
2.
3.
Orbital-orbital dilambangkan dengan kotak
Elektron dilambangkan sebagai tanda panah dalam kotak
Banyaknya kotak ditentukan berdasarkan bilangan kuantum magnetik, yaitu:
subkulit s digambarkan
subkulit p digambarkan
subkulit d digambarkan
4.


5.
Untuk orbital-orbital yang berenergi sama dilambangkan dengan sekelompok kotak yang bersisian, sedangkan orbital dengan tingkat energi berbeda digambarkan dengan kotak yang terpisah
Satu kotak orbital berisi 2 elektron, satu tanda panah mengarah ke atas dan satu lagi mengarah ke bawah

Pembuatan konfigurasi elektron dalam diagram orbital memenuhi aturan atau kaidah Hund.

B.

Kaidah Hund
Friedrich Hund (1927), seorang ahli fisika dari Jerman mengemukakan aturan pengisian elektron pada orbital yaitu :
orbital-orbital dengan energi yang sama, masing-masing diisi lebih dulu oleh satu elektron arah (spin) yang sama atau setelah semua orbital masing-masing terisi satu elektron kemudian elektron akan memasuki orbital-orbital secara urut dengan arah (spin) berlawanan”.

Contoh :
P2 dituliskan bukan
P4 dituliskan bukan
bukan pula
P5 dituliskan bukan
P6 dituliskan bukan
bukan pula

Marilah kita tuliskan konfigurasi elektron dalam bentuk diagram orbital yang sesuai dengan Kaidah Hund!
1s2
2s2
2p3








1s2
2s2
2p4








1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d5
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d6

Supaya Anda lebih paham, kerjakan latihan berikut ini!
Tuliskan konfigurasi elektron dalam bentuk diagram orbital untuk unsur :

, , ,

Penyelesaian:
1s2
2s2
2p6
3s2
3p3




1s2
2s2
2p6
3s2
3p4




1s2
2s2
2p6
3s2
3p5




1s2
2s2
2p6
3s2
3p2




Sudah benarkah jawaban Anda?
Jika belum, janganlah berputus asa untuk mempelajari kembali materi tersebut.



C.

Azas Larangan Pauli
W. Pauli (1924) mengemukakan Azas Larangan Pauli “Tidak boleh ada elektron dalam satu atom yang memiliki ke empat bilangan kuantum yang sama

Marilah kita buktikan pernyataan Pauli dengan contoh seperti ini!

Sebuah atom memiliki 8 elektron pada kulit L. Posisi elektron-elektron tersebut digambarkan dalam orbital sebagai berikut:


s

Tuliskan ke empat bilangan kuantum yang dimiliki oleh elektron ke-3 dan elektron ke-6 pada subkulit p tersebut!

Bagaimana menyelesaikannya, ikutilah penyelesaian berikut ini!

v
Elektron ke-3 pada subkulit p dan kulit L
Pada kulit L memiliki bilangan kuantum utama n = 2. Sedangkan untuk subkulit p memiliki bilangan kuantum azimut l = 1 dan orbital pada kolom ke-3 memiliki bilangan kuantum magnetik m = +1, serta arah rotasi ke atas maka bilangan kuantum spin s = +½.
Jika digabungkan n=2, l=1, m=+1, s=+½
v
Elektron ke-6 hanya berbeda pada arah rotasi dengan elektron ke-3, maka ke empat bilangan kuantum yang dimiliki elektron ke-6 adalah n=2, l =1, m=+1, s=-½

Jadi, telah terbukti pernyataan Pauli!

Selanjutnya, silahkan Anda kerjakan latihan berikut ini untuk mengetahui pemahaman yang telah dipelajari!

Suatu atom unsur memiliki nomor atom 15. Tentukan:
1. Konfigurasi elektron berdasarkan uraian di kelas 1
2. Gambaran orbital dari konfigurasi elektron yang telah Anda buat
3. Ke empat bilangan kuantum dari elektron terakhir pada konfigurasi
elektron

Penyelesaian:
1. 15X K L M
2 8 5
2.
1s2
2s2
2p6
3s2
3p3
3.
Elektron terakhir pada konfigurasi elektron terletak pada subkulit 3p dan kolom terakhir dari gambaran orbital. Secara spesifik digambarkan:

maka ke empat bilangan kuantum tersebut adalah:

n=3

Pada kulit M
l=1

Subkulit p
m=+1

Orbital ke-3
s=+½

Arah keatas

Apakah jawaban Anda telah cocok dengan penyelesaian yang diberikan?
Jika belum, pelajari kembali meteri tersebut! Jika sudah, mari kita lanjutkan ke materi berikutnya!

Pada bagian terakhir dari Kegiatan Belajar 3 ini, marilah kita mempelajari hubungan antara ke empat bilangan kuantum dengan konfigurasi elektron dari unsur dan nomor atomnya untuk menetukan kebolehjadian posisi elektron tertentu dari atom tersebut seperti yang di contohkan berikut ini:

Tentukan harga ke empat bilangan kuantum n, l, m, dan s untuk elektron terakhir dari atom:

1.

2. 2+

Pelajari satu persatu penyelesaian ini sampai Anda paham!

1. Sr mempunyai konfigurasi elektron 36[Kr]5s2
Elektron terakhir yaitu elektron ke 38 terletak pada subkulit 5s2 sehingga diagram orbitalnya adalah

maka nilai ke empat bilangan kuantumnya adalah
n = 5 (5s berarti pada kulit ke 5)
l = 0 (sesuai dengan subkulit s)
m = 0 (hanya 1 orbital)
s = -½ (arah elektron ke bawah)

2.
2+ konfigurasi elektron atom netralnya adalah 1s2 2s2 2p6 3s2 sedangkan konfigurasi elektron ion Mg2+ adalah 1s2 2s2 2p6. Elektron terakhir yaitu elektron ke-10 terletak pada subkulit 2p6 sehingga diagram orbitalnya adalah



maka nilai ke empat bilangan kuantumnya adalah
n = 2 (2p berarti pada kulit ke-2)
l = 1 (sesuai dengan subkulit p)
m = +1 (paling sebelah kanan)
s = -½ (arah elektron ke bawah)

Bagaimana dengan ?

Dapatkah Anda menentukan ke empat bilangan kuantumnya?
Jika Anda mengikuti langkah penyelesaian pada contoh, maka Anda akan memperoleh jawaban sebagai berikut:

n=4, l=1, m=0, s=-½

Selain yang sudah dipelajari, kita juga dapat menentukan nomor atom suatu unsur atau jumlah elektronnya berdasarkan hubungan ke empat bilangan kuantum dengan konfigurasi elektronnya. Pelajarilah dengan seksama contoh berikut!

Contoh:
Atom X dengan n=4, l =2, m=+1, s=+½ maka atom X memiliki jumlah elektron sebanyak…
n = 4 (berarti pada kulit ke-4)
l = 2 (berarti subkulit d)
m = +1 (berarti pada kotak ke-4 sebelah kiri dari 5 kotak yang ada)
s = +½ (arah elektron ke atas)
Jadi konfigurasi dalam bentuk diagram orbital adalah


4d4

Sehingga konfigurasi elektron dari atom X = 36[Kr]5s24d4 berarti atom ini memiliki 42 elektron dan nomor atomnya adalah 42.
Silahkan dengan cara yang sama Anda coba kerjakan untuk atom dengan n=5, l=1, m=0, s=-½

Apakah Anda memperoleh jawaban seperti ini?
(nomor atom unsur tersebut adalah 53













Tidak ada komentar:

Poskan Komentar