A.Konfogurasi Elektron
Konfigurasi elektron dalam keadaan dasarnya dalam atom dapat disusun dengan menggunakan aturan sebagai berikut:
1.Elektron cenderung untuk menempati orbital dengan energi terendah berdasarkan urutan dari tingkat energi orbital.
2.Urutan dari energi orbital adalah sebagai berikut.
Orbital yang berada disebelah kiri lebih stabil dengan energi yang lebih rendah dibandingkan dengan orbital yang berada di sebelah kanannya dalam urutan di atas. Di antara orbital yang berada dalam tanda kurung, yang ditulis disebelah kiri akan terlebih dahulu ditempati, meskipun urutannya kadang-kadang dapat terbalik.
3.Prinsip Pauli harus dipenuhi. Dengan kata lain pengisian orbital yang diperbolehkan adalah satu dari empat kasus berikut.
4.Orbital ns diisi oleh 0~2 elektron.
Orbital np diklasifikasikan ke dalam tiga jenis npx, npy, npz, dan setiap orbital ditempati oleh 0~2 elektron. Secara keseluruhan orbital np ditempati oleh 0~6 elektron. Terdapat lima jenis untuk orbital nd. Setiap orbital diisi oleh 0~2 elektron. Secara keseluruhan orbital nd akan ditempati oleh 0~10 elektron. Terdapat tujuh jenis orbital nf. Setiap orbital akan ditempati oleh 0~2 elektron. Secara keseluruhan orbital nd akan ditempati oleh 0~14 elektron.
1.Konfigurasi di mana dua atau lebih elektron menempati orbital dengan energi yang sama harus mengikuti aturan Hund.
Aturan Hund (1) Elektron terpisahkan dalam orbital-orbital yang sangat berbeda terlebih dahulu.
Aturan Hund (2) Spin disejajarkan secara paralel.
Aturan Hund (1) adalah sebuah aturan yang mengurangi peningkatan energi interaksi yang disebabkan oleh gaya tolak-menolak antar elektron dan dengan demikian pemisahan elektron dalam orbital yang berbeda semakin efektif. Aturan Hund (2) adalah sebuah kecenderungan bahwa spin dengan arah yang sama cenderung untuk menjadi stabil. Dengan memperhatikan aturan-aturan ini akan menuju pada susunan berikut dari energi total untuk konfigurasi elektron dari sistem dengan dua elektron dalam sebuah pasangan dengan orbital yang ekivalen.
Sebagai contoh, marilah kita menyusun konfigurasi elektron untuk atom Ga dengan bilangan atom 31. Orbital 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s dan orbital 3d diisi oleh 2+2+6+2+6+2+10 = 30 elektron. Sisa elektron 31 – 30 = 1 menempati orbital sebuah 4p. Dengan demikian maka, konfigurasi elektron dari sebuah atom Ga, [Ga] dinyatakan sebagai berikut:
Orbital yang berada dalam tanda kurung ( ) menyatakan orbital dengan bilangan kuantum utama n yang sama dan bilangan kuantum azimut l, yang merupakan sebuah bagian dari kulit elektron dan dengan demikian disebut sebagai subkulit. Indeks atas yang berada di sebelah kanan pada ( ) menyatakan jumlah total elektron yang menempati subkulit. Ketika jumlah elektronnya adalah sama dengan 1, angka 1 pada bagian sebelah kanan dapat dihilangkan di antara semua kulit elektron yang memiliki elektron, kulit elektron dengan nilai n terbesar disebut sebagai kulit terluar. Dalam kasus Ga, n ≤ 4 dan dengan demikian Kulit N adalah kulit terluar.
Contoh tipikal konfigurasi elektron yang lain ditunjukkan untuk beberapa atom be rikut:
Contoh konfigurasi elektron dari beberapa atom.
Harus dicatat di sini bahwa konfigurasi elektron untuk Cr dan Cu memiliki perkecualian dalam urutan dalam tanda kurung ( ) seperti dalam aturan (2) dalam prinsip penyusunan orbital; konfigurasi subkulit (4s) adalah (4s)1 bukan halnya (4s)2 dan satu elektron sisanya akan menempati sebuah orbital 3d sehingga menghasilkan subkulit (3d) yang terisi setengah dengan konfigurasi (3d)5 atau konfigurasi penuh (3d).
A.Bilangan Kuantum
Untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom, digunakan 4 bilangan kuantum.
1)Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum ini berhubungan dengan tingkatan energi dan ukuran orbital, semakin besar nilai “n” maka elektron menduduki orbital dengan tingkat energi yang lebih besar dan ukuran orbitalnya juga semakin besar. Bilangan kuantum utama ini juga bisa diartikan sebagai kulit atom, n=1 artinya elektron berada pada kulit pertama, dan seterusnya. Kita tahu bahwa bilangan kuantum ini juga menjelaskan tingkatan-tingakatan orbital dalam model atom Bohr, jadi model atom Bohr menggunakan satu bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum utama.
n memiliki nilai semua bilangan positif yaitu 1,2,3, dan seterusnya hingga tak terbatas. Simbol lain untuk menyebut urutan ini adalah dengan menyebut kulit K, L, M, N, dan seterusnya. Ingat bahwa nilai n yang berbeda menunjukan tingkatan energi yang berbeda.
Elektron dapat berpindah dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain. Bila dari tingkat n=1 ke n=3 maka elektron akan menyerap energi, dan bila berpindah dari n = 5 ke n=4 maka elektron akan melepaskan energi, energi yang dilepaskan ini berupa emisi cahaya dengan panjang gelombang tertentu.
2)Bilangan kuantum azimuth (l)
Bilangan kuantum azimuth disebut juga bilangan kuantum momentum angular, bilangan kuantum ini berhubungan dengan bentuk orbital. Artinya nilai l yang berbeda menunjukan bentuk orbital yang berbeda pula. Nilai l adalah dari 0 hingga n-1. Adapun bentuk orbital dengan nilai bilangan kuantum azimuth 1 sampai 3 adalah sebagai berikut:
l = 0 bentuk orbitalnya disebut “orbital s”
l = 1 bentuk orbitalnya disebut “orbital p”
l = 2 bentuk orbitalnya disebut “orbital d”
l = 3 bentuk orbitalnya disebut “orbital f”
3)Bilangan kuantum magnetic (m)
Bilangan kuantum ini menunjukan orientasi orbital di dalam ruang relative dengan kedudukan orbital yang lain dalam atom. Besarnya nilai m ditentukan dari “+l” hingga “-l”. Artinya untuk l = 0 maka nilai m nya adalah 0, untuk l=1 maka nilai m nya adalah -1,0, dan 1. Jadi setiap nilai m menunjukan satu ruang orbital di dalam sub kulit atom. Perhatikan contoh berikut:
l = 0 bentuk orbitalnya disebut “orbital s” dan nilai m yang mungkin adalah 0 sehingga orbital s hanya memiliki 1 ruang orbital
l = 1 bentuk orbitalnya disebut “orbital p” dan nilai m yang mungkin adalah -1, 0, dan 1 sehingga orbital p memiliki 3 ruang orbital p dengan orientasi yang berbeda yaitu Px, Py, Pz.
l = 2 bentuk orbitalnya disebut “orbital d” dan nilai m yang mungkin adalah -2,-1, 0, 1, dan 2, sehingga orbital d memiliki 5 ruang orbital d dengan orientasi yang berbeda, yaitu dxz, dyz, dxy, dx2-y2 dan dz2.
l = 3 bentuk orbitalnya disebut “orbital f” dan nilai m yang mungkin adalah -3,-2,-1, 0, 1, 2, dan 3, sehingga orbital f memiliki 7 ruang orbital dengan orientasi yang berbeda.
4)Bilangan Kuantum Spin (s)
Bilangan kuantum spin muncul untuk menjelaskan bahwa elektron yang berputar dapat menghasilkan medan magnet, sangatlah mungkin untuk mengasumsikan bahwa perputaran elektron ini memiliki dua arah yang berbeda sehingga dapat dihasilkan medan magnet yang berlawanan arah. Dengan asumsi ini maka bilangan kuantum spin hanya memiliki dua nilai yang dilambangkan dengan + ½ dan -1/2. Masing-masing nilai “s” diatas mewakili dua buah elektron yang berputar berlawanan arah di dalam ruang orbital. Perhatikan ilustrasi berikut:
Perhatikan gambar di atas, elektron 1 (bulatan berwarna merah) sebelah kiri berputar ke arah kiri dan elektron kedua berputar ke arah kanan (perhatikan tanda putaran biru diatas) akibat perbuataran ini kedua elektron akan menghasilkan medan magnet yang berlawanan arah (ditandai dengan huruf N kutub magnet utara dan S kutub magnet selatan).
Bilangan kuantum spin ini berhubungan dengan postulat Wolfgang pauli (1900-1958) yang menyatakan bahwa suatu elektron didalam atom tidak boleh memiliki 4 bilangan kuantum yang sama. Elektron dalam orbital yang sama akan dapat memiliki nilai n, l, dan m yang sama, sehingga untuk nilai bilangan kuatum yang keempat yaitu bilangan kuantum spin “s” tidak boleh sama. Karena hanya ada 2 nilai s, maka oleh sebab itulah satu orbital maksimal hanya bisa diisi oleh dua elektron dengan dua arah putaran yang berlawanan.
0 komentar:
Posting Komentar