Materi Konfigurasi Elektron dan Elektron

URAIAN MATERI LOMBA E-LEARNING
DIES NATALIS KE-30 STIE YKPN YOGYAKARTA
Standar Kompetensi
1. Memahami struktur atom untuk meramalkan sifat-sifat periodik unsur, struktur molekul
dan sifat-sifat senyawa.
Kompetensi Dasar
1.1 Menjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum untuk menuliskan
konfigurasi elektron dan diagram orbital serta menentukan letak unsur dalam tabel
periodik.
Judul
: Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi
Alokasi waktu
: 1 x 45 menit (1 x pertemuan)
Konfigurasi Elektron
Model atom menurut Bohr
Atom terdiri dari kulit-kulit atom yaitu K, L, M, N, O, P dan Q
Gambar model atom
Konfigurasi elektron adalah pengisian elektron dalam tiap kulit atom suatu unsur. Banyaknya
elektron pada tiap kulit atom ditentukan oleh 2n2 dimana n adalah nomor kulit atom
Contoh:
1
1H
2
2He
2
5B
2
8O
2
10Ne
2
11Na
2
13Al
2
16S
2
18Ar
2
20Ca
2
35Br
3
6
8
8 1
8 3
8 6
8 8
8 8 2
8 18 7
1
Materi Pembelajaran Kelas XI IPA
Salah satu kelemahan model atom Niels Bohr adalah tidak dapat menjelaskan mengapa
elektron hanya boleh berada pada tingkat energi/lintasan tertentu. Maka model atom mekanika
kuantum yang dikemukakan oleh Erwin Schrodinger dengan memperhitungkan dualisme sifat
elektron(sebagai partikel dan gelombang), maka kedudukan elektron di dalam atom tidak dapat
ditentukan dengan pasti dalam lintasan/orbit tertentu tetapi dijumpai dalam orbital yaitu daerah
dimana kebolehjadian ditemukan elektron paling besar.
Setelah mengetahui urutan tingkat energi orbital dan jumlah maksimum elektron yang dapat
berada dalam satu orbital ( orbital s = 2, orbital p = 6, orbital d = 10 dan orbital f = 14), kita dapat
menuliskan konfigurasi elektron.
Ilustrasi: Coba Anda amati bagaimana jika kita berjalan menaiki tangga ?
Jawabannya adalah, kita akan meniti anak tangga satu per satu dari yang paling rendah
terlebih dahulu hingga yang tertinggi.
Penulisan konfigurasi elektron mengikuti aturan, sebagai berikut:
1. Prinsip Aufbau
Konfigurasi elektron harus memenuhi aturan Aufbau (istilah aufbau berasal dari
bahasa Jerman artinya membangun), yaitu pengisian elektron sesuai dengan urutan tingkat
energi dari yang terendah terlebih dahulu hingga yang tertinggi.
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
5s
5p
5d
6s
6p
4f
7s
2. Azas Larangan Pauli
Dalam suatu orbital yang sama tidak boleh ada dua elektron yang mempunyai
harga empat bilangan kuantum yang sama.
Contoh:
elektron pada 3p4
n = 3, l = 1, m = -1 dan s = + ½
n = 3,
l = 1, m = -1 dan s = - ½
2
3. Aturan Hund
Pengisian elektron dalam orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama (orbitalorbital dalam satu subkulit) tidak boleh berpasangan terlebih dahulu sebelum masingmasing orbital terisi oleh satu elektron dengan arah/spin yang sama.
Contoh:
2p3
benar
salah
3d6
benar
Salah
Catatan :
1. Kestabilan subkulit d yang terisi penuh atau setengah penuh
Terdapat penyimpangan pengisian elektron berdasarkan azas Aufbau dengan yang
ditemukan berdasarkan percobaan.
Contoh:
Konfigurasi elektron unsur Cr dan Cu berdasarkan azas Aufbau
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
24Cr
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9
29Cu
Konfigurasi elektron unsur Cr dan Cu berdasarkan percobaan
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
24Cr
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
29Cu
Konfigurasi elektron dengan dua subkulit terakhir ns2 dan (n-1)d4 atau ns2 dan (n1)d9 cenderung berubah menjadi ns1 dan (n-1)d5 atau ns1 dan (n-1)d10. Ternyata
subkulit d yang terisi penuh(d10) atau setengah penuh(d5) lebih stabil.
2. Penulisan konfigurasi elektron secara singkat dengan menggunakan konfigurasi elektron
unsur-unsur gas Mulia.
Perhatikan konfigurasi elektron 10Ne dan 12Mg atau 18Ar dengan 22Ti berikut ini:
1s2 2s2 2p6
10Ne
1s2 2s2 2p6 3s2
12Mg
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
18Ar
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
22Ti
Konfigurasi elektron Mg sama dengan konfigurasi elektron Ne ditambah 3s2, sehingga
konfigurasi elektron Mg dapat ditulis: 12Mg [Ne] 3s2
Maka dengan cara yang sama konfigurasi elektron Ti juga dapat ditulis:
[Ar] 4s2 3d2
22Ti
3
Contoh menuliskan konfigurasi elektron:
1s2 2s2 2p1
5B
1s2 2s2 2p4
8O
1s2 2s2 2p6
10Ne
1s2 2s2 2p6 3s1
11Na
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
13Al
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
16S
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
18Ar
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
20Ca
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
21Sc
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
22Ti
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
23V
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 keadaan tidak stabil
24Cr
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 keadaan setengah penuh(stabil)
2
2
2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
25Mn 1s 2s
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
26Fe
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
27Co
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
28Ni
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 keadaan tidak stabil
29Cu
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 keadaan penuh(stabil)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
30Zn
Contoh menggambarkan diagram orbital
[He]
6C
[Ne]
11Na
[Ne]
17Cl
23V [Ar]
[Kr]
50Sn
Menuliskan Konfigurasi Elektron Ion
Ion positip Lx+ ------ melepaskan elektron sebanyak x
Atom (netral)
Ion negatip Ay- ------ menangkap elektron sebanyak y
Menuliskan Konfigurasi Elektron Ion Positip
Atom 11Na
Ion
Na+
Atom 13Al
Ion
Al3+
Atom 25Mn
Ion
1s2
1s2
1s2
1s2
1s2
2s2
2s2
2s2
2s2
2s2
Mn2+ 1s2 2s2
Atom 26Fe
1s2 2s2
2p6 3s1 melepaskan 1 buah elektron pada kulit terluar
2p6
2p6 3s2 3p1 melepaskan 3 buah elektron pada kulit terluar
2p6
2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 melepaskan 2 buah elektron pada kulit
terluar
6
2
6
5
2p 3s 3p 3d
yang dilepaskan 2 buah elektron pada
kulit terluar 4s2
2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 melepaskan 3 buah elektron pada kulit
4
Ion
3+
Fe
2
1s 2s
2
6
2
6
terluar
yang dilepaskan 2 buah elektron pada
4s2 dan 1 buah elektron pada 3d6
5
2p 3s 3p 3d
Menuliskan konfigurasi elektron ion negatip
Atom 16S
Ion
S2Atom 35Br
Ion
Br-
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 menangkap 2 buah elektron pada kulit terluar
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 menangkap 1 buah elektron pada
kulit terluar
2
2
6
2
6
2
10
6
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
Menentukan Elektron Valensi
Elektron valensi adalah elektron pada kulit terluar
Konfigurasi elektron
banyaknya elektron valensi
2
2
1
1s 2s 2p
3
5B
2
2
4
1s 2s 2p
6
8O
2
2
6
1s 2s 2p
8
10Ne
2
2
6
1
1s 2s 2p 3s
1
11Na
2
2
6
2
2
1s 2s 2p 3s 3p
4
14Si
2
2
6
2
5
1s 2s 2p 3s 3p
7
17Cl
2
2
6
2
6
1s 2s 2p 3s 3p
8
18Ar
2
2
6
2
6
2
1s 2s 2p 3s 3p 4s
2
20Ca
Untuk unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit d banyaknya elektron
valensi ditentukan oleh ns dan (n – 1)d
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
3
21Sc
2
2
6
2
6
2
2
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
4
22Ti
2
2
6
2
6
2
3
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
5
23V
2
2
6
2
6
2
5
2p 3s 3p 4s 3d
7
25Mn 1s 2s
5
Rangkuman
Penulisan konfigurasi elektron, memenuhi tiga aturan:
1. Aturan Aufbau
Pengisian elektron sesuai dengan urutan tingkat energi dari yang terendah terlebih dahulu
hingga yang tertinggi.
2. Azas larangan Pauli
Dalam suatu orbital yang sama tidak boleh ada dua elektron yang mempunyai harga empat
bilangan kuantum yang sama.
3. Aturan Hund
Pengisian elektron dalam orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama (orbital-orbital
dalam satu subkulit) tidak boleh berpasangan terlebih dahulu sebelum masing-masing
orbital terisi oleh satu elektron dengan arah/spin yang sama.
Penulisan konfigurasi elektron ion
Ion positip Lx+ ------ melepaskan elektron sebanyak x
Atom (netral)
Ion negatip Ay- ------ menangkap elektron sebanyak y
Elektron valensi adalah elektron pada kulit terluar.
Banyaknya elektron valensi = banyaknya elektron pada n terbesar.
ns, ns dan np serta ns dan (n-1)d
Daftar Pustaka
Johari, J.M.C., Rachmawati, M, 2009, Kimia 2 SMA dan MA untuk Kelas XI, Jakarta, Esis
Purba, Michael, 2007, Kimia 2 untuk SMA dan MA Kelas XI, Jakarta, Erlangga
Sudarmo, Unggul, Drs, M.Pd., 2007, Kimia Untuk SMA Kelas XI, Jakarta, Phiβeta
Evaluasi
Pilihlah jawaban yang paling tepat dengan memberikan tanda silang pada huruf A, B, C, D, atau E!
1.Konfigurasi elektron yang paling tepat dari atom unsur 9F adalah … .
A. 1s2 2s2 2p6
B. 1s2 2s2 2p5
C. 1s2 2s1 2p5 3s1
D. 1s2 2s1 2p6
E. 1s1 2s1 2p6 3s1
Jawab: B
6
2. Konfigurasi elektron yang paling tepat dari atom unsur 24Cr adalah … .
A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
B. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p4
C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
D. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p 3d4 4s2
E. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d4 4p1
Jawab: C
3. Penulisan konfigurasi elektron secara singkat yang paling tepat untuk atom unsur 47Ag
adalah ... .
A. [Kr] 5s1 4d10
B. [Xe] 5s2 4d10
C. [Kr] 5s2 4d10
D. [Ne] 5s1 4d10
E. [Xe] 5s2 4d10
Jawab: A
4. Jumlah elektron tunggal(tidak berpasangan) dari atom unsur 26Fe adalah ... .
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5
Jawab: D
5.Diketahui nomor atom Mn = 25, maka konfigurasi elektron ion Mn4+ adalah … .
A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
B. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1
C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3
D.1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
E. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d2
Jawab: C
6. Diketahui nomor atom unsur I = 53, maka konfigurasi elektron ion I- adalah … .
A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p4
B. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p3
D. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10 5p5
E. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10 5p6
Jawab: B
7. Diketahui nomor atom unsur Co = 27, maka banyaknya elektron tunggal(tidak
berpasangan) yang dimiliki oleh ion Co2+ adalah … .
A. 1
B. 2
7
C. 3
D. 4
E. 5
Jawab: C
8. Diketahui nomor atom unsur Cl = 17, maka banyaknya elektron valensi atom unsur
tersebut adalah … .
A. 1
B. 3
C. 5
D. 7
E. 8
Jawab: D
9.Diketahui nomor atom unsur Rb = 37, maka banyaknya elektron valensi atom unsur
tersebut adalah … .
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5
Jawab: A
10.Diketahui nomor atom unsur Ti = 22, maka banyaknya elektron valensi atom unsur
tersebut adalah … .
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5
Jawab: D
8