PERTEMUAN III

SEMANGAT BERPRESTASI

YUUUKK BELAJARRR...!!!!!

TUJUAN PEMBELAJARAN

4.  Siswa dapat menjelaskan kulit dan subkulit serta hubungannya dengan bilangan kuantum. 
5. Siswa dapat menggunakan prinsip Aufbau untuk menuliskan konfigurasi elektron dan  dengan 
    orbital 
6. Siswa dapat menggunakan aturan Hund untuk menuliskan konfigurasi elektron dan diagram  
    orbital 
7. Siswa dapat mengguanakan Azas larangan Pauli untuk menuliskan konfigurasi elektron dan 
    diagram orbital 

G. Konfigurasi Elektron

Suatu cara penulisan yang menunjukkan distribusi elektron dalam orbital-orbital pada kulit utama dan subkulit disebut konfigurasi elektron. Pada penulisan konfigurasi elektron perlu dipertimbangkan tiga aturan (asas), yaitu prinsip Aufbau, asas larangan Pauli, dan kaidah Hund.

1. Prinsip Aufbau

Elektron-elektron dalam suatu atom berusaha untuk menempati subkulit – subkulit yang berenergi rendah, kemudian baru ke tingkat energi yang lebih tinggi. Dengan demikian, atom berada pada tingkat energi minimum. Inilah yang disebut prinsip Aufbau.

Urutan-urutan tingkat energi ditunjukkan pada gambar 1.10. Jadi, pengisian orbital dimulai dari orbital 1s, 2s, 2p, dan seterusnya. Pada gambar dapat dilihat bahwa subkulit 3d mempunyai energi lebih tinggi daripada subkulit 4s. Oleh karena itu, setelah 3p terisi penuh maka elektron berikutnya akan mengisi subkulit 4s, baru kemudian akan mengisi subkulit 3d. Hal yang sama berlaku untuk 5s dan 4d serta 6s dan 4f.

 Dengan mengingat bahwa orbital s, p, d, dan  f masing – masing maksimal ditempati oleh 2, 6, 10, dan 14 elektron maka orbital – orbital menurut kenaikan tingkat energi ditulis sebagai berikut.

1s²   2s²   2p⁶  3s²  3p⁶  4s²  3d¹⁰  4p⁶  5s²  4d¹⁰  5p⁶  6s²  4f¹⁴  5d¹⁰  6p⁶  7s²  5f¹⁴  6d¹⁰  7p⁶

Contoh:

          1)      ₁₁Na

Konfigurasi elektron: 1s²   2s²   2p⁶  3s¹

          2)      ₁₇Cl­­

Konfigurasi elektron: 1s²   2s²   2p⁶  3s²  3p⁵

2. Larangan Pauli

Pada tahun 1928, Wolfgang Pauli (1900 – 1958) mengemukakan bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang boleh mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama. Dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth, dan magnetik yang sama dalam satu orbital, harus mempunyai spin yang berbeda. Kedua elektron tersebut berpasangan.

Setiap orbital mampu menampung maksimum dua elektron. Untuk mengimbangi gaya tolak-menolak di antara elektron-elektron tersebut, dua elektron dalam satu orbital selalu berotasi dalam arah yang berlawanan.

 

 

Contoh:

            A. ₁H^­_: Atom hidrogen mempunyai satu elektron

1s¹ 

          

n = 1                m = 0

                                                          l = 0                 s =  +1/2

            B. ₂He : Elektron pertama atom helium mempunyai harga keempat bilangan kuantum yang   
                          sama  
                         dengan hidrogen. Bilangan kuantum elektron kedua helium adalah sebagai berikut.

        1s² 

       

n = 1                m = 0

                                                                l = 0                 s  = - 1/2

                  C.₃Li : Elektron pertama dan kedua dari atom litium mempunyai harga keempat bilangan   
                              kuantum 
                              yang   sama dengan elektron pertama dan elektron kedua helium. Bilangan kuantum 
                              elektron ketiga  litium adalah sebagai berikut.

n = 2                m = 0

       

        l  = 0                s = + 1/2

Demikian seterusnya, sehingga satu orbital maksimal terisi dua elektron dan tidak ada elektron dalam satu atom yang mempunyai harga keempat bilangna kuantum yang sama.

2. Kaidah Hund

Untuk menyatakan distribusi elektron-elektron pada orbital-orbital dalam suatu subkulit, konfigurasi elektron dapat dituliskan dalam bentuk diagram orbital. Suatu orbital dilambangkan dengan strip, sedangkan dua elektron yang menghuni satu orbital dilambangkan dengan dua anak panah yang berlawanan arah. Jika orbital hanya mengandung satu elektron, anak panah dituliskan mengarah ke atas.

Dalam kaidah Hund, dikemukakan oleh Friedrich Hund (1894 – 1968) pada tahun 1930, disebutkan bahwa “pengisian elektron pada orbital – orbital yang tingkat energinya sama, elektron tidak berpasangan terlebih dahulu sebelum orbital – orbital lainnya masing – masing terisi satu elektron.

Orbital kosong (tidak mengandung elektron)

Orbital setengah penuh (mengandung elektron yang tidak berpasangan)

Orbital penuh (mengandung pasangan elektron)

Contoh Soal:

Susunlah konfigurasi elektron dan tentukan keempat bilangan kuantum untuk elektron terakhir dari atom:         

              a.      ₉F

              b.      ₂₇Co

Jawab:

               a.    Konfigurasi elektron ₉F : 1s²   2s²   2p⁵       

              Elektron terakhir terletak pada 2p⁵

                                                            n = 2                            m = 0

                                                          l = 1                             s = -1/2

 

   b. Konfigurasi elektron ₂₇Co : 1s²   2s²   2p⁶  3s²  3p⁶  4s²  3d⁷

 

                                                             n = 3                            m = - 1

                                                            l = 2                            s =   -1/2

Penulisan konfigurasi elektron dapat ditulis dengan cara penyingkatan, yaitu dengan menggunakan konfigurasi elektron gas mulia yang terdekat. Konfigurasi elektron gas mulia dapat dilihat pada tabel 1.4.

Tabel 1.4 Konfigurasi elektron gas mulia

Gas Mulia	Konfigurasi Elektron
2He	1s2
10Ne	1s2   2s2   2p6
18Ar	1s2   2s2   2p6  3s2  3p6
36Kr	1s2   2s2   2p6  3s2  3p6  4s2  3d10  4p6
54Xe	1s2   2s2   2p6  3s2  3p6  4s2  3d10  4p6  5s2  4d10  5p6
86Rn	1s2   2s2   2p6  3s2  3p6  4s2  3d10  4p6  5s2  4d10  5p6  6s2  4f14  5d10  6p6

Penulisan konfigurasi diatas adalah berdasarkan urutan tingkat energi sesuai dengan aturan Aufbau. Cara lain untuk penulisan konfigurasi elektron adalah berdasarkan pada kulit, dimana subkulit – subkulit dari kulit yang sama dikumpulkan sesudah itu baru subkulit dari kulit berikutnya.

Berikut ini contoh penulisan konfigurasi elektron dengan cara menyingkat, dengan menggunakan konfigurasi gas mulia.

                  a.      ₁₂Mg : [Ne] 3s²

                  b.      ₂₆Fe  : [Ar] 4s²  3d⁶

                  c .     ₅₆I     : [Kr] 5s²  4d¹⁰  5p⁵ atau [Kr] 4d¹⁰ 5s²  5p⁵

Kestabilan Subkulit d yang Terisi Penuh atau Setengah Penuh

         

         Terdapat beberapa penyimpangan pengisian elektron berdasarkan asas aufbau dengan yang ditemukan berdasarkan percobaan. Contohnya, yaitu konfigurasi elektron kromium (Z=24) dan tembaga (Z=29). Konfigurasi elektron Cr dan Cu berdasarkan asas aufbau adalah sebagai berikut.

            Cr (Z=24)        : [Ar]  3d⁴   4s² 

            Cu (Z=29)       : [Ar]  3d⁹    4s²  

  

Konfigurasi elektron Cr dan Cu berdasarkan percobaan adalah sebagi berikut.

            Cr (Z=24)        : [Ar]  3d⁵   4s¹

            Cu (Z=29)       : [Ar]  3d¹⁰   4s¹ 

       Sebagaimana dapat diperiksa, konfigurasi dengan dua subkulit terakhir d⁴ s²  atau d⁹s², cenderung berubah menjadi menjadi  d⁵ s¹ atau d¹⁰ s¹. Ternyata, subkulit d yang terisis penuh (d¹⁰) atau setengah penuh(d⁵) lebih stabil.

Elektron valensi

    

Elektron valensi adalah elektron yang dapat digunakan untuk pembentukan ikatan kimia. Unusr–unsur golongan utama hanya menggunakan elektron kulit terluar untuk berikatan, yaitu elaktron pada subkulit ns dan np (n= kulit terluar); sedangkan unsur transisi dapat menggunakan elektron (n-1)d, di samping elektron kulit terluarnya. Jadi, elektron valensi unsur transisi adalah elekron pada subkulit (n-1) d dan ns.

Contoh soal:

Tentukanlah kulit valensi dan jumlah elektron valensi unjusr – unsur berikut.

            a.      Na (Z=11)

            b.      Cl (Z=17)

      Jawab:

                Kulit valensi unusr golongna utama : ns dan np

                Kulit valensi unusr transisi : (n-1)d dan ns

            a.      Na (Z=11)

            Konfigurasi elektron Na (Z=11) : 1s²   2s²   2p⁶  3s¹ atau [Ne] 3s¹

            Kulit valensi : 3s

            Jumlah elektron valensi = 1

            

            b.      Cl (Z=17)

            Konfigurasi elektron Cl (Z=17) : 1s²   2s²   2p⁶  3s²  3p⁵ atau [Ne] 3s²  3p⁵

            Kulit valensi : 3s dan 3p

            Jumlah elektron valensi : 2 + 5 = 7

 

SOAL DISKUSI

1. Jelaskan beberapa istilah berikut ini!

    a. Prinsip Aufbau

    b. Kaidah Hund

    c. Asas larangan Pauli

2. Tuliskan konfigurasi beberapa unsur berikut ini, kemudian tentukan jumlah elektron pada masing-

    masing kulit atomnya!

   a. K (Z = 19)

   b. Se (Z = 34)

3. Tuliskan konfigurasi elektron dari ion-ion berikut dan tentukan keempat bilangan kuantum untuk 

    elektron terakhir dari atom.

    a. Fe³⁺ (Z = 26)     

    b. Cr³⁺ (Z = 24)

    c. O^2- (Z = 8)

    d. Br^– (Z = 35)

Selamat Bekerjaaaa....