STRUKTUR ATOM DAN POLIELEKTRON

STRUKTUR ATOM DAN POLIELEKTRON

Struktur Atom Polielektron

DEVINISI STRUKTUR ATOM

1. Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya.
2. Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani, yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi.

ATOM POLIELEKTRON

Atom tersusun dari :

1. inti atom (berupa proton & neutron)

2. kulit atom yg mengandung elektron-elektron, Elektron (-) yang berada pada lintasan-lintasan tertentu bergerak mengelilingi inti atom (+), Jumlah elektron sama dengan jumlah proton sehinga secara keseluruhan atom bersifat netral.
(Naila Vinenzia, 2015)

Konfigurasi elektron adalah penyebaran/penyusunan elektron dalam kulit-kulit atom, jumlah elektron maksimum yang menempati setiap kulit di rumuskan 2n^2. 

Kuantum adalah bilangan yang digunakan untuk menyatakan kedudukan.

a. Bilangan Kuantum Utama (n)

    Bilangan kuantum utama (n) memiliki nilai n = 1, 2, 3, ..., n. 

b. Bilangan Kuantum Azimut ( A )

    Bilangan kuantum azimut menunjukkan subkulit yang ditempati elektron. 

    Nilai: 0…..(n-i)

c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

    Menyatakan letak elektron dalam suatu orbital yang dipengaruhi medan magnet. 

    Nilai: -/…….+/

d. Bilangan Kuantum Spin (s)

    Arah putaran elektron terhadap sumbunya. Nilai: +1/2               /-1/2

Pada atom hidrogen, setiap orbital dengan nilai bilangan kuantum utama sama memiliki tingkat-tingkat energi sama atau terdegenerasi.

Pada atom berelektron banyak, orbital-orbital dengan nilai bilangan kuantum utama sama memiliki tingkat energi yang sedikit berbeda.

(Winy Puspa Lestari, 28 September 2014)

Pengertian dan Penjelasan

 

 Atom tersusun dari : 

1. inti atom (berupa proton & neutron

2. kulit atom yg mengandung elektron-elektron, Elektron (-) yang berada pada lintasan-lintasan tertentu bergerak mengelilingi inti atom (+), Jumlah elektron sama dengan jumlah proton sehinga secara keseluruhan atom bersifat netral

Kulit terdiri atas subkulit yang berisi orbital-orbital dengan bilangan kuantum utama yang sama. Jumlah orbital dalam setiap kulit dinyatakan dengan  rumus  n^2 dan jumlah maksimum elektron yang dapat menempati setiap kulit dinyatakan dengan rumus 2n^2

Contoh 

Berapa jumlah orbital dan jumlah maksimum elektron dalam kulit M? 

Penyelesaian:

Kulit M memiliki bilangan kuantum, n = 3 maka jumlah orbital dalam kulit M adalah 32 = 9 orbital dan jumlah maksimum      elektronnya sebanyak 2(3)^2= 18 elektron

 (Sahril Saifudin, 2015)

Jumlah elektron maksimum tiap kulit dalam atom

Jumlah elektron maksimum dalam tiap-tiap kulit atom

Konfigurasi Elektron

Aturan-aturan dalam pengisian konfigurasi elektron:

1.Pengisian dimulai dari tingkat energi paling rendah ketingkat energi paling tinggi dari kulit K, L,M dan seterusnya

2.Jika jumlah elektron yang tersisa ≤ 8 di tempatkan pada kulit berikutnya

3.Jumlah maksimum elektron pada kulit terluar adalah 8

B. Contoh soal

Tulislah konfigurasi elektron dari:

Contoh soal

Jawab:

Nah untuk menjawabnya, maka langsung saja.

1. Jumlah elektron = 8

Konfigurasi elektron K= 2 L= 6

2.Jumlah elektron = 18

Konfigurasi elektron K= 2 L= 8 M= 8

3.Jumlah elektron = 38

Konfigurasi elektron K= 2 L=8 M= 18 N=8 O=2

Mudah bukan belajar konfigurasi elektron dan contoh soalnya, semoga dapat membuat teman-teman pembaca lebih paham.

(Garda,2013

KONFIGURASI ELEKTRON BERDASARKAN KULIT ATOM

Konfigurasi elektron di setiap kulit atom dapat terisi elektron maksimum 2n², dimana n adalah urutan kulit atom.

• Jika n = 1 maka 2n² sama dengan 2 elektron
• Jika n = 2 maka 2n² sama dengan 8 elektron
• Jika n = 3 maka 2n² sama dengan 18 elektron
• Jika n = 4 maka 2n² sama dengan 32 elektron

Setiap kulit memiliki lambang dimana K sama dengan kulit pertama dekat dengan inti atom, L setelahnya, M setelah L, dan N setelah M. Banyaknya kulit yang terisi elektron menunjukkan periode. Elektron disusun sedemikian rupa pada masing-masing kulit dan diisi maksimum sesuai daya tampung kulitnya. Jika masih ada sisa elektron yang tidak bisa lagi ditampung pada kulit tersebut maka diletakkan pada kulit selanjutnya.

PENGISIAN KONFIGURASI ATOM PADA ATOM GOLONGAN UTAMA

Tabel diatas adalah pengisian konfigurasi elektron pada atom golongan utama.

D. ELEKTRON VALENSI

Elektron yang berperan dalam reaksi pembentukan ikatan kimia dan dalam reaksi kimia adalah elktron terluar atau elektron valensi. Jumlah elktron valensi ditentukan berdasarkan elektron yang terdapat pada kulit terakhir dari konfigurasi elektron atom tersebut. Unsur yang memiliki jumlah elektron valensi yang sama akan memiliki sifat kimia yang sama pula.

ELEKTRON VALENSI

Tabel diatas adalah tabel penentuan jumlah elektron valensi sekaligus hubungan konfigurasi elektron dan elektron valensi.

E. PERATURAN UNTUK MENENTUKAN KONFIGURASI ELEKTRON

1. Asas Aufbau

Menurut asas ini, elektron dalam atom sebisa mungkin memiliki energi terendah. Pengisian elektron pada orbital selalu dimulai dari orbital 1s atau tingkat energi terendah. Jika orbitas 1s sudah penuh, elektron akan masuk ke dalam orbital 2s, demikian seterusnya.

Besarnya tingkat orbital bergantung pada harga bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimuth (l). Orbital dengan harga n+ l lebih besar mempunyai tingkat energi lebih besar. Bila harga n+ l  sama maka orbital yang mempunyai harga n lebih besar mempunyai energi yang lebih besar.

Urutan tingkat energi dalam pengisian elektron sebagai berikut .

PENGISIAN ELEKTRON

2. Larangan Pauli

Asas larangan pauli menyebutkan tidak mungkin dalam sebuah atom ada dua elektron dengan harga keempat bilangan kuantum yang sama. Maksudnya, dalam sebuah atom, dua buah elektron mungkin memiliki harga n, l, dan ml yang sama, tetapi harga snya pasti berbeda. Jadi, larangan pauli menjelaskan suatu orbital maksimum yang hanya dapat ditempati dua elektron yang arah spinnya berlawanan. Subkulit s mempunyai 1 orbital, elektron maksimalnya 2.

•  Subkulit p memiliki 3 orbital dan elektron maksimumnya 6
• Subkulit p memiliki 5 orbital dan elektron maksimumnya 10
• Subkulit p memiliki 7 orbital dan elektron maksimumnya 14
• Jumlah maksimum elektron pada kulit ke –n = 2n²

3. Kaidah Hund

Contohnya pada subkulit p dengan l = 1 dan ml = +1,0,-1 maka elektron maksimumnya 6. Urutan pengisian elektron dalam orbital sebagai berikut.

URUTAN PENGISINA ELEKTRON DALAM ORBITAL

Contoh konfigurasi elektron unsur C (Z = 6)

Pengisiannya sebagai berikut : 2 elektron menempati orbital subkulit 1s berikutnya 2 elektron menempati 2s dan sisanya 2 elektron menempati orbital-orbital 2p secara paralel.

CONTOH KONFIGURASI ELEKTRON UNSUR

F. CARA PENULISAN KONFIGURASI ELEKTRON

1. Dua cara penulisan urutan subkulit

Subkulit ditulis berdasarkan urutan tingkat energinya

Contoh : 

Subkulit ditulis sesuai urutan nomor kulit yang sama kemudian untuk kulit berikutnya lebih tinggi

Contoh : 

3. Orbital penuh dan setengah penuh

Berdasarkan percobaan dapat ditunjukkan bahwa orbital yang terisi penuh atau setengah penuh merupakan struktur yang relatif lebih stabil. Ada beberapa penyimpangan pengisian elektron berdasarkan atauran aufbau dengan berdasarkan percobaan.

(Soft Ilmu,2015)

DAFTAR PUSTAKA

Vinenzia Zahira, Naila.2013.materi kimia SMA,http://materi-kimia-sma.blogspot.co.id/2013/07/konfigurasi-elektron.html (diakses, 05 oktober 2016)

Puspa Lestari,Winy.2014.Struktur Elektron atom polielektron,http://winypuspalestari41614110108.blogspot.co.id/2014/09/struktur-elektron-atom-polielektron.html (diakses, 05 oktober 2016)

Saifudi,Sahril.2015.Pengertian dan penjelasan atomhttp://sahrilsaifudin-0087.blogspot.co.id/2015/04/v-behaviorurldefaultvmlo.html

SoftIlmu.2015.Pengertian sejarah hukum Hund asas aufbau  penulisan konfigurasi elektron dan valensi,http://www.softilmu.com/2015/11/Pengertian-Sejarah-Hukum-Hund-Asas-Aufbau-Penulisan-Konfigurasi-Elektron-dan-Elektron-Valensi-Adalah.html

Garda.2013.Konfirgurasi elektron dan contoh soalnya,http://garda-pengetahuan.blogspot.co.id/2013/01/konfigurasi-elektron-dan-contoh-soalnya.html

Struktur Elektron Atom Polielektron

1.    Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron adalah distribusi elektron dari atom atau molekul pada sebuah orbital. Konfigurasi elektron menggambarkan elektron yang bergerak secara bebas dalam suatu orbital. Seperti halnya dengan atom hidrogen, pada atom polielektron, tiap orbital dicirikan oleh seperangkat bilangan kuantum n,l,m,dan s. Bilangan kuantum ini mempunyai makna fisik sama dnegan yang dibahas pada atom hidrogen. Perbedaannya terletak pada distribusi radial atau jarak orbital dari inti. Akibatnya, tingkat energi orbital-orbital pada atom polielektron berbeda dengan tingkat energi pada atom elektron tunggal (atom hidrogen). Pada atom hidrogen, setiap orbital dengan nilai bilangan kuantum utama sama, mempunyai tingkat-tingkat energi sama atau tingkat energi terdegenerasi. Contohnya, orbital 2s dan 2p memiliki tingkat energi yang sama. Demikian pula untuk orbital 3s, 3p, dan 3d.

            Pada atom polielektron, tingkat energi orbital selain ditentukan oleh harga n juga ditentukan oleh harga l, sehingga untuk nilai bilangan kuantum utama sama, tingkat energi untuk bilangan kuantum azimut berbeda. Akibatnya, tingkat energi orbital 2s berbeda dengan orbital 2p, demikian pula orbital 3s berbeda dengn 3p, dan 3d.

Kesetimbangan Kimia

Tetapan kesetimbangan (K)

merupakan konstanta (angka/nilai tetap) perbandingan zat ruas kanan dengan ruas kiri pada suatu reaksi kesetimbangan. Tiap reaksi memiliki nilai K yang khas, yang hanya berubah dengan pengaruh suhu.

Karena fasa padat (s) dan cair (l) tidak memiliki konsentrasi, maka kedua fasa ini tidak dilibatkan dalam rumus tetapan kesetimbangan KC (diberi nilai=1).

Ada dua macam tetapan kesetimbangan, yaitu: KC dan KP.

Perbedaannya:

1.  KC diukur berdasarkan konsentrasi molar zat-zat yang terlibat( gas & larutan).

2.  KP diukur berdasarkan tekanan parsial gas-gas yang terlibat (khusus fasa gas).

Lambang Lewis dan Struktur Oktet

Lambang Lewis dan Struktur Oktet di temukan atau dirumuskan oleh Walter Kossel dan Gilbert Lewis, sekitar ada tahun 1916, kedua orang tersebut menyatakan bahwa terdapat hubungan antara stabilnya gas mulia dengan cara atom-atom unsur saling berikatan.

Lewis mengemukakan bahwa “Jumlah elektron terluar dari dua atom yang berikatan, akan berubah sedemikian rupa sehingga susunan elektron kedua atom tersebut sama dengan susunan elektron gas mulia”.

Lewis juga menyatakan bahwa unsur-unsur selain gas mulia dapat membentuk molekul, dimana konfigurasi elektron dari masing-masing atom dalam molekul yang dibentuknya menyerupai konfigurasi elektron gas mulia. Gagasan tersebut kemudian berkembang menjadi suatu teori sebagai berikut :
a) Elektron pada kulit terluar mempunyai peran besar dalam pembentukan ikatan kimia.
b) Ikatan yang terbentuk dapat disebabkan perpindahan satu atau lebih elektron dari suatu atom ke atom lain.
c) Ikatan yang terbentuk dapat juga disebabkan pemakaian bersama pasangan elektron di antara atom-atom yang berkaitan
d) Perpindahan atau pemakaian bersama elektron berlangsung sedemikian rupa sehingga setiap atom yang terlibat mempunyai konfigurasi elektron serupa atom gas mulia.

       Contoh Lambang Lewis

 

Cara penulisan lambang lewis

Penulisan struktur lewis mengikuti tahap-tahap sebagai berikut:

1.     Tulislah kerangka struktur dari senyawa bersangkutan, yang teridiri dari lambang kimia atom-atom yang terlibat dan menempatkan atom-atom yang berikatan secara berdekatan satu sama lain. Tahap ini cukup mudah dikerjakan untuk senyawa yang sederhana, tetapi untuk senyawa yang lebih rumit harus ada informasi yang sudah diketahui atau dengan membuat kerangka yang paling mungkin. Secara umum, atom dengan keelektronegatifan terkecil menempati posisi di tengah (pusat). Hidrogen dan fluorin biasanya menempati posisi ujung pada struktur lewis.

2.     Hitunglah jumlah total elektron valensi dari semua atom yang terlibat. Untuk anion poliatomik, tambahkan juga perlu muatan negatifnya ke dalam jumlah elektron valensi. (misalnya, untuk ion CO32- kita tambahkan 2 elektron karena muatan 2- menunjukan bahwa terdapat dua elektron tambahan daripada yang diberikan oleh atom netral). Untuk kation poliatomik jumlah elektron valensi dikurangi jumlah muatan positifnya. (misalnya, untuk kation NH⁴⁺ jumlah elektron valensi dikurangi satu karena muatan 1+ menandakan lepasnya satu elektron dari atom netral).

3.     Gambarlah ikatan kovalen tunggal antara atom pusat dengan semua atom di sekitarnya. Lengkapi oktet dari semua atom yang terikat pada atom pusat. (ingat bahwa kulit valensi atom hidrogen maksimum ditempati hanya oleh dua elektron.) elektron dari atom pusat atau atom sekitar harus dituliskan sebagai pasangan elektron bebas jika elektron tersebut tidak terlibat dalam pembentukaan ikatan. Jumlah total elektron yang digunakan untuk ikatan adalah jumlah yang telah dihitung pada tahap 2 di atas.

4.     Jika aturan oktet belum tercapai pada atom pusat, gunakan pasangan elektron bebas dari atom-atom di sekitarnya untuk menambahkan ikatan rangkap dua atau rangkap tiga di antara atom pusat dan atom di sekitarnya sampai aturan terpenuhi

3       Pengecualian dan Kegagalan Aturan Oktet

Walaupun aturan oktet banyak membantu dalam meramalkan rumus kimia senyawa biner sederhana, akan tetapi aturan itu ternyata banyak dilanggar dan gagal dalam meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur-unsur transisi dan postransisi. Pengecualian aturan oktet dapat dibagi dalam tiga kelompok sebagai berikut.

1. Senyawa yang tidak mencapai aturan oktet.
Senyawa yang atom pusatnya mempunyai elektron valensi kurang dari 4 termasuk dalam kelompok ini. Hal ini menyebabkan setelah semua elektron valensinya dipasangkan tetap belum mencapai oktet. Contohnya adalah BeCl2, BCl3, dan AlBr3.

2. Senyawa dengan jumlah elektron valensi ganjil.

Contohnya adalah NO₂, yang mempunyai elektron valensi (5 + 6 + 6) = 17. Kemungkinan rumus Lewis untuk NO₂ sebagai berikut.

3. Senyawa yang melampaui aturan oktet.
Ini terjadi pada unsur-unsur periode 3 atau lebih yang dapat menampung lebih dari 8 elektron pada kulit terluarnya (ingat, kulit M dapat menampung hingga 18 elektron). Beberapa contoh adalah PCl5, SF6, ClF3, IF7, dan SbCl5.

Perhatikan rumus Lewis dari PCl5, SF6, dan ClF3 berikut ini.

  Kegagalan Aturan Oktet

      Aturan oktet gagal meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur transisi maupun postransisi. Unsur postransisi adalah unsur logam setelah unsur transisi, misalnya Ga, Sn, dan Bi. Sn mempunyai 4 elektron valensi, tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +2. Begitu juga Bi yang mempunyai 5 elektron valensi, tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +1 dan +3. Pada umumnya, unsur transisi maupun unsur postransisi tidak memenuhi aturan oktet.

      DAFTAR PUSTAKA 

      Saputro, Wahid Tri (2013). “Lambang Lewis dan Struktur Oktet”. 2 Oktober 2016.

http://wahidtris.blogspot.co.id/2013/10/lambang-lewis-dan-struktur-oktet.html

Anonim (2016) . “Kaidah Oktet”. 2 Oktober 2016.
https://id.wikipedia.org/wiki/Kaidah_oktet

Anonim (2016). “ Struktur Lewis”. 2 Oktober 2016.
https://id.wikipedia.org/wiki/Struktur_Lewis#Penulisan_struktur_lewis

Anonim (2016). “Aturan / Kaidah Oktet dan Duplet, Ikatan Kovalen, Contoh, Pengertian, Soal, Kunci Jawaban, Unsur Kimia”. 2 oktober 2016.
http://perpustakaancyber.blogspot.co.id/2013/03/aturan-kaidah-oktet-dan-duplet-ikatan-kovalen-contoh-pengertian-soal-kunci-jawaban-unsur-kimia.html