6. Struktur atomKimia Dasar 1A

Dr. Rukman Hertadi

Materi struktur atomCahaya sebagai partikel dan gelombang.

Persamaan yang menghubungkan energi, panjang gelombang, frekuensi dan sifatgelombang/partikel cahaya.

Spektrum garis hidrogen dan hubungannya dengan tingkat energi elektron.

Menguji model Bohr untuk hidrogen.

Menjelaskan model mekanika gelombang dari atom.

De�nisi dan penggunaan bilangan kuantum.

Menuliskan kon�gurasi elektron pada keadaan dasar.

Susunan tabel periodik dan hubungannya dengan kon�gurasi elektron

Bentuk orbital s, p, dan d.

Menggunakan kon�gurasi elektron dan tabel periodik untuk meramalkan sifat kimia unsur-unsur.

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

2/83

Sifat gelombang cahayaGelombang adalah perubahan terus menerus atau osilasi materi pada bidang �sik.

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang terdiri dari osilasi medan listrik danmedan magnet yang merambat melewati ruang.

3/83

Gelombang dapat dikarakterisasi olehpanjang gelombang ( ) dan frekuensi ( )

Perkalian antara frekuensi, , danpanjang gelombang, akan memberikankecepatan gelombang (m/s).

Satuan frekuensi, , sering dinyatakandalam Hertz (Hz).

Kecepatan cahaya (c) dalam ruang hampaadalah 3 x 10 m/s.

Karakteristik gelombangλ ν

ν ( )s−1

λ (m)

s−1

8

c = νλ

4/83

Spektrum elektromagnetikSpektrum elektromagnetik terdiri dari semua frekuensi cahaya yang dibagi ke dalam daerahberdasarkan panjang gelombang radiasi.

5/83

LatihanDi antara radiasi berikut manakan yang memiliki frekuensi paling rendah?

A. sinar gamma

B. infra merah

C. gelombang mikro

D. sinar tampak

E. sinar ultraviolet

Submit Show Hint Show Answer Clear

6/83

Misteri fisika abad ke-19Masalah �sika yang tidak dapat dijelaskan dengan pendekatan �sika klasik:

1. Radiasi benda hitam

2. Efek fotolistrik

3. Spektrum garis unsur

7/83

Radiasi benda hitamSemua materi pada temperatur di atas 0 K akan mengemisikan radiasi elektromagnetik yangmerupakan hasil konversi dari energi dalam ke energi elektromagnetik.

Sebaliknya, semua materi juga dapat menyerap sebagian radiasi elektromagnetik. Objek yangdapat menyerap semua radiasi elektromagnetik disebut benda hitam.

Ketika benda hitam ada dalam kesetimbangan termal, emisinya memiliki distribusi frekuensitertentu yang bergantung pada temperatur. Emisi ini disebut radiasi benda hitam.

8/83

Wien dan Lummer tahun 1895 melakukanpercobaan untuk mempelajari distribusienergi radiasi benda hitam. Merekamendapatkan kurva distribusi energi yangbergantung pada temperatur.

Ketika temperatur diturunkan, intensitaspuncak radiasi menurun dan juga menggeserpanjang gelombang puncak radiasi ( ) ke

lebih besar.Adanya puncak intensitas emisi radiasi tidakdapat diterangkan oleh �sika klasik, yangmenyatakan bahwa semakin pendek panjanggelombang, semakin tinggi intensitasnya.

Efek temperatur pada Radiasi benda hitam

λmax

λ

9/83

Hipotesa quantum untuk radiasi benda hitamTahun 1900, Max Planck, mengemukakan hipotesa untuk menerangkan spektrum yangdipancarakan benda hitam.

Planck mengemukakan bahwa radiasi elektromagnetik dari benda hitam merupakanpancaran paket-paket kecil energi yang disebut quanta energi atau foton dan bukanmerupakan radiasi yang berisfat kontinu.

Foton bergerak dengan kecepatan cahaya (c) dan energinya sebanding dengan frekuensinya.

h = tetapan Planck = 6.626 x 10 J.s.

Berdasarkan konsep ini, energi bertambah dan berkurang sejumlah bilangan bulat, yaitu , bukan pecahan, seperti .

E = hν = hc

λ

-34

±hν, ±2hν, ±3hν, … ±0, 23hν, ±0, 45hν, …

10/83

Contoh perhitungan energi fotonWarna merah pada kembang api berasal dari emisi cahaya pada 650 nm yang dihasilkan ketika

dipanaskan.

(A) Tentukan energi satu foton dari cahaya merah pada panjang gelombang tersebut.

(B) Tentukan juga energi untuk satu mol foton.

Sr( )NO3 2

E = hν = hc

λ

=(6.626 × J.s)(3.00 × m/s)10−34 108

650 × m10−9

= 3.1 × J10−19

E = ( ) × ( ) = 1.8 × J/mol3.1 × J10−19

1 foton

6.022 × foton1023

1 mol105

11/83

Efek fotolistrikEfek fotolistrik adalah terlepasnyaelektron dari permukaan logam ketikadisinari cahaya.

Elektron akan terlepas bila frekuensicahaya menghasilkan energi melebihienergi ikat elektron.

Contoh cahaya ungu akan menyebabkanterlepasnya elektron pada permukaanlogam kalium, tetapi ketika permukaanlogam disinari cahaya merah pelepasanelektron tidak teramati.

·

·

·

12/83

Tahun 1905, Einstein mengusulkan ide bahwacahaya memiliki sifat partikel dangelombang untuk menjelaskan efekfotolistrik.

Partikel cahaya, foton, memiliki energisebesar . Menurut Einstein energifoton harus lebih tinggi dari fungsi kerja ( ).

, yaitu energi minimum yangdiperlukan foton untuk melepas elektron daripermukaan logam.

Setiap logam memiliki nilai berbeda-beda.

Efek fotolistrik

E = hν

Φ

E = hν − ΦKelektron

Φ = hν0

Φ

13/83

Fungsi kerja ( )Fungsi kerja, , adalah sifat intrinsik dari logam, yang dide�nisikan sebagai energi minimumyang diperlukan untuk mengeluarkan sebuah elektron pada permukaan padatan logam (bulk).

Fungsi kerja sering dikaitkan dengan energi ionisasi, padahal keduanya memiliki perbedaankonsep. Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari suatuatom dalam fasa gas.

Oleh karena itu, ada perbedaan nilai antara fungsi kerja dan energi ionisasi.

UNSUR FUNGSI KERJA (EV) ENERGI IONISASI (EV)

Li 2.93 5.39

Na 2.36 5.13

K 2.30 4.34

Φ

Φ

M(s) + E ⟶ (s) +M+ e−

M(g) + E ⟶ (g) +M+ e−

14/83

Tipe Spektrum radiasi elektromagnetik:

1. Spektrum kontinu. Spektrum ini dapatdibuat dengan memijarkan padatan atau gaspada tekanan tinggi.

2. Spektrum absorpsi. Spektrum ini dapatdibuat dengan cara menyinari gas dingindengan sumber cahaya kontinu. Spektrumabsorpsi nampak sebagai gari-garis gelapyang karakteristik dengan komposisi gas.

3. Spektrum emisi. Spektrum ini dibuatdengan cara memanaskan padatan atau gaspada tekanan rendah, radiasi yangdiemisikan akan nampak sebagai spektrumgaris dengan warna-warna tertentu.

Spektrum

15/83

Pembuatan spektrum garis atom

16/83

Spektrum garis atom

17/83

Spektrum garis hidrogenDi antara spektrum garis atom yang telah diperoleh, spektrum atom hidrogen yang palingsederhana. Oleh karena itu, menjadi spektrum garis yang paling intensif dipelajari.

Spektrum garis hidrogen membentuk pola karakteristik pada emisi di daerah IR (DeretPaschen), Vis (Deret Balmer), dan UV (Deret Lyman).

18/83

Persamaan BalmerJ. J. Balmer tahun 1860 mempelajari pola spektrum garis pada daerah sinar tampak danmenemukan formula untuk menentukan/meramalkan panjang gelombang garis emisi.

Dengan ketentuan b = 464.56 nm dan = 3, 4, 5, 6, ...

λ = b( )n2

2

− 4n22

n2

19/83

Persamaan RydbergJ. Rydberg menurunkan persamaan umum untuk semua garis emisi spektrum atom hidrogen:

- = tetapan Rydberg = 109678 cm

- = panjang gelombang yang diemisikan

- dan adalah bilangan bulat dari , dengan ketentuan

n berhubungan dengan tingkat energi atom. Garis emisi pada spektrum garis merupakanhasil transisi elektron dari tingkat energi ke tingkat energi .

= ( − )1

λRH

1

n21

1

n22

RH-1

λ

n1 n2 1 → ∞ >n2 n1

n2 n1

20/83

1. Deret Lyman:

2. Deret Balmer:

3. Deret Paschen:

4. Deret Brackett:

5. Deret Pfund:

6. Deret Humphreys:

Pengelompokan deret spektrum hidrogen

Dengan menggunakan persamaan Rydberg, spektrum garis hidrogen dapat dikelompokanberdasarkan nilai n1

= 1n1

= 2n1

= 3n1

= 4n1

= 5n1

= 6n1

21/83

Contoh aplikasi persamaan RydbergRamalkan panjang gelombang (nm) garis emisi pada deret Balmer dengan tingkat energi asal,

Solusi:

Deret Balmer:

= 6n2

= 2n1

1

λ

λ

= ( − ) = 109678 c ( − ) = 24373.9RH

1

n21

1

n22

m−1 1

22

1

62cm−1

= = 4, 1 × cm = 410.29 nm1

24373.9 cm−110−5

22/83

Tahun 1913, Bohr mencoba menjelaskanpersamaan Rydberg dan spektrum garishidrogen dengan mengusulkan model atom.

Model atom Bohr menyatakan bahwaelektron bergerak mengelilingi inti, sepertiplanet mengelilingi matahari.

- Setiap elektron bergerak pada orbit yangtetap

- Setiap orbit memiliki tingkat energi

tertentu.

Teori atom Bohr

23/83

Postulat:

Elektron hanya dapat memiliki energitertentu yang disebut tingkat energi.Tingkat energi adalah terquantisasi.

Untuk elektron pada atom hidrogen, energidiberikan oleh persamaan

Untuk atom lain yang berelektron tunggalmirip hidrogen, seperti He , Li , Be ,...energinya diberikan oleh persamaan:

Dengan Z = nomor atom

Postulat tingkat energi

E = − hc = −bRH

1

n2

1

n2

= tetapan Rydberg = 109678 cm

b = 2.1788 10 J/atom

n = 1,2,3, ... = bilangan quantum utama

· RH-1

· × -18

·

+ 2+ 3+

E = −bZ 2

n2

24/83

Untuk elektron atom hidrogen, perubahanenergi diberikan oleh persamaan berikut:

b = 2.179 10 J

Transisi elektron dapat terjadi bila,energi foton yang diserap atau diemisikanatom setara dengan

Cahaya diserap oleh atom ketika elektronpindah ke tingkat yang lebih tinggi ( ).Pada peristiwa ini . Elektron akanterlepas dari atom bila .

Cahaya diemisikan oleh atom ketikaelektron pindah ke tingkat energi lebihrendah ( ). Pada peristiwa ini .

Energi transisi elektron

ΔE = − = −b( − )E2 E1

1

n22

1

n21

× -18

ΔE

= hν = ΔE = −b( − )Efoton

1

n22

1

n21

>n2 n1

ΔE > 0

= ∞n2

<n2 n1 ΔE < 0

25/83

Spektrum garis atom

Spektrum emisi spesi berelektron tunggal (mirip hidrogen) dalam fasa gas diberikan padagambar di bawah ini.

Spektrum garis di atas diperoleh dari hasil transisi elektron dari keadaan tereksitasi ke tingkateksitasi pertama. Panjang gelombang garis A adalah 27,1 nm.

(A) Tentukan bilangan kuantum tertinggi ( ) dan terendah ( ) yang memberikan garis emisi Adan B.

(B) Tentukan identitas spesi yang menghasilkan spektrum tersebut.

Soal-1 solusi-1A solusi-1B· · ·

n2 n1

26/83

Kegagalan teori Bohr1. Teori Bohr gagal menerangkan spektrum atom berelektron banyak.

2. Teori Bohr juga tidak dapat menjelaskan kemungkinan elektron ditarik ke dalam inti

27/83

Prince Louis de Broglie mendalamipenjelasan Einstein tentang efek fotolistrik.deBroglie berpendapat bahwa bilagelombang dapat bersifat sebagai partikel(foton) seperti pada efek fotolistrik, makapartikel juga dapat bersifat

sebagai gelombang.

de Broglie menghubungkan panjanggelombang ( ) dengan momentum ( )menggunakan tetapan Planck sebagaitetapan penyetaraan:

Sifat gelombang materi

λ p

λ = =h

p

h

mv

28/83

Mengapa sifat gelombang materi jarang teramati?Misalkan bola baseball (0.145 kg) bergerak dengan kecepatan (27 m/s), panjang gelombangyang dihasilkan:

panjang gelombang bola baseball terlalu kecil untuk teramati sebagai gelombang.

λ = = 1.7 × m6.63 × kg. .10−34 m2 s−1

(0.145 kg)(27 m/s)10−34

29/83

Eksperimen Davidson-GermerTiga tahun setelah de Broglie mengemukakan teori dualisme partikel, Davidson & Germer,membuktikan sifat gelombang dari elektron secara eksperimen.

30/83

Pola difraksi elektron

Elektron memiliki pola difraksi yang mirip dengan difraksi gelombang cahaya

31/83

Argumen terhadap sifat gelombang elektronDengan menggabung teori orbit atom Bohr dan teori gelombang partikel de Broglie, makagelombang elektron harus memiliki jumlah panjang gelombang yang bulat, bila tidakakan terjadi interferensi saling meniadakan.

32/83

Sifat gelombang dari partikel menurutHeisenberg memberikan efek ketidakpastiandalam menentukan posisi (x) danmomentumnya (p).

Ketidakpastian Heisenberg, menyatakanbahwa bila posisi dapat ditentukan denganakurat ( = kecil), maka momentumnyatidak ( = besar). Kondisi sebaliknyaberlaku.

Ketidakpastian Heisenberg

ΔpΔx ≥ =h

4π

ℏ

2

Δx

Δp

33/83

Mekanika QuantumKonsekuensi dari ketidakpastian Heisenberg, kita tidak dapat menentukan posisi elektrondengan tepat.

Untuk mendapatkan solusi permasalahan di atas, tahun 1927, Erwin Schrodinger mengusulkanteori mekanika quantum. Mekanika quantum untuk partikel dengan massa m yang bergeraksearah sumbu-x dengan energi E diformulasikan dengan persamaan berikut:

Dengan:

− + V(x)ψ(x) = Eψ(x)ℏ

2

2m

ψ(x)d2

dx2

adalah tetapan Planck tereduksi,

adalah fungsi gelombang

adalah energi potensial sebagai fungsi posisi partikel

adalah energi

· ℏ ℏ = h

2π

· ψ(x)

· V(x)

· E

34/83

Partikel yang bergerak dalam kotak 1

dimensi adalah pendekatan fundamentaldalam mekanika quantum.

Partikel bergerak secara horizontal

dalam kotak dengan kedalaman takberhingga sehingga partikel tidak bisa keluardari kotak.

Solusi dari partikel yang bergerak dalamkotak satu dimensi adalah dan yangdapat dimiliki oleh partikel.

Partikel dalam kotak 1 Dimensi

ψ E

35/83

Penyelesaian masalah partikel dalam kotak 1D1. Tentukan energi potensial

2. Selesaikan persamaan Schrodinger

3. Tentukan fungsi gelombang

4. Tentukan energi yang dibolehkan

36/83

Penentuan V dan solusi pers. SchrodingerEnergi potensial di dalam kotak 1 dimensi adalah nol (V = 0 untuk 0 < x < L) dan bernilai takhingga pada dinding (V = , x < 0 dan x > L).

Persamaan Schordinger dapat disederhanakan menjadi

Solusi untuk persamaan di atas adalah

∞

− = Eψ(x)ℏ

2

2m

ψ(x)d2

dx2

ψ(x) = A sin(kx) + B cos(kx)

37/83

Fungsi gelombang partikel dalam kotak 1DKondisi batas kotak 1D: Peluang menemukan partikel pada dan adalah nol. Bilakondisi ini diterapkan, maka solusi persamaan Schrodinge dapat disederhanakan menjadi:

Solusi akhir dari persamaan di atas adalah

Energi yang dapat dimiliki oleh partikel dalam kotak adalah

x = 0 x = L

ψ(x) = A sin(kx)

ψ(x) = sin x2

L

‾‾

√ nπ

L

= n = 1, 2, 3, …En

n2h2

8mL2

38/83

1. Energi partikel terkuantisasi. Artinyaenergi yang dimiliki partikel bersifat diskrit.

2. Energi terendah dari partikel TIDAK NOL(bahkan pada 0 K). Ini berarti partikel selalumemiliki energi kinetika.

3. Kuadrat dari fungsi gelombang ( )berhubungan dengan peluang menemukanpartikel pada posisi tertentu dan pada tingkatenergi tertentu.

Fungsi gelombang ( ) dan peluang menemukanpartikel dalam kotak ( ) pada tingkat energi di

Kesimpulan dari gerak partikel dalam kotak

= n = 1, 2, 3, …En

n2h2

8mL2

ψ 2

ψ

ψ 2

n = 1, 2, 3

39/83

Solusi untuk partikel dalam kotak 2DFungsi gelombang:

Energi partikel:

ψ(x, y) = sin( ) sin( )2

L

πxnx

L

πyny

L

= ( + )E ,nx ny

h2

8mL2n2

x n2y

40/83

Solusi partikel dalam kotak 3DFungsi gelombang:

Energi partikel:

ψ(x, y, z) = sin( ) sin( ) sin( )( )2

L

3/2πxnx

L

πyny

L

πzny

L

= ( + + )E , ,nx ny nz

h2

8mL2n2

x n2y n2

z

41/83

Solusi komponen energi:

Persamaan Schrodinger untuk atomhidrogen akan menghasilkan persamaanyang sama dengan persamaan Bohr:

Dengan b = .

Solusi komponen fungsi gelombang:

Solusi untuk Persamaan Schrodinger jugamenghasilkan fungsi gelombang yang disebutorbital. Istilah ini digunakan untukmembedakan dari pengertian orbit yangkeliru pada model atom Bohr.

Orbital dinyatakan dalam sistem koordinatpolar, dimana orbital merupakan produk daridua faktor: faktor radial, R, yang hanyabergantung pada jarak (r) terhadap inti atomdan faktor sudut, Y, yang bergantung pada dan .

Solusi pers. Schrodinger untuk atom hidrogen

= − = − n = 1, 2, 3, …En

hcZ 2RH

n2

b

n2

2.17 ×  J10−18

θ

ϕ

ψ(r, θ, ϕ) = R(r)Y(θ, ϕ)

42/83

Fungsi radialFungsi radial menentukan kerapatan probabilitas orbital sebagai fungsi jarak, r, dari inti

43/83

Fungsi sudutFungsi sudut memberikan bentuk dari orbital

44/83

Bilangan quantumSolusi persamaan Schrodinger untuk fungsi gelombang menghasilkan tiga bilangankuantum yang diperlukan untuk mendeskripsikan orbital atom.

1. Bilangan kuantum utama (n)

2. Bilangan kuantum sudut ( )

3. Bilangan kuantum magnetik ( )

ℓ

mℓ

45/83

Bilangan kuantum utama (n)n, disebut juga sebagai nomor kulit, memiliki nilai bilangan bulat positif.

n berkaitan dengan tingkat energi

n = 1, 2, 3, …

= − n = 1, 2, 3, …En

b

n2

46/83

Bilangan kuantum sudut ( ), disebut juga subkulit, memiliki nilai nol dan bilangan bulat positif.

Selain dinyatakan dengan angka, juga dinyatakan dengan huruf

menyatakan bentuk orbital

ℓℓ

ℓ = 0, 1, 2, 3, … , n − 1

ℓ

ℓ = 0 = s, ℓ = 1 = p, ℓ = 2 = d, ℓ = 3 = f

ℓ

47/83

Orientasi orbital p Orientasi orbital d

Bilangan kuantum magnetik dapat memiliki nilai bilangan bulat negatif, nol dan positif, dengan ketentuan:

menyatakan orientasi dari orbital.

( )mℓmℓ

= −ℓ, (ℓ + 1), … , −2, −1, 0, 1, 2, … , (ℓ − 1), +ℓmℓ

mℓ

48/83

Hubungan antar orbital

49/83

Energi orbital atom hidrogen

50/83

Energi Orbital atom berelektron banyak

51/83

Spin elektronMekanika quantum menghasilkan tiga bilangan quantum: , , dan .

Tahun 1925, Goerge Unhelbeck dan Samuel Goudsmith mempelajari �tur spektrum hidrogenyang tidak dapat dijelaskan, kecuali kalau eletron dianggap memiliki spin seperti bumi berputarpada porosnya.

Dari studi ini disimpulkan adanya bilangan quantum keempat, yaitu bilangan quantumspin elektron, , yang hanya memiliki dua nilai, yaitu (dinyatakan dengan panah )

dan (dinyatakan dengan panah ).

n ℓ mℓ

ms + 1

2↑

−1

2↓

52/83

Larangan Pauli1. Tidak mungkin ada dua elektron yang memiliki satu set bilangan kuantum yangsama ( )

2. Dalam satu orbital maksimum hanya dapat diisi oleh dua elektron.

3. Dua elektron dalam satu orbital harus memiliki spin berlawanan.

- Dua elektron yang mengisi satu orbital yang sama akan bersifat diamagnetik, karena efekmagnetnya saling meniadakan ( )

- Dua elektron yang mengisi dua orbital yang berbeda dengan spin yang sama akan bersifatparamagnetik ( )

n, ℓ, ,mℓ ms

↑↓

↑, ↑

53/83

Jumlah orbital dan elektron

54/83

LatihanManakah yang merupakan paket bilangan kuantum yang benar ( )?

A.

B.

C.

D.

E.

Submit Show Hint Show Answer Clear

n, ℓ, ,mℓ ms

3, 2, 3, + 1

2

3, 2, 1, 0

3, 0, 0, −1

2

3, 3, 0, + 1

2

0, −1, 0, −1

2

55/83

LatihanBerapakah jumlah elektron maksimum yang diperbolehkan pada orbital 4p?

A. 14

B. 6

C. 0

D. 2

E. 10

Submit Show Hint Show Answer Clear

56/83

Prinsip Aufbau:

1. dua elektron per orbital

2. pengisian mulai dari orbital dengantingkat energi paling rendah

3. dalam satu orbital spin harusberpasangan

4. Aturan Hund: pengisian elektron padaorbital dengan energi yang sama, isi setiaporbital dengan satu elektron dengan spinparalel. Setelah setengah penuh bila ada sisaelektron baru dipasangkan.

Konfigurasi elektron pada keadaan dasar

57/83

Kon�gurasi elektron N:

Diagram energi orbital atom N:

Kon�gurasi elektron V:

Diagram energi orbital atom V:

Contoh konfigurasi elektron pada keadan dasar

N : 1 2 27 s2 s2 p3 V : 1 2 2 3 3 4 323 s2 s2 p6 s2 p6 s2 d3

58/83

LatihanKon�gurasi keadaan dasar yang benar untuk adalah

A.

B.

C.

D.

E.

Submit Show Hint Show Answer Clear

Si14

1 2 2 3 3s2 s2 p6 s2 p6

1 2 2 3 3s2 s2 p6 s2 p4

1 2 2 2s2 s2 p6 d4

1 2 2 3 3s2 s2 p6 s2 p2

1 2 2 3 3s2 s2 p6 s1 p3

59/83

LatihanApakah bersifat paramagnetik atau diamagnetik? Bila bersifat paramagnetik, berapajumlah elektron yang tidak berpasangan?

A. paramagnetic, 4

B. paramagnetic, 6

C. diamagnetic, 0

D. diamagnetic, 4

E. diamagnetic, 6

Submit Show Hint Show Answer Clear

Ru44

60/83

Tabel periodikDibagi ke dalam daerah: 2, 6, 10, dan 14 kolom

Pembagian jumlah kolom sama dengan jumlah maksimum elektron dalam subkulit s,p,d, danf.

·

·

61/83

Subtingkat Tabel periodikSetiap baris (perioda) mewakili tingkat energi yang berbeda

Setiap daerah mewakili tipe subtingkat yang berbeda

·

·

62/83

63/83

Contoh: Diagram orbital:

Menyingkat konfigurasi elektronFormat: [unsur gas mulia baris sebelumnya]+sisa elektron

Ba = [Xe]656 s2

Ru = [Kr]4 544 d6 s2

S = [Ne]3 316 s2 p4

Ba = [Xe]56

Ru = [Kr]44

S = [Ne]16

↑↓⎯ ⎯⎯⎯

6s

↑↓⎯ ⎯⎯⎯

↑⎯⎯⎯

↑⎯⎯⎯

↑⎯⎯⎯

↑⎯⎯⎯

↑↓⎯ ⎯⎯⎯

4d 5s

↑↓⎯ ⎯⎯⎯

↑↓⎯ ⎯⎯⎯

↑⎯⎯⎯

↑⎯⎯⎯

3s 3p

64/83

LatihanUnsur dengan kon�gurasi elektron masuk ke dalam golongan manadalam tabel periodik?

A. transisi

B. alkali tanah

C. halogen

D. lantanida

E. alkali

Submit Show Hint Show Answer Clear

[Xe]4 5 6f 14 d7 s2

65/83

Konfigurasi elektron kulit valensiKulit valensi (elektron valensi) adalah elektron terluar, yaitu elektron dengan nilai n terbesar

Contoh:

Nilai n = 5 adalah nilai n tertinggi dari kon�gurasi elektron , seingga kulit valensinya adalah

Sn : [Kr]4 5 550 d10 s2 p2

Sn50

5 5s2 p2

66/83

Pengecualian pada konfigurasi elektronUNSUR PREDIKSI EKSPERIMEN

orbital penuh dan setengah penuh merupakan kondisi yang lebih stabil.

Promosi elektron ke ns akan memberikan kestabilan ekstra.

Cr24 [Ar] 3 4d4 s2 [Ar]3 4d5 s1

Cu29 [Ar] 3 4d9 s2 [Ar]3 4d10 s1

Ag47 [Kr] 4 5d9 s2 [Kr]4 5d10 s1

Au47 [Xe] 5 6d9 s2 [Xe]5 6d10 s1

67/83

Sifat-sifat periodik unsur

68/83

Untuk atom yang memiliki nilai n > 1 akanmemiliki dua tipe elektron:

1. Elektron dalam (core electrons), yaituelektron yang mengisi kulit sebelum kulitvalensi.

2. Elektron valensi, yaitu elektron yangmengisi kulit valensi (kulit terluar)

Muatan inti efektif ( adalah muatan intiyang dirasakan oleh elektron valensi.

Elektron dalam akan menjadi perisai darielektron valensi terhadap muatan penuh inti.

Elektron pada kulit yang sama tidakmemberikan efek perisai dan cenderungsaling menjauh.

Muatan inti efektif

)Zeff

69/83

LatihanBerapakah nilai perkiraan untuk elektron valensi dari atom kalsium?

A. 1

B. 2

C. 6

D. 20

E. 40

Submit Show Hint Show Answer Clear

Zeff

70/83

Jari-jari atom adalah setengah jarak antardua atom yang sama.

TREND JARI-JARI ATOM

1.Dalam satu golongan

2. Dalam satu perioda

3. Logam transisi

Jari-jari atom

Contoh:

Bersatuan piko meter (pm) = 10 m

Dalam range 37 - 270 pm untuk atom

· H−H, C−C

· -12

·

tetap

bertambah, elektron terluar makin jauhdari inti sehingga jari-jari membesar.

· Zeff

· n

tetap

makin besar, elektron valensimerasakan lebih besar sehinggajari-jari mengecil.

· n

· Zeff

Zeff

Variasi ukuran tidak begitu besar

sama sepanjang baris

Penurunan dan jari-jari tidak tajamlebih gradual

·

· n

· Zeff

71/83

Trend jari-jari atom

72/83

1. Dalam satu golongan: Jari-jari membesar

2. Dalam satu perioda: Jari-jari mengecil

3. Jari-jari Anion lebih besar dari atom netral

4. Jari-jari Katon lebih kecil dari atom netral

Jari-jari ion

sama tapi elektron pada kulit valensi bertambah

Tolak menolak elektron pada kulit valensi menguat, sehinggajari-jari ion membesar.

· Zeff

·

sama tapi elektron pada kulit valensi berkurang

Tolak menolak elektron pada kulit valensi melemah, sehinggajari-jari ion mengecil.

· Zeff

·

73/83

LatihanManakah spesi dengan jari-jari paling kecil?

A.

B.

C.

D.

E.

Submit Show Hint Show Answer Clear

Ar

K+

Cl−

Ca2 +

S2 −

74/83

LatihanUrutkan ukuran jari-jari dari dari yang terkecil ke terbesar?

A.

B.

C.

D.

E.

Submit Show Hint Show Answer Clear

O, , ,O2 − S2 − O2 +

O < < <O2− S2− O2+

< < O <O2+ O2− S2−

< O < <O2+ O2− S2−

O < < <O2− O2+ S2−

< < O <S2− O2− O2+

75/83

Energi ionisasiEnergi ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan eletron dari atomdalam fasa gas.

Trend:

- Energi ionisasi turun dengan bertambahnya n dalam satu golongan

- Energi ionisasi naik dengan bertambahnya dalam satu perioda.

M(g) ⟶ (g) + EI = ΔE =M+ e−hcRH Zeff

n2

Zeff

76/83

Tabel energi ionisasi:

Mengapa energi ionisasi pertama (EI-1) Be > B dan EI-1 N > O?

Tabel-EI Keterangan-1 Keterangan-2· · ·

77/83

LatihanUrutkan spesi berikut dari energi ionisasi paling tinggi ke paling rendah.

A.

B.

C.

D.

E.

Submit Show Hint Show Answer Clear

O, , ,O2 − S2 − O2 +

O > > >O2− S2− O2+

> > O >O2+ O2− S2−

> O > >O2+ O2− S2−

O > > >O2− O2+ S2−

> > O >S2− O2− O2+

78/83

LatihanProses manakah yang memerlukan energi paling besar?

A.

B.

C.

D.

E.

Submit Show Hint Show Answer Clear

Li(g) ⟶ (g) +Li+ e−

B(g) ⟶ (g) +B+ e−

(g) ⟶ (g) +B2 + B3 + e−

(g) ⟶ (g) +B3 + B4 + e−

(g) ⟶ (g) +Be+ Be2 + e−

79/83

Afinitas elektronA�nitas elektron adalah perubahan energi yang berhubungan dengan penambahan satuelektron pada atom dalam fasa gas atau ion pada keadaan dasar.

- Afnitas elektron pertama umumnya terjadi secara eksoterm. Semakin negatif semakin besartendensi untuk menambah elektron.

- Atom O dan F sangat besar tendensi untuk menambah elektron.

X(g) + ⟶ (g)e− X−

80/83

Tabel afinitas elektron

Sama seperti pada kasus energi ionisasi, ada pengecualian pada Be dan N. Kedua unsur inimemiliki nilai AE positif.

81/83

Afinitas elektron berurutanPenambahan elektron pertama umumnya eksoterm.

Penambahan elektron berikutnya umunya endoterm.

Contoh pada penambahan elektron pada oksigen:

·

·

·

O(g) + ⟶e− O−

(g) + ⟶O− e− O2 −

O(g) + 2 ⟶ (g)e− O2 −

E = −141 kJ/molA1

E = +844 kJ/molA2

EA = +703 kJ/mol

Apa yang menyebabkan a�nitas elektron kedua dari oksigen bernilai positif?·

82/83

LatihanAtom manakah yang memiliki a�nitas elektron paling eksoterm?

A. O

B. He

C. Ga

D. Cr

E. F

Submit Show Hint Show Answer Clear

83/83