1. 105
D. Rambu-rambu Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar-4
1. Konfigurasi elektronik unsur dengan nomor atom: a 7 adalah: [
2
He] 2 s
2
2 p
3
, atau [
2
He] +
5e
; ia berada dalam golongan 15 menurut IUPAC atau 5A model Amerika Utara, dan periode 2.
b 34 adalah: [
18
Ar] 3 d
10
4 s
2
4 p
4
, atau [
18
Ar] +
16e
; ia berada dalam golongan 16 menurut IUPAC atau 6A model Amerika Utara, dan periode 4.
c 65 adalah: [
54
Xe] 4 f
9
6 s
2
; ini kelompok f, jadi ia berada dalam golongan 3 atau
terpisahkan menurut IUPAC maupun model Amerika Utara, dan periode 6. 2. Pengertian:
a Jari-jari kovalen suatu atom didefinisikan sebagai setengah jarak antara dua inti
atom yang bergabung dengan ikatan kovalen dalam molekul diatomik. b
Jari-jari van der Waals adalah setengah jarak antara dua inti atom dari molekul- molekul diatomik yang bertetangga
c Energi ionisasi suatu atom didefinisikan sebagai energi terendah yang
diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari tiap mol atom dalam keadaan gas d
Afinitas elektron didefinisikan sebagai energi yang dibebaskan bila tiap mol
atom netral dalam keadaan gas menangkap elektron membentuk ion negatif. 3. Jari-jari kovalen klorin lebih besar daripada jari-jari fluorin, sebab ukuran atom yang
ditentukan oleh banyaknya kulit elektron atom klorin n = 3 lebih besar daripada
fluorin n = 2 dan keduanya segolongan.
4. Si dan Ge keduanya segolongan 14 dengan konfigurasi elektronik terluar .... 3 s
2
3 p
2
dan .... 4 s
2
4 p
2
. Ge memiliki 18 elektron lebih dibanding Si: tambahan 4 elektron menjadi 3
p
6
sesungguhnya justru mereduksi jari-jari atomnya, namun tambahan 2 elektron pada kulit baru 4
s
2
berikutnya menaikkan jari-jari atom secara signifikan; akan tetapi tambahan 10 elektron pada kulit yang lebih dalam, yakni 3
d
10
tentu saja mereduksi secara signifikan jari-jari atomnya. Dengan demikian dapat dipahami
hasil akhir kenaikan jari-jari menjadi tidak terlalu signifikan, sehingga hanya berbeda kecil dari jari-jari atom Si.
5. Na dan Mg masing-masing mempunyai afinitas elektron ∆
H
o
kJ mol
-
1
, -53 dan 39; data ini menyarankan bahwa pada proses penangkapan elektron terjadi pembebasan
energi bagi atom Na, tetapi sebaliknya membutuhkan energi bagi atom Mg; atau dengan kata lain atom Na lebih mudah menangkap satu elektron ketimbang atom
Mg. Penangkapan 1 elektron tambahan akan menghasilkan konfigurasi elektronik 3 s
2
yang “simetris-penuh” bagi natrium, dan 3 s
2
3 p
1
yang “tak-simetris” bagi magnesium.
1. 106 6. He dengan konfigurasi elektronik 1
s
2
penuh, tentu sangat stabil. Penangkapan satu elektron tambahan akan menghasilkan konfigurasi 1
s
2
2 s
1
, yang berakibat naiknya volume jari-jari atom yang sangat signifikan karena dengan penambahan kulit;
dengan jumlah proton yang tetap tentu saja dapat dipahami bahwa keadaan ini tidak mungkin stabil, jadi diperlukan energi pada proses ini yang artinya secara
termodinamika afinitas elektron ∆
H
o
kJ mol
-
1
bertanda positif. 7. Muatan inti efektif menurut Slater terhadap elektron terluar, 2s, adalah 1,3 bagi Li
dan 1,95 bagi Be; jadi terdapat kenaikan Z
ef
sebesar + 0,65 dalam periode, Li-Be. Pada proses penangkapan 1 elektron akan dihasilkan konfigurasi elektronik 1
s
2
2 s
2
bagi Li
-
dan 1 s
2
2 s
2
2 p
1
bagi Be
-
; ini menghasilkan Z
ef
atas elektron terluar sebesar 0,95 bagi Li
-
dan 1,6 bagi Be
-
; lagi-lagi ini menghasilkan kenaikan yang sama untuk atom netralnya. Dengan demikian Z
ef
nampaknya tidak berperan dalam menentukan nilai afinitas elektronnya. Oleh sebab itu perbedaan afinitas elektron -60 kJ mol
-
1
untuk Li dan 48 kJ mol
-
1
untuk Be tentu disebabkan oleh faktor lain, sebagaimana dalam kasus Li-Mg, yakni “kesimetrian penuh-tidak penuh” konfigurasi elektronik
terluarnya. 8. Satu-satunya elektron valensi atom unsur
37
Rb dan
47
Ag adalah 5 s
1
. Jadi andaikata satu-satunya elektron atom hidrogen sudah berada dalam orbital yang sama, 5
s
1
, maka energi ionisasinya menjadi lebih rendah, dan menurut Ritz dapat dihitung
sebagai berikut: ν
=
1
λ =
R
H
2 1
1 n
-
2 2
1 n
cm
-
1
, dengan n
1
= 5 dan n
2
=
∞
, diperoleh: ν
= 109737 cm
-
1
x 125 = 4389,48 cm
-
1
= 4389,48 cm
-
1
8065,5 cm
-
1
eV = 0,544 eV.
Nilai ini sangat berbeda, jauh lebih rendah daripada atom Rb 4,18 eV dan bahkan Ag 7,57 eV. Tentu saja faktor utama pembedanya adalah muatan intinya, sebab
elektron valensi 5 s
1
yang akan dilepaskan ini terikat oleh muatan inti yang berbeda- beda.
Z
ef
atas elektron valensi ini adalah +1 bagi atom H, [37-28x1 – 8x0,85 = +2,2] bagi atom Rb, dan [47-28x1 – 18x0,85 = +3,7] bagi atom Ag. Andaikata
energi ionisasi kedua atom ini mengikuti rumusan ”ideal” persamaan 3.8: E
ionisasi
=
2 2
n Z
σ
−
13,6 eV, maka diperoleh: 1.
2,2
2
5
2
x 13,5 eV = 2,63 eV, bagi Rb, berbeda jauh dari data percobaan, dan 2.
3,7
2
5
2
x 13,5 eV = 7,45 eV, bagi Ag, sangat dekat dengan data percobaan. Adanya perbedaan perhitungan yang relatif besar bagi Rb menyarankan bahwa
rumusan perhitungan Z
ef
masih perlu diperhalus.
1. 107
E. LAMPIRAN:
Kategori