Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik Unsur

Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik Unsur- Sistem periodik panjang merupakan sistem periodik Mendeleyev versi modern. Dalam sistem periodik panjang unsur-unsur disusun berdasarkan urutan nomor atomnya, bukan berdasarkan massa atomnya seperti pertama kali diajukan oleh Mendeleyev dan Lothar Meyer. Dalam sistem periodik panjang unsur-unsur dibagi atas lajur-lajur vertikal (golongan) dan deret-deret horizontal (periode). Sistem periodik panjang pertama kali dikenalkan oleh J. Thomson pada tahun 1895.

1.    Periode pada sistem periodik

Sistem periodik panjang terdiri atas 7 periode. Setiap periode dimulai dengan pengisian orbital ns dan diakhiri dengan np sampai terisi penuh. Nomor periode dari atas ke bawah menunjukkan kuantum utama terbesar yang dimiliki oleh atom unsur yang bersangkutan.

Contoh:

Unsur 40Zr konfigurasi elektronnya: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2
Harga n terbesar dalam konfigurasi ini ialah 5. Unsur 40Zr adalah unsur periode 5. Berdasarkan jumlah unsur yang ada pada ketujuh periode dalam sistem periodik panjang, dibedakan atas periode pendek, periode panjang, dan periode belum lengkap.

a.    Periode pendek

Periode pendek terdiri atas periode 1, 2, dan 3. Periode pertama terdiri atas 2 unsur, yaitu unsur hidrogen dan helium. Periode kedua terdiri atas 8 unsur, mulai dari litium dan berakhir pada neon. Pada periode ini elektron mulai mengisi orbital 2s dan 3 orbital 2p sampai penuh. Periode ketiga terdiri dari 8 unsur mulai dari natrium dan berakhir pada argon. Pada periode ini elektron mulai mengisi orbital 3s terus sampai 3 orbital 3p terisi penuh sesuai dengan aturan Aufbau. Pada periode ketiga, orbital 3d tidak terisi elektron, karena orbital 3d tingkat energinya lebih tinggi dari orbital 4s.

b.    Periode panjang

Periode panjang terdiri atas periode 4, 5, dan 6. Pengisian elektron pada periode ke-4 mulai dari 4s sampai dengan 4p. Berbeda dengan pengisian elektron pada periode pendek yaitu setelah orbital 4s terisi penuh elektron. Selanjutnya elektron mengisi orbital 3d, baru kemudian orbital 4p terisi elektron. Pengecualian pada pengisian elektron pada atom kromium dan tembaga (lihat aturan orbital penuh dengan setengah penuh). Dengan demikian periode ke-4 ini terisi 18 unsur. Seperti halnya pengisian elektron periode 4, pengisian elektron unsur-unsur periode 5, yaitu elektron-elektron mulai mengisi orbital 5s, kemudian 4d, dan akhirnya orbital-orbital 5p, pengecualian pada unsur Mo dan Ag, karena terkena aturan pengisian orbital penuh dan setengah penuh. Berbeda dengan pengisian elektron unsur-unsur periode 4 dan 5, pada pengisian elektron unsur periode 6. Setelah elektron mengisi penuh orbital 6s, kemudian 1 orbital 5d diisi elektron. Selanjutnya yang terisi elektron adalah orbital-orbital 4f menghasilkan deretan unsur-unsur lantanida. Selanjutnya elektron mengisi kembali orbital-orbital 5d dan akhirnya orbital-orbital 6p. Maka pada periode 6 ini terdapat 32 unsur yang terdiri atas 8 unsur utama, 14 unsur lantanida, 10 unsur peralihan. Pengisian elektron pada unsur-unsur periode 7 sama seperti pengisian elektron pada periode 6 yaitu setelah 7s terisi penuh elektron mengisi 1 orbital 6d, kemudian elektron mengisi orbital-orbital 5f, menghasilkan deretan unsur-unsur aktinida, selanjutnya elektron akan mengisi orbital 6d berikutnya.

c.     Periode belum lengkap

Periode yang terakhir dalam sistem periodik panjang yaitu periode 7, disebut juga sebagai periode belum lengkap, karena masih banyak kolom-kolom yang kosong belum terisi oleh unsur diharapkan masih ada unsur transisi pada periode ini yang belum ditemukan orang.

2.    Golongan pada sistem periodik

Pada sistem periodik panjang ada 8 golongan unsur yang masing-masing dibagi atas golongan utama (A) dan golongan peralihan/transisi (B). Untuk lebih jelasnya marilah kita lihat bagan sistem periodik panjang yang memperlihatkan bahwa unsur-unsur dibagi atas 4 blok yaitu blok s, blok p, blok d, dan blok f, berdasarkan letak elektron yang terakhir pada orbitalnya dalam konfigurasi elektron unsur yang bersangkutan.

Bagan 1.2 Penggolongan periode dan golongan

Bagan 1.2 Penggolongan periode dan golongan

Sesuai dengan aturan pengisian elektron dalam orbital-orbital ternyata bahwa jumlah elektron valensi suatu unsur sesuai dengan golongannya. Unsur-unsur dalam sistem periodik dikelompokkan dalam blok-blok sebagai berikut.

a.    Unsur blok s (golongan IA dan IIA)

Dalam konfigurasi elektron unsur, elektron terakhir terletak pada orbital s. Nomor golongannya ditentukan oleh jumlah elektron pada orbital s yang terakhir.
Contoh:
Konfigurasi elektron:
11Na : 1s2 2s2 2p6 3s1 –> Golongan IA
20Ca : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 –> Golongan IIA

b. Unsur-unsur blok p (golongan IIIA sampai dengan golongan 0)

Dalam konfigurasi elektron unsur, elektron yang terakhir terletak pada orbital p. Nomor golongan ditentukan oleh banyaknya elektron pada orbital p terakhir ditambah 2 (jumlah elektron valensinya).

Contoh:
13AI : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
elektron pada orbital p terakhir = 1
Jadi, unsur 13AI terletak pada golongan (1 + 2) = IIIA, elektron valensi 13AI ialah elektron yang terletak pada kulit ke-3, yaitu 3s dan 3p sebanyak 2 + 1 = 3.

c.     Unsur-unsur blok d (golongan IB sampai dengan golongan VIII)

Unsur-unsur transisi adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit d. Berdasarkan prinsip Aufbau, unsur-unsur transisi baru dijumpai mulai periode 4. Pada setiap periode kita menemukan 10 buah unsur transisi, sesuai dengan jumlah elektron yang dapat ditampung pada subkulit d. Diberi nama transisi karena terletak pada daerah peralihan antara bagian kiri dan kanan sistem periodik.

Aturan penomoran golongan unsur transisi adalah:

a. Nomor golongan sama dengan jumlah elektron pada subkulit s ditambah d.

b. Nomor golongan dibubuhi huruf B.

Dalam konfigurasi elektron unsur, elektron yang terakhir terletak pada orbital d. Nomor golongan ditentukan oleh banyaknya orbital s terdekat. (Jika dalam konfigurasi elektron unsur, tidak terkena aturan orbital penuh atau setengah penuh, nomor golongan = jumlah elektron pada d terakhir ditambah 2).

1)    Jika jumlah elektron pada orbital d terakhir dan elektron pada orbital s terdekat kurang dari 8, maka nomor golongan adalah jumlah elektron tersebut.

Contoh:

23V : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
– elektron pada d terakhir = 3
– elektron pada s terdekat = 2
jumlah d + s = 3 + 2 = 5
Jadi, 23V unsur golongan VB.

2)    Jika jumlah elektron pada d terakhir dan elektron pada s terdekat = 8, 9, atau 10, maka unsur yang bersangkutan golongan VIII.

Contoh:
27Co : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
– elektron pada d terakhir = 7
– elektron pada s terdekat = 2
jumlah d + s = 7 + 2 = 9
Jadi, 27Co unsur golongan VIII.

3)    Jika jumlah elektron pada d terakhir dan elektron pada s terdekat lebih dari 10, maka nomor golongan adalah jumlah d + s dikurangi 10.

Contoh:
29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
– elektron pada d terakhir = 10
– elektron pada s terdekat = 1
Jadi, 29Cu unsur golongan (11 – 10) = IB
30Zn : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
– elektron pada d terakhir = 10
– elektron pada s terdekat = 2
Jadi, 30Zn unsur golongan (12 – 10) = IIB

d.    Unsur-unsur blok f (golongan lantanida dan aktinida)

Unsur-unsur transisi–dalam adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit f. Unsur-unsur transisi-dalam hanya dijumpai pada periode keenam dan ketujuh dalam sistem periodik, dan ditempatkan secara terpisah di bagian bawah. Sampai saat ini, unsur-unsur transisi-dalam belum dibagi menjadi golongan-golongan seperti unsur utama dan transisi. Unsur-unsur ini baru dibagi menjadi dua golongan besar, yaitu unsur lantanida dan unsur aktinida. Unsur-unsur lantanida (seperti lantanum), adalah unsur-unsur yang elektron terakhirnya mengisi subkulit 4f dan unsur-unsur aktinida (seperti aktinum), adalah unsur-unsur yang elektron terakhirnya mengisi subkulit 5f.

Dalam konfigurasi elektron unsur, elektron yang terakhir terletak pada orbital f. Jika harga n terbesar dalam konfigurasi elektron tersebut = 6 (periode 6). Unsur tersebut adalah unsur golongan lantanida. Jika harga n terbesar dalam konfigurasi elektron tersebut = 7, unsur tersebut adalah unsur golongan aktinida.
Contoh:
63Eu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7
Elektron terakhir terletak pada orbital f.
Harga n terbesar = 6.
Jadi, 63Eu adalah unsur golongan lantanida.
Penulisan konfigurasi elektron berdasarkan konfigurasi elektron gas mulia.

a.    Konfigurasi elektron 45Rh

Gas mulia yang terdekat dengan unsur nomor 45 ialah kripton dengan nomor atom = 36, maka elektron yang akan kita konfigurasi 45 – 36 = 9. Karena kripton unsur periode 4, maka konfigurasi dimulai dari orbital 5s. Menuliskan konfigurasi:
45Rh : (Kr) 5s2 4d7

b.    Konfigurasi elektron 100Fm

Gas mulia yang terdekat ialah Rn dengan nomor atom 86. Jumlah elektron yang akan dikonfigurasi 100 – 86 = 14. Karena Rn terletak pada periode 6, maka konfigurasi dimulai dari orbital 7s. Menuliskan konfigurasinya:
100Fm: (Rn) 7s2 6d1 5f11

2. Menentukan Letak Unsur dalam Sistem Periodik

Urutan-urutan unsur dalam sistem periodik sesuai dengan konfigurasi elektron menurut aturan Aufbau. Oleh karena itu, dengan mengetahui nomor atom atau susunan elektron suatu unsur, kita akan dapat menentukan letak unsur itu dalam sistem periodik. Bilangan kuantum utama untuk orbital s dan p sama dengan nomor periodenya sehingga dapat ditulis sebagian ns dan np, untuk orbital d nomor periodenya adalah kurang satu atau (n – 1)d sedangkan untuk orbital f adalah (n – 2)f.
Hal ini berarti bahwa:

  1. Apabila elektron terakhir suatu unsur mengisi orbital 4s atau 4p, maka unsur itu terletak pada periode 4.
  2. Apabila elektron terakhir dari suatu unsur mengisi orbital 4d, berarti unsur itu terletak pada periode 5.
  3. Apabila elektron terakhir dari suatu unsur mengisi orbital 4f, berarti unsur itu terletak pada periode 6.

Hubungan jumlah elektron pada orbital terakhir dengan nomor golongan adalah sebagai berikut.
Golongan utama:

s1

s2

p1

p2

p3

p4

p5

p6

IA

IIA

IIIA

IVA

V5

VIA

VIIA

VIIIA (0)

Golongan transisi:

d1

d2

d3

d4

d5

d6, d7, d8

d9

d10

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

IB

IIB

Golongan transisi dalam f 1 sampai dengan f 14 semua pada golongan IIIB.

Kegunaan Sistem Periodik

Sistem periodik dapat digunakan untuk memprediksi harga bilangan oksidasi, yaitu:

1. Nomor golongan suatu unsur, baik unsur utama maupun unsur transisi, menyatakan bilangan oksidasi tertinggi yang dapat dicapai oleh unsur tersebut. Hal ini berlaku bagi unsur logam dan unsur nonlogam.

2. Bilangan oksidasi terendah yang dapat dicapai oleh suatu unsur bukan logam adalah nomor golongan dikurangi delapan. Adapun bilangan oksidasi terendah bagi unsur logam adalah nol. Hal ini disebabkan karena unsur logam tidak mungkin mempunyai bilangan oksidasi negatif.

Artikel Terkait

Updated: 4 November 2014 — 18:05

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014 Frontier Theme