Gubug Sains: Kimia

Bilangan Kuantum

Untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom, digunakan 4 bilangan kuantum.

1. Bilangan kuantum utama (n)

mewujudkan lintasan elektron dalam atom.

n mempunyai harga 1, 2, 3, .....

- n = 1 sesuai dengan kulit K

- n = 2 sesuai dengan kulit L

- n = 3 sesuai dengan kulit M

- dan seterusnya

Tiap kulit atau setiap tingkat energi ditempati oleh sejumlah elektron. Jumlah elektron maksimum yang dapat menempati tingkat energi itu harus memenuhi rumus Pauli = 2n².

Contoh:

kulit ke-4 (n=4) dapat ditempati maksimum= 2 x 4² elektron = 32 elektron.

2. Bilangan kuantum azimuth (l)

menunjukkan sub kulit dimana elektron itu bergerak sekaligus menunjukkan sub kulit yang merupakan penyusun suatu kulit. Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari 0 sampai dengan (n- 1).

n = 1 ; l = 0 ; sesuai kulit K

n = 2 ; l = 0, 1 ; sesuai kulit L

n = 3 ; l = 0, 1, 2 ; sesuai kulit M

n = 4 ; l = 0, 1, 2, 3 ; sesuai kulit N

dan seterusnya

Sub kulit yang harganya berbeda-beda ini diberi nama khusus:

l = 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp)

l = 1 ; sesuai sub kulit p (p = principle)

l = 2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse)

l = 3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental)

3. Bilangan kuantum magnetik (m)

mewujudkan adanya satu atau beberapa tingkatan energi di dalam satu sub kulit. Bilangan kuantum magnetik (m) mempunyai harga (-l) sampai harga (+l). Untuk:

l = 0 (sub kulit s), harga m = 0 (mempunyai 1 orbital)

l = 1 (sub kulit p), harga m = -1, O, +1 (mempunyai 3 orbital)

l = 2 (sub kulit d), harga m = -2, -1, O, +1, +2 (mempunyai 5 orbital)

l = 3 (sub kwit f) , harga m = -3, -2, O, +1, +2, +3 (mempunyai 7 orbital)

4. Bilangan kuantum spin (s)

menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya. Dalam satu orbital, maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing-masing diberi harga spin +1/2 atau -1/2.

Contoh:

Bagaimana menyatakan keempat bilangan kuantum dari elektron 3s¹?

Jawab:

Keempat bilangan kuantum dari kedudukan elektron 3s¹ dapat dinyatakan sebagai berikut:

n= 3 ; l = 0 ; m = 0 ; s = +1/2 ;

jika untuk 4p⁵, kedudukan elektron 4p⁵ dapat dinyatakan sebagai berikut:

n=4;

l=1;

m=0;

s=-1/2;

untuk 3d⁵, kedudukan elektron 3d⁵ dapat dinyatakan sebagai berikut:

n=3;

l=2;

m=+2;

s=+1/2;

KONFIGURASI ELEKTRON

Konfigurasi elektron adalah susunan elektron-elektron pada sebuah atom, molekul, atau struktur fisik lainnya. Dalam setiap atom telah tersedia orbital-orbital, akan tetapi belum tentu semua orbital ini terisi penuh. Bagaimanakah pengisian elektron dalam orbital-orbital tersebut ? Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan antara lain:

1. Prinsip Aufbau

Elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan seterusnya. Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya dan untuk mempermudah dibuat diagram sebagai berikut:

Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur:

Atom H : mempunyai 1 elektron, konfigurasinya 1s¹

Atom C : mempunyai 6 elektron, konfigurasinya 1s² 2s² 2p²

Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s² 2s² 2p⁶ 3S² 3p⁶ 4s¹

2. Prinsip Pauli

Tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan keempat bilangan kuantum yang sama. Hal ini berarti, bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, maka bilangan kuantum spinnya harus berlawanan.

3. Prinsip Hund

Cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.

Contoh:

Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara pengisian orbitalnya adalah:

Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron.

Sistem Periodik Unsur

Sistem periodik unsur adalah suatu daftar unsur-unsur yang disusun dengan aturan tertentu. Semua unsur yang sudah dikenal ada dalam daftar tersebut.

Sistem periodik modern disusun berdasarkan hukum periodik modern yang menyatakan bahwa sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya. Artinya, jika unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atomnya, maka sifat-sifat tertentu akan berulang secara periodik. Itulah sebabnya dimulai dengan hidrogen, sebab hidrogen mempunyai nomor atom 1. Hidrogen diikuti oleh unsur nomor atom 2, yaitu helium. Unsur dengan nomor atom berikutnya, yaitu litium, menunjukkan kemiripan sifat dengan hidrogen sehingga ditempatkan di bawah hidrogen.

Sistem periodik bentuk panjang di bagi ke dalam : periode dan golongan
Periode :

Lajur horizontal
Ditunjukkan oleh nomor kulit yang paling luar
Banyaknya periode sistem periodik ada 7 buah
Artinya suatu atom maksimum mempunyai kulit sebanyak 7 buah

Golongan :
Lajur vertikal

· Unsur-unsur yang terletak dalam suatu golongan mempunyai sifat-sifat yang mirip. Kemiripan sifat tersebut karena adanya kesamaan konfigurasi elektron, kulit terluarnya. Dalam sistem perodik, unsur-unsur dibagi menjadi 2 kelompok

1. Unsur golongan utama : Golongan-golongan unsur yang terdapat dalam blok s dan blok p
2. Unsur transisi : Golongan-golongan unsur yang terdapat dalam blok d dan blok f.

Hubungan konfigurasi elektron, bilangan kuantum, dan sistem periodik