< PreviousStruktur Atom11Perbedaan tingkat energi ini disebabkan oleh elektron yang beradapada kulit dalam menghalangi elektron-elektron pada kulit bagian luar.Sebagai contoh, elektron pada orbital 1s akan tolak-menolak denganelektron pada orbital-2s dan 2p sehingga orbital-2s dan 2p tidak lagi sejajar(terdegenerasi) seperti pada atom hidrogen. Hal ini menyebabkanelektron-elektron dalam orbital-2s memiliki peluang lebih besar ditemukandi dekat inti daripada orbital-2p (orbital-2s lebih dekat dengan inti).2.Distribusi Elektron dalam AtomKulit terdiri atas subkulit yang berisi orbital-orbital dengan bilangankuantum utama yang sama. Jumlah orbital dalam setiap kulit dinyatakandengan rumus n2 dan jumlah maksimum elektron yang dapat menempatisetiap kulit dinyatakan dengan rumus 2n2.Contoh:Berapa jumlah orbital dan jumlah maksimum elektron dalam kulit M?Penyelesaian:Kulit M memiliki bilangan kuantum, n = 3 maka jumlah orbital dalamkulit M adalah 32 = 9 orbital dan jumlah maksimum elektronnyasebanyak 2(3)2 = 18 elektronSubkulit terdiri atas orbital-orbital yang memiliki bilangan kuantumazimut yang sama. Jumlah orbital, dalam setiap subkulit dinyatakandengan rumus (2A + 1). Oleh karena setiap orbital maksimum dihunioleh dua elektron maka jumlah elektron dalam setiap subkulit dinyatakandengan rumus 2(2A + 1).Contoh:Berapa jumlah orbital dalam subkulit-p dan berapa jumlah elektrondalam subkulit itu?Penyelesaian:Subkulit p memiliki harga = 1 maka jumlah orbitalnya sama dengan{2(1) + 1} = 3 orbital.Sebaran elektron dalam subkulit-p adalah 2{2(1) + 1} = 6 elektron.Gambar 1.11Diagram tingkat energi orbital(a)Atom hidrogen. Tingkat energiorbital atom mengalamidegenerasi.(b)Atom berelektron banyak4s4p4d4f3s3p3d2s2p1s4f4d4p4s3p3s2p2s1s(a)Tingkat energi orbital3d(b)Pada atom berelektron banyak, orbital-orbital dengan nilai bilangankuantum utama sama memiliki tingkat energi yang sedikit berbeda.Misalnya, orbital 2s dan 2p memiliki tingkat energi berbeda, yaitu energiorbital 2p lebih tinggi. Perbedaan tingkat energi elektron pada atom hidrogendan atom berelektron banyak ditunjukkan pada Gambar 1.11.Hasil penyelesaian persamaanSchrodinger pada atom hidrogenmenunjukkan orbital-orbital yangterdegenerasi (orbital dalam kulityang sama memiliki energi yangsama).The conclusion of Schrodingerequation in atom hydrogen showsdegenerated orbitals (orbitals in thesame shell have the same energy).NoteCatatanKata Kunci•Distribusi elektron•Menulis konfigurasi elektron12Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIMenentukan Sebaran Elektron dalam KulitBerapa jumlah orbital dan jumlah maksimum elektron yang menghuni tingkat energike-3 (kulit M)? Bagaimana sebaran orbital dalam setiap subkulit dan sebaran elektronnyapada tingkat energi itu?Jawaba.Jumlah orbital pada kulit M (n= 3) dihitung dengan rumus n2. Jadi, pada kulit Mada 9 orbital.b.Jumlah maksimum elektron yang dapat menghuni kulit M sebanyak 2n2 = 18elektron.c.Sebaran orbital dalam setiap subkulit pada n= 3 dihitung dari rumus (2A + 1).Untuk n= 3, nilai A= n–1 = 0, 1, 2. Oleh karena ada 3 subkulit, sebaran orbitaldalam tiap subkulit adalah sebagai berikut.[2(0) + 1)] = 1[2(1) + 1)] = 3[2(2) + 1)] = 5Pada subkulit s (A=0) terdapat 1 orbital-sPada subkulit p (A=1) terdapat 3 orbital-pPada subkulit d (A=2) terdapat 5 orbital-dd.Sebaran elektron yang menghuni tiap-tiap subkulit ditentukan dari rumus 2(2A + 1),yaitu:2(2(0) + 1) = 2 elektron2(2(1) + 1) = 6 elektron2(2(2) + 1) = 10 elektronJadi, orbital-s (A = 0) maksimum ditempati oleh 2 elektron,orbital-p (A = 1) maksimum ditempati oleh 6 elektron, danorbital-d (A= 2) maksimum ditempati oleh 10 elektron.Bagaimana sebaran orbital dan sebaran elektron dalam setiap tingkatenergi? Untuk mengetahui masalah ini, simak contoh soal berikut.Kegiatan InkuiriTemukan hubungan antara rumus (2A + 1) dan bilangan kuantum magnetikm = 0, ±A. Diskusikan dengan teman Anda.Pada atom-atom berelektronbanyak, orbital dalam kulit yangsama tidak mengalami degenerasi.In atoms with many electrons,orbitals on the same subshell arenot degenerated.NoteCatatanContoh1.43.Aturan dalam Konfigurasi ElektronPenulisan konfigurasi elektron untuk atom berelektron banyakdidasarkan pada aturan aufbau, aturan Hund, dan prinsip larangan Pauli.Untuk menentukan jumlah elektron dalam atom, perlu diketahui nomoratom unsur bersangkutan.a.Aturan Membangun (Aufbau)Aturan pengisian elektron ke dalam orbital-orbital dikenal denganprinsip Aufbau (bahasa Jerman, artinya membangun). Menurut aturan ini,elektron dalam atom harus memiliki energi terendah, artinya elektron harusterlebih dahulu menghuni orbital dengan energi terendah (lihat diagramtingkat energi orbital pada Gambar 1.12).Gambar 1.12Diagram tingkat energi orbitalStruktur Atom13Tingkat energi elektron ditentukan oleh bilangan kuantum utama.Bilangan kuantum utama dengan n = 1 merupakan tingkat energi palingrendah, kemudian meningkat ke tingkat energi yang lebih tinggi, yaitun = 2, n = 3, dan seterusnya. Jadi, urutan kenaikan tingkat energi elektronadalah (n = 1) < (n = 2) < (n =3) < … < (n = n).Setelah tingkat energi elektron diurutkan berdasarkan bilangankuantum utama, kemudian diurutkan lagi berdasarkan bilangan kuantumazimut sebab orbital-orbital dalam atom berelektron banyak tidakterdegenerasi. Berdasarkan bilangan kuantum azimut, tingkat energiterendah adalah orbital dengan bilangan kuantum azimut terkecil atauA= 0. Jadi, urutan tingkat energinya adalah s < p < d < f < [A = (n–1)].Terdapat aturan tambahan, yaitu aturan (n+A). Menurut aturan ini,untuk nilai (n+A) sama, orbital yang memiliki energi lebih rendah adalahorbital dengan bilangan kuantum utama lebih kecil, contoh: 2p (2+1 = 3)< 3s (3+0 =3), 3p (3+1 = 4) < 4s (4+0 =4), dan seterusnya. Jika nilai(n+A) berbeda maka orbital yang memiliki energi lebih rendah adalahorbital dengan jumlah (n+A) lebih kecil, contoh: 4s (4+0 = 4) < 3d(3+2 =5).Dengan mengacu pada aturan aufbau maka urutan kenaikan tingkatenergi elektron-elektron dalam orbital adalah sebagai berikut.1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < …b.Aturan HundAturan Hund disusun berdasarkan data spektroskopi atom. Aturanini menyatakan sebagai berikut.1.Pengisian elektron ke dalam orbital-orbital yang tingkat energinya sama,misalnya ketiga orbital-p atau kelima orbital-d. Oleh karena itu,elektron-elektron tidak berpasangan sebelum semua orbital dihuni.2.Elektron-elektron yang menghuni orbital-orbital dengan tingkatenergi sama, misalnya orbital pz, px, py. Oleh karena itu, energi palingrendah dicapai jika spin elektron searah.c.Prinsip Larangan PauliMenurut Wolfgang Pauli, elektron-elektron tidak boleh memilikiempat bilangan kuantum yang sama. Aturan ini disebut Prinsip laranganPauli. Makna dari larangan Pauli adalah jika elektron-elektron memilikiketiga bilangan kuantum (n, A, m) sama maka elektron-elektron tersebuttidak boleh berada dalam orbital yang sama pada waktu bersamaan.Akibatnya, setiap orbital hanya dapat dihuni maksimum dua elektrondan arah spinnya harus berlawanan.Sebagai konsekuensi dari larangan Pauli maka jumlah elektron yangdapat menghuni subkulit s, p, d, f, …, dan seterusnya berturut-turut adalah2, 6, 10, 14, ..., dan seterusnya. Hal ini sesuai dengan rumus: 2(2A + 1).4.Penulisan Konfigurasi ElektronUntuk menuliskan konfigurasi elektron, bayangkan bahwa inti atommemiliki tingkat-tingkat energi, dan setiap tingkat energi memiliki orbital-orbital yang masih kosong. Kemudian, elektron-elektron ditempatkanpada orbital-orbital sesuai dengan urutan tingkat energinya (aturanAufbau), dan tingkat energi paling rendah diisi terlebih dahulu.Gambar 1.13Penulisan konfigurasi elektronmenurut aturan HundSalahBenarSalahWolfgang Pauli(1900–1958)Pauli adalah seorang ahli teori.Menggunakan hasil observasiilmuwan lain, dia menemukan spinelektron dan mengemukakan asaslarangan Pauli. Hal ini membawanyamemenangkan hadiah Nobel dibidang Fisika pada 1945.Lahir pada 1900, Pauli hidupsampai pada 1958 dan membuatpenemuan terkenal pada usia 25tahun.Sumber:Chemistry The Molecular Science, 1997.SekilasKimiaSumber:www. th. physik.uni-frankfurt.14Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIPengisian orbital dengan tingkat energi sama, seperti px, py, pz,diusahakan tidak berpasangan sesuai aturan Hund, tempatnya boleh dimana saja, px, py, atau pz. Jika setelah masing-masing orbital dihuni olehsatu elektron masih ada elektron lain maka elektron ditambahkan untukmembentuk pasangan dengan spin berlawanan. Dalam setiap orbitalmaksimum dihuni oleh dua elektron, sesuai aturan Pauli (perhatikanGambar 1.13).Penulisan konfigurasi elektron dapat diringkas sebab dalam kimiayang penting adalah konfigurasi elektron pada kulit terluar atau elektronvalensi. Contoh konfigurasi elektron atom natrium dapat ditulis sebagai:11Na: [Ne] 3s1. Lambang [Ne] menggantikan penulisan konfigurasielektron bagian dalam (10Ne: 1s2 2s2 2p6).Beberapa konfigurasi elektron atom dengan nomor atom 1 sampainomor atom 20 ditunjukkan pada tabel berikut.Tabel 1.3Beberapa Konfigurasi Elektron (Z=1–20)12345678910ZKonfigurasiZKonfigurasiHHeLiBeBCNOFNe1s11s21s2 2s11s2 2s21s2 2s2 2p11s2 2s2 2p21s2 2s2 2p31s2 2s2 2p41s2 2s2 2p51s2 2s2 2p611121314151617181920NaMgAlSiPSClArKCaUnsurUnsur1s2 2s2 2p6 3s11s2 2s2 2p6 3s21s2 2s2 2p6 3s2 3p11s2 2s2 2p6 3s2 3p21s2 2s2 2p6 3s2 3p31s2 2s2 2p6 3s2 3p41s2 2s2 2p6 3s2 3p51s2 2s2 2p6 3s2 3p6[Ar] 4s1[Ar] 4s2NoteCatatanJika dua elektron menghuni orbital,misalnya 2px2 (n, A, m sama), bilangankuantum spinnya harus berbeda,yakni +12 atau –12. Secara visualdapat digambarkan sebagai anakpanah yang berlawanan.If two electrons are settled on certainorbitals, for example 2px2(with thesame n,A, m), the spin quantumnumber has to be different, which is+12 or –12. It can be visualized asdifferent direction arrow.nms1–10+1+12, –12+12, –12+12, –122Penulisan Konfigurasi Elektron PoliatomikTuliskan konfigurasi elektron (biasa dan ringkas) atom periode ke-3 (11Na, 12Mg, 13Al,14Si, 15P, 16S, 17Cl)?Jawab:Prinsip aufbau: elektron harus menghuni orbital atom dengan energi terendah dulu,yaitu 1s 2s 2p 3s 3p 4s … dan seterusnya.Prinsip Pauli: setiap orbital maksimum dihuni oleh dua elektron dengan spin berlawanan.Prinsip Hund: pengisian elektron dalam orbital yang tingkat energinya sama, tidakberpasangan dulu sebelum semua orbital dihuni dulu.Dengan demikian, konfigurasi elektron atom poliatomik dapat dituliskan sebagaiberikut.11Na= 1s2 2s2 2p6 3s111Na= [Ne] 3s112Mg= 1s2 2s2 2p6 3s212Mg= [Ne] 3s213Al= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p113Al= [Ne] 3s2 3p114Si= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p214Si= [Ne] 3s2 3p215P= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p315P= [Ne] 3s2 3p316S= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p416S= [Ne] 3s2 3p417Cl= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p517Cl= [Ne] 3s2 3p5Contoh1.5Struktur Atom15a.Konfigurasi Elektron dan Bilangan KuantumBerdasarkan konfigurasi elektron, Anda dapat menentukan bilangankuantum suatu elektron. Contoh: atom oksigen memiliki 8 elektron,konfigurasi elektron atom oksigen adalah 8O: 1s2 2s2 2p4 atau diuraikansebagai berikut.1)1s2 2s2 2px2 2py1 2pz1;2)1s2 2s2 2px1 2py2 2pz1;3)1s2 2s2 2px1 2py1 2pz2.Ketiga penulisan konfigurasi tersebut benar sebab atom terakhir dapatberpasangan di mana saja dalam orbital 2p. Mengapa?Pada subkulit p, terdapat tiga orbital dengan tingkat energi sama(px= py = pz) sehingga kita tidak dapat menentukan secara pasti padaorbital mana elektron berpasangan. Dengan kata lain, kebolehjadianpasangan elektron dalam ketiga orbital-p adalah sama.Akibat dari peluang yang sama dalam menemukan elektron padasuatu orbital maka Anda tidak dapat menentukan bilangan kuantummagnetiknya. Pada contoh tersebut, elektron terakhir dari atom oksigenmemiliki bilangan kuantum sebagai berikut.1)Bilangan kuantum utama, n= 22)Bilangan kuantum azimut, A= 13)Bilangan kuantum spin, s= –124)Bilangan kuantum magnetik, m= –1, +1, atau 0? (tidak pasti, semuaorbital memiliki peluang yang sama untuk dihuni).Dengan demikian, pada kasus atom oksigen terdapat ketidakpastiandalam bilangan kuantum magnetik atau momentum sudut.Kasus tersebut benar-benar membuktikan bahwa keberadaanelektron-elektron di dalam atom tidak dapat diketahui secara pasti, yangpaling mungkin hanyalah peluang menemukan elektron pada daerahtertentu di dalam ruang, sedangkan posisi pastinya tidak dapat diketahui.b.Kestabilan Konfigurasi ElektronBerdasarkan pengamatan, orbital yang terisi penuh dan terisi setengahpenuh menunjukkan kondisi yang relatif stabil, terutama bagi atom unsur-unsur gas mulia dan unsur-unsur transisi.Kata Kunci•Keberadaan elektron•Momentum spin•Posisi elektronKetidakpastian Momentum Elektron dalam AtomTuliskan konfigurasi elektron dari atom 12Mg. Tentukan bilangan kuantum elektronterakhirnya dan bilangan kuantum manakah yang tidak pasti?Jawab:12Mg= [Ne] 3s2Elektron terakhir menghuni orbital 3s. Jadi, bilangan kuantumnya adalah bilangankuantum utama (n = 3), bilangan kuatum azimut (A= 0), bilangan kuantum magnetik(m = 0), dan bilangan kuantum spin (s = +12 atau –12) ?Anda tidak akan pernah tahu secara pasti elektron mana yang terakhir, apakah yangmemiliki spin ke atas atau ke bawah. Jadi, dalam hal ini ada ketidakpastian dalammomentum spin.Contoh1.616Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIContoh:Atom-atom unsur gas mulia relatif stabil disebabkan orbital kulitvalensinya terisi penuh oleh elektron.2He: 1s210Ne: 1s2 2s2 2p618Ar: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p636Kr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6Hasil pengamatan menunjukkan bahwa unsur-unsur dengan orbitalkulit valensi terisi setengah penuh relatif stabil.Contoh:Konfigurasi elektron atom 24Cr dapat ditulis sebagai berikut:(a) 24Cr: [Ar] 3d5 4s1 lebih stabil.(b) 24Cr: [Ar] 3d4 4s2Menurut data empirik, konfigurasi elektron pertama (a) relatif lebihstabil daripada konfigurasi elektron kedua (b), mengapa? Pada konfigurasielektron (a), orbital 3d terisi lima elektron dan orbital 4s terisi satuelektron, keduanya setengah penuh. Pada konfigurasi elektron (b),walaupun orbital 4s terisi penuh, tetapi orbital 3d tidak terisi setengahpenuh sehingga kurang stabil.c.Konfigurasi Elektron Unsur-Unsur TransisiPada diagram tingkat energi orbital, orbital 4s memiliki energi lebihrendah daripada orbital 3d. Akibatnya, dalam konfigurasi elektron unsur-unsur utama orbital 4s dihuni terlebih dahulu.Pada unsur-unsur transisi pertama, elektron kulit terluar menghuniorbital-d dan orbital-s, yakni ns (n–1)d. Jika mengikuti aturan tersebut,orbital ns dihuni terlebih dahulu baru menghuni orbital (n–1)d. Apakahkonfigurasi elektron untuk unsur-unsur transisi seperti itu? Jika demikian,elektron akan mudah lepas ketika unsur transisi membentuk kation(bersenyawa) berasal dari orbital (n–1)d.Berdasarkan data empirik, diketahui bahwa semua unsur transisi ketikamembentuk kation melepaskan elektron valensi dari orbital ns. Jika muatankation yang dibentuknya lebih tinggi maka elektron dari orbital (n–1)ddilepaskan. Data berikut ini artinya, elektron terluar berasal dari orbital ns.Fakta empirik:1.Mangan dapat membentuk kation Mn2+ (MnCl2) dan Mn7+ (KMnO4)2.Besi dapat membentuk kation Fe2+ (FeSO4) dan Fe3+ (FeCl3)3.Tembaga dapat membentuk kation Cu+ (CuCl) dan Cu2+ (CuSO4).Konfigurasi elektronnya:1.25Mn: [Ar] 3d5 4s22.26Fe: [Ar] 3d6 4s23.29Cu: [Ar] 3d10 4s1Jika fakta empirik dan konfigurasi elektronnya dihubungkan makaAnda dapat mengatakan Mn2+ dibentuk melalui pelepasan 2 elektron dariorbital 4s. Ion Fe2+ dibentuk dengan melepaskan 2 elektron dari orbital 4s,demikian juga ion Cu+. Bagaimana menjelaskan data empirik ini?Berdasarkan hasil perhitungan dan pengukuran, energi orbital dapatdisimpulkan sebagai berikut.Nyatakah Orbital Itu?Orbital adalah fungsi gelombangyang tidak bisa langsung diamati.Jadi, apakah orbital hanya modelteori tanpa bentuk fisik yang nyata?Penelitian akan hal ini dilakukan parailmuwan di Arizona State University(ASU) pada 1999.Para ilmuwan ini mempelajariikatan dalam senyawa tembaga(I)oksida Cu2O pada fasa padat.Konfigurasi elektron ion Cu+ adalah[Ar] 3d10. Para ilmuwan ASU mengukurkerapatan elektron dari senyawaCu2O dengan menggunakan teknikdifraksi elektron dan difraksi sinar-X.Hasilnya, mereka memperoleh petakerapatan elektron yang berbentukorbital 3dz2. Dari penelitian tersebut,terjawablah keberadaan orbital 3dz2.Jadi, orbital itu nyata.SekilasKimiaStruktur Atom171)Unsur-unsur ringan dengan nomor atom 1 (H) sampai dengan 20(Ca) memiliki konfigurasi elektron sebagaimana uraian tersebut.2)Untuk unsur-unsur berat dengan nomor atom 21 ke atas, terjaditransisi energi orbital.Diketahui nomor atom Ca=20,Cu=29, K=19, Ti=22, dan Zn=30.Ion-ion di bawah ini memilikielektron berpasangan, kecuali...A.Ca2+D.Ti4+B.Cu+E.Zn2+C.Cu2+PembahasanKonfigurasi elektron29Cu= [Ar] 4s1 3d10Konfigurasi elektron29Cu2+= [Ar] 3d9Dalam ion Cu2+ terdapat satu buahelektron yang tidak berpasangan.Jadi, jawabannya (C)Ebtanas 1992MahirMenjawabKonfigurasi Elektron Unsur TransisiTuliskan konfigurasi elektron enam unsur transisi pertama.Jawab:21Sc= [Ar] 3d1 4s224Cr= [Ar] 3d5 4s122Ti= [Ar] 3d2 4s225Mn= [Ar] 3d5 4s223V= [Ar] 3d3 4s226Fe= [Ar] 3d6 4s2Contoh1.7Konfigurasi Elektron Unsur TransisiManakah konfigurasi elektron yang benar dari Ag?(a) 47Ag = [Kr] 4d10 5s1(b) 47Ag = [Kr] 4d9 5s2(c) 47Ag = [Kr] 5s1 4d10Jawab:Jawaban yang tepat adalah (a) sebab orbital 4d lebih rendah dari 5s dan orbital setengahpenuh lebih stabil.Contoh1.8Kerjakanlah di dalam buku latihan.1.Berapakah jumlah orbital dan jumlah maksimumelektron yang dapat menghuni kulit dengan bilangankuantum n = 4 dan n = 5?2.Berapakah jumlah orbital dalam subkulit d danberapakah jumlah elektron dalam subkulit itu?3.Berapakah jumlah maksimum elektron dalam kulit K, L,M, N? Apakah penulisan konfigurasi elektron di kelas Xmenyimpang dari teori atom mekanika kuantum? Jelaskan.4.Berapakah jumlah orbital dan jumlah maksimumelektron yang dapat menghuni kulit L dan kulit N?Bagaimanakah sebaran orbital dan sebaran elektrondalam setiap subkulit pada kulit-kulit tersebut?5.Dapatkah Anda menghubungkan antara sebaranelektron dalam setiap orbital dengan diagram tingkatenergi elektron? Buatlah susunan orbital-orbitalberdasarkan diagram orbital yang menggambarkansebaran elektron dalam atom.6.Tuliskan konfigurasi elektron dari atom-atom gas muliadalam tabel periodik (2He, 10Ne, 18Ar, 36Kr, dan 54Xe).7.Tuliskan konfigurasi elektron dari atom-atom golonganVA dalam tabel periodik (7N, 15P, 33As, dan 51Sb).8.Tuliskan konfigurasi elektron dari atom-atom golonganIIA dalam tabel periodik secara ringkas (4Be, 12Mg,20Ca, 38Sr, dan 56Ba).9.Tentukan jenis ketidakpastian apa yang terdapat dalamatom-atom pada periode ke-3 sistem periodik.10.Manakah yang lebih stabil, atom N atau atom O?11.Mengapa Fe2+ kurang stabil dibandingkan Fe3+?12.Tentukan konfigurasi elektron dari kation dalamsenyawa berikut.a.Cr2O3, KCrO4, dan K2Cr2O7b.MnSO4, MnO2, dan KMnO4c.VO2 dan V2O5Apa yang dimaksud transisi energi orbital? Setelah orbital 4s terisipenuh (atom 20Ca) maka elektron mulai mengisi orbital 3d (21Sc – 30Zn).Dalam keadaan tidak terhuni, orbital 3d memiliki energi lebih tinggidari 4s. Akan tetapi, ketika orbital 3d terhuni elektron maka energi orbital3d turun drastis dan mencapai kestabilan dengan energi yang lebih rendahdaripada orbital 4s. Dengan demikian, mudah dipahami bahwa orbital palingluar dari kulit valensi adalah orbital ns, bukan orbital (n-1)d. Gejala iniberlaku untuk semua atom-atom unsur dengan nomor atom di atas 20.Tes Kompetensi Subbab C18Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XID.Tabel Periodik Unsur-UnsurDi Kelas X, Anda telah belajar sistem periodik modern. Pada sistemperiodik modern, penyusunan unsur-unsur didasarkan pada kenaikan nomoratom. Pada atom netral, nomor atom menyatakan jumlah elektron sehinggaada hubungan antara penyusunan unsur-unsur dan konfigurasi elektron.1.Konfigurasi Elektron dan Sifat PeriodikAnda sudah mengetahui bahwa dalam golongan yang sama, unsur-unsur memiliki sifat yang mirip. Kemiripan sifat ini berhubungan dengankonfigurasi elektronnya. Bagaimana hubungan tersebut ditinjauberdasarkan teori atom mekanika kuantum?Simak unsur-unsur ringan dengan nomor atom 1 sampai dengan 20dalam tabel periodik berikut (perhatikan Gambar 1.14).Gambar 1.14Tabel periodik golongan utama(z≤20)Gambar 1.15Pembagian blok pada tabel periodikBlok-d(unsur-unsur transisi)Blok-pBlok-f(Lantanida dan aktinida)Blok-sBagaimanakah Anda menyimpulkan konfigurasi elektron dalamgolongan yang sama?a.Golongan IA → ns1b.Golongan IIA → ns2c.Golongan IIIA → ns2 np1Jadi, kemiripan sifat-sifat unsur dalam golongan yang samaberhubungan dengan konfigurasi elektron dalam kulit valensi.Simak kembali tabel periodik tersebut. Dapatkah Anda menemukansesuatu yang memiliki keteraturan? Jika Anda cerdik, Anda akanmenemukan unsur-unsur berada dalam blok-blok tertentu, yaitu unsur-unsur blok s, blok p, blok d, dan blok f (perhatikan Gambar 1.15).Orbital-s maksimum dihuni oleh 2 elektron sehingga hanya ada duagolongan dalam blok s. Orbital-p maksimum 6 elektron sehingga adaenam golongan yang termasuk blok-p. Unsur-unsur transisi pertamamencakup golongan IB – VIIIB dan VIIIB mencakup tiga golongan. Jadi,semuanya ada 10 golongan. Hal ini sesuai dengan orbital-d yang dapatdihuni maksimum 10 elektron.Struktur Atom19Setelah Anda memahami hubungan golongan dan konfigurasielektron, sekarang tinjau hubungan periode dan konfigurasi elektron.Perhatikan konfigurasi elekton unsur-unsur periode ke-3 berikut.a.Na:1s2 2s2 2p6 3s1c.Al:1s2 2s2 2p6 3s2 3p1b.Mg:1s2 2s2 2p6 3s2d.Si:1s2 2s2 2p6 3s2 3p2Sepanjang periode dari kiri ke kanan, jumlah proton dalam intibertambah (volume inti mengembang), sedangkan kulit terluar tetap.Akibatnya, tarikan inti terhadap elektron valensi semakin kuat yangberdampak pada pengerutan ukuran atom. Pengerutan jari-jari atommenimbulkan kecenderungan perubahan sifat dari kiri ke kanan secaraberkala, seperti sifat logam berkurang, keelektronegatifan dan afinitaselektron meningkat.2.Posisi Unsur-Unsur dalam Tabel PeriodikHubungan konfigurasi elektron dan nomor golongan dalam tabelperiodik ditunjukkan oleh jumlah elektron pada kulit valensi. Contohnya,sebagai berikut.4Be: 1s2 2s212Mg: 1s2 2s2 2p6 3s220Ca: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2Kulit valensi ditunjukkan oleh bilangan kuantum utama paling besardalam konfigurasi elektron. Pada unsur-unsur tersebut, bilangan kuantumutama paling besar berturut-turut adalah n = 2, n = 3, dan n = 4 denganjumlah elektron yang menghuni kulit terluar 2 elektron. Oleh karenaitu, unsur-unsur tersebut berada dalam golongan IIA.Hubungan konfigurasi elektron dengan periode ditunjukkan olehbilangan kuantum utama paling besar.Contoh:19K:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s120Ca:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s221Sc:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s222Ti:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s21.Kemukakan beberapa sifat kimia yang mirip dari unsur-unsur dalam golonganyang sama.2.Bagaimana unsur-unsur dikelompokkan ke dalam blok-blok? Diskusikandengan teman Anda.a.Golongan IA dan IIA ke dalam blok-s.b.Golongan IIIA–VIIIA ke dalam blok-pc.Unsur-unsur transisi pertama ke dalam blok-dKegiatan InkuiriKonfigurasi elektron unsur X yangdalam sistem periodik terdapatpada golongan VA dan periode ke-3 adalah....A.1s2 2s2 2p6 3s23p6 3d3B.1s2 2s2 2p6 3s23p3C.1s2 2s2 2p6 3s23p2D.1s2 2s2 2p6 3s23p6 3d5E.1s2 2s2 2p6 3s23p3 3d2PembahasanUnsur yang terletak pada golonganA memiliki elekron valensi padaorbital nsx atau nsx npy, dengan(x+y) menunjukkan golongan dann menunjukkan periode. Jadi,untuk golongan VA periode ke-3,elektron valensinya adalah 3s2 3p3Jadi, jawabannya (B)UNAS 2004MahirMenjawabUnsur-unsur transisi memilikikonfigurasi elektron(n-1) d1–10ns1–2.The electron configuration oftrasition elements can be written as(n-1) d1–10ns1–2.NoteCatatanApakah yang dapat Anda simpulkan dari konfigurasi elektron untukunsur-unsur dalam periode ke-3? Jika Anda kritis, Anda akanmenemukan hubungan antara nomor periode dan bilangan kuantumutama dari konfigurasi elektron tersebut.20Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIPenentuan Letak Unsur dalam Tabel PeriodikTanpa melihat tabel periodik, tentukan pada golongan dan periode berapa unsur-unsur: 17X; 31Y; 44Z; dan 39A.Jawab:Dalam konfigurasi elektron, elektron valensi menunjukkan golongan dan bilangankuantum utama menunjukkan periode.17X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 , jumlah elektron valensi 7 dan bilangan kuantum utama palingtinggi 3.Jadi, posisi unsur 17X dalam sistem periodik terdapat pada golongan VIIA dan periodeke-3.31Y: [Ar] 3d10 4s2 4p1 , jumlah elektron valensi 3 dan bilangan kuantum utama terbesarpaling tinggi 4.Jadi, unsur Y berada pada golongan IIIA dan periode ke-4.44Z: [Kr] 4d6 5s2Jadi, unsur 44Z berada pada golongan VIIIB dan periode ke-5.39A: [Kr] 4d1 5s2Jadi, unsur 39A berada pada golongan IIIB dan periode ke-5.Contoh1.9Tes Kompetensi SubbabDKerjakanlah di dalam buku latihan.1.Mengapa unsur-unsur golongan IA tidak dapatmembentuk kation bermuatan +2, sedangkan unsur-unsur golongan IIA dapat membentuk kationbermuatan +2?2.Terdapat pada blok apakah unsur 14X, 30Y, dan39Z?3.Unsur N dan P berada dalam satu golongan VA.Mengapa senyawa nitrogen yang dikenal hanyabervalensi 3 (NH3, NF3), sedangkan fosfor selain valensi3 (PCl3) juga ada yang bervalensi 5 (PCl5)? Tinjauberdasarkan konfigurasi elektronnya.4.Tentukan periode dan golongan dalam tabel periodikuntuk unsur-unsur dengan nomor atom 16, 26, 36,dan 50.5.Tentukan periode dan golongan dalam sistem periodikdari unsur-unsur dengan nomor atom 5, 13, 31, 59,dan 81.6.Tentukan periode dan golongan dalam sistem periodikdari unsur-unsur dengan nomor atom 55, 56, 57, 58, 59,dan 60.Unsur-unsur tesebut memiliki bilangan kuantum utama paling besar 4(n=4) sehingga unsur-unsur tersebut dikelompokkan ke dalam periodeke-4. Jadi, nomor periode berhubungan dengan bilangan kuantum utamapaling besar yang dihuni oleh elektron valensi.Next >