2
Unsur teknesium Z = 43, yang “hilang” dari sistem periodik disintesis dengan reaksi inti Mo tahun 1937, dan unsur terakhir yang tidak ditemukan prometium Z = 61 didapatkan dalam
produk fisi uranium di tahun 1947. Neptunium Z = 93, unsur dengan nomor atom lebih besar dari uranium Z = 92, disintesis pertama sekali tahun 1940. Kini ada 103 unsur yang telah diberi
nama. Walaupun keberadaan unsur dengan Z = 104 - 111 telah dikonfirmasi, unsur-unsur ini tidak signifikan dalam kimia anorganik, karena sampai saat ini unsur-unsur ini baru diproduksi
dalam jumlah yang sangat kecil. Semua unsur trans-uranium bersifat radioaktif, dan beberapa unsur dengan nomor atom lebih
kecil dari Z = 92, yakni teknesium, prometium, dan unsur-unsur setelah polonium juga bersifat radioaktif. Waktu paruh lihat bagian 7.2 polonium, astatin, radon, aktinium, dan protoaktinium
sangat pendek. Sejumlah teknesium
99
Tc yang cukup telah didapatkan dari produk fisi. Karena unsur ini radioatf, penanganan
99
Tc cukup sukar, sama seperti isotop radioaktif lain, dan akibatnya kimia unsur ini kurang berkembang dibandingkan kimia mangan dan renium yang segolongan.
Unsur ekivalen dengan alfabet dalam bahasa, semua zat terbuat dari kombinasi unsur, persis dengan semua kalimat yang mungkin hanya tersusun dari 26 huruf dalam alfabet.
1.3 Struktur elektron unsur
Fungsi gelombang elektron dalam atom disebut orbital atom. Orbital atom diungkapkan dengan menggunakan tiga bilangan kuantum; bilangan kuantum utama, n; bilangan kuantum azimut, l;
dan bilangan kuantum magnetik, m
l
. Untuk setiap bilangan kuantum utama n, terdapat n bilangan kuantum azimut dari nilai 0 sampai n-1, dan masing-masing berkaitan dengan orbital berikut:
l : 0, 1, 2, 3, 4, … s, p, d, f, g, …
Suatu orbital atom diungkapkan dengan kombinasi n dan l. Misalnya, n = 3 dan l = 2 untuk orbital 3d. Terdapat 2l+1 nilai m
l
untuk setiap nilai l, yakni l, l-1, l-2, ..., -l. Akibatnya terdapat satu orbital s, tiga orbital p, lima orbital d dan tujuh orbital f. Tiga bilangan kuantum yang telah
disebutkan tadi digunakan untuk mengungkapkan distribusi elektron dalam atom yang setipe dengan hidrogen, dan bilangan kuantum lain m
s
12, -12 yang mendeskripsikan arah spin elektron diperlukan untuk secara lengkap mendeskripsikan keadaan elektron. Jadi keadaan
3
elektron didefinisikan dengan empat bilangan kuantum n, l, m
l
, m
s
. Fungsi gelombang yang menentukan bentuk orbital dapat diungkapkan sebagai hasil kali fungsi gelombang radial R dan
fungsi gelombang angular Y:
n,l,ml
= R
n,l
rY
l,ml
θ, R merupakan fungsi jarak dari inti, Y mengungkapkan komponen sudut orbital. Bentuk orbital
ditunjukkan di Gambar 1.1. Karena kebolehjadian keberadaan elektron sebanding dengan kuadrat fungsi gelombang, peta kerapatan elektron mirip dengan fungsi gelombangnya. Syarat berikut
harus dipenuhi bila setiap orbital diisi elektron. Syarat pengisian elektron
Prinsip Pauli
: Jumlah jumlah elektron yang diizinkan menempati suatu orbital maksimal adalah dua, untuk kasus dua elektron mengisi satu orbital, spinnya harus anti-paralel berbeda arah.
Aturan Hund : bila terdapat orbital-orbital yang berenergi sama, elektron-elektron mengisi orbital-
orbital berbeda tersebut dengan satu elektron terlebih dahulu dan dengan spin yang paralel. Urutan energi orbital atom netral adalah:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p … dan konfigurasi elektron ditentukan dengan pengisian orbital sesuai dengan prinsip Pauli dan
aturan Hund. Suatu orbital s dengan satu m
l
dapat ditempati dua elektron, p dengan tiga m
l
dapat ditempati enam elektron, d dengan lima m
l
dapat ditempati sepuluh elektron.
Latihan 1.1
Tentukan konfigurasi elektron C, Fe, dan Au. [Jawab] Elektron-elektron sejumlah sama dengan nomor atomnya disusun menurut kenaikan
energi orbital. Karena elektron di sebelah dalam elektron valensi mempunyai konfigurasi elektron sama dengan konfigurasi elektron gas mulia; konfigurasinya dapat dinyatakan dengan menuliskan
simbol gas mulianya dalam tanda kurung. C: 1s
2
2s
2
2p
2
atau [He]2s
2
2p
2
Fe: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
6
4s
2
atau [Ar]3d
6
4s
2
4
Au: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
6
4d
10
4f
14
5s
2
5p
6
5d
10
6s
1
or [Xe]4f
14
5d
10
6s
1
Gambar 1.1 Bentuk orbital s, p dan d.
5
Tabel 1.1 Sistem periodik unsur, angka di bagian atas tiap kotak menunjukkan massa atom relatif.
6
1.4 Klasifikasi unsur dalam blok sistem periodik
