8
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI
Peluang keberadaan elektron dalam atom. Peluang terbesar
≈
99,99 berada pada permukaan bola.
Gambar 1.8
Inti atom Peluang t erbesar
keberadaan elekt ron dalam atom
B. Bentuk Orbital
Bentuk orbital ditentukan oleh bilangan kuantum azimut. Bilangan kuantum ini diperoleh dari suatu persamaan matematika yang mengandung
trigonometri sinus dan cosinus. Akibatnya, bentuk orbital ditentukan oleh bentuk trigonometri dalam ruang.
1. Orbital-s
Orbital-s memiliki bilangan kuantum azimut, A= 0 dan m= 0. Oleh
karena nilai m sesungguhnya suatu tetapan tidak mengandung trigonometri maka orbital-s tidak memiliki orientasi dalam ruang sehingga
orbital-s ditetapkan berupa bola simetris di sekeliling inti. Permukaan bola menyatakan peluang terbesar ditemukannya elektron dalam orbital-s.
Hal ini bukan berarti semua elektron dalam orbital-s berada di permukaan bola, tetapi pada permukaan bola itu peluangnya tertinggi
≈
99,99,
sisanya bolehjadi tersebar di dalam bola, lihat Gambar 1.8. 2. Orbital-p
Orbital-p memiliki bilangan kuantum azimut, A= 1 dan m= 0, ±l.
Oleh karena itu, orbital-p memiliki tiga orientasi dalam ruang sesuai dengan bilangan kuantum magnetiknya. Oleh karena nilai m
sesungguhnya mengandung sinus maka bentuk orbital-p menyerupai bentuk sinus dalam ruang, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.9.
Ketiga orbital-p memiliki bentuk yang sama, tetapi berbeda dalam orientasinya. Orbital-p
x
memiliki orientasi ruang pada sumbu-x, orbital-p
y
memiliki orientasi pada sumbu-y, dan orbital-p
z
memiliki orientasi pada sumbu-z. Makna dari bentuk orbital-p adalah peluang terbesar
ditemukannya elektron dalam ruang berada di sekitar sumbu x, y, dan z. Adapun pada bidang xy, xz, dan yz, peluangnya terkecil.
3. Orbital-d
Orbital-d memiliki bilangan kuantum azimut A = 2 dan m = 0, ±1,
±2. Akibatnya, terdapat lima orbital-d yang melibatkan sumbu dan bidang, sesuai dengan jumlah bilangan kuantum magnetiknya. Orbital-d terdiri
atas orbital-
2
d
z
, orbital-
xz
d
, orbital-
xy
d
, orbital-
yz
d
, dan orbital-
− 2
2
d
x y
perhatikan Gambar 1.10.
Gambar 1.9
Kumpulan orbital p dengan berbagai orientasi
Sumber: Chemistry The Central Science, 2000
Pz Px
Py y
x y
z z
y x
z
x
Gambar 1.10
Kumpulan orbital d dengan berbagai orientasi
z z
z
x y
x x
y
y z
x x
y z
− 2
2 x
d
y 2
z
d d
yz
d
xz
d
xy
Sumber: Chemistry The Central Science, 2000
y
Di unduh dari : Bukupaket.com
Struktur Atom
9
Orbital d
xy
, d
xz
, d
yz
, dan
− 2
2
d
x y
memiliki bentuk yang sama, tetapi orientasi dalam ruang berbeda. Orientasi orbital-d
xy
berada dalam bidang xy, demikian juga orientasi orbital-orbital lainnya sesuai dengan tandanya.
Orbital
− 2
2
d
x y
memiliki orientasi pada sumbu x dan sumbu y. Adapun orbital
2
d
z
memiliki bentuk berbeda dari keempat orbital yang lain. Orientasi orbital ini berada pada sumbu z dan terdapat “donat” kecil
pada bidang-xy. Makna dari orbital-d adalah, pada daerah-daerah sesuai tanda dalam orbital xy, xz, yz, x
2
–y
2
, z
2
menunjukkan peluang terbesar ditemukannya elektron, sedangkan pada simpul-simpul di luar bidang
memiliki peluang paling kecil. Bentuk orbital-f dan yang lebih tinggi dapat dihitung secara
matematika, tetapi sukar untuk digambarkan atau diungkapkan keboleh- jadiannya sebagaimana orbital-s, p, dan d.
Kesimpulan umum dari hasil penyelesaian persamaan Schrodinger dapat dirangkum sebagai berikut.
Setiap orbital dicirikan oleh tiga bilangan kuantum n, , dan m yang memiliki ukuran, bentuk, dan orientasi tertentu dalam ruang
kebolehjadian. Elektron-elektron yang menghuni orbital memiliki spin berlawanan sesuai temuan Stern-Gerlach.
Secara lengkap, peluang keberadaan elektron dalam atom dapat
Anda lihat pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2 Bilangan Kuantum dan Orbital Atom
1
n Orbital
s Jumlah Maksimum
Elektron
1s +
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
+
1 2
, –
1 2
2 2
m
–1, 0, +1 –1, 0, +1
–2, –1, 0, +1, +2 –1, 0, +1
–2, –1, 0, +1, +2 –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3
2s 2p
3s 3p
3d 4s
4p 4d
4f 2
6 2
6 10
2 6
10 14
8
18
32 2
3
4 1
1 2
1 2
3
Di Kelas X, Anda telah belajar menuliskan konfigurasi elektron seperti: 2 8 18 32. Jika pada atom Cl elektron tidak maksimum, Anda tuliskan konfigurasi elektronnya
Cl: 2 8 8 7, tidak Cl: 2 8 15. Bagaimanakah hal ini dapat dijelaskan dengan teori mekanika kuantum?
Kegiatan Inkuiri
Nomor atom S=16. Jadi, konfigurasi ion sulfida, S
2–
adalah .... A. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
2
B. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
C. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
D. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
3d
2
E. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
4s
2
Pembahasan Konfigurasi elekt ron
16
S = 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
, ion S
2-
adalah atom S yang telah memperoleh 2
elektron. Elektron tambahan ini akan mengisi orbital dengan
tingkat energi terendah yaitu 3p. Jadi, konfigurasi elekron
16
S
2-
= 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
C SPMB 2002
Mahir
Menjawab
Di unduh dari : Bukupaket.com
10
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI
C. Konfigurasi Elektron Atom Polielektron
