Meeting 3.anorg 1

Sifat-sifat unsur yang ditentukan oleh konfigurasi elektronnya dan berhubungan erat dengan keteraturan letak unsur dalam Tabel Periodik Unsur (TPU).

1.Jari-jari Atom (ra) 2.Energi Ionisasi (I) 3.Afinitas Elektron (A) 4.Elektronegativitas (X) 5.Muatan Inti Efektif (Zef )

1. JARI-JARI ATOM (ra)

n=3 n=2

Jarak dari inti atom terhadap kulit tempat elektron valensi.

n=1

+

 Kulit tempat elektron dari kulit paling dalam menuju ke kulit luar memiliki nilai n = 1 ,2,3…dst.  Diantara inti atom dengan elektron terjadi gaya tarik menarik (F).

ra ditentukan oleh 2 faktor 1. Letak Kulit Tempat Elektron Valensi (n) Makin besar (n), makin jauh jarak dari inti atom terhadap kulit tempat elektron valensi sehingga makin besar (r) Dalam satu golongan pada TPU/SPU: Makin besar nomor atom, makin besar nilai kulit tempat elektron valensi, MAKIN BESAR JARI-JARI ATOM

ra

2. Jumlah Elektron Valensi (N) Pada kulit yang sama: makin banyak jumlah elektron valensi (N) makin besar gaya (F),makin kecil (r). Dalam satu perioda pada TPU/SPU Makin besar nomor atom, makin besar N dan makin besar F sehingga MAKIN KECIL JARI-JARI ATOM

HUBUNGAN DIANTARA JARI-JARI ATOM DENGAN JUMLAH ELEKTRON VALENSI (N)

Dapat dijelaskan dengan rumusan gaya: q1 x q2 F = ―――――― r2

q1 = jumlah muatan (+) proton dalam inti atom q2 = jumlah muatan (–) elektron dalam atom r = jarak diantara muatan (+) pada inti dengan muatan (–) elektron pada kulit terluar. = jari-jari atom (ra) F = besarnya gaya tarik menarik

F berbanding lurus dengan jumlah proton (q1) dan jumlah elektron (q2) Sebaliknya F berbanding terbalik dengan jari-jari atom (ra). Rumusan di atas menunjukkan : Makin banyak jumlah elektron valensi berarti makin besar q2 dan q1 dan Makin besar F akibatnya Makin kecil jari-jari atom (r) dan sebaliknya.

1. Bandingkan jari-jari atom unsur X yang memiliki nomor atom 12 dengan unsur Y yang memiliki nomor atom 20. Unsur mana yang ra nya lebih besar? 2. Bandingkan jari-jari atom unsur X yang memiliki nomor atom 12 dengan unsur Z yang memiliki nomor atom 17. Unsur mana yang ra nya lebih besar? 3. Urutkan unsur-unsur berikut berdasarkan bertambah besarnya jari-jari atom: 11 Na, 15 P, 14 Si, 16 S, 13 Al. 4. Urutkan unsur-unsur berikut berdasarkan bertambah besarnya jari-jari atom: 11 Na, 37 Rb, 19 K, 55 Cs. 5. Unsur A konfigurasi elektron valensinya terletak pada 3s2 3p1 sedangkan unsur B konfigurasi elektron valensinya teretak pada 3s2 3p3. Unsur mana yang ra nya lebih kecil? 6. Unsur A konfigurasi elektron valensinya terletak pada 3s2 3p1 sedangkan unsur C konfigurasi elektron valensinya terletak pada 4s2 4p1. Unsur mana yang ra nya lebih kecil. 7. Konfigurasi elektron valensi unsur A terletak pada 3s2 3p1, unsur B terletak pada 3s2 3p3 dan C terletak pada 4s2 4p7. Unsur mana yang ra nya paling besar dan unsur mana yang ra nya paling kecil?

2. ENERGI IONISASI (I/E) Energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron valensi dari atom dalam keadaan gas.

Contoh persamaan reaksinya: Na(g) 11

+ E

→

11

Na+(g)

+ e(g)

Berdasarkan rumusan gaya tarik menarik:  I berbanding lurus terhadap F  F berbanding terbalik terhadap ra  I berbanding terbalik terhadap ra

Makin besar r maka makin kecil F sehingga: ENERGI IONISASI MAKIN KECIL

Makin kecil r maka makin besar F sehingga: ENERGI IONISASI MAKIN BESAR

PENGARUH ENERGI IONISASI TERHADAP KEREAKTIFAN ATOM

Energi Ionisasi merupakan ukuran kemudahan suatu atom berubah menjadi ion +  Makin kecil energi ionisasi suatu atom maka makin mudah atom tersebut melepaskan elektron sehingga makin mudah atom tersebut menjadi ion + dan membentuk senyawa ionik.  Sebaliknya makin besar energi ionisasi suatu atom maka makin sukar atom tersebut melepaskan elektron sehingga makin sukar atom menjadi ion + dan membentuk senyawa ionik.

1. Bandingkan energi ionisasi unsur X yang memiliki nomor atom 12 dengan unsur Y yang memiliki nomor atom 20. Unsur mana yang I nya lebih besar? 2. Bandingkan energi ionisasi unsur X yang memiliki nomor atom 12 dengan unsur Z yang memiliki nomor atom 17. Unsur mana yang I nya lebih besar? 3. Urutkan unsur-unsur berikut berdasarkan bertambah besarnya energi ionisasi : 11 Na, 15 P, 14 Si, 16 S, 13 Al. 4. Urutkan unsur-unsur berikut berdasarkan bertambah besarnya energi ionisasi: 11 Na, 37 Rb, 19 K, 55 Cs. 5. Unsur A konfigurasi elektron valensinya terletak pada 3s2 3p1 sedangkan unsur B konfigurasi elektron valensinya teretak pada 3s2 3p3. Unsur mana yang energi ionisasinya lebih kecil? 6. Unsur A konfigurasi elektron valensinya terletak pada 3s2 3p1 sedangkan unsur C konfigurasi elektron valensinya terletak pada 4s2 4p1. Unsur mana yang energi ionisasinya lebih kecil. 7. Konfigurasi elektron valensi unsur A terletak pada 3s1 , unsur B terletak pada 3s2 dan C terletak pada 3s2 3p1. Unsur mana yang I nya paling besar?

DATA ENERGI IONISASI BEBERAPA UNSUR (eV)

Li7

Be9

3

4

(5,39 eV)

(8,30 eV)

11

Na23

(5,14 eV)

19

K39

(4,34 eV)

37

Rb85

(4,18 eV)

12

Mg24

(7,65 eV)

20

Ca40

(6,11 eV)

38

Sr88

(5,69 eV)

5

B11

(9,32 eV)

13

Al27

(7,99 eV)

31

Ga70

(6,00 eV)

49

In115

(5,79 eV)

C12

6

N14

7

O16

8

F19

9

(11,26 eV) (14,53 eV) (13,62 eV) (17,42 eV)

14

Si28

(8,15 eV)

32

Ge73

(7,90 eV)

50

Sn117

(7,34 eV)

15

P31

16

S32

17

Cl35,5

(10,49 eV) (10,56 eV) (12,97 eV)

33

As75

(9,82 eV)

51

Sb122

(8,64 eV)

34

Se79

(9,75 eV)

52

Te128

(9,01 eV)

35

Br84

(11,81 eV)

53

I127

(10,45 eV)

3. AFINITAS ELEKTRON (A) Energi yang dilepaskan pada saat atom dalam keadaan gas menerima atau menangkap elekton.

Contoh persamaan reaksinya: Cl2 (g) + 2e

→

2Cl-(g) +

E

Berdasarkan postulat bahwa:  Energi elektron pada kulit luar

> Energi elektron pada kulit dalam. 

Dirumuskan : A = E

(elektrondari luar )

– E

(kulit elektron valensi)

Makin besar n maka E kulit elektron makin besar sehingga:

Makin kecil r maka E kulit elektron valensi makin kecil sehingga:

ENERGI AFINITAS ELEKTRON MAKIN KECIL

ENERGI AFINITAS ELEKTRON MAKIN BESAR

PENGARUH AFINTAS ELEKTRON TERHADAP KEREAKTIFAN ATOM

Afinitas Elektron merupakan ukuran kemudahan suatu atom berubah menjadi ion – (negatif).  Makin kecil kecil jari-jari atom maka makin besar afinitas elektron

suatu atom dan makin mudah atom tersebut menangkap elektron sehingga makin mudah menjadi ion negatif dan membentuk senyawa ionik.  Sebaliknya makin besar jari-jari atom maka makin kecil afinitas elektron suatu atom maka makin sukar atom tersebut menangkap elektron dan makin sukar atom menjadi ion – dan membentuk senyawa ionik.

1. Bandingkan afinitas elektron unsur X yang memiliki nomor atom 8 dengan unsur Y yang memiliki nomor atom 16. Unsur mana yang A nya lebih besar? 2. Bandingkan afinitas elektron unsur X yang memiliki nomor atom 15 dengan unsur Z yang memiliki nomor atom 17. Unsur mana yang A nya lebih besar? 3. Urutkan unsur-unsur berikut berdasarkan bertambah besarnya afinitas elektron : 15 P, 14 Si, 16 S, 13 Al, 17 Cl. 4. Urutkan unsur-unsur berikut berdasarkan bertambah besarnya afinitas elektron: 8O, 34 Se, 16 S, 52 Te. 5. Unsur X konfigurasi elektron valensinya terletak pada 3s2 3p2 sedangkan unsur Y konfigurasi elektron valensinya teretak pada 3s2 3p4. Unsur mana yang afinitas elektronnya lebih kecil? 6. Unsur X konfigurasi elektron valensinya terletak pada 3s2 3p5 sedangkan unsur Y konfigurasi elektron valensinya terletak pada 4s2 4p5. Unsur mana yang afinitas elektronnya lebih kecil. 7. Konfigurasi elektron valensi unsur A terletak pada 3s2 3p2 , unsur B terletak pada 3s2 3p3 dan C terletak pada 3s2 3p4. Unsur mana yang afinitas elektron nya paling besar?

DATA AFINITAS ELEKTRON BEBERAPA UNSUR (eV) Li7

3

4

Be9

5

B11

(0,62 eV) 11

Na23

K39

12

Mg24

13

Al27

Rb85

(0,49 eV)

14

Si28

15

P31

(1,39 eV) 20

Ca40

31

Ga70

(0,50 eV) 37

N14

7

(1,27 eV)

(0,55 eV) 19

C12

6

32

Ge73

Sr88

49

In115

50

Sn117

(1,11 eV)

F19

9

(1,46 eV)

(3,94 eV)

16

S32

17

Cl35,5

( 2,08 eV) (3,61 eV) 33

As75

(1,23 eV) 38

O16

8

34

Se79

(2,02 eV) 51

Sb122

(1,17 eV)

52

Te128

(1,97 eV)

35

Br84

(3,36 eV) 53

I127

(3,06 eV)

4. ELEKTRONEGATIVITAS (E atau X) Ukuran kemampuan suatu atom untuk menarik elekton ikatan dalam suatu molekul sehingga atom menjadi parsial bermuatan (–) dan molekul menjadi dipolar.

Contoh:

δ+

δ-

H ― Cl X : 2,2

3,2

Berdasarkan konsep:  Gaya tarik menarik antara muatan berbeda (+) dan (-)  Besarnya Gaya berbanding terbalik terhadap jari-jari atom  Besarnya Elektronegativitas berbanding terbalik terhadap jari-jari atom

Makin besar ra maka F makin kecil sehingga: KEELEKTRONEGATIVAN MAKIN KECIL

Makin kecil ra maka F makin besar sehingga: KEELEKTRONEGATIVAN MAKIN BESAR

1. Bandingkan keelektronegativan unsur X yang memiliki nomor atom 15 dengan unsur Y yang memiliki nomor atom 33. Unsur mana yang lebih elektronegatif? 2. Bandingkan keelektronegativan unsur X yang memiliki nomor atom 15 dengan unsur Z yang memiliki nomor atom 17. Unsur mana yang lebih elektronegatif? 3. Urutkan unsur-unsur berikut berdasarkan bertambah besarnya keelektronegativan : 15 P, 14 Si, 16 S, 13 Al, 17 Cl. 4. Urutkan unsur-unsur berikut berdasarkan bertambah besarnya keelektronegativan : 8O, 34 Se, 16 S, 52 Te. 5. Unsur X konfigurasi elektron valensinya terletak pada 3s2 3p2 sedangkan unsur Y konfigurasi elektron valensinya teretak pada 3s2 3p4. Unsur mana yang lebih elektronegatif ? 6. Unsur X konfigurasi elektron valensinya terletak pada 3s2 3p5 sedangkan unsur Y konfigurasi elektron valensinya terletak pada 4s2 4p5. Unsur mana yang lebih elektronegatif ? 7. Konfigurasi elektron valensi unsur A terletak pada 3s2 3p2 , unsur B terletak pada 3s2 3p3 dan C terletak pada 3s2 3p4. Unsur mana yang paling elektronegatif ?

DATA KEELEKTRONEGATIVAN BEBERAPA UNSUR (eV) 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

16

H 2,2

18 He

Li 0,98

Be 1,57

B 2,04

C 2,55

N 3,04

O 3,44

F 3,98

Ne

Na 0,93

Mg 1,31

Al 1,61

Si 1,90

P 2,19

S 2,58

Cl 3,16

Ar

K 0,82

Ca 1,00

Sc 1,36

Ti 1,54

V 1,63

Cr 1,66

Mn 1,55

Fe 1,83

Co 1,88

Ni 1,91

Cu 2,00

Zn 1,65

Ga 1,81

Ge 2,01

As 2,18

Se 2,55

Br 2,96

Kr

Rb 0,80

Sr 0,95

Y 1,22

Zr 1,33

Nb 1,60

Mo 2,16

Tc 1,90

Ru 2,20

Rh 2,28

Pd 2,20

Ag 1,93

Cd 1,69

In 1,78

Sn 1,96

Sb 2,05

Te 2,10

I 2,66

Xe

Cs 0,79

Ba 0,89

Lant

Hf 1,30

Ta 1,50

W 2,36

Re 1,90

Os 2,20

Ir 2,20

Pt 2,28

Au 2,54

Hg 2,00

Tl 2,04

Pb 2,33

Bi 2,02

Po 2,00

At 2,20

Rn

Fr 0,70

Ra 0,80

Act

5. MUATAN INTI EFEKTIF (Zef )

Muatan inti yang efektif memberikan gaya tarik terhadap suatu elektron di dalam atom. Dirumuskan oleh Slater:

Zef = Z – S Zef = muatan inti efektif Z

= muatan inti sesuai jumlah proton (nomor atom).

S

= Shielding Effect (Efek Perisai / Perlindungan)

Besarnya efek perisai ditentukan berdasarkan: KAIDAH SLATER

Penentuan besarnya S pada elektron yang terletak pada sub kulit s (ns) dan p (np) 1. Susun elektron dalam kelompok-kelompok sub kulit sebagai berikut: (1s), (2s,2p), (3s,3p), (3d), (4s,4p), (4p, 4f), (5s, 5p), (5d, 5f), (6s,6p) dst. 2. Elektron pada kulit lebih luar (n+1 , n+2, n+3, dst) tidak memberikan efek perisai terhadap elektron pada kulit n (ns, np). 3. Efek perisai diberikan oleh elektron-elektron dalam satu kelompok (ns, np) dan elektron pada kulit lebih dalam (n-1, n-2, n-3, dst). 4. Elektron dalam satu kelompok (ns,np) memberikan efek perisai sebesar 35% atau 0,35. 5. Elektron pada kulit lebih dalam (n-1) memberikan efek perisai sebesar 85% atau 0,85. 6. Elektron pada kulit lebih dalam lagi (n-2), (n-3), dst. memberikan efek perisai sebesar 100% atau 1. NA = jumlah elektron dalam satu

Dirumuskan: S = (0,35)NA + (0,85)NB + (1)NC

kelompok – 1. NB = jumlah elektron pada kulit (n-1) NC = jumlah elektron pada kulit lebih dalam

Penentuan besarnya S pada elektron yang terletak pada sub kulit d (nd) dan f (nf)

1. Susun elektron dalam kelompok-kelompok sub kulit sebagai berikut: (1s), (2s,2p), (3s,3p), (3d), (4s,4p), (4p, 4f), (5s, 5p), (5d, 5f), (6s,6p) dst. 2. Elektron pada kulit lebih luar (n+1 , n+2, n+3, dst) tidak memberikan efek perisai terhadap elektron pada kulit n (ns, np). 3. Efek perisai diberikan oleh elektron-elektron dalam satu kelompok (ns, np) dan elektron pada kulit lebih dalam (n-1, n-2, n-3, dst). 4. Elektron dalam satu kelompok d (nd) atau f (nf) memberikan efek perisai sebesar 35% atau 0,35. 5. Elektron-elektron lainnya memberikan efek perisai sebesar 100% atau 1.

Dirumuskan: S = (0,35)NA + (1)NB

NA = jumlah elektron dalam satu kelompok – 1. NB = jumlah elektron pada kulit lainnya

Tentukan besarnya muatan inti efektif atom (a) 2s,

(b) 3p,

30

Zn terhadap elektron pada subkulit:

(c) 4s dan (d) 3d !

PENYELESAIAN: 30

Zn konfigurasi elektronnya: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2

Kelompok elektron sesuai Kaidah Slater: (1s)2 , (2s,2p)8 , (3s,3p)8 , (3d)10 , (4s,4p)2 (a) Besarnya S untuk elektron pada sub kulit 2s adalah: S = [(0,35) X 7] + [(0,85) X 2] + [(1) X 0] = 2,45

+ 1,7

+ 0

= 4,15 Berarti besarnya muatan inti efektifnya;

PENYELESAIAN: 30

Zn konfigurasi elektronnya: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2

Kelompok elektron sesuai Kaidah Slater: (1s)2 , (2s,2p)8 , (3s,3p)8 , (3d)10 , (4s,4p)2 (b) Besarnya S untuk elektron pada sub kulit 3p adalah: S = [(0,35) X 7] + [(0,85) X 8] + [(1) X 2] = 2,45

+ 6,8

+ 2

= 11,25 Berarti besarnya muatan inti efektifnya; Zef = Z – S = 30 – 11,25 = 18,75.

PENYELESAIAN: 30

Zn konfigurasi elektronnya: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2

Kelompok elektron sesuai Kaidah Slater: (1s)2 , (2s,2p)8 , (3s,3p)8 , (3d)10 , (4s,4p)2 (c) Besarnya S untuk elektron pada sub kulit 4s adalah: S = [(0,35) X 1] + [(0,85) X 18] + [(1) X 10] = 0,35

+ 15,3

+ 10

= 25,65 Berarti besarnya muatan inti efektifnya; Zef = Z – S = 30 – 25,65 = 4,35.

PENYELESAIAN: 30

Zn konfigurasi elektronnya: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2

Kelompok elektron sesuai Kaidah Slater: (1s)2 , (2s,2p)8 , (3s,3p)8 , (3d)10 , (4s,4p)2 (d) Besarnya S untuk elektron pada sub kulit 3d adalah: S = [(0,35) X 9] + [(1) X 18] = 3,15

+ 18

= 21,15 Berarti besarnya muatan inti efektifnya; Zef = Z – S = 30 – 21,15 = 8,85.

1.Tentukan besarnya muatan inti efektif atom 26Fe terhadap elektron pada subkulit: (a) 4s , (b) 3d dan (c) 3s. 2.Tentukan besarnya muatan inti efektif atom 35Br terhadap elektron pada sub kulit: (a) 4p, (b) 3d dan (c) 3p 3.Tentukan besarnya muatan inti efektif atom 21Sc terhadap elektron pada sub kulit 3d. 4.Tentukan besarnya muatan inti efektif atom 24Cr terhadap elektron pada sub kulit 3d. 5.Tentukan besarnya muatan inti efektif atom 27Co terhadap elektron pada sub kulit 3d.