Jumat, 21 November 2014

STRUKTUR ATOM, SISTEM PERIODIK DAN IKATAN KIMIA

STRUKTUR ATOM
1. Teori Atom Modern
2. Bilangan Kuantum
3. Energi, Bentuk dan Orientasi orbital
   a. energi orbital
   b. Bentuk dan Orientasi Orbital

KONFIGURASI ELEKTRON
Konfigurasi elektron menggambarkan susunan elektron-elektron pada orbital-orbitalnya dalam atom. Ada 3 aturan pengisian elektron-elektron ke dalam orbital-orbitalnya, yakni Asas Aufbau, Asas Larangan Pauli, dan kaidah Hund.

1.Aturan Aufbau
Pengisian elektron dimulai dari sub kulit yang berenergi rendah sampai penuh, kemudian pada sub kulit yang tingkat energinya lebih tinggi.
Gambar urutan pengisian elektron pada sub kulit.

 

Urutan pengisian sub kulit :
1s > 2s > 2p > 3s > 3p > 4s > 3d > 4p > 5s > 4d > 5p > 6s > 4f > 5d > 6p > 7s > 5f  > 6d > 7p

Contoh konfigurasi elektron
a.             1H           : 1s1
b.             2He         : 1s2
c.             7N           : 1s2   2s2  2p3

2. Asas larangan pauli
Mengemukakan bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang boleh mempunyai keempat bilangan kuatum yang sama. Dua elektron yang menempati satu orbital (mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth, dan magnetik yang sama), harus mempunyai spin yang berbeda. Kedua elektron itu disebut berpasangan dan dapat dinyatakan dengan diagram sbb:
 ↑↓


Jumlah maksimum elektron pada kulit ke n = 2n2
Contoh:   Jumlah maksimum elektron pada kulit K (n=1) = 2 x 12 = 2
                Jumlah maksimum elektron pada kulit M (n=3) = 2 x 32 =18
3. Kaidah Hund
Pada pengisian orbital-orbital dari satu subkulit, mula-mula elektron menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan.
Contoh:
Dengan memperhatikan aturan aufbau dan aturan Hund, gambarlah diagram orbital untuk unsur.
  1. N ( Z = 7 )
  2. Mn ( Z = 25 )
Jawab:
          



Beberapa Catatan tentang konfigurasi elektron
1.Dua cara menuliskan urutan subkulit
Ada dua cara menuliskan konfigurasi elektron skandium (Z = 21), yaitu
  1. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1, atau
  2. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
Pada dasarnya kedua cara tersebut sama dan sesuai dengan asas aufbau. Menurut cara (a), subkulit-subkulit ditulis sesuai  dengan urutan tingkat energi. Pada cara (b) subkulit-subkulit dari kulit yang sama dikumpulkan kemudian diikuti subkulit dari kulit berikutnya.
2. Menyingkat penulisan Konfigurasi elektron dengan menggunakan konfigurasi elektron gas mulia.
Ne (Z = 10) : 1s2 2s2 2p6
Na (Z = 11) : 1s2 2s2 2p6 3s1
Ar (Z = 18) : 1s2 2s2 2p 3s2 3p6
Sc (Z = 21) : 1s2 2s2 2p 3s2 3p6 3d1 4s2
Dapat ditulis sebagai berikut:
Na (Z = 11) : [Ne] 3s1
Sc (Z = 21) : [Ar] 3d1 4s2
3. Kestabilan subkulit d yang terisi penuh atau setengah penuh
Terdapat beberapa penyimpangan pengisian elektron berdasarkan asas aufbau dengan yang ditemukan berdasarkan percobaan. Contohnya ialah konfigurasi elektron kromium (Z=24) dan tembaga (Z=29). Konfigurasi elektron Cr dan Cu berdasarkan asas aufbau adalah sebagai berikut:
Cr (Z = 24 ) : [Ar] 3d4 4s2
Cu (Z = 29 ) : [Ar] 3d9 4s2
Konfigurasi elektron Cr dan Cu berdasarkan percobaan adalah sebagai berikut
Cr (Z = 24 ) : [Ar] 3d5 4s1
Cu (Z = 29 ) : [Ar] 3d10 4s1
Subkulit d yang terisi penuh (d10) atau setengah penuh (d5) lebih stabil.

Konfigurasi Elektron ion
Ion tunggal yang bermuatan +x terbentuk dari atom netralnya dengan melepas x elektron. Elektron yang dilepas itu adalah elektron dari kulit terluar.
Contoh:
Al (Z = 13)      : 1s2 2s2  2p6 3s2 3p1
Al3+                           : 1s2 2s2  2p6
Sc (Z = 21)    : [Ar] 3d1 4s2
Sc3+                         : [Ne] 2s2 2p6
Cl (Z = 17)     : [Ne] 3s2 3p5
Cl-                             : [Ne] 3s2 3p6

Elektron Valensi
Elekron valensi adalah elektron yang dapat digunakan untuk pembentukan ikatan kimia. Unsur-unsur golongan utama hanya menggunakan elektron kulit terluar untuk berikatan, yaitu elektron pada subkulit ns dan np (n= kulit terluar); sedangkan unsur transisi dapat menggunakan elektron pada subkulit (n-1) d dan ns.
Contoh:
Tentukanlah kulit valensi dan jumlah elektron valensi unsur-unsur berikut:
  1. Na (Z = 11)
  2. Cl (Z = 17)
  3. Fe (Z = 26)
Jawab:
Kulit valensi unsur golongan utama: ns dan np
Kulit valensi unsur transisi : (n-1)d dan ns
  1. Na (Z= 11)
Konfigurasi elektron Na (Z = 11) : 1s2 2s2 2p6 3s1
Kulit valensi: 3s
Jumlah elektron valensi = 1
  1. Cl (Z = 17)
Konfigurasi elektron Cl (Z = 11): 1s2 2s2 2p6 3s1
Kulit valensi: 3s dan 3p
Jumlah elektron valensi: 2 + 5 = 7
  1. Fe (Z = 26)
Konfigurasi elektron Fe( Z = 26): [Ar] 3d6 4s2
Kulit valensi Fe: 3d dan 4s
Jumlah elektron valensi Fe: 6 + 2 =8

Konfigurasi Elektron dan sistem Periodik
Ø  Nilai n terbesar pada konfigurasi elektron valensi dari suatu unsur menyatakan nomor periode unsur tersebut.
Contoh:
- Unsur Al (Z = 13): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
          Nilai n terbesar adalah 3, jadi Al menempati periode 3
        - Unsur Au (Z = 79): [Xe] 6s1 4f14 5d10
          Nilai n terbesar adalah 6, jadi Rn menempati periode 6
Ø  Jenis subkulit yang ditempati elektron valensi menentukan jenis golongan, yakni golongan utama (golongan A) atau golongan transisi (golongan B). Jumlah elektron valensi terkait dengan nomor golongan.
·         Golongan utama (golongan A)
-      Untuk golongan IA dan IIA, elektron valensi menempati sub kulit s
-      Untuk golongan IIIA sampai VIIIA, elektron valensi menempati subkulit s dan p
Jumlah elektron valensi di subkulit, sama dengan nomor golongan.
·         Golongan transisi (golongan B)
Pada golongan transisi (IB sampai VIIIB), elektron valensi menempati sub kulit s dan d
-      Untuk golongan IIIB sampai VIIB, jumlah elektron valensi di subkulit sama dengan nomor golongan.
-      Untuk Golongan VIIIB, IB dan IIB, jumlah elektron valensi di subkulit, tidak secara langsung menyatakan nomor golongan
-      Untuk seri Lantanida dan Aktinida, elektron valensi berada di subkulit s dan f. Namun demikian, jumlah elektron valensi tidak mencerminkan nomor golongan karena seri lantanida dan aktinida tidak menggunakan nomor golongan.
Dari penjelasan di atas, terlihat bahwa sistem periodik dapat digunakan untuk meramalkan konfigurasi elektron unsur.
Contoh:
1. Ramalkan posisi unsur-unsur berikut dalam sistem periodik:
a.       Ti : [Ar] 4s2 3d2
b.       Pb: [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p2
Jawab:
a.       Ti : [Ar] 4s2 3d2
Kulit utama terbesar adalah n = 4. Jadi, Ti ada di periode 4
Orbital terakhir ada di subkulit 3d, denga 2 elektron. Jadi, Ti ada digolongan IVB.
b.       Pb: [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p2
Kulit utama terbesar adalah n = 6. Jadi, Pb ada di periode 6. Orbital terakhir ada di subkulit 6p, dengan 2 elektron. Jadi, Pb ada digolongan IVA.
        2. Ramalkan konfigurasi elektron dari unsur-unsur berikut
        a. Unsur N (periode 2, golongan VA)
        b. Unsur Mn (periode 4, golongan VIIB)
        Jawab:
a.       Konfigurasi elektron unsur N
-      Periode 2 menunjukkan kulit terluar n = 2
-      Golongan VA menunjukkan ada 5 elektron valensi di subkulit s dan p
-      Isi orbital berdasarkan kenaikan tingkat energinya. Diperoleh: N: 1s2 2p2 3p3
b.       Konfigurasi elektron unsur Mn
-      Periode 4 menunjukkan kulit terluar n = 4
-      Golongan VIIB menunjukkan ada 7 elektron valensi di subkulit s dan d

Isi orbital berdasarkan kenaikan tingkat energinya, diperoleh: Mn : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5




Sumber :
KIMIA 2000 3A Tengah Tahun Pertama SMU Kelas 3, Michael Purba, Penerbit Erlangga, 2000

MATERI DAN SOAL STRUKTUR ATOM SISTEM PERIODIK DAN IKATAN KIMIA
  1. BILANGAN-BILANGAN KUANTUM
  2. GAYA ANTAR MOLEKUL
  3. KONFIGURASI ELEKTRON
  4. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK
  5. PERKEMBANGAN TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM
  6. SIFAT-SIFAT UNSUR DAN KEPERIODIKAN UNSUR
  7. SISTEM PERIODIK UNSUR
  8. SPU (RINGKASAN DAN SOAL)
  9. STRUKTUR ATOM
  10. STRUKTUR ATOM,SISTEM PERIODIK DAN IKATAN KIMIA
  11. TEORI DOMAIN ELEKTRON DAN GAYA ANTAR MOLEKUL
  12. soal sistem periodik unsur
  13. soal sistem periodik unsur2
  14. soal struktur atom
  15. soal struktur atom, sistem periodik dan ikatan kimia
  16. soal struktur atom2



0 komentar:

Poskan Komentar

Subscribe to RSS Feed Follow me on Twitter!