Konfigurasi Elektron

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,ml2 maps out probabilitas lokasi elektron. Fungsi
ini ditunjukkan sebagai orbital-orbital.
 2 (x,y,z)
1,0,0
Nars-KD-3-07
3
Bilangan Kuantum Atom
Bilangan Kuantum Utama
n = 1,2,3,....
Energi orbital hanya bergantung pada n:
En,l, m
l
= - RH
n2
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
1s
-RH
2
0
0
2s
-RH/4
2
1
-1,0,1
2p
-RH/4
3
0
0
3s
-RH/9
3
1
-1,0,1
3p
-RH/9
3
2
-2,-1,0,1,2
3d
-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:
1s
Nars-KD-3-07
2s
3s
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
p z.
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.
ee-
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
5s
4s
3s
2s
Nars-KD-3-07
1s
5p
4p
3p
4d
3d
4f
2p
2p
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
1s, tetapi dengan spin yang berlawanan
elektron 1
elektron 2
Nars-KD-3-07
n l
1 0
1 0
ml ms
0 +½
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
Li:
1s
2s
atau [He]
2s
• Konfigurasi elektron hanya memperlihatkan
jumlah elektron yang menempati tiap subkulit
Nars-KD-3-07
Li:
1s2 2s1
or
[He] 2s1
19
Contoh Prinsip Aufbau
Nars-KD-3-07
20
Urutan Pengisian Elektron
Kecenderungan
Pengisian elektron
Nars-KD-3-07
21
Penempatan elektron: Aturan Hund
Aturan Hund: Keadaan energi terendah adalah yang
memiliki elektron tak berpasangan yang paling
banyak.
Karbon:
Energi lebih tinggi
1s
2s
2p
Energi lebih rendah
1s
Nars-KD-3-07
2s
2p
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
6-8
VIIIB
f
1 - 14
lantanida atau
aktinida
Nars-KD-3-07
24
Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik
Tuliskan konfigurasi elektron untuk:
2 2s2 2p6 3s2 3p1
1s
Al:
13
[Ne] 3s2 3p1
2 3d6
[Ar]
4s
Fe:
26
[Ar]
4s
3d
2 4d10 5p2
Sn:
[Kr]
5s
50
+2: [Xe] 6s2 4f14 5d10
Pb
82
2 6d1 5f3
U:
[Rn]
7s
Nars-KD-3-07
92
25
Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik
Tuliskan konfigurasi elektron untuk:
2 2s2 2p6 3s2 3p1
1s
Al:
13
[Ne] 3s2 3p1
Kulit terluar nomor 3, berarti terletak pada periode 3
Elektron terakhir pada 3p, berarti golongan IIIA
26Fe:
[Ar] 4s2 3d6 [Ar]
4s
3d
Carilah untuk unsur-unsur lain
Nars-KD-3-07
26