Bilangan Kuantum Utama (n) • Menyatakan nomer kulit tempat elektron berada atau bilangan ini juga menyatakan ukuran orbital/ jarak/ jari-jari atom. • Dinyatakan dengan bilangan bulat positif. • Mempunyai dua fungsi utama: a) Untuk meramalkan besarnya jari-jari rata-rata atom (jarak inti atom ke kulit atom) b) Untuk mengetahui besarnya energi ionisasi. Harga n
1
2
3
4
dan seterusnya
Lambang kulit
K
L
M
N
dan seterusnya
Bilangan Kuantum Azimut (l) • Membagi kulit menjadi subkulit, yaitu tempat elektron berada dan juga menyatakan bentuk orbital. • Banyaknya subkulit tempat elektron berada bergantung pada nilai bilangan kuantum utama (n). • Nilai l = 0 sampai dengan (n – 1) • Bentuk orbital biasanya dinyatakan dengan lambang s, p, d, f dan seterusnya, masing-masing untuk nilai l = 0, 1, 2, 3 dst. Nilai l
0
1
2
3
4
dan seterusnya
Lambang orbital
s
p
d
f
g
dan seterusnya
• Semakin besar nilai n, semakin besar ukuran orbital dan semakin tinggi tingkat energinya.
Bilangan Kuantum Azimuth (l) • Banyaknya subkulit dari suatu kulit bergantung pada banyaknya nilai bilangan kuantum azimuth yang diijinkan untuk kulit itu. • Subkulit dinyatakan dengan kombinasi satu angka (yaitu nilai n) dan satu huruf (yaitu s, p, d, atau f sesuai dengan jenis orbitnya. Kulit atom
Harga l yang diizinkan
Subkulit
Banyaknya Subkulit
K (n = 1)
0
1s
1
L (n = 2)
0, 1
2s, 2p
2
M (n = 3)
0, 1, 2
3s, 3p, 3d
3
N (n = 4)
0, 1, 2, 3
4s, 4p, 4d, 4f
4
dst
0, 1, 2, 3, 4, ….., (n – 1)
….
….
Bilangan Kuantum Magnetik (m)
• Menyatakan arah orientasi elektron dalam ruang, atau dengan kata lain merupakan ruang di mana elektron berada. • Nilai m bergantung pada bilangan kuantum azimuthnya. • Nilai m = -l sampai +l • Jumlah orbital dalam setiap subkulit = 2l + 1 Bilangan Kuantum Orbital
Tanda Orbital
Bilangan Kuantum Magnetik
Gambaran Orbital
Jumlah Orbital
0
S
0
1
1
P
-1, 0, +1
3
2
d
-2, -1, 0, +1, +2
5
Bilangan Kuantum Spin (ms atau s) • Merupakan arah putaran elektron pada sumbunya. • Selain berputar mengelilingi inti tetapi elektron juga berotasi. • Kemungkinan gerak dari elektron adalah gerakan searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. • Untuk mempermudah, maka suatu orbital digambarkan dengan segi empat dan kedua elektron yang terdapat dalam orbital ini berputar mengelilingi sumbu dengan arah yang berlawanan.
Hubungan Keempat Bilangan Kuantum Kulit
n
l
m
SubKulit
Gambaran Orbital yang Mungkin
Jumlah Orbital
Jumlah Elektron Maksimum Subkulit
Kulit
K
1
0
0
1s
1
2
2
L
2
0
0
2s
1
2
8
1
-1, 0, +1
2p
3
6
0
0
3s
1
2
1
-1, 0, +1
3p
3
6
2
-2, -1, 0, +1, +2
3d
5
10
M
3
18
Atom dengan Banyak Elektron • Tingkat energi orbital hanya ditentukan oleh bilangan kuantum utama (n)-nya. • Dalam atom atau spesi multi elektron, adanya tolak-menolak antarelektron membuat pemisahan tingkat energi di antara subkulit dalam satu kulit.
Penulisan Tingkat Energi Caranya: • Semakin besar nilai (n+l), semakin tinggi tingkat energinya. • Jika harga (n+l) sama, maka subkulit yang harga n-nya lebih besar memiliki tingkat energi yang lebih tinggi. Subkulit
n
l
N+l
3p
3
1
4
3d
3
2
5
4s
4
0
4
Soal • Urutkan orbital-orbital berikut berdasarkan tingkat energinya! a. 3s, 3p, dan 3d b. 5s, 4p, 4d, dan 5p
Asas Larangan Pauli • Dalam suatu atom, tidak boleh ada dua elektron yang mempunyai keempat bilangan kuantum (n, l, m, dan s) yang sama. • Satu orbital maksimum berisi dua elektron dengan spin yang berlawanan. • Jumlah orbital pada kulit ke-n = n2 • Jumlah maksimum elektron pada kulit ke-n = 2n2 • Berdasarkan asas, larangan Pauli, maka setiap elektron dalam satu atom mempunyai 1 set bilangan kuantum yang spesifik. Soal: Berapakah jumlah maksimum elektron dalam subkulit 3d dan subkulit 4f?
Konfigurasi Elektron • Asas Aufbau Pengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang lebih rendah kemudian ke tingkat energi yang lebih tinggi. • Aturan Hund Menurut Hund, pada pengisian orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama, yaitu orbital-orbital dalam satu subkulit, mula-mula elektron akan menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan. Soal: Gambarlah diagram orbital untuk unsur dengan nomor atom 17!
1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d6p-7s-5f-6d-7p......
Catatan tentang Konfigurasi Elektron • Dua cara menuliskan urutan subkulit a. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 = urutan tingkat energinya b. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 = subkulit dari kulit yang sama dikumpulkan • Menyingkat penulisan konfigurasi elektron dengan menggunakan konfigurasi elektron gas mulia a. Ne (Z = 10) = 1s2 2s2 2p6 Na (Z = 11) = 1s2 2s2 2p6 3s1 Na (Z = 11) = [Ne] 3s1 • Kestabilan subkulit d yang Terisi Penuh atau Setengah Penuh a. Cr (Z = 24) = [Ar] 3d4 4s2 → [Ar] 3d5 4s1 b. Cu (Z = 29) = [Ar] 3d9 4s2 → [Ar] 3d10 4s1 Soal: a. Tuliskan konfigurasi elektron dari unsur dengan nomor atom 19! b. Tuliskan konfigurasi elektron dari unsur 42Mo!
Penulisan Konfigurasi Elektron Konfigurasi Elektron Ion • Ion tunggal yang bermuatan x+ terbentuk dari atom netralnya dengan melepas x elektron. Al (Z = 13) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Al3+ = 1s2 2s2 2p6
Elektron Valensi • • • •
Elektron valensi adalah elektron yang dapat digunakan untuk pembentukan ikatan kimia. Golongan utama ns dan np Golongan transisi (n – 1)d dan ns Na = [Ne] 3s1 Kulit valensi Na = 3s Jumlah elektron valensi 1 Fe = [Ar] 4s2 3d6 Kulit valensi Fe = 3d dan 4s Jumlah elektron valensi = 6+2 = 8
• Ion tunggal yang bermuatan xterbentuk dari atom netralnya dengan menyerap x elektron. Cl (Z = 17) = [Ne] 3s2 3p5 Cl- = [Ne] 3s2 3p6
•
Soal: Tuliskan konfigurasi elektron dari ion Mg2+ (Z Al = 12)!
Soal: Tentukan kulit valensi dan jumlah elektron valensi dari unsur S (Z = 16)!
PR a. Berapa orbital pada kulit L (n = 2)? Tuliskan bilanganbilangan kuantum dari semua orbital tersebut! b. Berikan penjelasan singkat tentang makna dari asas aufbau, asas larangan Pauli, dan kaidah Hund. c. Tuliskan konfigurasi elektron singkat (menggunakan konfigurasi elektron gas mulia) dari unsur Si dan Ag! d. Tulislah konfigurasi elektron dari ion-ion S2- dan Co3+! e. Tentukan kulit valensi dari jumlah elektron valensi dari P (Z = 15) dan V (Z = 23)!
