STRUKTUR ATOMKIMIA DASAR

INDAH PRASETIYA RINI

PERKEMBANGAN TEORI ATOM(Aristoteles & Democritus)

A. Aristoteles (384-332 SM), seorang ahli filsafat Yunani, menyatakan bahwa materi bersifat

kontinu , artinya setiap materi dapat dibagi secara terus menerus sampai tak terhingga.

B. Democritus (460-370 SM), seorang ahli filsafat Yunani, menyatakan bahwa materi bersifat

diskontinu, artinya bila setiap materi dibagi atau dibelah secara terus menerus maka pada

suatu saat akan didapatkan suatu bagian yang tidak dapat dibagi lagi. Bagian tak terbagi lagi itu

disebut atom (a = tidak, tomos = terbagi).

PERKEMBANGAN TEORI ATOM(John Dalton)

C. Pada tahun 1803, John Dalton (1766-1844) seorang ahli fisika dankimia dari Inggris, mengajukan teori yang berdasarkan percobaandan secara tegas mengatakan bahwa materi terdiri atas atom-atom. Berikut postulat-postulat dasar dari teori atom Dalton:

1. Setiap materi terdiri atas partikel yang disebut atom.

2. Unsur adalah materi yang terdiri atas atom sejenis.

3. Atom-atom suatu unsur adalah identik, tetapi berbeda denganatom unsur lain.

4. Senyawa adalah materi yang terdiri atas dua jenis atom ataulebih dengan perbandingan tertentu.

5. Reaksi kimia adalah penataan ulang atom-atom. Suatu atomtidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Gambar Model Atom Dalton

PERKEMBANGAN TEORI ATOM(J. J. Thomson)

D. Pada tahun 1897, J.J. Thomson menyatakan bahwa atom terdiri atas materi yang bermuatan

positif dengan elektron-elektron yang tersebar di antara muatan-muatan positif, seperti kismis

di dalam roti kismis.

-

-

-

-

-

--

--

-

Elektron

Materi bermuatan positif-

Gambar Model Atom J.J. Thomson

PERKEMBANGAN TEORI ATOM(Rutherford)

E. Pada tahun 1910, Rutherford bersama Hans Geiger dan ErnestMarsden melakukan percobaan penembakan foil emas dengan partikelalfa berenergi tinggi. Berdasarkan hasil percobaan disimpulkan bahwa:1. Sebagian besar partikel alfa dapat menembus lempeng logam

karena melalui ruang hampa.2. Partikel yang mengalami pembelokkan adalah partikel alfa yang

mendekati inti atom. Hal ini terjadi karena inti atom dan partikel alfakeduanya bermuatan positif.

3. Partikel yang dipantulkan adalah partikel alfa yang menabrak intiatom.

Berdasarkan gambar model atom Rutherford di samping, diketahuibahwa atom terdiri atas inti atom yang sangat massif (pejal) yangbermuatan positif dan elektron yang beredar mengitari inti pada jarakyang relatif sangat jauh. Lintasan elektron itu disebut kulit atom.Ukuran jari-jari atom adalah sekitar 10-8 cm dan ukuran jari-jari intiatom adalah sekitar 10-13 cm.

Gambar Percobaan Rutherford

Gambar Model Atom Rutherford

Elektron mengelilingi inti

PERKEMBANGAN TEORI ATOM(Niels Bohr)

F. Pada tahun 1914, Niels Bohr mengemukakan modelatom hidrogen. Dalam atom, elektron-elektronmengelilingi inti pada lintasan-lintasan atau tingkatan-tingkatan energi tertentu. Selama bergerak mengelilingiinti, elektron tidak menyerap energi dan tidak melepasenergi (keadaan stasioner). Elektron dapat pindah ketingkat energi lebih tinggi (eksitasi) dengan menyerapenergi dan pindah ke tingkat lebih rendah denganmemancarkan energi. Tingkat-tingkat energi itu disebutdengan kulit-kulit atom. Setiap kulit ditandai denganbilangan bulat (n) yang disebut bilangan kuantumutama. Nilai n = 1 (kulit K), n = 2 (kulit L), n = 3 (kulit M)dan seterusnya.

+ K L M N O P Q

n = 1

n = 2n = 3n = 4n = 5n = 6n = 7

Gambar Model Niels Bohr

PERKEMBANGAN TEORI ATOM(Mekanika Kuantum)

G. Model atom mekanika kuantum dalam model ini dikenal denganistilah orbital, yaitu daerah di sekitar inti dengan kebolehjadianmenemukan elektron. Pelopor model atom ini adalah:

1. Louis de Broglie pada tahun 1923 menyatakan bahwa elektrondalam atom dapat dipandang sebagai partikel dan sebagaigelombang.

2. Werner Heisenberg mengajukan asas ketidakpastian , yaitutidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektronsecara pasti sekaligus, yang dapat ditentukan adalahkebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dariinti.

3. Erwin Schrodinger pada tahun 1926 merumuskan persamaangelombang yang menggambarkan orbital.

Inti

Awan elektron

Gambar Model Atom Mekanika Kuantum

BILANGAN KUANTUMBilangan-bilangan kuantum adalah bilangan-bilangan yang digunakan untuk menentukan lokasisuatu elektron dalam atom sehingga elektron tersebut dapat dibedakan dengan elektron-elektron yang lain.

Bila

nga

nK

uan

tum Bilangan kuantum utama (n)

Bilangan kuantum azimut (ℓ)

Bilangan kuantum magnetik (m)

Bilangan kuantum spin (s)

BILANGAN KUANTUM UTAMA (n) Bilangan kuantum utama menyatakan nomor kulit (tingkat energi) yang dihuni oleh elektron.

Harga bilangan kuantum adalah 1, 2, 3, 4 dan seterusnya.

Harga-harga bilangan kuantum dilambangkan dengan:

n = 1 (kulit K)

n = 2 (kulit L)

n = 3 (kulit M)

n = 4 (kulit N) dan seterusnya.

BILANGAN KUANTUM AZIMUT (ℓ) Bilangan kuantum azimut menyatakan jenis subkulit (subtingkat energi) yang dihuni oleh

elektron.

Harga bilangan kuantum azimut dimulai dari 0 sampai maksimum (n-1). Jadi, banyaknyasubkulit sama dengan nomor kulit (n).

Masing-masing subkulit dinyatakan dengan lambang ℓ = 0 (untuk subkulit s), ℓ = 1 (untuksubkulit p), ℓ = 2 (untuk subkulit d), ℓ = 3 (untuk subkulit f), dan seterusnya. Contoh:

• Jika n = 1, maka ℓ = 0, artinya kulit kesatu hanya memiliki satu subkulit, yaitu 1s.

• Jika n = 2, maka ℓ = 0 dan 1, artinya kulit kedua memiliki dua subkulit, yaitu 2s dan 2p.

• Jika n = 3, maka ℓ = 0, 1 dan 2, artinya kulit ketiga memiliki tiga subkulit, yaitu 3s, 3p dan 3d.

Selain menyatakan jenis subkulit dan banyaknya subkulit, bilangan kuantum azimutmenyatakan bentuk orbital yang dihuni oleh elektron.

BILANGAN KUANTUM MAGNETIK (m) Bilangan kuantum magnetik menyatakan orbital khas mana yang dihuni oleh elektron pada

suatu subkulit.

Bilangan kuantum magnetik juga menyatakan orientasi khusus dari suatu orbital dalam ruangrelatif terhadap inti.

Harga bilangan kuantum magnetik mencakup semua bilangan bulat dari -ℓ sampai dengan +ℓ,termasuk 0.

1. Jika ℓ = 0, maka m = 0 berarti hanya 1 orbital.

2. Jika ℓ = 1, maka m = -1, 0, +1 berarti terdapat 3 orbital.

3. Jika ℓ = 2, maka m = -2, -1, 0, 1, 2 berarti terdapat 5 orbital.

4. Jika ℓ = 3, maka m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 berarti terdapat 7 orbital.

BILANGAN KUANTUM SPIN (s) Sambil beredar mengelilingi inti, elektron juga berputar pada

sumbunya. Gerak berputar pada sumbu ini disebut dengan

rotasi.

Bilangan kuantum spin menyatakan arah rotasi elektron.

Hanya terdapat 2 kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu

searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam.

Kedua arah rotasi masing-masing dinyatakan dengan bilangan

kuantum s, yaitu:

• Arah panah ke atas, s = +½

• Arah panah ke bawah, s = -½. Gambar Rotasi Elektron Dibedakan dengan Bilangan Kuantum Spin (s)

RINGKASAN BILANGAN KUANTUM (EMPAT KULIT PERTAMA)

Kulit (n) Subkulit (ℓ) Orbital (m)Spin Elektron untuk

Tiap Harga ℓ (s)

1 0 (1s) 0 +½, -½

20 (2s)1 (2p)

-1, 0, +1 +½, -½

30 (3s)1 (3p)2 (3d)

0-1, 0, +1

-2, -1, 0, +1, +2

+½, -½+½, -½+½, -½

4

0 (3s)1 (3p)2 (3d)3 (3f)

0-1, 0, +1

-2, -1, 0, +1, +2-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

+½, -½+½, -½+½, -½+½, -½

Tabel Ringkasan Bilangan Kuantum untuk Keempat Kulit yang Pertama

PARTIKEL SUBATOMIK DAN LAMBANG ATOM Partikel-partikel dasar yang menyusun atom adalah proton, elektron dan neutron yang sifat-

sifatnya ditunjukkan pada tabel di bawah ini:

No.Partikel

LambangPenemu (Tahun)

Massa (sma)

Massa (Kg) Muatan

1 Proton (p) Goldstein (1897) 1,00728 1,67265 10-27 +1

2 Neutron (n) James Chadwick (1932) 1,00866 1,67495 10-27 0

3 Elektron (e) J.J. Thomson (1897) 0,00055 9,10953 10-31 -1

Tabel Karakteristik Partikel Penyusun Atom

PARTIKEL SUBATOMIK DAN LAMBANG ATOM (Lanjutan) Jumlah proton, elektron dan neutron dalam suatu atom dinyatakan dengan lambang (notasi):

A p nZ pX X

Dimana:

X = lambang atom atau unsur

A = nomor massa = proton + neutron = p + n

Z = nomor atom = proton (p) = elektron (e)

Untuk ion (atom bermuatan positif atau negatif), maka notasinya:

NotasiIon Positif Ion Negatif

Jumlah proton (p) p = Z p = Z

Jumlah neutron (n) n = A – Z n = A – Z

Jumlah elektron (e) e = p - q e = p + r

A qZ X

A rZ X

PARTIKEL SUBATOMIK DAN LAMBANG ATOM (Lanjutan)

Contoh Soal:

ISOTOP, ISOBAR, ISOTON DAN ISOELEKTRON Isotop: unsur-unsur yang memiliki nomor atom sama tetapi nomor massa yang berbeda.

Isobar: unsur-unsur yang memiliki nomor massa sama tetapi nomor atom yang berbeda.

Isoton: unsur-unsur yang memiliki neutron yang sama.

Isoelektron: spesi-spesi yang memiliki elektron yang sama.

23 2411 11Contoh: dan Na Na

14 146 7Contoh: dan Na Na

31 3215 16Contoh: dan P S

24 3 20 16 213 10 8Contoh: , dan Al Ne O

KONFIGURASI ELEKTRON Konfigurasi elektron merupakan urutan subtingkatan energi yang diisi oleh elektron dalam

sebuah atom.

Secara umum, konfigurasi elektron dapat ditentukan dengan dua metode, yaitu:

1. Metode atom niels bohr

2. Metode atom mekanika kuantum

Terdapat tiga kaidah pengisiin orbital (berdasarkan metode atom mekanika kuantum) yangharus diperhatikan, yaitu:

1. Asas Aufbau

2. Asas Larangan Pauli

3. Kaidah Hund

KONFIGURASI ELEKTRONMETODE ATOM NIELS BOHR Sesuai dengan teori atom niels bohr, elektron berada pada kulit-kulit atom. Kulit yang paling

dekat dengan inti, yaitu kulit K (dapat ditempati 2 elektron), kulit kedua yaitu kulit L (dapatditempati 8 elektron, dan seterusnya. Makin besar nomor kulit, makin banyak jumlah elektronyang dapat berada pada kulit tersebut. Hal itu terjadi karena semakin besar nomor kulit,semakin besar pula ruang cakupannya.

Jumlah maksimum elektron pada setiap kulit memenuhi persamaan 2n2 dengan n adalahnomor kulitnya.

• Kulit K (n = 1), maksimum elektronnya : 2n2 = 2(1)2 = 2 elektron

• Kulit L (n = 2), maksimum elektronnya : 2n2 = 2(2)2 = 8 elektron

• Kulit M (n = 3), maksimum elektronnya : 2n2 = 2(3)2 = 18 elektron

• Kulit N (n = 4), maksimum elektronnya : 2n2 = 2(4)2 = 32 elektron

• Kulit O (n = 5), maksimum elektronnya : 2n2 = 2(5)2 = 50 elektron

KONFIGURASI ELEKTRONMETODE ATOM NIELS BOHR (Lanjutan) Meskipun kulit O, P, Q dapat menampung lebih dari 32 elektron, tetapi kulit-kulit tersebut

belum pernah terisi penuh.

Tips untuk menuliskan konfigurasi elektron unsur-unsur golongan utama:

• Isi penuh sebanyak mungkin kulit, kemudian hitung jumlah elektron yang tersisa.

• Jika sisa elektron kurang dari 32, maka kulit berikutnya diisi dengan 18 elektron.

• Jika sisa elektron kurang dari 18, maka kulit berikutnya diisi dengan 8 elektron.

• Jika sisa elektron kurang dari 8, maka tempatkan pada kulit berikutnya sebagai kulit terluar.

Elektron valensi adalah elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kimia. Unsur-

unsur golongan utama, elektron valensinya adalah elektron yang terdapat pada kulit terluar,

dan merupakan golongan dari unsur tersebut.

KONFIGURASI ELEKTRONMETODE ATOM NIELS BOHR (Lanjutan)

Contoh:

1. Konfigurasi elektron Cs (Z = 55) : 2 8 18 18 8 1 (Elektron valensinya: 1 Gol. IA)

2. Konfigurasi elektron Al (Z = 11) : 2 8 1 (Elektron valensinya: 1 Gol. IA)

3. Konfigurasi elektron Br (Z = 35) : 2 8 18 7 (Elektron valensinya 7 Gol. VIIA)

4. Konfigurasi elektron O (Z = 8) : 2 6 (Elektron valensinya 6 Gol. VIA)

5. Konfigurasi elektron P (Z = 15) : 2 8 5 (Elektron valensinya 5 Gol. VA)

6. Konfigurasi elektron Sb (Z = 51) : 2 8 18 18 5 (Elektron valensinya 5 Gol. VA)

ASAS AUFBAU

1s

2s

3s2p

4s

3p

5s

4p

6s

5p

7s

6p

7p6d

5f

4f5d

4d

3d

Untuk membuktikan suatu tingkat energi memilikitingkat energi yang lebih tinggi dibandingan denganlainnya dapat dilihat dari harga (n + ℓ). Contoh:

• 4s n = 4, ℓ = 0, maka: n + ℓ = 4 + 0 = 4.

• 3d n = 3, ℓ = 2, maka: n + ℓ = 3 + 2 = 5.

Oleh karena (n + ℓ) dari subtingkat energi 3d lebihbesar daripada subtingkat 4s, maka 4s ditulis lebihdahulu menurut asas Aufbau.

Berdasarkan diagram tingkat energi menurut asasaufbau di samping, maka didapat susunan urutankonfigurasi elektron sebagai berikut:

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d,6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

Asas Aufbau: Pengisian elektron-elektron kedalam orbital-orbital dimulai dari tingkatanenergi rendah sampai ke tingkatan energiyang lebih tinggi. Urutan kenaikan tingkatenergi orbital adalah:

ASAS LARANGAN PAULI Menurut Wolfgang Pauli, tidak ada dua elektron dalam suatu atom yang boleh memiliki keempat

bilangan kuantum yang sama. Bila dua elektron mengisi satu orbital, maka bilangan kuantumutama, azimut dan magnetik pasti sama, sedangkan bilangan kuantum spin pasti berbeda.

Dengan asas larangan Pauli, maka dikatakan bahwa satu orbital dapat ditempati maksimum duaelektron.

• Subkulit s (1 orbital) : maksimum ditempati 2 elektron.

• Subkulit p (3 orbital) : maksimum ditempati 6 elektron.

• Subkulit d (5 orbital) : maksimum ditempati 10 elektron.

• Subkulit f (7 orbital) : maksimum ditempati 14 elektron.

Kulit ke-n memiliki n buah subkulit, n2 orbital dan 2n2 elektron.

1s2

0

• Elektron pertama : n = 1; ℓ = 0; m = 0; s = +½• Elektron kedua : n = 1; ℓ = 0; m = 0; s = -½

ASAS LARANGAN PAULI (Lanjutan)

2p6

Menyatakan jumlah elektron

Menyatakan letak kulit

Menyatakan letak subkulit

Jumlah elektron yang ditulis dalamkonfigurasi elektron merupakan jumlahelektron maksimal, dan pada bagianterakhirnya yang ditulis adalah elektronsisanya.

Contoh:

45 2 2 6 2 6 2 121

70 2 2 6 2 6 2 10 131

Sc : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

Ga: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p

KAIDAH HUNDKonfigurasi elektron dalam atom, selain diungkapkan dengan diagram curah hujan, seringkalidiungkapkan dengan diagram orbital. Yang harus diperhatikan dalam pembuatan diagram orbitaladalah sebagai berikut:

1. Orbital-orbital dilambangkan dengan kotak.2. Elektron dilambangkan sebagai tanda panah dalam kotak.3. Banyaknya kotak ditentukan berdasarkan bilangan kuantum magnetik, yaitu:

Subkulit s digambarkan:

Subkulit p digambarkan:

Subkulit d digambarkan:

Subkulit f digambarkan:

4. Untuk orbital-orbital yang berenergi sama dilambangkan dengan sekelompok kotak yang bersisian,sedangkan orbital dengan tingkat energi berbeda digambarkan dengan kotak yang terpisah.

5. Satu kotak orbital berisi 2 elektron, satu tanda panah mengarah ke atas dan satu lagi mengarah kebawah. Pengisian elektron dalam kotak-kotak orbital menggunakan aturan hund.

KAIDAH HUND (Lanjutan)Pada pengisian orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama, mula-mula elektron mengisiorbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan. Contoh:

Pengisian 4 buah elektron pada orbital p, sebagai berikut:

Benar Salah

Perhatikan contoh diagram elektron di bawah ini, khususnya bagian akhirnya:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

1s2 2s2 2p6 3s2 3p2

3216S :

3517Cl :

2814 Si :

HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM KONFIGURASI ELEKTRON1. Cara Pengurutan Subkulit

Terdapat dua cara pengurutan subkulit, yaitu pengurutan subkulit berdasarkan tingkat energi danpengurutan subkulit berdasarkan pengelompokkan nomor kulit yang sama. Contoh: perhatikanurutan subkulit pada Co (Z = 27)

• Pengurutan subkulit berdasarkan tingkat energi:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7

• Pengurutan subkulit berdasarkan penglompokkan nomor kulit yang sama:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2

Untuk keteraturan penulisan, 3d boleh ditulis terlebih dahulu dari 4s namun pengisian elektronnyatetap mengacu pada prinsip aufbau.

Jadi pada contoh di atas (pengurutan subkulit berdasarkan penglompokkan nomor kulit), elektronterakhir terletak pada sub kulit 3d bukan 4s, meskipun dalam penulisan terakhir adalah sub kulit 4s.Cirinya adalah pada sub kulit 3d tidak terisi penuh elektron sedangkan sub kulit 4s terisi penuh.

HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM KONFIGURASI ELEKTRON (Lanjutan)2. Penyingkatan Konfigurasi Elektron dengan Konfigurasi Elektron Gas Mulia

Telah dikenal enam unsur gas mulia, yaitu He (Z = 2), Ne (Z = 10), Ar (Z = 18), Kr (Z = 36), Xe (Z =54), Rn (Z = 86). Penulisan konfigurasi elektron dapat disingkat dengan penulisan atom darigolongan gas mulia, hal ini karena pada konfigurasi elektron gas mulia setiap subkulitnya terisielektron secara penuh.

He (Z = 2) : 1s2

Ne (Z = 10) : 1s2 2s2 2p6

Ar (Z = 18) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Kr (Z = 36) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

Xe (Z = 54) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6

Rn (Z = 86) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM KONFIGURASI ELEKTRON (Lanjutan)

Skema yang digunakan untuk memudahkan penyingkatan adalah sebagai berikut:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6

2(He)

10(Ne)

18(Ar)

36(Kr)

54(Xe)

86(Rn)

Contoh penyingkatan konfigurasi elektron:

88 238Sr : Kr 5s 75 2 10 3

33As : Ar 4s 3d 4p 119 2 10 250Sn : Kr 5s 4d 5p

HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM KONFIGURASI ELEKTRON (Lanjutan)3. Kestabilan Subkulit d yang Terisi Penuh atau Setengah Penuh

Untuk konfigurasi elektron yang berakhiran pada subkulit d berlaku aturan penuh setengahpenuh. Bila dalam suatu konfigurasi elektron terdapat s2 d4 atau s2 d9, maka cenderungberubah menjadi s1 d5 atau s1 d10. Hal ini karena subkulit d dalam keadaan penuh atausetengah penuh lebih stabil. Perhatikan contoh-contoh berikut:

2 2 6 2 6 2 4 2 2 6 2 6 1 524 24

2 2 6 2 6 2 9 2 2 6 2 6 1 1029 29

Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d menjadi Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

Cu: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d menjadi Cu: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM KONFIGURASI ELEKTRON (Lanjutan)4. Konfigurasi Elektron Ion

• Suatu ion bermuatan x+ berasal dari suatu atom yang melepaskan x elektronnya. Contoh:Na (Z = 11) : 1s2 2s2 2p6 3s1

Na+ : 1s2 2s2 2p6 (melepaskan 1 elektron di kulit ke-3)

Ca (Z = 20) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Ca2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (melepaskan 2 elektron di kulit ke-4)

Mn (Z = 25) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5

Mn2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 (melepaskan 2 elektron pada 4s)Mn3+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 (melepaskan 2 elektron pada subkulit 4s dan 1 elektron

pada subkulit 3d)

HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM KONFIGURASI ELEKTRON (Lanjutan)4. Konfigurasi Elektron Ion

• Suatu ion bermuatan x- berasal dari suatu atom yang telah menerima x elektronnya. Contoh:Cl (Z = 17) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Cl- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (menerima 1 elektron dan diletakkan di subkulit 3p)

O (Z = 8) : 1s2 2s2 2p4

O2- : 1s2 2s2 2p6 (menerima 2 elektron dan diletakkan di subkulit 2p)

P (Z = 15) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

P3- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (menerima 3 elektron dan diletakkan di subkulit 3p)

PENENTUAN PERIODE DAN GOLONGAN SUATU UNSUR

Untuk menentukan letak periode suatuunsur dilihat dari nomor kulit terbesarnyadalam konfigurasi elektron.

Untuk menentukan golongan dapatmenggunakan tabel di samping. Bila subkulitterakhirnya s atau p, maka digolongkandalam golongan A (utama), sedangkan jikasubkulit terakhirnya d, maka digolongkandalam golongan B (transisi). Untukkonfigurasi elektron subkulit terluarnya 4f1-

14, 5s2 5p6, 6s2 (golongan lantanida) dan 5f1-

14, 6s2 6p6, 7s2 (golongan aktinida) masuk kedalam unsur transisi dalam.

Untuk memudahkan pengingatan golonganA dimulai dari golongan IA sedangkangolongan B dimulai dari IIIB.

Subkulit(Elektron Valensi)

Gol.Subkulit

(Elektron Valensi)Gol.

ns1 IA ns2 (n-1)d1 IIIB

ns2 IIA ns2 (n-1)d2 IVB

ns2 np1 IIIA ns2 (n-1)d3 VB

ns2 np2 IVA ns1 (n-1)d5 VIB

ns2 np3 VA ns2 (n-1)d5 VIIB

ns2 np4 VIA ns2 (n-1)d6

VIIIBns2 np5 VIIA ns2 (n-1)d7

ns2 np6 VIIIA ns2 (n-1)d8

ns1 (n-1)d10 1B

ns2 (n-1)d10 IIB

PENENTUAN PERIODE DAN GOLONGAN SUATU UNSUR (Lanjutan) Jika subkulit terakhirnya p atau d maka sub kulit s sebelumnya diikutkan.

Pada golongan VIB dan IB berlaku aturan penuh setengah penuh.

Subkulit pada tabel merupakan elektron valensinya.

Contoh:2 2 6 2 6 1 5

24Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

Pada contoh di atas, nomor kulit terbesarnya adalah 4 (dalam 4s1) maka Cr terletak dalamperiode 4. Subkulit terakhir pada contoh di atas adalah 3d, karena subkulit terakhirnya d, makasub kulit s sebelumnya diikutkan, sehingga sub kulit terakhir yang diambil adalah 4s1 dan 3d5.Pada tabel sebelumnya, s1 d5 masuk dalam golongan VIB dan elektron valensinya 1+5 = 6. Dapatdisimpulkan untuk Cr (Z = 24):

Periode : 4 (nomor kulit terbesar yang dimiliki atom)

Golongan : VIB (elektron valensi yang dimiliki atom)

CONTOH SOAL1. Pada atom belerang dengan lambang S dan nomor atomnya 16, maka:

• Konfigurasi elektron:

16S = 2 8 6 atau 16S = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 atau 16S = [Ne] 3s2 3p4

• Diagram orbital:

• Elektron valensinya 3s2 3p4 = 2 + 4 = 6

• Dari elektron valensi didapatkan bahwa atom S dengan nomor atom 16 berada pada periode 6dan Golongan VIA (untuk golongan, lihat tabel pada slide 33).

• Subkulit yang terakhir adalah 3p4, maka bilangan kuantum n = 3, untuk subkulit p ℓ = 1. Padasubkulit terakhir 3p4, penempatan elektron terakhir (panah yang berwarna merah) berada padaorbital m = -1 dan s = -½ (tanda panah ke arah bawah).

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

0 0 -1 0 +1 0 -1 0 +1

CONTOH SOAL (Lanjutan)2. Tentukan keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom:

a. K (Z = 19)

b. Al apabila diketahui Al3+ = 1s2 2s2 2p6

c. S apabila diketahui S2- = [Ne] 3s2 3p6

Jawab:

a. K (Z = 19): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Elektron terakhir (ke-19) terdapat padasubkulit 4s, sehingga:

Elektron tersebut terdapat pada:

Kulit (n) = 4

Subkulit (ℓ) = 0 karena s = 0, p = 1, d = 2, f = 3

Orbital (m) = 0 karena penempatan elektronterakhir pada orbital m = 0

Spin (s) = +½ karena penempatan elektronterakhir, arah panah ke atas.

4s1

0

CONTOH SOAL (Lanjutan)b. Al apabila diketahui Al3+ = 1s2 2s2 2p6, berarti atom Al telah melepaskan 3 elektron, sehingga

atom Al sendiri memiliki (10+3) = 13 elektron, dengan konfigurasi: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1.

Elektron terakhir (ke-13) terdapat pada subkulit 3p, sehingga:

3p1

-1 0 +1

Elektron tersebut terdapat pada:

Kulit (n) = 3

Subkulit (ℓ) = 1 karena s = 0, p = 1, d = 2, f = 3

Orbital (m) = -1 karena penempatan elektron terakhir pada orbital m = -1

Spin (s) = +½ karena penempatan elektron terakhir, arah panah ke atas.

CONTOH SOAL (Lanjutan)c. S apabila diketahui S2- = [Ne] 3s2 3p6, berarti atom S telah menerima 2 elektron, sehingga atom

S sendiri memiliki (18-2) = 16 elektron, dengan konfigurasi:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 atau [Ne] 3s2 3p4.

Elektron terakhir (ke-16) terdapat pada subkulit 3p, sehingga:

Elektron tersebut terdapat pada:

Kulit (n) = 3

Subkulit (ℓ) = 1 karena s = 0, p = 1, d = 2, f = 3

Orbital (m) = -1 karena penempatan elektron terakhir pada orbital m = -1

Spin (s) = -½ karena penempatan elektron terakhir, arah panah ke bawah(panah yang warna merah).

3p4

-1 0 +1

LATIHAN SOAL1. Tentukan jumlah elektron, proton, dan neutron pada:

a. 9F19

b. 13Al27

c. 20Ca40

d. Ion

e. Ion

2. Berapa banyak elektron yang tidak berpasangan dalam atom Ni dengan nomor atom 28?

3. Buatlah konfigurasi singkat (menggunakan konfigurasi elektron gas mulia) dari unsur-unsur:

Si (Z = 14), Fe (Z = 26), Ga (Z = 31) dan Ag (Z = 47).

19 -9F

40 2+20Ca

LATIHAN SOAL (Lanjutan)4. Tentukan:

a. Konfigurasi elektron

b. Diagram orbital

c. Jumlah kulit

d. Jumlah subkulit

e. Jumlah elektron tunggal (elektron tak berpasangan)

dari masing-masing unsur berikut:

P (Z = 15), Cr (Z = 24), Mn (Z = 25)

5. Tentukan kulit valensi dari atom-atom:

P (Z = 15) dan V (Z = 23)