KONFIGURASI ELEKTRON

Prinsip Aufbau Dalam menentukan konfigurasi elektron atau distribusi elektron dalam orbital- orbital atom dengan tingkat energi terendah (ground state) diterapkan prinsip aufbau Aufbau adalah kata benda dalam Bahasa Jerman yang berarti “konstruksi”. Prinsip Aufbau kadang-kadang disebut prinsip membangun atau aturan aufbau Prinsip Aufbau menyatakan bahwa , secara hipotesis, elektron2 yang mengorbit suatu inti atom mengisi orbital dengan tingkat energy terendah yang tersedia sebelum mengisi orbital dengan tingkat energy yang lebih tinggi. Pengisian elektron-elektron ke dalam orbital-orbital atom, untuk memperoleh konfigurasi elektron dengan tingkat energy terendah adalah berdasarkan asas larangan Pauli dan aturan Hund

asas larangan Pauli adalah prinsip mekanika kuantum yang dirumuskan oleh Wolfgang Pauli ahli fisika Austria, pada tahun 1925 Dalam bentuk yang paling sederhana asas larangan Pauli menyatakan bahwa dalam satu orbital , dua elektron tidak boleh memiliki empat bilangan kuantum n, l, ml dan ms yang sama. Dengan kata lain dalam satu orbital , dua elektron tidak boleh memiliki spin yang sama. Apabila dalam orbital suatu atom terdapat dua elektron yang melanggar asas larangan Pauli maka diperoleh konfigurasi elektron keadaan terlarang (forbidden state elekctron configuration). Ciri :melanggar asas larangan Pauli

Konfigurasi keadaan dasar juga harus memenuhi aturan Hund Konfigurasi keadaan dasar juga harus memenuhi aturan Hund. Berdasarkan aturan Hund, pada pengisian elektron dalam orbital-orbital degenerat (orbital-orbital dengan tingkat energy yang sama)setiap orbital diisi elektron tunggal dengan spin yang sama. Apabila ada elektron yang tersisa maka elektron tersebut dipasangkan dengan spin yang berlawanan Ciri : tidak melanggar asas larangan Pauli dan memenuhi aturan Hund

Konfigurasi elektron keadaan tereksitasi Ciri : tidak melanggar asas larangan Pauli tetapi tidak memenuhi aturan Hund

Konfigurasi elektron keadaan dasar adalah memenuhi aturan Hund karena dengan dipenuhinya aturan itu maka kemungkinan terjadinya pertukaran tempat elektron- elektron adalah maksimal, penstabilan juga maksimal. Contoh konfigurasi atom carbon Untuk atom H, tingkat energy orbitalnya hanya ditentukan oleh bilangan kuantum utamanya, n

Untuk atom dengan dua atom atau lebih, akibat tolakan antara elektron-elektron, orbital-orbital dengan bilangan kuantum yang sama memiliki tingkat energy berbeda. Tingkat energy orbital juga dipengaruhi oleh jumlah proton dalam inti atom atau nomor atom Bertambahnya nomor atom menaikkan jumlah proton dalam inti atom. Tarikan inti atom terhadap elektron makin kuat, tingkat energy elektron turun, demikian juga dengan tingkat energy orbital yang ditempati oleh elektron tersebut

Penurunan tingkat energy orbital tidak berlangsung sama cepat Penurunan tingkat energy orbital tidak berlangsung sama cepat. Orbital 3d turun lebih cepat dibandingkan orbital 4s setelah nomer atom 20 Contoh : Konfigurasi elektron atom Ca pada keadaan dasar : [Ar] 4s2 Konfigurasi elektron atom Sc pada keadaan dasar : [Ar] 3d1 4s2 Apabila tingkat energy orbital 3d < 4s, mengapa konfigurasi elektron Sc = [Ar] 3d3 Cr : [Ar] 3d5 4s1 not Cr : [Ar] 3d4 4s2 ???

Penentuan Posisi Unsur-Unsur dalam Sistem Periodik Menuliskan konfigurasi elektron unsur pada keadaan dasar Menentukan bilangan kuantum utama tertinggi yang ditempati oleh elektron. Harga n tertinggi tersebut menunjukkan periode dari unsur dalam tabel periodic Untuk unsur pada periode 4 atau lebih, jumlah elektron setelah konfigurasi gas mulia menunjukkan nomor golongan unsur Untuk unsur-unsur pada periode 3, bila elektron terakhir mengisi orbital p, nomor golongannya adalah jumlah elektron setelah konfigurasi gas mulia ditambah 10 Panduan diatas cukup baik untuk digunakan dalam menentukan posisi unsur-unsur dalam sistem periodic kecuali helium dan blok f Na, K, P, S, As, Ca, Sc, Cr, Cu, Zn

Efek pemerisaian Dalam atom semua elektron ditarik oleh inti atom. Tarikan inti atom semakin melemah dengan semakin bertambahnya jarak antara elektron dengan inti atom. Tarikan inti atom juga diperlemah dengan adanya efek pemerisaian (shielding effect) oleh elektron-elektron yang berada pada kulit yang lebih dalam atau orbital dengan tingkat energy yang lebih rendah Contoh : Na Ukuran kekuatan pemerisaian elektron terhadap elektron yang terdapat pada orbital yang tingkat energinya lebih tinggi dinyatakan denga tetapan pemerisaian (shielding constant) dengan notasi S. Ukuran kekuatan tarikan inti atom terhadap elektron-elektron setelah diperlemah oleh adanya efek pemerisaian dinyatakan dengan muatan inti efektif Z Z = Z – S Z = jumlah proton dalam inti atom atau nomor atom

J.C Slater pada tahun 1930 mengusulkan sejumlah aturan empiric dalam memperkirakan besarnya tetapan pemerisaian (aturan Slater) : Menuliskan konfigurasi elektron unsur dengan pengelompokan berdasarkan urutan pengelompokan (1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (5s, 5p) dstnya Untuk pemerisaian elektron yang terdapat pada suatu kelompok, elektron yang terdapat pada kelompok yang terdapat disebelah kanannya tidak memberikan kontribusi terhadap efek pemerisaian Semua elektron pada kelompok (ns, np) memperisai elektron pada kelompok yang sama sebesar 0.35 untuk setiap elektron Semua elektron pada kelompok (n-1) memperisai elektron pada kelompok (ns, np) sebesar 0,85 untuk setiap elektron Semua elektron pada kelompok (n-2), (n-3) dan seterusnya memperisai elektron pada kelompok (ns, np) sebesar 1 untuk setiap elektron apabila elektron yang diperisai terdapat pada kelompok nd dan nf, aturan 2 dan 3 tetap berlaku, aturan 4 dan 5 tidak berlaku dan diganti dengan aturan 6 6. Semua elektron yang terletak disebelah kiri kelompok nd dan nf memberikan pemerisain sebesar 1,00

Contoh : Tentukan besarnya tetapan pemerisaian dan muatan inti efektif untuk : Pemerisaian elektron valensi pada atom O Pemerisaian elektron valensi pada atom Zn Pemerisaian elektron 3d pada atom Zn

7.6 How many 2p orbitals are there in an atom? n=2 If l = 1, then ml = -1, 0, or +1 2p 3 orbitals l = 1 How many electrons can be placed in the 3d subshell? n=3 If l = 2, then ml = -2, -1, 0, +1, or +2 3d 5 orbitals which can hold a total of 10 e- l = 2 7.6

2. a. Tuliskan konfigurasi elektron 20Ca 1. a. Tuliskan konfigurasi elektron 15P b. Ada berapa elektron dalam orbital 3p ? Tuliskan semua bilangan kuantumnya 2. a. Tuliskan konfigurasi elektron 20Ca c. Ada berapa elektron dalam orbital 4s ? Tuliskan semua bilangan kuantumnya

Latihan soal : Tulislah keempat bilangan kuantum untuk elektron- elektron dalam orbital 3p? Atom O memiliki total 8 elektron. Tulislah bilangan kuantum untuk kedelapan elektronnya dalam keadaan dasar Manakah dari himpunan bilangan kuantum berikut yang tidak dapat diterima?jelaskan : (a). 1, 0, ½, -1/2 (b). 3, 0, 0, +1/2 (c). 2, 2, 1, +1/2 (d). 4, 3, -2, +1/2 (e). 3, 2, 1, 1

Soal Latihan Nyatakan perangkat bilangan kuantum berikut yang tidak terijinkan! n = 3, l = 2, ml = -1 n = 2, l = 3, ml = -1 n = 4, l = 0, ml = -1 n = 5, l = 2, ml = -1 n = 3, l = 3, ml = -3 n = 5, l = 3, ml = +2

. Which statements are incorrect? Explain why. a. If ml=1, the orbital must be a p orbital. b. If n=2, only two orbitals are allowed, s and p. c. If l=3, there are 3 possible values for the quantum number ml. d. If ml=0, the value of l must equal 0.

Jawablah soal-soal dibawah ini dengan jelas ! Berapa jumlah sub kulit dalam kulit ke-4! Bila nilai tertinggi m suatu elektron adalah 3, bagaimana bentuk subkulit yang seharusnya dalam elektron ini !