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.
Perbedaan tingkat energi elektron pada atom polielektron dengn atom berelektron tunggal ditunjukan pada gambar dibawah ini.
Perbedaan tingkat energi elektron pada atom polielektron dengn atom berelektron tunggal ditunjukan pada gambar dibawah ini.
Pada atom polielekron tampak
bahwa orbital 2s memiliki peluang lebih tinggi ditemukan di dekat ke inti
dibandingkan elektron dalam orbital 2p. Dengan kata lain, orbital 2s lebih
menembus dibandingkan orbital 2p. Dilain pihak, elektron pada orbital 1s dapat memerisai
elektron yang berada pada posisi lebih luar dari tarikan inti (2s,2p,dst) akibat
ada bakutolak antar elektron. Oleh sebab itu, dalam atom polielektron, orbital
2s dan 2p tidak lagi terdegenerasi sebagaimana pada atom hidrogen.
A. Penulisan
Konfigurasi Elektron
Konfigurasi elektron atom
adalah suatu cara untuk menggambarkan sebaran elektron dalam orbital menurut
tingkat energinya. Hal yang perlu diperhatikan dalam penulisan konfigurasi
elektron atom polielektron adalah aturan yang telah ditetapkan, seperti prinsip
aufbau, laragan Pauli, dan aturan Hund.
Konfigurasi
elektron yang pertama kali diusulkan adalah Model Atom Bohr, dan masih umum
tentang kulit dan subkulit. Yang dimaksud kulit dalam konfigurasi elektron adalah
himpunan elektron yang dapat menempati bilangan kuantum utama (n) yang sama. Atom
ke n dapat menampung 2n2 elektron . contoh : jika kulit pertama
dapat menampung 2 elektron, kulit kedua 8 elektron, dan kulit ketiga 18 elektron.
Sedangkan yang dimaksud subkulit adalah sejumlah elektron yang mempunyai
bilangan kuantum azimut l dalam sutu kulit. Nilai –nilai l = 0,1,2,3
melambangkan s,p,d dan f. Masing – masing subkulit maksimum dapat diisi dengan 2(2l+1)
elektron. Dengan demikian, s berisi maksimum 2 elektron, p berisi maksimum 6
elektron, d berisi maksimum 10 elektron, dan f berisi maksimum 14 elektron.
B. Prinsip
Membangun ( Aufbau)
Aufbau berarti
membangun. Menurut prinsip Aufbau ini elektron di dalam suatu atom akan berada
dalam kondisi yang stabil bila mempunyai energi yang rendah, sedangkan
elektron-elektron akan berada pada orbital-orbital yang bergabung membentuk
subkulit. Jadi, elektron mempunyai kecenderungan akan menempati subkulit yang
tingkat energinya rendah.
Secara kasar
besarnya tingkat energi dari suatu subkulit dapat diketahui dari nilai bilangan
kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimut (l) dari orbital tersebut. Dapat
dilihat pada tabel berikut :
Secara
umum, orbital yang mempunyai harga n+l lebih besar akan mempunyai tingkat
energi yang lebih tinggi,
dan sebaliknya bila n+l kecil tingkat energinya juga kecil. Untuk harga
n+l yang sama, maka orbital dengan harga n lebih besar akan mempunyai tingkat
energi yang besar. Berdasarkan tabel di atas, maka urutan tingkat energi dari
yang paling rendah ke yang paling tinggi adalah sebagai berikut :
Menurut
asas AufBau, pada kondisi normal atau pada tingkat dasar, elektron akan
menempati orbital yang memiliki energy terendah terlebih dahulu dan diteruskan
ke orbital yang memiliki energi lebih tinggi. Untuk memudahkan dalam pengisian
electron diberikan tahap-tahap pengisian elektron dengan menggunakan jembatan
ingatan sebagai berikut;
Arah anak panah menyatakan urutan pengisian orbital. Dengan demikian urutan
pengisian elektron berdasarkan gambar tersebut berurut-urut 1s, 2s, 2p, 3s, 3p,
4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, dan seterusnya. Pengisian elektron harus satu persatu
dan setiap orbital hanya boleh diisi oleh maksimal 2 elektron.
A. Prinsip
Larangan Pauli
Ada suatu aturan berkaitan
bilangan kuantum spin. Menurut Wolfgang Pauli, tidak ada elektron di dalam atom
yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama. Makna dari larangan Pauli
adalah, jika dua elektron menempati orbital sama, yakni n,l,m sama, maka kedua
elektron ini harus berbeda dalam bilangan kuantum spinnya.
Dua elektron yang mempunyai bilangan
kuantum utama, azimuth, dan magnetik yang sama dalam satu orbital, harus
mempunyai spin yang berbeda. Kedua elektron tersebut berpasangan.
Setiap orbital mampu menampung maksimum
dua elektron. Untuk mengimbangi gaya tolak-menolak di antara
elektron-elektron tersebut, dua elektron dalam satu orbital selalu berotasi dalam
arah yang berlawanan.
Subkulit s (1 orbital) maksimum 2 elektron
Subkulit p (3 orbital) maksimum 6 elektron
Subkulit d (5 orbital) maksimum 10 elektron
Subkulit f (7 orbital) maksimum 14 elektron
B. Aturan
Hund
Untuk menyatakan distribusi elektron-elektron pada orbital-orbital dalam
suatu subkulit, konfigurasi elektron dapat dituliskan dalam bentuk diagram
orbital. Suatu orbital dilambangkan dengan strip, sedangkan dua elektron yang
menghuni satu orbital dilambangkan dengan dua anak panah yang berlawanan arah.
Jika orbital hanya mengandung satu elektron, anak panah dituliskan mengarah ke
atas. Dalam kaidah Hund, dikemukakan oleh Friedrich Hund (1894 – 1968)
pada tahun 1930, disebutkan bahwa elektron-elektron dalam orbital-orbital suatu
subkulit cenderung untuk tidak berpasangan. Elektron-elektron baru berpasangan
apabila pada subkulit itu sudah tidak ada lagi orbital kosong.
Daftar Pustaka
Yayan, Sunarya. Kimia Dasar 1. Cetakan 1. Bandung: Yrama Widya, 2010
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.