Hitung Konfigurasi Elektron Kimia

download Hitung Konfigurasi Elektron Kimia

of 16

  • date post

    30-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    566
  • download

    12

Embed Size (px)

description

Cara MMengitung Konfigurasi Elektron Kimia

Transcript of Hitung Konfigurasi Elektron Kimia

Konfigurasi Elektron dan Diagram OrbitalPost underKimia,Kimia SMA,Materi Pelajaran,Materi SMA

Dalam penulisan konfigurasi elektron dan diagram orbital perlu berlandaskan pada tiga prinsip utama yaitu prinsip aufbau, aturan Hund dan aturan penuh setengah penuh.

A. Azas AufbauAzas Aufbau menyatakan bahwa :Pengisian elektron dimulai dari subkulit yang berenergi paling rendah dilanjutkan pada subkulit yang lebih tinggi energinya. Dalam setiap sub kulit mempunyai batasan elektron yang dapat diisikan yakni :

Subkulit s maksimal berisi 2 elektron

Subkulit p maksimal berisi 6 elektron

Subkulit d maksimal berisi 10 elektron

Subkulit f maksimal berisi 14 elektron

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

Berdasarkan diagram di atas dapat disusun urutan konfigurasi elektron sebagai berikut :

1s22s22p63s23p64s23d104p65s2. dan seterusnya

Keterangan :

Jumlah elektron yang ditulis dalam konfigurasi elektron merupakan jumlah elektron maksimal dari subkulit tersebut kecuali pada bagian terakhirnya yang ditulis adalah elektron sisanya. Perhatikan contoh di bawah ini :

Jumlah elektron Sc adalah 21 elekron kemudian elektron-elektron tersebut kita isikan dalam konfigurasi elektron berdasarkan prinsip aufbau di atas. Coba kalian perhatikan, ternyata tidak selalu kulit yang lebih rendah ditulis terlebih dahulu (4s ditulis dahulu dari 3d). Hal ini karena semakin besar nomor kulitnya maka selisih energi dengan kulit di atasnya semakin kecil sementara jumlah sub kulitnya semakin banyak sehingga terjadi tumpang tindih urutan energi sub kulitnya. Untuk mempermudah penilisan tingkatenerginya digunakan prinsip aufbau di atas. Untuk keteraturan penulisan, 3dbolehditulis terlebih dahulu dari 4s namun pengisian elektronnya tetap mengacu pada prinsip aufbau. hal ini terkesan remeh tapi penting..... jadi bila kalian disuruh menuliskan bilangan kuantum dari elektron terakhir dari Sc maka elektron tersebut terletak pada sub kulit 3d bukan 4s, walau dalam penulisan terakhir sendiri adalah sub kulit 4s.....cirinya pada sub kulit 3d tidak terisi penuh elektron sedangkan sub kulit 4s nya terisi penuh.

Penulisan konfigurasi elektron dapat disingkat dengan penulisan atom dari golongan gas mulia yaitu : He (2 elektron), Ne (10 elektron), Ar (18 elektron), Kr (36 elektron), Xe (54 elektron) dan Rn ( 86 elektron). Hal ini karena pada konfigurasi elektron gas mulia setiap sub kulitnya terisi elektron secara penuh.

Skema yang digunakan untuk memudahkan penyingkatan sebagai berikut :

Contoh penyingkatan konfigurasi elektron :

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.

Yang harus diperhatikan dalam pembuatan diagram orbital :

1. Orbital-orbital dilambangkan dengan kotak

2. Elektron dilambangkan sebagai tanda panah dalam kotak

3. Banyaknya kotak ditentukan berdasarkan bilangan kuantum magnetik, yaitu:

4. Untuk orbital-orbital yang berenergi sama dilambangkan dengan sekelompok kotak yang bersisian, sedangkan orbital dengan tingkat energi berbeda digambarkan dengan kotak yang terpisah.

5. Satu kotak orbital berisi 2 elektron, satu tanda panah mengarah ke atas dan satu lagi mengarah ke bawah. Pengisan elektron dalam kotak-kotak orbital menggunakan aturan Hund.

B. Aturan HundFriedrich 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 dahulu kemudian elektron akan memasuki orbital-orbital secara urut dengan arah (spin) berlawanan atau dengan kata lain dalam subkulit yang sama semua orbital masing-masing terisi satu elektron terlebih dengan arah panah yang sama kemudian sisa elektronnya baru diisikan sebagai elektron pasangannya dengan arah panah sebaliknya.

Coba perhatikan contoh diagram elektron di bawah ini, khususnya pada bagian akhirnya :

Pada pengisian diagram orbital unsur S pada konfigurasi 3p4, 3 elektron diisikan terlebih dahulu dengan gambar tanda panah ke atas baru sisanya 1 elektron digambar dengan tanda panah ke bawah.

C. Aturan Penuh Setengah PenuhSifat ini berhubungan erat dengan hibridisasi elektron. Aturan ini menyatakan bahwa : suatu elektron mempunyai kecenderungan untuk berpindah orbital apabila dapat membentuk susunan elektron yang lebih stabil.....untuk konfigurasi elektron yang berakhiran pada sub kulit d berlaku aturan penuh setengah penuh. Untuk lebih memahamkan teori ini perhatikan juga contoh di bawah ini :

24Cr = 1s22s22p63s23p64s23d4 menjadi24Cr = 1s22s22p63s23p64s13d5

dari contoh terlihat apabila 4s diisi 2 elektron maka 3d kurang satu elektron untuk menjadi setengah penuh....maka elektron dari 4s akan berpindah ke 3d. hal ini juga berlaku untuk kasus :

29Cu = 1s22s22p63s23p64s23d9 menjadi29Cu = 1s22s22p63s23p64s13d10

Penentuan Periode dan Golongan Suatu Unsur

Untuk menentukan letak periode suatu unsur relatif mudah. Periode suatu unsur sama dengan nomor kulit terbesarnya dalam konfigurasi elektron. musalnya :

24Cr = 1s22s22p63s23p64s13d5Nomor kulit terbesarnya adalah 4 (dalam 4s1) maka Cr terletak dalam periode 4

Sedangkan untuk menentukan golongan menggunakan tabel. Bila subkulit terakhirnya pada s atau p maka digolongkan dalam golongan A (utama) sedangkan bila subkulit terakhirnya pada d maka digolongkan dalam golongan B (transisi). Lebih lengkapnya coba perhatikan tabel di bawah ini :

Coba kalian perhatikan tabel di atas. Untuk memudahkan pengingatan golongan A dimulai dari golongan I A sedangkan golongan B dimulai dari III B. selain itu jika subkulit terakhirnya p atau d maka sub kulit s sebelumnya diikutkan. Pada golongan VI B dan I B berlaku aturan penuh setengah penuh.

Sebagai contoh :

24Cr = 1s22s22p63s23p64s13d5

Periode = 4

Golongan = VI B

Konfigurasi Elektron dengan MetodeSubkulit

Konfigurasi Elektron Dengan Metode Subkulit

Sesuai dengan Aufbau, urutan pengisian elektron adalah :1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d

Dengan jumlah elektron di subkulit : s maksimum 2 elektron p maksimum 6 elektron d maksimum 10 elektron f maksimum 14 elektron

Urutan di atas harus dihafal! Walaupun ada beberapa penyimpangan untuk kasus-kasus khusus, yang akan kita bahas kemudian.

Contoh :

1H = 1s12He = 1s25B = 1s2 2s2 2p1= 1s2 2s2 2p410Ne = 1s2 2s2 2p617Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p526Fe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d682Pb = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p2

Terlihat bahwa untuk atom-atom dengan nomor atom besar, sangat panjang dalam menulis konfigurasi elektronnya. Oleh karena itu, dapat digunakan konfigurasi elektron gas mulia yang terdekat yang lebih kecil daripada nomor atom tersebut. Adapun konfigurasi elektron gas mulia adalah : 2He = 1s2 10Ne = 1s2 2s2 2p6 = [He] 2s2 2p6 18Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 = [Ne] 3s2 3p6 36Kr = [Ar] 4s2 3d10 4p6 54Xe = [Kr] 5s2 4d10 5p6 86Rn = [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p6

Dengan demikian, konfigurasi 17Cl dapat dengan cepat ditulis [Ne] 3s2 3p5, konfigurasi 26Fe dapat dituliskan [Ar] 4s2 3d6, dan konfigurasi 82Pb dapat dituliskan [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p2.

Kestabilan subkulit d yang terisi setengah penuh atau penuh.Simak konfigurasi elektron berikut :

24Cr = [Ar] 4s2 3d4 29Cu = [Ar] 4s2 3d9 ( Sesuai aturan Aufbau

Padahal dalam eksperimen, konfigurasi elektron 24Cr dan 29Cu adalah :

24Cr = [Ar] 4s1 3d5 29Cu = [Ar] 4s1 3d10

Terlihat bahwa satu elektron yang mengisi kulit 4s berpindah ke kulit 3d, sehingga orbital-orbital di subkulit 3d berisi 5 elektron atau 10 elektron. Hal ini berkaitan dengan kestabilan atom-atom apabila kulit d terisi setengah penuh (5 elektron) atau penuh (10 elektron). Unsur-unsur lain yang juga mengalami penyimpangan aturan adalah 42Mo, 47Mo, serta 79Au. Cobalah untuk mengkonfigurasikan elektron mereka.

Tabel Periodik dengan Metode SubkulitDengan mengetahui konfigurasi elektron suatu unsur, kita dapat dengan cepat dan mudah mengetahui di periode berapakah atau golongan berapakah suatu unsur terletak dalam tabel periodik.

Menentukan Nomor PeriodeNomor periode didapatkan dari kulit terluar yang terdapat dalam konfigurasi elektron tersebut.

Menentukan Golongan

Untuk menentukan golongan, dibutuhkan subkulit valensi (subkulit yang dapat digunakan untuk berikatan dengan unsur lain), yang nantinya akan bertindak sebagai elektron valensi.

19K = [Ar] 4s1 . Subkulit valensi adalah 4s. Jumlah dari elektron yang ada di 4s adalah 1. Jadi K berada di golongan IA. (Aturan 1)

31Ga = [Ar] 4s2 3d10 4p3. Subkulit valensi adalah 4s dan 4p. Jumlah dari elektron yang ada di 4s dan 4p adalah 2+3 = 5 elektron. Jadi Ga berada di golongan VA. (Aturan 1)

43Te = [Kr] 5s2 4d5 . Subkulit valensi adalah 5s dan 4d. Jumlah dari elektron yang ada di 5s dan 4d adalah 7. Jadi Te berada di golongan VIIB.

47Ag = [Kr] 5s1 4d10. Subkulit valensi adalah 5s dan 4d. Jumlah dari elektron yang ada di 5s dan 4d adalah 11. Jadi Ag berada di golongan IB.

63Eu = [Xe] 6s2 4f5. Subkulit valensi adalah 6s dan 4f. Karena subkulit valensi adalah ns dan (n-2)f, maka unsur ini tergolong lantanida, yang berada di golongan IIIB.

Jika dirangkum dalam tabel, subkulit valensi dari atom semua golongan adalah :

Golongan Utama Golongan TransisiIA ns1 1 + 0 = 1 IB ns1 (n-1)d10 1 + 10 = 11IIA ns2 2 + 0 = 2 IIB ns2 (n-1)d10 2 + 10 = 12IIIA ns2 np1 2 + 1 = 3 IIIB ns2 (n-1)d1 2 + 1 = 3IVA ns2 np2 2 + 2 = 4 IVB n