Hubungan konfigurasi elektron dan sistem periodik

17 B Bab 1 Struktur Atom dan Bentuk Molekul Pembagian unsur-unsur menurut blok s, p, d, dan f Coba kalian lihat lagi konfigurasi elektron dari unsur-unsur yang telah kalian buat. Adakah kesamaan dalam hal elektron terluar? Berdasarkan kesamaan konfigurasi elektron, terluar dapat dikelompokan unsur-unsur tersebut dalam blok berikut. Š Blok s. Unsur yang mempunyai konfigurasi elektron terluar pada orbital s terletak pada golongan IA dan IIA, kecuali unsur H dan He. Unsur-unsur ini merupakan logam yang reaktif. Misal konfigurasi elektron terluar adalah ns x , maka unsur tersebut terletak pada golongan xA. Š Blok p. Unsur yang mempunyai konfigurasi elektron terluar pada orbital p, terdapat dalam golongan IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, dan VIII. Golongan unsur-unsur ini meliputi logam, metaloid, dan non logam. Misal konfigurasi elektron terluar adalah np y , maka unsur tersebut terletak pada golongan 2 + yA. Š Blok d. Konfigurasi elektron terluar d terdapat dalam unsur- unsur transisi, yaitu golongan IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, dan IIB. Misal konfigurasi elektron terluar adalah ns x n dz, maka unsur tersebut terletak pada golongan x + zB. Jika a. x + z = 8, x + z = 9, dan x + z = 10, maka unsur terletak pada golongan VIIIB; b. x + z = 11, maka unsur terletak pada golongan IB; c . x + z = 12, maka unsur terletak pada golongan IIB. Š Blok f. Blok f merupakan golongan unsur lantanida dan aktinida. Golongan ini disebut juga golongan transisi dalam. Gambar 1.10 Pembagian unsur- unsur menurut blok s , p , d , dan f . Sumber: General Chemistry, Principles and Modern Application, Petrucci R. H, Harwood W. S, dan Herring G. F 18 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2 Ramalkan posisi unsur di bawah ini dalam sistem periodik unsur. a. 17 Cl : [Ne] 3 s 2 3 p 5 b. 27 Co : [Ar] 4 s 2 3 d 7 Jawab a. Cl : [Ne] 3 s 2 3 p 5 Kulit utama terbesar n = 3. Jadi, Cl terletak pada periode 3. Orbital terakhir ada di subkulit 3 p dengan 5 elektron. Jadi, Cl terletak di golongan VIIA. b. 27 Co : [Ar] 4 s 2 3 d 7 Konfigurasi elektron Co di atas disusun berdasarkan tingkat energi orbital. Berdasarkan aturan pengisian elektron, orbital 4 s mempunyai energi lebih rendah dari orbital 3d sehingga terisi lebih dahulu. Untuk memudahkan kita dalam menentukan posisi unsur dalam tabel periodik, maka konfigurasi elektron yang sudah benar penulisannya dibalik, yaitu orbital 3 d dulu baru 4s, menjadi 27 Co: [Ar] 3 d 7 4 s 2 Baru kemudian kita menentukan kulit utama unsur. Kulit utama terbesar n = 4. Jadi, Co terletak pada periode 4. Orbital terakhir ada di subkulit 3 d dengan 7 elektron. Jadi, Co terletak di golongan VIIIBkarena elektron valensinya 8 atau n 1 d 7 ns 2 . Contoh Kerjakan di buku latihan kalian. 1. Jelaskan secara singkat teori atom yang dikemukakan oleh a. Neils Bohr, b. de Broglie. 2. Gambarkan bentuk-bentuk orbital dari orbital s, p, dan d. 3. Tuliskan konfigurasi elektron dari : a. Cl Z = 17 c. Fe Z = 26 b. Zn Z = 30 d. Rb Z = 37 4. Hitung jumlah elektron maksimum dalam a. kulit dengan n = 3, b. subkulit dengan l =1. 19 B Bab 1 Struktur Atom dan Bentuk Molekul

C. Bentuk Molekul

Kerjakan di buku latihan kalian. 1. Jelaskan elektron bersifat partikel dan gelombang. 2. Jelaskan sejarah munculnya teori mekanika kuantum. 3. Apa yang dimaksud dengan orbital? 4. Jelaskan perbedaan teori atom klasik dengan teori atom mekanika kuantum. 5. Tulis konfigurasi elektron dari unsur-unsur berikut dan gambarkan diagram orbitalnya. a. 42 Mo d. 32 Ge b. 82 Pb e. 14 Si c. 37 Rb f. 55 Cs 1 6. Tentukan bilangan kuantum utama, azimuth, magnetik, dan spin dari unsur-unsur di bawah ini. a. 4 Be d. 50 Sn b. 24 Cr e. 9 F c. 34 Se f. 47 Ag 7. Identifikasi unsur dalam tabel periodik yang mempunyai kon- figurasi elektron [Xe]4 f 14 5 d 10 6 s 2 . 8. Bu Ani mengoleksi peralatan rumah tangga dengan bahan dasar perak. a. Tentukan konfigurasi elektron dari perak tersebut. b. Gambar diagram orbitalnya. c. Tentukan bilangan kuantum utama, magnetik, dan spin dari perak. 5. Ramalkan terdapat pada periode dan golongan berapa unsur-unsur berikut dalam sistem periodik. a. P Z = 15 c. Ag Z = 47 b. Cu Z = 29 d. Cs Z = 55 Bentuk molekul merupakan gambaran secara teoritis susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan ruang pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas atom pusat. Susunan atom-atom teratur menurut pola-pola tertentu. Pola-pola itu disebut dengan b bentuk molekul. Bentuk molekul dapat ditentukan dengan teori domain elektron dan teori hibridisasi. Tahukah kalian cara menentukan bentuk molekul dengan teori domain elektron dan teori hibridisasi? Coba kalian perhatikan penjelasan berikut. 20 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2

1. Teori domain elektron

Telah diketahui bahwa atom diikat oleh atom lain dalam suatu molekul dengan menggunakan pasangan-pasangan elektron yang berada di atom pusat. Pasangan-pasangan ini mengalami gaya elektrostatis akibat dari muatan yang dimilikinya. Berdasarkan hal tersebut, pada tahun 1970, R.G. Gillesepie mengajukan teori VSEPR Valance Shell Elektron Pair Repulsion yang menyatakan bahwa “pasangan-pasangan elektron akan berusaha saling menjauhi sehingga tolak-menolak antara pasangan elektron menjadi minimum” Teori ini juga dikenal sebagai teori jumlah pasangan elektron. Menurut teori VSEPR, bentuk molekul dapat diramalkan dari jumlah pasangan elektron valensi atom pusat, dan juga posisi pasangan elektron tersebut dalam atom pusat. Di atom pusat pasangan elektron ada pada berbagai posisi, yaitu pasangan elektron bebas-elektron bebas, pasangan elektron bebas-elektron terikat atau pasangan elektron terikat-elektron terikat. Masing-masing pasangan elektron bebas memiliki energi tolakan yang berbeda-beda. Energi tolakan elektron bebas-elektron bebas lebih besar dibandingkan dengan energi tolakan elektron bebas-elektron terikat. Energi tolakan elektron bebas-elektron terikat akan lebih besar dibandingkan dengan energi tolakan elektron terikat-elektron terikat. a. Perbandingan energi tolakan pasangan elektron Pada perkembangan lebih lanjut, pengertian domain elektron tidak hanya berlaku untuk ikatan rangkap tetapi termasuk ikatan tunggal. Jika jumlah elektron dalam domain elektron semakin banyak, maka gaya tolak-menolaknya akan semakin besar. Berdasarkan jumlah atomnya, maka urutan gaya tolak-menolak pada domain elektron ikatan adalah sebagai berikut. Berdasarkan kenyataan tersebut dapat diramalkan bentuk molekul dari beberapa senyawa sebagaimana dalam Tabel 1.6. Pasangan elektron bebas-elektron bebas elektron bebas- elektron terikat elektron terikat-elektron terikat. Domain elektron ikatan rangkap 3 lebih besar dari domain elektron ikatan rangkap 2, sedangkan domain elektron ikatan 2 lebih besar dibandingkan elektron ikatan tunggal