< Previous1Struktur AtomHukum-hukum mekanika klasik seperti Hukum Newton dapatmenjelaskan materi berukuran makro dengan akurat. Akan tetapi, hukumtersebut tidak mampu menjelaskan gejala yang ditimbulkan oleh materiberukuran mikro, seperti elektron, atom, atau molekul. Materi berukuranmikro hanya dapat dijelaskan dengan teori mekanika kuantum.Teori atom berdasarkan mekanika kuantum dirumuskan oleh WernerHeisenberg dan Erwin Schrodinger. Selain itu, sumbangan pemikiranterhadap teori ini diberikan juga oleh Paul Dirac, Max Born, dan Pauli.Keunggulan teori atom mekanika kuantum dapat menjelaskan materiberskala mikro seperti elektron dalam atom sehingga penyusunan(keberadaan) elektron dalam atom dapat digambarkan melalui penulisankonfigurasi elektron dan diagram orbital.Bagaimanakah menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital?Bagaimanakah menentukan letak unsur dalam sistem periodik? Andaakan mengetahui jawabannya setelah menyimak bab ini.A.Teori Atom ModernB.Bentuk OrbitalC.Konfigurasi ElektronAtom PolielektronD.Sistem PeriodikUnsur-Unsurmenjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum untuk menuliskankonfigurasi elektron dan diagram orbital serta menentukan letak unsur dalamtabel periodik.Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu:memahami struktur atom untuk meramalkan sifat-sifat periodik unsur, strukturmolekul, dan sifat-sifat senyawa.Hasil yang harus Anda capai:Bab1Sumber:www.bauerundguse.deAtom tidak dapat diidentifikasi melalui pengamatan secara langsung karena strukturatom sangat kecil.2Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIA.Teori Atom ModernTeori atom Bohr cukup berhasil dalam menjelaskan gejala spektrumatom hidrogen, bahkan dapat menentukan jari-jari atom hidrogen dan tingkatenergi atom hidrogen pada keadaan dasar berdasarkan postulat momentumsudut elektron. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, ditemukanfakta-fakta baru yang menunjukkan adanya kelemahan pada teori atom Bohr.Oleh karena itu, dikembangkan teori atom mekanika kuantum.1.Teori Atom BohrSebagaimana telah Anda ketahui, teori atom Bohr didasarkan padaempat postulat sebagai berikut.a.Elektron-elektron dalam mengelilingi inti atom berada pada tingkat-tingkat energi atau orbit tertentu. Tingkat-tingkat energi inidilambangkan dengan n=1, n=2, n=3, dan seterusnya. Bilanganbulat ini dinamakan bilangan kuantum (perhatikan Gambar 1.1).b.Selama elektron berada pada tingkat energi tertentu, misalnya n=1,energi elektron tetap. Artinya, tidak ada energi yang diemisikan(dipancarkan) maupun diserap.c.Elektron dapat beralih dari satu tingkat energi ke tingkat energilain disertai perubahan energi. Besarnya perubahan energi sesuaidengan persamaan Planck, E=hv.d.Tingkat energi elektron yang dibolehkan memiliki momentum suduttertentu. Besar momentum sudut ini merupakan kelipatan dari atau , n adalah bilangan kuantum dan h tetapan Planck.Gambar 1.2Lampu hidrogen dialiri listrikhingga menyala. Cahaya dari nyalalampu dilewatkan kepada prismamelalui celah menghasilkanspektrum garis yang dapat dideteksidengan pelat film.Gambar 1.1Menurut Bohr, elektron beradapada tingkat energi tertentu.Jika elektron turun ke tingkatenergi yang lebih rendah, akandisertai emisi cahaya denganspketrum yang khas.Emisi CahayaPrismaPelat filmLampuhidrogencelahsempitSumber:Chemistry The Central Science, 20001.Apakah yang Anda ketahui tentang teori atom Bohr?2.Apakah yang Anda ketahui tentang teori mekanika kuantum?3.Berdasarkan apakah penyusunan unsur-unsur dalam tabel periodik?Tes Kompetensi Awala.Peralihan Antartingkat EnergiModel atom Bohr dapat menerangkan spektrum atom hidrogen secaramemuaskan. Menurut Bohr, cahaya akan diserap atau diemisikan denganfrekuensi tertentu (sesuai persamaan Planck) melalui peralihan elektrondari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain. Jika atom hidrogenmenyerap energi dalam bentuk cahaya maka elektron akan beralih ketingkat energi yang lebih tinggi. Sebaliknya, jika atom hidrogenmengemisikan cahaya maka elektron akan beralih ke tingkat energi yanglebih rendah.Pada keadaan stabil, atom hidrogen memiliki energi terendah, yaknielektron berada pada tingkat energi dasar (n=1). Jika elektron menghunin>1, dinamakan keadaan tereksitasi. Keadaan tereksitasi ini tidak stabildan terjadi jika atom hidrogen menyerap sejumlah energi.Atom hidrogen pada keadaan tereksitasi tidak stabil sehingga energiyang diserap akan diemisikan kembali menghasilkan garis-garis spektrum(perhatikan Gambar 1.2). Kemudian, elektron akan turun ke tingkatTingkat energielektron+n = 3n = 2n = 1n = 4 41 Struktur Atom3b.Kelemahan Model Atom BohrGagasan Bohr tentang pergerakan elektron mengitari inti atom sepertisistem tata surya membuat teori atom Bohr mudah dipahami dan dapatditerima pada waktu itu. Akan tetapi, teori atom Bohr memiliki beberapakelemahan, di antaranya sebagai berikut.1.Jika atom ditempatkan dalam medan magnet maka akan terbentukspektrum emisi yang rumit. Gejala ini disebut efek Zeeman(perhatikan Gambar 1.3).2.Jika atom ditempatkan dalam medan listrik maka akan menghasilkanspektrum halus yang rumit. Gejala ini disebut efek Strack.Pakar fisika Jerman, Sommerfeld menyarankan, disamping orbitberbentuk lingkaran juga harus mencakup orbit berbentuk elips. Hasilnya,efek Zeeman dapat dijelaskan dengan model tersebut, tetapi model atomBohr-Sommerfeld tidak mampu menjelaskan spektrum dari atomberelektron banyak. Sepuluh tahun setelah teori Bohr lahir, muncul gagasan de Broglietentang dualisme materi, disusul Heisenberg tentang ketidakpastian posisidan momentum partikel. Berdasarkan gagasan tersebut dan teori kuantumdari Planck, Schrodinger berhasil meletakkan dasar-dasar teori atomterkini, dinamakan teori atom mekanika kuantum.energi yang lebih rendah. Nilai energi yang diserap atau diemisikan dalamtransisi elektron bergantung pada transisi antartingkat energi elektron.Persamaannya dirumuskan sebagai berikut.221211E=Rnn⎛⎞Δ−⎜⎟⎝⎠Keterangan:ΔE= Energi yang diemisikan atau diserapR= Tetapan Rydberg (2,178 × 10–18 J)n= Bilangan kuantumContoh1.1Peralihan Tingkat Energi Elektron Menurut Model Atom BohrBagaimanakah peralihan tingkat energi elektron atom hidrogen dan energi yangterlibat pada keadaan dasar ke tingkat energi n=3 dan pada keadaan tereksitasi,dengan n=2 ke keadaan dasar?Jawaba.Atom hidrogen pada keadaan dasar memiliki n=1 (n1=1). Jika elektron beralihke tingkat energi n=3 (n2=3) maka atom hidrogen menyerap energi:ΔE= 2,178 × 10–18 J 119⎛⎞−⎜⎝⎠= 1,936 × 10–18 Jb.Peralihan tingkat energi dari keadaan tereksitasi (n1=2) ke keadaan dasar (n2=1)akan diemisikan energi (melepas energi):ΔE= 2,178 × 10–18 J 114⎛⎞−⎜⎟⎝⎠= –1,633 × 10–18 JTanda negatif menyatakan energi dilepaskan.Tanpa medanmagnetAkibat medanmagnetn=2n=1SpektraGambar 1.3Spektrum atom hidrogen teruraidalam medan magnet (efekZeeman).Melepas energiMenyerap energi4Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI2.Teori Atom Mekanika KuantumKegagalan teori atom Bohr dalam menerangkan spektra atomhidrogen dalam medan magnet dan medan listrik, mendorong ErwinSchrodinger mengembangkan teori atom yang didasarkan pada prinsip-prinsip mekanika kuantum. Teori atom mekanika kuantum mirip denganyang diajukan oleh model atom Bohr, yaitu atom memiliki inti bermuatanpositif dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan negatif. Perbedaannyaterletak pada posisi elektron dalam mengelilingi inti atom.Gambar 1.4Menurut Bohr, jarak elektron dariinti atom hidrogen adalah 0,529Å. + 0,529Ån = 1Prinsip ketidakpastian Heisenbergmenyatakan bahwa posisi danmomentum suatu partikel tidakdapat diukur secara bersamaan.Ketika posisi diketahui pasti,momentumnya sudah berubah,demikian juga sebaliknya.Heinsenberg uncertainty principlestates that it is impossible to knowsimultaneously both the momentumand the position of a particle. Whenits position has been known, themomentum has changed, so it goesvice versa.NoteCatatanMenurut Bohr, keberadaan elektron-elektron dalam mengelilingi intiatom berada dalam orbit dengan jarak tertentu dari inti atom, yang disebutjari-jari atom (perhatikan Gambar 1.4). Menurut teori atom mekanikakuantum, posisi elektron dalam mengelilingi inti atom tidak dapat diketahuisecara pasti sesuai prinsip ketidakpastian Heisenberg. Oleh karena itu,kebolehjadian (peluang) terbesar ditemukannya elektron berada pada orbitatom tersebut. Dengan kata lain, orbital adalah daerah kebolehjadianterbesar ditemukannya elektron dalam atom.Menurut model atom mekanika kuantum, gerakan elektron dalammengelilingi inti atom memiliki sifat dualisme sebagaimana diajukan olehde Broglie. Oleh karena gerakan elektron dalam mengelilingi inti memilikisifat seperti gelombang maka persamaan gerak elektron dalam mengelilingiinti harus terkait dengan fungsi gelombang. Dengan kata lain, energigerak (kinetik) elektron harus diungkapkan dalam bentuk persamaanfungsi gelombang.Persamaan yang menyatakan gerakan elektron dalam mengelilingiinti atom dihubungkan dengan sifat dualisme materi yang diungkapkandalam bentuk koordinat Cartesius. Persamaan ini dikenal sebagaipersamaan Schrodinger.Dari persamaan Schrodinger ini dihasilkan tiga bilangan kuantum,yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut(A), danbilangan kuantum magnetik(m). Ketiga bilangan kuantum ini merupakanbilangan bulat sederhana yang menunjukkan peluang adanya elektron disekeliling inti atom. Penyelesaian persamaan Schrodinger menghasilkantiga bilangan kuantum. Orbital diturunkan dari persamaan Schrodingersehingga terdapat hubungan antara orbital dan ketiga bilangan kuantumtersebut.a.Bilangan Kuantum Utama (n)Bilangan kuantum utama (n) memiliki nilai n = 1, 2, 3, ..., n. Bilangankuantum ini menyatakan tingkat energi utama elektron dan sebagai ukuranStruktur Atom5kebolehjadian ditemukannya elektron dari inti atom. Jadi, bilangan kuantumutama serupa dengan tingkat-tingkat energi elektron atau orbit menurutteori atom Bohr. Bilangan kuantum utama merupakan fungsi jarak yangdihitung dari inti atom (sebagai titik nol). Jadi, semakin besar nilai n,semakin jauh jaraknya dari inti.Oleh karena peluang menemukan elektron dinyatakan dengan orbitalmaka dapat dikatakan bahwa orbital berada dalam tingkat-tingkat energisesuai dengan bilangan kuantum utama (n). Pada setiap tingkat energi terdapatsatu atau lebih bentuk orbital. Semua bentuk orbital ini membentuk kulit(shell). Kulit adalah kumpulan bentuk orbital dalam bilangan kuantumutama yang sama.Kulit-kulit ini diberi lambang mulai dari K, L, M, N, ..., dan seterusnya.Hubungan bilangan kuantum utama dengan lambang kulit sebagai berikut.Jumlah orbital dalam setiap kulit sama dengan n2, n adalah bilangankuantum utama.Contoh:Berapa jumlah orbital pada kulit L?Penyelesaian:Jumlah orbital dalam kulit L (n=2) adalah 22=4.b.Bilangan Kuantum Azimut (A)Bilangan kuantum azimut disebut juga bilangan kuantum momentum sudut,dilambangkan dengan A. Bilangan kuantum azimut menentukan bentuk orbital.Nilai bilangan kuantum azimut adalahA= n–1. Oleh karena nilai nmerupakan bilangan bulat dan terkecil sama dengan satu maka harga Ajuga merupakan deret bilangan bulat 0, 1, 2, …, (n–1). Jadi, untuk n=1hanya ada satu harga bilangan kuantum azimut, yaitu 0. Berarti, padakulit K (n=1) hanya terdapat satu bentuk orbital. Untuk n=2 ada duaharga bilangan kuantum azimut, yaitu 0 dan 1. Artinya, pada kulit L(n=2) terdapat dua bentuk orbital, yaitu orbital yang memiliki nilai A=0dan orbital yang memiliki nilai A=1.Bilangan kuantum utama (n)Lambang kulit1234 ...KLMN ...Pada pembahasan sebelumnya, dinyatakan bahwa bentuk-bentukorbital yang memiliki bilangan kuantum utama sama membentuk kulit.Bentuk orbital dengan bilangan kuantum azimut sama dinamakan subkulit.Jadi, bilangan kuantum azimut dapat juga menunjukkan jumlah subkulitdalam setiap kulit. Masing-masing subkulit diberi lambang dengan s, p, d,f, …, dan seterusnya. Hubungan subkulit dengan lambangnya adalahsebagai berikut.Tabel 1.1Bilangan Kuantum Azimut pada Kulit Atom123nKulitKLM0 (s)0 (s), 1 (p)0 (s), 1(p), 2(d)Kata Kunci•Orbital•Kulit•Subkulit•Pada tingkat energi tertentuterdapat daerah dengan peluangterbesar ditemukannya elektron.Daerah ini dinamakan kulit (shell).•Di dalam kulit terdapat ruang-ruang dengan bentuk tertentu.Bentuk ini dinamakan subkulit.•Di dalam subkulit terdapattempat elektron berada. Tempatini dinamakan orbital.•On certain energy level, there isarea where the probability thatthe electron can be found . Thearea is called shell.•Inside the shell, there are spaceswith a particular shape which isnamed subshell.•Inside the subshell, there areorbitals where electrons can befound.NoteCatatan6Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIGambar 1.5Orientasi orbital pada sumbu ykoordinat CartesiusBilangan kuantum azimut (A)Lambang subkulit0123 ...spdf ...Contoh:Pada kulit K (n=1), nilai memiliki harga 0 maka pada kulit K hanya adasatu subkulit atau satu bentuk orbital, yaitu orbital s.Pada kulit L (n=2), nilai memiliki harga 0 dan 1 maka pada kulit L adadua subkulit, yaitu orbital s dan orbital p (jumlahnya lebih dari satu).c.Bilangan Kuantum Magnetik (m)Bilangan kuantum magnetik disebut juga bilangan kuantum orientasisebab bilangan kuantum ini menunjukkan orientasi (arah orbital) dalam ruangatau orientasi subkulit dalam kulit. Nilai bilangan kuantum magnetik berupaderet bilangan bulat dari –m melalui nol sampai +m. UntukA=1, nilaim=0, ±l. Jadi, nilai bilangan kuantum magnetik untukA=1 adalah –lmelalui 0 sampai +l.Contoh:Untuk =1, nilai bilangan kuantum magnetik, m=0, ± 1, ataum= –1, 0, +1. Untuk =2, nilai bilangan kuantum magnetik adalahm= 0, ± 1, ± 2, atau m= –2, –1, 0, +1, +2.Subkulit-s (A=0) memiliki harga m=0, artinya subkulit-s hanyamemiliki satu buah orbital. Oleh karena m=0, orbital-s tidak memilikiorientasi dalam ruang sehingga bentuk orbital-s dikukuhkan berupa bolayang simetris.Subkulit-p (A=1) memiliki nilai m= –1, 0, +1. Artinya, subkulit-pmemiliki tiga buah orientasi dalam ruang (3 orbital), yaitu orientasi padasumbu-x dinamakan orbital px, orientasi pada sumbu-y dinamakan orbital py,dan orientasi pada sumbu-z dinamakan orbital pz.Subkulit-d (A=2) memiliki harga m= –2, –1, 0, +1, +2. Artinya,subkulit-d memiliki lima buah orientasi dalam ruang (5 orbital), yaitu padabidang-xy dinamakan orbital dxy, pada bidang-xz dinamakan orbital dxz,pada bidang-yz dinamakan orbital dyz, pada sumbu x2–y2 dinamakan orbital−22dxy, dan orientasi pada sumbu z2 dinamakan orbital 2dz. Contoh orientasiorbital dapat dilihat pada Gambar 1.5.Contoh1.2Menentukan Jumlah OrbitalTentukan nilai n, A, dan m dalam kulit M? Berapakah jumlah orbital dalam kulittersebut?Jawab:Kulit M berada pada tingkat energi ke-3 sehingga:n=3,A= 0, 1, 2.Pada A=0, nilai m= 0. Jadi, hanya ada 1 orbital-sPada A=1, nilai m= –1, 0, +1. Jadi, ada 3 orbital -p, yakni px, py, pz.Pada A= , nilai m= –2, –1, 0, +1, +2. Jadi, ada 5 orbital-d, yakni dxy, dxz, dyz, −22dxy ,dan 2dz.Jadi, dalam kulit M terdapat 9 orbital. Hal ini sesuai dengan rumus n2, yaitu 32= 9.xyzStruktur Atom7d.Bilangan Kuantum Spin (s)Di samping bilangan kuantum n,A, dan m, masih terdapat satubilangan kuantum lain. Bilangan kuantum ini dinamakan bilangankuantum spin, dilambangkan dengan s. Bilangan kuantum ini ditemukandari hasil pengamatan radiasi uap perak yang dilewatkan melalui medan magnet,oleh Otto Stern dan W. Gerlach.Pada medan magnet, berkas cahaya dari uap atom perak teruraimenjadi dua berkas. Satu berkas membelok ke kutub utara magnet dansatu berkas lagi ke kutub selatan magnet (perhatikan Gambar 1.6).Berdasarkan pengamatan tersebut, disimpulkan bahwa atom-atom perakmemiliki sifat magnet.Pengamatan terhadap atom-atom unsur lain, seperti atom Li, Na,Cu, dan Au selalu menghasilkan gejala yang serupa. Atom-atom tersebutmemiliki jumlah elektron ganjil. Munculnya sifat magnet dari berkas uapatom disebabkan oleh spin atau putaran elektron pada porosnya.Berdasarkan percobaan Stern-Gerlach, dapat disimpulkan bahwa adadua macam spin elektron yang berlawanan arah dan saling meniadakan.Pada atom yang jumlah elektronnya ganjil, terdapat sebuah elektron yangspinnya tidak ada yang meniadakan. Akibatnya, atom tersebut memilikimedan magnet.Spin elektron dinyatakan dengan bilangan kuantum spin. Bilangankuantum ini memiliki dua harga yang berlawanan tanda, yaitu +12 dan–12. Tanda (+) menunjukkan putaran searah jarum jam dan tanda (–)arah sebaliknya (perhatikan Gambar 1.7). Adapun harga 12, menyatakanfraksi elektron.Sumber:Chemistry The Central Science, 2000s = +12s = –12Diskusikanlah dengan teman Anda, apakah yang dimaksud dengan kulit, subkulit,dan orbital?Kegiatan InkuiriGambar 1.6Penguraian berkas uap atom perak(percobaan Stern-Gerlach)Berkas uapatom perak(Ag)CelahMagnetPelat filmUap atombertekanan1.Berapakah energi (joule) yang diperlukan untukmengeksitasi elektron dari tingkat energi ke-1 ketingkat energi ke-4?2.Tuliskan kelemahan teori atom Bohr.3.Apakah yang dimaksud dengan spektrum yang lebihhalus?4.Apakah yang disarankan oleh Sommerfeld? Bagaimanasaran Sommerfeld dapat menjelaskan spektrum halus?5.Apakah yang dimaksud dengan atom berelektronbanyak? Apakah atom hidrogen tergolong atomberelektron banyak?6.Jelaskan kembali apa yang dimaksud dengan bilangankuantum utama, bilangan kuantum azimut, danbilangan kuantum magnetik.7.Berapakah jumlah orbital yang terdapat dalam subkulits, p, d, dan f?8.Berapakah jumlah orbital yang terdapat dalam kulit K,L, M, dan N?9.Apakah yang dimaksud dengan bilangan kuantumspin? Apakah bilangan kuantum ini dihasilkan daripenyelesaian persamaan Schrodinger?Tes Kompetensi SubbabAKerjakanlah di dalam buku latihan.Gambar 1.7Spin elektron dengan arahberlawanan8Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIPeluang keberadaan elektron dalamatom. Peluang terbesar (≈ 99,99%)berada pada permukaan bola.Gambar 1.8Inti atomPeluang terbesarkeberadaan elektrondalam atomB.Bentuk OrbitalBentuk orbital ditentukan oleh bilangan kuantum azimut. Bilangankuantum ini diperoleh dari suatu persamaan matematika yang mengandungtrigonometri (sinus dan cosinus). Akibatnya, bentuk orbital ditentukanoleh bentuk trigonometri dalam ruang.1.Orbital-sOrbital-s memiliki bilangan kuantum azimut, A= 0 dan m= 0. Olehkarena nilai m sesungguhnya suatu tetapan (tidak mengandungtrigonometri) maka orbital-s tidak memiliki orientasi dalam ruang sehinggaorbital-s ditetapkan berupa bola simetris di sekeliling inti. Permukaanbola menyatakan peluang terbesar ditemukannya elektron dalam orbital-s.Hal ini bukan berarti semua elektron dalam orbital-s berada di permukaanbola, tetapi pada permukaan bola itu peluangnya tertinggi (≈ 99,99%),sisanya bolehjadi tersebar di dalam bola, lihat Gambar 1.8.2.Orbital-pOrbital-p memiliki bilangan kuantum azimut, A= 1 dan m= 0, ±l.Oleh karena itu, orbital-p memiliki tiga orientasi dalam ruang sesuaidengan bilangan kuantum magnetiknya. Oleh karena nilai msesungguhnya mengandung sinus maka bentuk orbital-p menyerupaibentuk sinus dalam ruang, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.9.Ketiga orbital-p memiliki bentuk yang sama, tetapi berbeda dalamorientasinya. Orbital-px memiliki orientasi ruang pada sumbu-x, orbital-pymemiliki orientasi pada sumbu-y, dan orbital-pz memiliki orientasi padasumbu-z. Makna dari bentuk orbital-p adalah peluang terbesarditemukannya elektron dalam ruang berada di sekitar sumbu x, y, dan z.Adapun pada bidang xy, xz, dan yz, peluangnya terkecil.3.Orbital-dOrbital-d memiliki bilangan kuantum azimut A = 2 dan m = 0, ±1,±2. Akibatnya, terdapat lima orbital-d yang melibatkan sumbu dan bidang,sesuai dengan jumlah bilangan kuantum magnetiknya. Orbital-d terdiriatas orbital-2dz, orbital-xzd, orbital-xyd, orbital-yzd, dan orbital-−22dxy(perhatikan Gambar 1.10).Gambar 1.9Kumpulan orbital p denganberbagai orientasiSumber:Chemistry The Central Science, 2000PzPxPyyxyzzyxzxGambar 1.10Kumpulan orbital d denganberbagai orientasizzzxyxxyyzxxyz−22xdy2zddyzdxzdxySumber:Chemistry The Central Science, 2000yStruktur Atom9Orbital dxy, dxz, dyz, dan −22dxy memiliki bentuk yang sama, tetapiorientasi dalam ruang berbeda. Orientasi orbital-dxy berada dalam bidangxy, demikian juga orientasi orbital-orbital lainnya sesuai dengan tandanya.Orbital −22dxy memiliki orientasi pada sumbu x dan sumbu y. Adapunorbital 2dz memiliki bentuk berbeda dari keempat orbital yang lain.Orientasi orbital ini berada pada sumbu z dan terdapat “donat” kecilpada bidang-xy. Makna dari orbital-d adalah, pada daerah-daerah sesuaitanda dalam orbital (xy, xz, yz, x2–y2, z2) menunjukkan peluang terbesarditemukannya elektron, sedangkan pada simpul-simpul di luar bidangmemiliki peluang paling kecil.Bentuk orbital-f dan yang lebih tinggi dapat dihitung secaramatematika, tetapi sukar untuk digambarkan atau diungkapkan keboleh-jadiannya sebagaimana orbital-s, p, dan d.Kesimpulan umum dari hasil penyelesaian persamaan Schrodingerdapat dirangkum sebagai berikut.Setiap orbital dicirikan oleh tiga bilangan kuantum n, , dan myang memiliki ukuran, bentuk, dan orientasi tertentu dalam ruangkebolehjadian. Elektron-elektron yang menghuni orbital memiliki spinberlawanan sesuai temuan Stern-Gerlach.Secara lengkap, peluang keberadaan elektron dalam atom dapatAnda lihat pada Tabel 1.2.Tabel 1.2Bilangan Kuantum dan Orbital Atom1nOrbitalsJumlah MaksimumElektron001s+12, – 12+12, – 12+12, – 12+12, – 12+12, – 12+12, – 12+12, – 12+12, – 12+12, – 12+12, – 1222m0–1, 0, +10–1, 0, +1–2, –1, 0, +1, +20–1, 0, +1–2, –1, 0, +1, +2–3, –2, –1, 0, +1, +2, +32s2p3s3p3d4s4p4d4f26261026101481832234010120123Di Kelas X, Anda telah belajar menuliskan konfigurasi elektron seperti: 2 8 18 32.Jika pada atom Cl elektron tidak maksimum, Anda tuliskan konfigurasi elektronnyaCl: 2 8 8 7, tidak Cl: 2 8 15. Bagaimanakah hal ini dapat dijelaskan dengan teorimekanika kuantum?Kegiatan InkuiriNomor atom S=16. Jadi, konfigurasiion sulfida, S2– adalah ....A.1s22s22p63s23p2B.1s22s22p63s23p4C.1s22s22p63s23p6D.1s22s22p63s23p43d2E.1s22s22p63s23p44s2PembahasanKonfigurasi elektron16S = 1s22s22p63s23p4, ion S2-adalahatom S yang telah memperoleh 2elektron. Elektron tambahan iniakan mengisi orbital dengantingkat energi terendah yaitu 3p.Jadi, konfigurasi elekron16S2-=1s22s22p63s23p6(C)SPMB 2002MahirMenjawab10Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIC.Konfigurasi Elektron Atom PolielektronPersamaan Schrodinger hanya dapat diterapkan secara eksak untukatom berelektron tunggal seperti hidrogen, sedangkan pada atom berelektronbanyak tidak dapat diselesaikan. Kesulitan utama pada atom berelektronbanyak adalah bertambahnya jumlah elektron sehingga menimbulkan tarik-menarik antara elektron-inti dan tolak-menolak antara elektron-elektronsemakin rumit. Oleh karena itu, untuk atom berlektron banyak digunakanmetode pendekatan berdasarkan hasil penelitian dan teori para ahli.1.Tingkat Energi OrbitalPada atom berelektron banyak, setiap orbital ditandai oleh bilangankuantum n, A, m, dan s. Bilangan kuantum ini memiliki arti sama denganyang dibahas sebelumnya. Perbedaannya terletak pada jarak orbital dariinti. Pada atom hidrogen, setiap orbital dengan nilai bilangan kuantumutama sama memiliki tingkat-tingkat energi sama atau terdegenerasi.Misalnya, orbital 2s dan 2p memiliki tingkat energi yang sama. Demikianpula untuk orbital 3s, 3p, dan 3d.Tes Kompetensi SubbabBKerjakanlah di dalam buku latihan.1.Mengapa orbital-s berbentuk seperti bola? Pada daerahmana peluang terbesar ditemukannya elektron dalamorbital-s?2.Orbital-p memiliki bentuk bola terpilin. Berapakahpeluang menemukan elektron di titik pusat sumbu?3.Pada orbital-dxz, bagaimana peluang ditemukannyaelektron dalam bidang xz, dan bagaimana peluang diluar bidang itu?4.Pilih set bilangan kuantum yang diizinkan untukelektron dalam atom:(a) n= 3,A= 3,m = +3,s= +12(b) n= 4,A= 3,m = –3,s= –12(c) n= 5,A= 4,m = 0,s= +125.Suatu atom memiliki elektron terluar dalam orbital 3p.Bagaimanakah bilangan kuantumnya (n, A, m)?6.Dapatkah Anda mengetahui posisi atau orientasielektron dalam orbital 3p pada soal nomor 5? Padaorbital manakah atau pada nilai m berapa? Jelaskan.Menentukan Bilangan KuantumDi antara set bilangan kuantum berikut, manakah set bilangan kuantum yangdiizinkan?a.n= 4,A= 4,m= +3,s= +12b.n= 3,A= 2,m= –3,s= –12c.n= 1,A= 0,m= 0,s= +12Jawaba.Terlarang sebab untuk n = 4 maka nilai A yang dibolehkan adalah n – 1 atau A = 3.b.Terlarang sebab untuk A = 2 maka nilai m yang mungkin adalah –2, –1, 0, +1, +2.c.Diizinkan sebab untuk n = 1 maka nilai A = 0.Contoh1.3Next >