Harus sobat Materi Kimia SMA ketahui bahwa, berdasarkan pengamatan, orbital yang terisi penuh dan terisi setengah penuh menunjukkan kondisi yang relatif stabil. Hal tersebut terjadi terutama bagi atom unsur-unsur gas mulia dan unsur-unsur transisi.
| Contoh: Atom-atom unsur gas mulia relatif stabil disebabkan orbital kulit valensinya terisi penuh oleh elektron. 2He : 1s2 10Ne : 1s2 2s2 2p6 18Ar : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 36Kr : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 |
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa unsur-unsur dengan orbital kulit valensi terisi setengah penuh relatif stabil.
| Contoh: Konfigurasi elektron atom 24Cr dapat ditulis sebagai berikut: (a) 24Cr : [Ar] 3d5 4s1 (lebih stabil). (b) 24Cr : [Ar] 3d4 4s2 |
Menurut data empirik, konfigurasi elektron pertama (a) relatif lebih stabil daripada konfigurasi elektron kedua (b), mengapa? Pada konfigurasi elektron (a), orbital 3d terisi lima elektron dan orbital 4s terisi satu elektron, keduanya setengah penuh. Pada konfigurasi elektron (b), walaupun orbital 4s terisi penuh, tetapi orbital 3d tidak terisi setengah penuh sehingga kurang stabil.
Konfigurasi Elektron Unsur-Unsur Transisi
Pada diagram tingkat energi orbital, orbital 4s memiliki energi lebih rendah daripada orbital 3d. Akibatnya, dalam konfigurasi elektron unsur-unsur utama orbital 4s dihuni terlebih dahulu.
Pada unsur-unsur transisi pertama, elektron kulit terluar menghuni orbital-d dan orbital-s, yakni ns (n–1)d. Jika mengikuti aturan tersebut, orbital ns dihuni terlebih dahulu baru menghuni orbital (n–1)d. Apakah konfigurasi elektron untuk unsur-unsur transisi seperti itu? Jika demikian, elektron akan mudah lepas ketika unsur transisi membentuk kation (bersenyawa) berasal dari orbital (n–1)d.
Berdasarkan data empirik, diketahui bahwa semua unsur transisi ketika membentuk kation melepaskan elektron valensi dari orbital ns. Jika muatan kation yang dibentuknya lebih tinggi maka elektron dari orbital (n–1)d dilepaskan. Data berikut ini artinya, elektron terluar berasal dari orbital ns.
Fakta empirik:
1. Mangan dapat membentuk kation Mn2+ (MnCl2) dan Mn7+ (KMnO4)
2. Besi dapat membentuk kation Fe2+ (FeSO4) dan Fe3+(FeCl3)
3. Tembaga dapat membentuk kation Cu+ (CuCl) dan Cu2+(CuSO4).
Konfigurasi elektronnya:
1. 25Mn : [Ar] 3d5 4s2
2. 26Fe : [Ar] 3d6 4s2
3. 29Cu : [Ar] 3d10 4s1
Jika fakta empirik dan konfigurasi elektronnya dihubungkan maka Anda dapat mengatakan Mn2+ dibentuk melalui pelepasan 2 elektron dari orbital 4s. Ion Fe2+ dibentuk dengan melepaskan 2 elektron dari orbital 4s, demikian juga ion Cu+. Bagaimana menjelaskan data empirik ini?
Berdasarkan hasil perhitungan dan pengukuran, energi orbital dapat disimpulkan sebagai berikut.
1) Unsur-unsur ringan dengan nomor atom 1 (H) sampai dengan 20 (Ca) memiliki konfigurasi elektron sebagaimana uraian tersebut.
2) Untuk unsur-unsur berat dengan nomor atom 21 ke atas, terjadi transisi energi orbital.
Apa yang dimaksud transisi energi orbital? Setelah orbital 4s terisi penuh (atom 20Ca) maka elektron mulai mengisi orbital 3d (21Sc – 30Zn). Dalam keadaan tidak terhuni, orbital 3d memiliki energi lebih tinggi dari 4s. Akan tetapi, ketika orbital 3d terhuni elektron maka energi orbital 3d turun drastis dan mencapai kestabilan dengan energi yang lebih rendah daripada orbital 4s. Dengan demikian, mudah dipahami bahwa orbital paling luar dari kulit valensi adalah orbital ns, bukan orbital (n-1)d. Gejala ini berlaku untuk semua atom-atom unsur dengan nomor atom di atas 20.
Apakah sobat dapat memahami materi kimia kelas XI tentang Kestabilan Konfigurasi Elektron ini? Materi selanjutnya yang akan sobat pelajari yaitu Hubungan Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik
No comments:
Post a Comment