Selamat Datang Dalam Kuliah Terbuka Ini

1

Kuliah terbuka kali ini berjudul

“Mengenal Sifat Material I”

2

Disajikan olehSudaryatno Sudirham

melaluiwww.darpublic.com

3

4

Sesi 5

Konfigurasi Elektron dalam

Atom

Ada tiga bilangan kuantum yang sudah kita kenal, yaitu: (1) bilangan kuantum utama, n, yang menentukan tingkat energi; (2) bilangan kuantum momentum sudut, atau bilangan kuantum azimuthal, l; (3) bilangan kuantum magnetik, ml .

Bilangan Kuantum

0

1 2 3 4 5

n :

13,6

3,41,51energi

total [ eV ]

Bohr

bilangan kuantum utama

2s, 2p

1s

3s, 3p, 3d

lebih cermat

(4) Spin Elektron: ½ dikemukakan oleh Uhlenbeck

5

Konfigurasi Elektron Dalam Atom Netral

Kandungan elektron setiap tingkat energi

nstatus momentum sudut Jumlah

tiap tingkat

Jumlahs/d

tingkats p d f

1 2 2 2

2 2 6 8 10

3 2 6 10 18 28

4 2 6 10 14 32 60

6

Orbital

inti atom

inti atom

1s2s

7

Penulisan konfigurasi elektron unsur-unsur

H: 1s1; He: 1s2

Li: 1s2 2s1; Be: 1s2 2s2; B: 1s2 2s2 2p1;

C: 1s2 2s2 2p2; N: 1s2 2s2 2p3; O: 1s2 2s2 2p4; F: 1s2 2s2 2p5; Ne: 1s2 2s2 2p6.........dst

Diagram Tingkat Energi

energi

tingkat 4s sedikit lebih rendah dari 3d

8

Pengisian Elektron Pada Orbital

H: pengisian 1s

He: pemenuhan 1s

Li: pengisian 2s

Be: pemenuhan 2s

B: pengisian 2px dengan 1 elektron

C: pengisian 2py dengan 1 elektron

N: pengisian 2pz dengan 1 elektron

O: pemenuhan 2px

F: pemenuhan 2py

Ne: pemenuhan 2pz.

9

Tingkat energi 4s lebih rendah dari 3d. Hal ini terlihat pada perubahan konfigurasi dari Ar (argon) ke K (kalium).

Ar: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

K: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 (bukan 3d1)Ca: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 (bukan 3d2)Sc: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 (orbital 3d baru mulai terisi setelah 4s penuh)Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 (dan unsur selanjutnya pengisian 3d sampai penuh)

10

Blok-Blok Unsur

1H1s1

2He1s2

3Li

[He]2s1

4Be

[He]2s2

5B

[He]2s2

2p1

6C

[He]2s2

2p2

7N

[He]2s2

2p3

8O

[He]2s2

2p4

9F

[He]2s2

2p5

10Ne

[He]2s2

2p6

11Na

[Ne]3s1

12Mg[Ne]3s2

13Al

[Ne]3s2

3p1

14Si

[Ne]3s2

3p2

15P

[Ne]3s2

3p3

16S

[Ne]3s2

3p4

17Cl

[Ne]3s2

3p5

18Ar

[Ne]3s2

3p6

19K

[Ar]4s1

20Ca

[Ar]4s2

21Sc

[Ar]3d1

4s2

22Ti

[Ar]3d2

4s2

23V

[Ar]3d3

4s2

24Cr

[Ar]3d5

4s1

25Mn[Ar]3d5

4s2

26Fe

[Ar]3d6

4s2

27Co

[Ar]3d7

4s2

28Ni

[Ar]3d8

4s2

29Cu

[Ar]3d10

4s1

30Zn

[Ar]3d10

4s2

31Ga

[Ar]3d10

4s2

4p1

32Ge

[Ar]3d10

4s2

4p2

33As

[Ar]3d10

4s2

4p3

34Se

[Ar]3d10

4s2

4p4

35Br

[Ar]3d10

4s2

4p5

36Kr

[Ar]3d10

4s2

4p6

11

Blok s Blok d Blok ppengisian orbital s pengisian orbital d pengisian orbital p

Ionisasi dan Energi Ionisasi

Energi ionisasi adalah jumlah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terluar suatu unsur guna membentuk ion positif bermuatan +1.

Energi ionisasi dalam satuan eV disebut juga potensial ionisasi.

Potensial ionisasi didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang paling lemah terikat pada atom. Pada atom dengan banyak elektron, pengertian ini sering disebut sebagai potensial ionisasi yang pertama, karena sesudah ionisasi yang pertama ini bisa terjadi ionisasi lebih

lanjut dengan terlepasnya elektron yang lebih dekat ke inti atom.

eXX gasgas )()(Ionisasi:

1H

13,6

2He

24,5

3Li

5,39

4Be

9,32

5B

8,29

6C

11,2

7N

14,6

8O

13,6

9F

17,4

10Ne

21,6

11Na

5,14

12Mg7,64

13Al

5,98

14Si

8,15

15P

10,4

16S

10,4

17Cl

13,0

18Ar

15,8

19K

4,34

20Ca

6,11

21Sc

6,54

22Ti

6,83

23V

6,74

24Cr

6,76

25Mn7,43

26Fe

7,87

27Co

7,86

28Ni

7,63

29Cu

7,72

30Zn

9,39

31Ga

6,00

32Ge

7,88

33As

9,81

34Se

9,75

35Br

11,8

36Kr14

12

Energi Ionisasi [eV]

0

5

10

15

20

25

H He Li

Be B C N O F

Ne

Na

Mg

Al Si P S Cl

Ar K Ca Sc Ti V Cr

Mn Fe Co Ni

Cu

Zn Ga

Ge

As

Se Br

Kr

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 1213 1415 16 1718 1920 21 2223 2425 2627 28 2930 3132 33 3435 36

Unsur

Ene

rgi i

onis

asi [

eV]

s

p

p

d

p

ss

Di setiap blok unsur, energi ionisasi cenderung meningkat jika nomer atom makin besar

Energi ionisasi turun setiap kali pergantian blok unsur

Energi Ionisasi

13

Afinitas Elektron

Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan jika atom netral menerima satu elektron membentuk ion negatif bermuatan 1.

Afinitas elektron dinyatakan dengan bilangan negatif, yang berarti pelepasan energi.

Afinitas elektron merupakan ukuran kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron, bergabung dengan unsur untuk membentuk ion negatif. Makin kuat gaya

tarik ini, berarti makin besar energi yang dilepaskan. Gaya tarik ini dipengaruhi oleh jumlah muatan inti atom, jarak orbital ke inti, dan screening (tabir elektron).

14

15

Konfigurasi Elektron Unsur pada Ground State

1H1s1

2He1s2

3Li

[He]2s1

4Be

[He]2s2

5B

[He]2s2

2p1

6C

[He]2s2

2p2

7N

[He]2s2

2p3

8O

[He]2s2

2p4

9F

[He]2s2

2p5

10Ne

[He]2s2

2p6

11Na

[Ne]3s1

12Mg[Ne]3s2

13Al

[Ne]3s2

3p1

14Si

[Ne]3s2

3p2

15P

[Ne]3s2

3p3

16S

[Ne]3s2

3p4

17Cl

[Ne]3s2

3p5

18Ar

[Ne]3s2

3p6

19K

[Ar]4s1

20Ca

[Ar]4s2

21Sc

[Ar]3d1

4s2

22Ti

[Ar]3d2

4s2

23V

[Ar]3d3

4s2

24Cr

[Ar]3d5

4s1

25Mn[Ar]3d5

4s2

26Fe

[Ar]3d6

4s2

27Co

[Ar]3d7

4s2

28Ni

[Ar]3d8

4s2

29Cu

[Ar]3d10

4s1

30Zn

[Ar]3d10

4s2

31Ga

[Ar]3d10

4s2

4p1

32Ge

[Ar]3d10

4s2

4p2

33As

[Ar]3d10

4s2

4p3

34Se

[Ar]3d10

4s2

4p4

35Br

[Ar]3d10

4s2

4p5

36Kr

[Ar]3d10

4s2

4p6

Konfigurasi Elektron Unsur pada Ground State

37Rb

[Kr]5s1

38Sr

[Kr]5s2

39Y

[Kr]4d1

5s2

40Zr

[Kr]4d2

5s2

41Nb[Kr]4d4

5s1

42Mo[Kr]4d5

5s1

43Tc

[Kr]4d6

5s1

44Ru

[Kr]4d7

5s1

45Rh

[Kr]4d8

5s1

46Pd

[Kr]4d10

47Ag[Kr]4d10

5s1

48Cd

[Kr]4d10

5s2

49In

[Kr]4d10

5s2

5p1

50Sn

[Kr]4d10

5s2

5p2

51Sb

[Kr]4d10

5s2

5p3

52Te

[Kr]4d10

5s2

5p4

53I

[Kr]4d10

5s2

5p5

54Xe

[Kr]4d10

5s2

5p6

55Cs

[Xe]6s1

56Ba

[Xe]6s2

57La

[Xe]5d1

6s2

58Ce

[Xe]4f1

5d1

6s2

59Pr

[Xe]4f3

6s2

60Nd

[Xe]4f4

6s2

61Pm[Xe]4f5

6s2

62Sm[Xe]4f6

6s2

63Eu

[Xe]4f7

6s2

64Gd

[Xe]4f7

5d1

6s2

65Tb

[Xe]4f9

6s2

66Dy

[Xe]4f10

6s2

67Ho

[Xe]4f11

6s2

68Er

[Xe]4f12

6s2

69Tm[Xe]4f13

6s2

70Yb

[Xe]4f14

6s2

71Lu

[Xe]4f14

5d1

6s2

72Hf

[Xe]4f14

5d2

6s2

73Ta

[Xe]4f14

5d3

6s2

74W

[Xe]4f14

5d4

6s2

75Re

[Xe]4f14

5d5

6s2

76Os

[Xe]4f14

5d6

6s2

77Ir

[Xe]4f14

5d7

6s2

78Pt

[Xe]4f14

5d9

6s1

79Au

[Xe]4f14

5d10

6s1

80Hg

[Xe]4f14

5d10

6s2

81Tl

[Xe]4f14

5d10

6s2

6p1

82Pb

[Xe]4f14

5d10

6s2

6p2

83Bi

[Xe]4f14

5d10

6s2

6p3

84Po

[Xe]4f14

5d10

6s2

6p4

85At

[Xe]4f14

5d10

6s2

6p5

86Rn

[Xe]4f14

5d10

6s2

6p6

87Fr

[Rn]7s1

88Ra

[Rn]7s2

89Ac

[Rn]6d1

7s2

90Th

[Rn]6d2

7s2

91Pa[Rn]5f2

6d1

7s2

92U[Rn]5f3

6d1

7s2

93Np[Rn]5f4

6d1

7s2

94Pu[Rn]5f6

7s2

95Am[Rn]5f7

7s2

96Cm[Rn]5f7

6d1

7s2

97Bk[Rn]

98Cf[Rn]

99Es[Rn]

100Fm[Rn]

101Md[Rn]

102No[Rn]

103Lw[Rn]

16

Kuliah Terbuka

Mengenal Sifat Material ISesi-5

Sudaryatno Sudirham

17