Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum
Konfigurasi elektron merupakan susunan elektron pada tingkat energi yang berbeda pada atom atau ion. Konfigurasi elektron dapat digunakan untuk menentukan sifat-sifat atom atau ion, seperti tingkat keasaman, kebasaan, dan reaktifitas.
Konfigurasi elektron dapat ditentukan dengan menggunakan aturan-aturan mekanika kuantum. Mekanika kuantum adalah teori fisika yang menjelaskan tentang tingkah laku elektron pada tingkat atomik atau subatomik. Aturan-aturan mekanika kuantum yang umum digunakan untuk menentukan konfigurasi elektron adalah sebagai berikut:
Konfigurasi elektron dapat ditentukan dengan menggunakan aturan-aturan mekanika kuantum tersebut, dengan mencatat tingkat energi, spin, dan momentum elektron pada setiap tingkat energi. Setelah konfigurasi elektron ditentukan, dapat diketahui sifat-sifat atom atau ion tersebut, seperti tingkat keasaman, kebasaan, dan reaktifitas.
Ada beberapa aturan dalam menuliskan konfiguarsi elktron suatu atom.
Aturan Aufbau
Pengisisan electron dimulai dari subkulit yang berenergi rendah sampai penuh abru kemudian mengisi electron pada sub kulit yang lebih tinggi. Perhatikan pengisian elktron pada subkulit denga mengikuti arah panah sebagai berikut :
urutan pengisian electron sebagai berikut ( dari tingkat energy rendah ke tingkat energy yang lebih tinggi)
1s2 – 2s2 – 2p6 – 3s2 – 3p6 – 4s2 – 3d10 – 4p6 – 5s2 dan seterusnya
Contoh :
Tuliskanlah konfigurasi electron atom 20Ca !
Jawab:
20Ca = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Berdasarkan konfigurasi electron tersebut, jumlah sub kulit yang dimiliki oleh setiap kulit (tingkat energy ) adalah sebagai berikut :
Kulit 1 = K → memiliki satu sub kulit → 1s = 2 max elektron
Kulit 2 = L → memiliki dua sub kulit → 2s, 2p = 8 max electron
Kulit 3 = M → memiliki tiga sub kulit → 3s, 3p, 3d = 18 max electron
Dan seterusnya
Aturan Hund
Pada pengisian orbital orbital suatu sub kulit, electron akan mengisi orbital satu persatu sampai penuh atau mengisi orbital dengan spin yang parallel terelbih dahulu, kemudian baru berpasangan.
Contoh
Pengisian electron pada orbital p4 =
Pengisian electron pada orbital d8 =
Beberapa catatan tentang konfigurasi electron
Dua cara menuliskan urutan subkulit
Ada dua cara menuliskan konfigurasi electron 21Sc, yaitu :
Cara 1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Atau
Cara 2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
Pada dasarnya cara penulisan kedua nya sama dan sesuai dengan aturan aufbau. Cara pertama subkulit – subkulit ditulis sesuai dengan urutan tingkat energinya. Pada cara kedua subkulir – subkulit dari kulit yang sama dikumpulkan, kemudian diikuti denga sub kulit berikutnya.
Menyingkat penulisan konfigurasi electron dengan menggunakan konfigurasi electron gas mulia
Atom gas mulia merupakan atom yng stabil dan subkulitnya tersis penuh oleh electron. Konfigurasi yang stabil dari electron gas mulia dapat kita gunakan untuk menyingkat konfigurasi electron atom lain.
Periode 1 2He =1s2
Periode 2 10Ne =1s2 2s2 2p6
Periode 3 18Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Periode 4 36Kr =1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
Periode 5 54Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
Periode 6 86Rn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6
Untuk menyingkat konfigurasi electron, maka kita bisa menggunakan atom gas mulia yang sesuai kemudian yang perlu diingat adalah sub kulit apa setelah atom gas mulia tersebut.
[He] 2s
[Ne] 3s
[Ar] 4s
[Kr] 5s
[Xe] 6s
[Rn] 7s
Contoh :
13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Penyingkatanya menggunakan atom Ne sehingga menjadi
13Al = [Ne] 3s2 3p1
28Ni = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
Penyingkatannya menggunakan atom Kr sehingga menjadi
28Ni = [Kr] 4s2 3d10
Kestabilan sub kulit d yang terisi penuh atau setengah penuh
Terdapat beberapa peyimpangan pengisian electron berdasarkan azas Aufbau dengan yang ditemukan dalam percobaan.
Contoh :
Berdasarkan azas Aufbau
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
24Cr = [Kr] 4s2 3d4
Berdasarkan percobaan
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
24Cr = [Kr] 4s1 3d5
Ternyata atom Cr lebih stabil konfigurasinya berdasarkan percobaan dengan kulit valensi 4s1 3d5 dibandingkan dengan azas aufbau yang konfigurasi kulit valensinya 4s2 3d4. Jadi pengisian electron pada sub kulit akan stabil pada bentuk penuh atau setengah penuh.
Konfigurasi electron dari ion
Ion tunggal yang bermuatan positif x (+x) terbentuk ketika atom netralnya melepas x electron dari atom sehingga jumlah electron ionnya berkurang.
Contoh :
13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Jika membentuk ion Al+3 maka artinya atom Al melepas 3 buah elektronnya sehingga ionnya memiliki electron sisa sebanyak 10 buah.
Al+3 = 1s2 2s2 2p6
Ion tunggal yang bermuatan negative x (-x) terbentuk ketika atom netralnya menangkap sebanyak x electron sehingga jumlah electron ionnya bertambah.
Contoh :
17Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Jika membentuk ion Cl- artinya atom Cl menagkap 1 elektron sehingga ionya memiliki jumlah electron sebanyak 18.
Cl- = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Electron valensi
Electron valensi adalah electron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kimia. Electron valensi juga didefenisikan sebagai electron pada kulit terakhir yaitu :
nsx ev = x
nsx npy ev = x + y
nsx (n-1)dy ev = x + y
Contoh :
20Ca = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Kulit valensi = Kulit terakhir = 4s2
Electron valensi = 2
30Zn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
Kulit Valensi = Kulit terakhir = 4s2 3d10
Elektron Valensi = x + y = 2 + 10 = 12
Azas Larangan Pauli
Wolfgang pauli mengemukakan bahwa tidak ada dua electron dalam sebuah atom yang memiliki empat bilangan kuantum yang sama. Jika ada dua electron menempati satu orbital (bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetic sama) electron tersebut harus memiliki spin yang berbeda
Konfigurasi elektron dapat ditentukan dengan menggunakan aturan-aturan mekanika kuantum. Mekanika kuantum adalah teori fisika yang menjelaskan tentang tingkah laku elektron pada tingkat atomik atau subatomik. Aturan-aturan mekanika kuantum yang umum digunakan untuk menentukan konfigurasi elektron adalah sebagai berikut:
- Aturan Pauli: Aturan Pauli menyatakan bahwa tidak boleh ada dua elektron yang memiliki tingkat energi, spin, dan momentum yang sama pada suatu atom.
- Aturan Aufbau: Aturan Aufbau menyatakan bahwa elektron akan menempati tingkat energi yang paling rendah terlebih dahulu, kemudian akan menempati tingkat energi yang lebih tinggi sesuai dengan urutan tingkat energi yang lebih tinggi.
- Aturan Hund: Aturan Hund menyatakan bahwa elektron akan memiliki spin yang sama sebelum memenuhi aturan Pauli.
Konfigurasi elektron dapat ditentukan dengan menggunakan aturan-aturan mekanika kuantum tersebut, dengan mencatat tingkat energi, spin, dan momentum elektron pada setiap tingkat energi. Setelah konfigurasi elektron ditentukan, dapat diketahui sifat-sifat atom atau ion tersebut, seperti tingkat keasaman, kebasaan, dan reaktifitas.
Ada beberapa aturan dalam menuliskan konfiguarsi elktron suatu atom.
Aturan Aufbau
Pengisisan electron dimulai dari subkulit yang berenergi rendah sampai penuh abru kemudian mengisi electron pada sub kulit yang lebih tinggi. Perhatikan pengisian elktron pada subkulit denga mengikuti arah panah sebagai berikut :
 |
| Aturan Aufbau |
1s2 – 2s2 – 2p6 – 3s2 – 3p6 – 4s2 – 3d10 – 4p6 – 5s2 dan seterusnya
Contoh :
Tuliskanlah konfigurasi electron atom 20Ca !
Jawab:
20Ca = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Berdasarkan konfigurasi electron tersebut, jumlah sub kulit yang dimiliki oleh setiap kulit (tingkat energy ) adalah sebagai berikut :
Kulit 1 = K → memiliki satu sub kulit → 1s = 2 max elektron
Kulit 2 = L → memiliki dua sub kulit → 2s, 2p = 8 max electron
Kulit 3 = M → memiliki tiga sub kulit → 3s, 3p, 3d = 18 max electron
Dan seterusnya
Aturan Hund
Pada pengisian orbital orbital suatu sub kulit, electron akan mengisi orbital satu persatu sampai penuh atau mengisi orbital dengan spin yang parallel terelbih dahulu, kemudian baru berpasangan.
Contoh
Pengisian electron pada orbital p4 =
 |
| Pengisian electron pada orbital p4 |
 |
| Pengisian electron pada orbital d8 = |
Dua cara menuliskan urutan subkulit
Ada dua cara menuliskan konfigurasi electron 21Sc, yaitu :
Cara 1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Atau
Cara 2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
Pada dasarnya cara penulisan kedua nya sama dan sesuai dengan aturan aufbau. Cara pertama subkulit – subkulit ditulis sesuai dengan urutan tingkat energinya. Pada cara kedua subkulir – subkulit dari kulit yang sama dikumpulkan, kemudian diikuti denga sub kulit berikutnya.
Menyingkat penulisan konfigurasi electron dengan menggunakan konfigurasi electron gas mulia
Atom gas mulia merupakan atom yng stabil dan subkulitnya tersis penuh oleh electron. Konfigurasi yang stabil dari electron gas mulia dapat kita gunakan untuk menyingkat konfigurasi electron atom lain.
Periode 1 2He =1s2
Periode 2 10Ne =1s2 2s2 2p6
Periode 3 18Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Periode 4 36Kr =1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
Periode 5 54Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
Periode 6 86Rn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6
Untuk menyingkat konfigurasi electron, maka kita bisa menggunakan atom gas mulia yang sesuai kemudian yang perlu diingat adalah sub kulit apa setelah atom gas mulia tersebut.
[He] 2s
[Ne] 3s
[Ar] 4s
[Kr] 5s
[Xe] 6s
[Rn] 7s
Contoh :
13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Penyingkatanya menggunakan atom Ne sehingga menjadi
13Al = [Ne] 3s2 3p1
28Ni = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
Penyingkatannya menggunakan atom Kr sehingga menjadi
28Ni = [Kr] 4s2 3d10
Kestabilan sub kulit d yang terisi penuh atau setengah penuh
Terdapat beberapa peyimpangan pengisian electron berdasarkan azas Aufbau dengan yang ditemukan dalam percobaan.
Contoh :
Berdasarkan azas Aufbau
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
24Cr = [Kr] 4s2 3d4
Berdasarkan percobaan
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
24Cr = [Kr] 4s1 3d5
Ternyata atom Cr lebih stabil konfigurasinya berdasarkan percobaan dengan kulit valensi 4s1 3d5 dibandingkan dengan azas aufbau yang konfigurasi kulit valensinya 4s2 3d4. Jadi pengisian electron pada sub kulit akan stabil pada bentuk penuh atau setengah penuh.
Konfigurasi electron dari ion
Ion tunggal yang bermuatan positif x (+x) terbentuk ketika atom netralnya melepas x electron dari atom sehingga jumlah electron ionnya berkurang.
Contoh :
13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Jika membentuk ion Al+3 maka artinya atom Al melepas 3 buah elektronnya sehingga ionnya memiliki electron sisa sebanyak 10 buah.
Al+3 = 1s2 2s2 2p6
Ion tunggal yang bermuatan negative x (-x) terbentuk ketika atom netralnya menangkap sebanyak x electron sehingga jumlah electron ionnya bertambah.
Contoh :
17Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Jika membentuk ion Cl- artinya atom Cl menagkap 1 elektron sehingga ionya memiliki jumlah electron sebanyak 18.
Cl- = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Electron valensi
Electron valensi adalah electron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kimia. Electron valensi juga didefenisikan sebagai electron pada kulit terakhir yaitu :
nsx ev = x
nsx npy ev = x + y
nsx (n-1)dy ev = x + y
Contoh :
20Ca = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Kulit valensi = Kulit terakhir = 4s2
Electron valensi = 2
30Zn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
Kulit Valensi = Kulit terakhir = 4s2 3d10
Elektron Valensi = x + y = 2 + 10 = 12
Azas Larangan Pauli
Wolfgang pauli mengemukakan bahwa tidak ada dua electron dalam sebuah atom yang memiliki empat bilangan kuantum yang sama. Jika ada dua electron menempati satu orbital (bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetic sama) electron tersebut harus memiliki spin yang berbeda
Demikianlah artikel tentang Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum, semoga bisa menjadi informasi yang bermanfaat untuk para pembaca setia blog pustaka ilmu. Jangan lupa untuk di share dan berkomentar. Terimakasih
Post a Comment for "Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum"
Post a Comment