Materi kimi anorganik

1. STRUKTUR ATOM DAN KONFIGURASI ELEKTRON
PERTEMUAN 2
Harizal, S.Pd., M,Sc
Program Studi Gizi
Universitas Esa Unggul

2. KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN

3. Stabilitas atom
Dinamika
Komponen atom
Sifat kimia/
spektra
faktor yang dipertimbangkan
dalam pengembangan teori atom
Perkembangan Teori Atom

4. Teori Atom Kuantum
Poin penting dalam teori atom
kuantum
1. Elektron tidak bergerak
mengelilingi inti atom pada jalur
tertentu.
2. Elektron bergerak secara acak
pada daerah probabilitas tertentu
(orbital)
3. Elektron menempati keadaan
energi tertentu dalam tiap orbital
4. Keadaan energi ini digambarkan
dalam empat bilangan kuantum
yaitu bilangan kuantum utama (n),
bilangan kuantum momentum
angular, bilsngsn kusntum
magnetik, dan bilangan kuantum
spin

5. 1. Bilangan kuantum utama disimbolkan dengan n.
n = 1, 2, 3, 4, ...... “kulit”
n = K, L, M, N, ......
Tingkat energi elektron sangat bergantung pada bilangan kuantum utama.
Dalam sistem periodik unsur, bilangan kuantum utama menunjukkan
posisi periodenya pada SPU
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
n = 1
n = 2
n = 3
n = 4
n = 5
n = 6
n = 7

6. 2. Bilangan kuantum azimut ()
= 0
 = s
= 1
 = p
 = 2
 = d
 = 3
 = f
n = 1
n = 2
n = 3
n = 4
n = 5
n = 6
n = 7
Bilangan kuantum azimut memiliki simbol . Bilangan kuantum ini
menunjukkan momentum angular dan bentuk orbital yang dimiliki suatu
elektron dan ketika dihubungkan dengan n, bilangan kuantum ini akan
menunjukkan tingkat energi elektron
 = 0, 1, 2, 3, 4, 5, .........(n-1)
 = s, p, d, f, g, h, .......(n-1)

7. 3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik disimbolkan dengan m. Bilangan kuantum ini menunjukkan
banyaknya orbital yang tersedia dalam tiap subkulit dan orientasi orbital dalam ruang.
Secara umum, nilai bilangan kuantum magnetik terdiri atas - hingga + digambarkan
sebagai berikut:
m = -  , (-  + 1), (-  +2), .....0, ......., ( -2), ( -1), 
• Jika  = 0 (orbital s), maka m = 0.
– Sebagaimana diketahui hanya terdapat 1 nilai m untuk orbital s
– Hal ini menunjukkan bahwa hanya terdapat satu orbital s per nilai n dimana n  1
• Jika  = 1 (orbital p), maka m = -1,0,+1.
– Sebagaimana diketahui, terdapat 3 nilai m untuk orbital p.
– Hal ini menunjukkan bahwa terdapat 3 orbital p untuk tiap nilai n dimana n  2
• Jika  = 2 (orbital d), maka m = -2,-1,0,+1,+2.
– Sebagaimana diketahui, terdapat 5 nilai m untuk orbital d.
– Hal ini menunjukkan bahwa terdapat lima orbital d per nilai n dimana n  3
• Jika  = 3 (orbital f), maka m = -3,-2,-1,0,+1,+2, +3.
– Sebagaimana diketahui, terdapat 7 nilai m untuk orbital f.
– Hal ini menunjukkan bahwa terdapat tujuh orbital d per nilai n dimana n  3
• Secara teoritis, deret ini akan terus berlanjut hingga orbital g, h, i, dst.
– Namun pada prakteknya, atom yang ditemukan hingga saat ini hanya memiliki
konfigurasi elektron pada orbital s, p, d, atau f pada keadaan dasarnya.

8. Orbital atom
• Orbital atom merupakan daerah
dalam ruang yang memiliki
probabilitas tertinggi ditemukannya
elektron.
• Sifat orbital s:
• Terdapat satu orbital s pada tiap
bilangan kuantum utama.
•  = 0
• Memiliki 1 nilai m
= 0
 = s
n = 1
n = 2
n = 3
n = 4
n = 5
n = 6
n = 7

9. Orbital atom
• Orbital p memiliki 3 orbital berbentuk seperti kacang atau balon terpilin.
• Tiap orbital mengarah di sepanjang sumbu sistem koordinasi Cartesian.
• Orbital p pertama muncul pada kulit n=2.
• Terdapat tiga orbital p per bilangan kuantum utama.
– Ketiga orbital dinamakan orbital px, py, pz.
– Memiliki nilai  = 1.
– Memiliki tiga nilai m = -1,0,+1

10. Orbital Atom
• Sifat orbital d:
– Orbital d pertama muncul pada kulit n=3.
• Kelima orbital d memiliki dua bentuk yang berbeda:
– Empat orbital memiliki dua balon terpilin.
– Satu orbital berbentuk seperti satu balon terpilin yang
dikelilingi dengan donat.
– Orbital-orbital ini terletak disepanjang atau diantara
sumbu Cartesian.
2
2
2
z
y
-
x
xz
yz
xy d
,
d
,
d
,
d
,
d
 terdapat 5 orbital d di tiap kulit.
–Lima orbital tsb dilambangkan dengan
–Tiap orbital memiliki  = 2.
–Orbital d memiliki 5 nilai m = -2,-1,0,+1,+2

11. Orbital atom
• Bentuk orbital d

12. Orbital atom
• Sifat orbital f:
– Orbital f pertama kali muncul pada kulit n=4.
• Orbital f memiliki bentuk yang paling kompleks.
• Terdapat 7 orbital f tiap kulit.
– Orbital f memiliki nama yang rumit.
– Orbital f memiliki  = 3
– Orbital f meiliki 7 nilai m = -3,-2,-1,0,+1,+2, +3
– Orbital f memiliki efek yang penting terhadap unsur
lantanida dan aktinida.

13. Orbital atom
• Bentuk orbital f

14. 4. Bilangan kuantum spin
4. Bilangan kuantum spin dilambangkan dengan simbol
ms.
– Bilangan kuantum spin hanya memiliki dua nilai yang
mungkin.
• ms = +1/2 or -1/2
• ms = ± 1/2
– Bilangan kuantum ini menunjukkan spin dan orientasi
medan magnet elektron.
– Wolfgang Pauli pada tahun 1925 menemukan prinsip
pengecualian yang mengemukakan bahwa tidak ada dua
elektron yang memiliki satu set bilangan kuantum yang
sama.
– Adanya bilangan kuantum spin berimplikasi pada kapasitas
orbital dimana setiap orbital hanya dapat ditempati oleh
dua elektron yang dilambangkan sebagai spin atas ↑ dan
spin bawah ↓ .

15. Konfigurasi Elektron
Na: 1s2 2s2 2p6 3s1
Na: [Ne] 3s1

16. • Konfigurasi elektron metode singkat untuk menunjukkan posisi orbital
yang ditempati oleh elektron2 dalam suatu unsur.
• Lambang yang ditunjukkan dalam suatu konfigurasi elektron terdiri atas
jenis kulit, subkulit, dan jumlah elektron yang menempati subkulit
tersebut sebagaimana ditunjukkan pada gambar berikut
Konfigurasi elektron
Jumlah elektron yang
mendiami subkulit
Jenis subkulit
Jenis kulit

17. Aturan yang digunakan dalam membuat konfigurasi elektron
• Elektron memenuhi orbital mulai dari tingkat energi terendah ke tingkat energi yang lebih
tinggi (prinsip Aufbau)
• Tidak ada dua elektron dalam satu orbital yang memiliki spin yang sama (aturan larangan
Pauli)
• Untuk orbital2 tergeneratrasi, elektron mengisi orbital satu per satu sebelum orbital
tersebut mendapatkan elektron kedua (aturan Hund)
Prinsip Aufbau

18. Penulisan konfigurasi elektron
• Tentukan berapa jumlah elektron dalam suatu atom. Misalnya: Fe memiliki 26
elektron.
• Susun energi subkulit secara berurutan berdasarkan tingkat energinya dari yang
terendah hingga yang lebih tinggi:
– 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d …
• Isi tiap subkulit dengan elektron hingga semua elektron terisi pada tiap subkulit
dalam atom.
– Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d 6
• Jumlah angka pada superskrip sama dengan nomor atom Fe = 26.

19. • Tabel periodik dapat digunakan untuk menyusun konfigurasi elektron.
• Nomor periode menunjukkan nilai n tertinggi.
• Golongan 1A dan 2A memiliki elektron terluar pada orbital s.
• Golongan 3A-8A memiliki elektron terluar pada orbital p.
• Golongan 3B-2B memiliki elektron terluar pada orbital d.
• Lantanida dan aktinida memiliki elektron terluar pada orbital f.
Konfigurasi elektron dan Tabel periodik

20. Penulisan singkat konfigurasi elektron
• Misal, konfigurasi elektron untuk atom Na adalah:
Na: 1s2 2s2 2p6 3s1
• Penulisan konfigurasi elektron tersebut dapat dipersingkat dengan
mengganti elektron bagian dalam dengan simbol gas mulia.
• Unsur gas mulia dengan nomor atom yang lebih kecil dari Na
adalah Neon, sehingga konfigurasi elektron Na dapat ditulis
sebagai berikut:
Na: [Ne] 3s1
• Jumlah elektron yang berada setelah lambang gas mulia tersebut
merupakan jumlah elektron valensi dalam suatu unsur sehingga
atom Na memiliki 1 elektron valensi pada subkulit 3s.

21. Konfigurasi elektron untuk ion
• Suatu atom dapat memperoleh atau
kehilangan elektron menghasilkan suatu ion
(anion atau kation)
• Untuk menulis konfigurasi elektronnya
diperlukan pemahaman mengenai tingkat
energi tiap subkulit sebelum dan sesudah
kehilangan elektron.
• (contoh??)

22. Sekian