BAB III KONFIGURASI ELEKTRON Kompetensi Mampu membuat konfigurasi

BAB III KONFIGURASI ELEKTRON Kompetensi: Mampu membuat konfigurasi elektron dan memanfaatkannya untuk mengetahui letak unsur dalam SPU dan membandingkan sifat-sifat unsur Nars-KD-3 -07 1

Isi Bab Ini Bilangan Kuantum Hubungan antar bilangan kuantum Orbital atom Muatan inti efektif Aturan penempatan elektron (larangan Pauli, Prinsip Aufbau, Aturan Hund) Hubungan konfigurasi elektron dengan Sistem Periodik Unsur Latihan Soal Nars-KD-3 -07 2

Atom Hidrogen • Persamaan Schrödinger menghasilkan seperangkat fungsi keadaan yang bergantung pada tiga bilangan kuantum n, l, ml. · n, l, ml 2 maps out probabilitas lokasi elektron. Fungsi ini ditunjukkan sebagai orbital-orbital. 2 1, 0, 0 Nars-KD-3 -07 (x, y, z) 3

Bilangan Kuantum Atom Bilangan Kuantum Utama n = 1, 2, 3, . . Energi orbital hanya bergantung pada n: En, l, m l = R 2 H n Konstanta Rydberg : RH = 2. 18 10 -18 J Ukuran orbital bertambah dengan kenaikan n. Nars-KD-3 -07 4

Bilangan Kuantum Atom Bilangan kuantum Azimuth l = 0, 1, 2, . . . , n-1 l menentukan bentuk orbital. Harga l ditandai dengan suatu huruf: l = 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , . . . s p d f g Bilangan kuantum magnetik ml = -l, -l+1, . . . , l-1, l ml menentukan orientasi orbital. Nars-KD-3 -07 5

Kulit Elektron Suatu kulit elektron adalah sekelompok orbital dengan tingkat energi sama (n sama). Suatu subkulit mengandung orbital-orbital dengan betuk dan energi sama (n dan l sama). Nars-KD-3 -07 6

Kulit dan subkulit n l m orbital energi 1 0 0 1 s -RH 2 0 0 2 s -RH/4 2 1 -1, 0, 1 2 p -RH/4 3 0 0 3 s -RH/9 3 1 -1, 0, 1 3 p -RH/9 3 2 -2, -1, 0, 1, 2 3 d -RH/9 Nars-KD-3 -07 7

Gambaran Orbital Gambaran kerapatan elektron memperlihatkan probabilitas letak elektron. Nars-KD-3 -07 8

Gambaran Orbital Gambaran kerapatan elektron memperlihatkan probabilitas letak elektron. Nars-KD-3 -07 9

Gambaran Orbital • Diagram kontur adalah suatu permukaan yang melingkari sebagian besar (misal 90%) probabilitas kerapatan. • Orbital s sferis: 1 s Nars-KD-3 -07 2 s 3 s 10

Orbital p • Orbital p (l = 1) mempunyai 2 tonjolan yang terletak sepanjang sumbu x, y, atau z. • Rather than ml = -1, 0, 1, orbital ditandai px, py, dan pz. Nars-KD-3 -07 11

Orbital d dan f Orbital- orbital ini memiliki bentuk rumit, tetapi kerapatan elektron pada inti selalu nol. Nars-KD-3 -07 12

Spin Elektron § Tahun 1928, ditemukan bahwa elektron memiliki momentum sudut intrinsik, atau spin. § Dalam medan magnet, rotasi sumbu hanya memiliki 2 kemungkinan orientasi. S Bilangan Kuantum spin ms = -½ Nars-KD-3 -07 Momen Magnet Arah medan magnet N 13

Struktur Elektron § Sifat kimia unsur bergantung pada susunan dan energi elektron. § Untuk memahami struktur elektron, harus dipahami: – Energi – Radiasi elektromagnetik – Teori Kuantum – Atom Hidrogen – Atom Poli-elektron Nars-KD-3 -07 14

Atom Helium Ditinjau atom dua-elektron dengan muatan inti Z. e e He: Z = 2 +Z Dengan mengabaikan tolakan antar elektron, tiap elektron memiliki energi seperti orbital hidrogen : Nars-KD-3 -07 2 Z En = RH 2 n 15

Muatan Inti Efektif § Kita memperhitungkan tolakan elektron dengan menganggap bahwa elektrons saling elindungi dari muatan inti. § Muatan inti bersih yang dialami oleh suatu elektron adalah muatan inti efektif, Zeff. § Jika S adalah rerata jumlah elektron terlindung: Zeff = Z - S Nars-KD-3 -07 16

Energi Elektron Karena terlindung, subkulit yang berbeda memiliki energi yang berbeda, betambah sesuai aturan: s < p <d<f 0 E 5 s 4 s 3 s 2 s Nars-KD-3 -07 1 s 5 p 4 p 3 p 4 d 3 d 4 f 2 p 2 p 17

Penempatan elektron: Larangan Pauli Berapa banyak elektron dapat terikat, atau menempati suatu orbital? Prinsip Larangan Pauli menyatakan: tidak ada 2 elektron dalam suatu atom dapat memiliki ke-4 bilangan kuantum sama. Helium pada keadaan dasar memiliki 2 elektron dalam orbital 1 s, tetapi dengan spin yang berlawanan elektron 1 elektron 2 Nars-KD-3 -07 n l ml ms 1 0 0 +½ 1 0 0 -½ 18

Penempatan elektron: Prinsip Aufbau § Untuk setiap atom netral, jumlah elektron sama dengan nomor atomnya § Prinsip Aufbau : untuk menyusun atom dan menggambarkan konfigurasi elektronnya § Pengisian dimulai dari orbital dengan tingkat energi terendah ke tertinggi [He] Li: 1 s 2 s atau 2 s • Konfigurasi elektron hanya memperlihatkan jumlah elektron yang menempati tiap subkulit Nars-KD-3 -07 Li: 1 s 2 2 s 1 or [He] 2 s 1 19

Contoh Prinsip Aufbau Nars-KD-3 -07 20

Urutan Pengisian Elektron Kecenderungan Pengisian elektron Nars-KD-3 -07 21

Penempatan elektron: Aturan Hund: Keadaan energi terendah adalah yang memiliki elektron tak berpasangan yang paling banyak. Karbon: Energi lebih tinggi 1 s 2 s 2 p Energi lebih rendah 1 s Nars-KD-3 -07 2 s 2 p 22

Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik • Dari konfigurasi elektron suatu atom dapat diperkirakan letak unsur dalam Tabel Periodik. • Konfigurasi sesungguhnya harus ditentukan dengan percobaan. Nars-KD-3 -07 23

Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik Mencari letak unsur dalam SPU dari konfigurasi elektron Periode sesuai dengan nomor kulit terluar Golongan dapat dilihat dari jumlah serta orbital terakhir yang ditempati elektron Orbital Jumlah elektron Golongan s p d 1 -2 1 -6 1 - 5 IA -IIA IIIA - VIIIA IIIB - VIIB d f 6 -8 1 - 14 VIIIB lantanida atau aktinida Nars-KD-3 -07 24

Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik Tuliskan konfigurasi elektron untuk: 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1 1 s Al: 13 [Ne] 3 s 2 3 p 1 2 3 d 6 [Ar] 4 s Fe: 26 [Ar] 4 s 3 d 2 4 d 10 5 p 2 Sn: [Kr] 5 s 50 +2: [Xe] 6 s 2 4 f 14 5 d 10 Pb 82 2 6 d 1 5 f 3 U: [Rn] 7 s Nars-KD-3 -07 92 25

Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik Tuliskan konfigurasi elektron untuk: 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1 1 s Al: 13 [Ne] 3 s 2 3 p 1 Kulit terluar nomor 3, berarti terletak pada periode 3 Elektron terakhir pada 3 p, berarti golongan IIIA 26 Fe: [Ar] 4 s 2 3 d 6 [Ar] 4 s 3 d Carilah untuk unsur-unsur lain Nars-KD-3 -07 26