Menentukan Kestabilan Konfigurasi Elektron

Menentukan Kestabilan Konfigurasi Elektron- Niels Bohr adalah orang yang pertama kali (1923) mengajukan bahwa periodisitas pada sifat-sifat unsur kimia dapat dijelaskan oleh struktur elektronik atom tersebut. Pengajuannya didasarkan pada model atom Bohr, yang mana kelopak-kelopak elektronnya merupakan orbit dengan jarak yang tetap dari inti atom. Konfigurasi awal Bohr berbeda dengan konfigurasi yang sekarang digunakan: sulfur berkonfigurasi 2.4.4.6 daripada 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Satu tahun kemudian, E. C. Stoner memasukkan bilangan kuantum ketiga Sommerfeld ke dalam deskripsi kelopak elektron, dan dengan benar memprediksi struktur kelopak sulfur sebagai 2.8.6. Walaupun demikian, baik sistem Bohr maupun sistem Stoner tidak dapat menjelaskan dengan baik perubahan spektra atom dalam medan magnet (efek Zeeman).

Bohr sadar akan kekurangan ini (dan yang lainnya), dan menulis surat kepada temannya Wolfgang Pauli untuk meminta bantuannya menyelamatkan teori kuantum (sistem yang sekarang dikenal sebagai “teori kuantum lama”). Pauli menyadari bahwa efek Zeeman haruslah hanya diakibatkan oleh elektron-elektron terluar atom. Ia juga dapat menghasilkan kembali struktur kelopak Stoner, namun dengan struktur subkelopak yang benar dengan pemasukan sebuah bilangan kuantum keempat dan asas larangannya (1925):

It should be forbidden for more than one electron with the same value of the main quantum number n to have the same value for the other three quantum numbers k [l], j [ml] and m [ms].

Adalah tidak diperbolehkan untuk lebih dari satu elektron dengan nilai bilangan kuantum utama n yang sama memiliki nilai tiga bilangan kuantum k [l], j [ml] dan m [ms] yang sama.

Persamaan Schrödinger yang dipublikasikan tahun 1926 menghasilkan tiga dari empat bilangan kuantum sebagai konsekuensi penyelesainnya untuk atom hidrogen: penyelesaian ini menghasilkan orbital-orbital atom yang dapat kita temukan dalam buku-buku teks kimia. Kajian spektra atom mengizinkan konfigurasi elektron atom untuk dapat ditentukan secara eksperimen, yang pada akhirnya menghasilkan kaidah empiris (dikenal sebagai kaidah Madelung (1936)) untuk urutan orbital atom mana yang terlebih dahulu diisi elektron.

Berdasarkan pengamatan, orbital yang terisi penuh dan terisi setengah penuh menunjukkan kondisi yang relatif stabil, terutama bagi atom unsurunsur gas mulia dan unsur-unsur transisi.

Contoh:

Atom-atom unsur gas mulia relatif stabil disebabkan orbital kulit valensinya terisi penuh oleh elektron.

2He : 1s2

10Ne : 1s2 2s2 2p6

18Ar : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

36Kr : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa unsur-unsur dengan orbital kulit valensi terisi setengah penuh relatif stabil.

Contoh:

Konfigurasi elektron atom 24Cr dapat ditulis sebagai berikut:

(a) 24Cr : [Ar] 3d5 4s1 lebih stabil.

(b) 24Cr : [Ar] 3d4 4s2

Menurut data empirik, konfigurasi elektron pertama (a) relatif lebih stabil daripada konfigurasi elektron kedua (b), mengapa? Pada konfigurasi elektron (a), orbital 3d terisi lima elektron dan orbital 4s terisi satu elektron, keduanya setengah penuh. Pada konfigurasi elektron (b), walaupun orbital 4s terisi penuh, tetapi orbital 3d tidak terisi setengah penuh sehingga kurang stabil.

Para fisikawan dan kimiawan menggunakan notasi standar untuk mendeskripsikan konfigurasi-konfigurasi elektron atom dan molekul. Untuk atom, notasinya terdiri dari untaian label orbital atom (misalnya 1s, 3d, 4f) dengan jumlah elektron dituliskan pada setiap orbital (atau sekelompok orbital yang mempunyai label yang sama). Sebagai contoh, hidrogen mempunyai satu elektron pada orbital s kelopak pertama, sehingga konfigurasinya ditulis sebagai 1s1. Litium mempunyai dua elektron pada subkelopak 1s dan satu elektron pada subkelopak 2s, sehingga konfigurasi elektronnya ditulis sebagai 1s2 2s1. Fosfor (bilangan atom 15) mempunyai konfigurasi elektron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3.

Untuk atom dengan banyak elektron, notasi ini akan menjadi sangat panjang, sehingga notasi yang disingkat sering digunakan. Konfigurasi elektron fosfor, misalnya, berbeda dari neon (1s2 2s2 2p6) hanya pada keberadaan kelopak ketiga. Sehingga konfigurasi elektron neon dapat digunakan untuk menyingkat konfigurasi elektron fosfor. Konfigurasi elektron fosfor kemudian dapat ditulis: [Ne] 3s2 3p3. Konvensi ini sangat berguna karena elektron-elektron pada kelopak terluar sajalah yang paling menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur.

Urutan penulisan orbital tidaklah tetap, beberapa sumber mengelompokkan semua orbital dengan nilai n yang sama bersama, sedangkan sumber lainnya mengikuti urutan berdasarkan asas Aufbau. Sehingga konfigurasi Besi dapat ditulis sebagai [Ar] 3d6 4s2 ataupun [Ar] 4s2 3d6 (mengikuti asas Aufbau).

Adalah umum untuk menemukan label-label orbital “s”, “p”, “d”, “f” ditulis miring, walaupaun IUPAC merekomendasikan penulisan normal. Pemilihan huruf “s”, “p”, “d”, “f” berasal dari sistem lama dalam mengkategorikan garis spektra, yakni “sharp”, “principal”, “diffuse”, dan “fundamental”. Setelah “f”, label selanjutnya diikuti secara alfabetis, yakni “g”, “h”, “i”, …dst, walaupun orbital-orbital ini belum ditemukan.

Konfigurasi elektron molekul ditulis dengan cara yang sama, kecuali bahwa label orbital molekullah yang digunakan, dan bukannya label orbital atom.

  • Menentukan letak unsur dalam tabel periodik

    Menentukan letak unsur dalam tabel periodik- Hubungan konfigurasi elektron dan nomor golongan dalam tabel periodik ditunjukkan oleh jumlah elektron pada kulit valensi. Contohnya, sebagai...

  • Hubungan Golongan Dan Konfigurasi Elektron

    Hubungan Golongan Dan Konfigurasi Elektron- Pada sistem periodik modern, penyusunan unsur-unsur didasarkan pada kenaikan nomor atom. Pada atom netral, nomor atom menyatakan jumlah elektron...

  • Menentukan Konfigurasi Elektron Unsur-Unsur Transisi

    Menentukan Konfigurasi Elektron Unsur-Unsur Transisi- Pada diagram tingkat energi orbital, orbital 4s memiliki energi lebih rendah daripada orbital 3d. Akibatnya, dalam konfigurasi elektron unsur-unsur...

  • Kecenderungan Periodik Unsur Transisi

    KecenderunganPeriodik UnsurTransisi- Di antara unsur golongan IIA dan IIIA terdapat sepuluh kolom unsur-unsur golongan B. Unsur-unsur tersebut dinamakan unsur transisi. Istilah transisi artinya peralihan,...

  • Sumber dan Kegunaan Unsur Transisi

    Sumber dan Kegunaan Unsur Transisi. Umumnya unsur-unsur transisi periode keempat terdapat dalam bentuk oksida, sulfida, dan karbonat. Hanya tembaga yang dapat ditemukan dalam keadaan...

Baca juga artikel terkait dengan Menentukan Kestabilan Konfigurasi Elektron

  • Pengertian Katalis

    Katalis adalah zat yang berfungsi untuk mempercepat reaksi kimia. Katalis dapat berupa bahan organik, sintetis atau logam. Proses di mana zat ini mempercepat atau...

  • Pengertian energi aktivasi

    Dalam kimia, energi aktivasi adalah jumlah minimum energi yang diperlukan untuk mengaktifkan atom atau molekul pada suatu kondisi di mana mereka dapat mengalami transformasi...

  • Pengaruh Suhu pada Reaksi Kimia

    Kita cenderung berpikir karbon monoksida hanya sebagai gas berbahaya yang dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna dari produk karbon. Namun, ada pasar yang besar untuk...

  • Pengertian dan Contoh Reaksi dekomposisi

    Antoine Lavoisier secara luas dikenal sebagai “bapak kimia modern”. Dia adalah salah satu yang pertama untuk mempelajari reaksi kimia secara rinci. Lavoisier mereaksikan merkuri...

  • Pengertian dan Contoh Emulsi

    Pengertian dan Contoh Emulsi. Emulsi adalah campuran dari dua cairan yang biasanya tidak bergabung, seperti minyak dan air. Ketika diaduk atau dikocok dengan kuat,...

  • Menentukan Bentuk Struktur Molekul

    Menentukan Bentuk Struktur Molekul – Walaupun jumlah materi di alam sangat banyak dan beragam, tetapi pada dasarnya materi tersebut dibangun oleh beberapa jenis atom...

Leave a comment

Your email address will not be published.

*