Konfigurasi elektron: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Mengembalikan suntingan 27.123.223.18 (pembicaraan) ke revisi terakhir oleh AABot (HG) (3.4.4) |
Gianogentap (bicara | kontrib) Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan aplikasi seluler Suntingan aplikasi Android App section source |
||
| (9 revisi perantara oleh 7 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 3:
Dalam [[fisika atom]] dan [[kimia kuantum]], '''konfigurasi elektron''' adalah susunan [[elektron|elektron-elektron]] pada sebuah [[atom]], [[molekul]], atau struktur fisik lainnya.<ref name="IUPAC1">{{GoldBookRef|file=C01248|title=configuration (electronic)}}</ref> Sama seperti [[partikel elementer]] lainnya, elektron patuh pada hukum [[mekanika kuantum]] dan menampilkan sifat-sifat bak-partikel maupun bak-gelombang. Secara formal, [[keadaan kuantum]] elektron tertentu ditentukan oleh [[fungsi gelombang]]nya, yaitu sebuah fungsi ruang dan waktu yang [[bilangan kompleks|bernilai kompleks]]. Menurut [[interpretasi Kopenhagen|interpretasi mekanika kuantum Copenhagen]], posisi sebuah elektron tidak bisa ditentukan kecuali setelah adanya aksi pengukuran yang menyebabkannya untuk bisa dideteksi. Probabilitas aksi pengukuran akan mendeteksi sebuah elektron pada titik tertentu pada ruang adalah proporsional terhadap kuadrat nilai absolut fungsi gelombang pada titik tersebut.
Elektron-elektron dapat berpindah dari satu [[aras energi]] ke aras energi yang lainnya dengan emisi atau absorpsi [[kuantum]] [[energi dalam]] bentuk [[foton]]. Oleh karena [[asas larangan Pauli]], tidak boleh ada lebih dari dua elektron yang dapat menempati sebuah [[orbital atom]], sehingga elektron hanya akan meloncat dari satu orbital ke orbital yang lainnya hanya jika terdapat kekosongan di dalamnya.
Pengetahuan atas konfigurasi elektron atom-atom sangat berguna dalam membantu pemahaman struktur [[tabel periodik]] unsur-unsur. Konsep ini juga berguna dalam menjelaskan [[ikatan kimia]] yang menjaga atom-atom tetap bersama.
Baris 19:
== Notasi ==
{{see also|Orbital atom}}
Para fisikawan dan kimiawan menggunakan notasi standar untuk mendeskripsikan konfigurasi-konfigurasi elektron atom dan molekul. Untuk atom, notasinya terdiri dari untaian label orbital atom (misalnya 1s, 3d, 4f) dengan jumlah elektron dituliskan pada setiap orbital (atau sekelompok orbital yang mempunyai label yang sama). Sebagai contoh, [[hidrogen]] mempunyai satu elektron pada orbital s kelopak pertama, sehingga konfigurasinya ditulis sebagai 1s<sup>1</sup>. [[Litium]] mempunyai dua elektron pada subkelopak 1s dan satu elektron pada subkelopak 2s, sehingga konfigurasi elektronnya ditulis sebagai 1s<sup>2</sup> 2s<sup>1</sup>. [[Fosforus]] ([[nomor atom]] 15) mempunyai konfigurasi elektron
Untuk atom dengan banyak elektron, notasi ini akan menjadi sangat panjang, sehingga notasi yang disingkat sering digunakan. Konfigurasi elektron fosforus, misalnya, berbeda dari [[neon]] (1s<sup>2</sup> 2s<sup>2</sup> 2p<sup>6</sup>) hanya pada keberadaan kelopak ketiga. Sehingga konfigurasi elektron neon dapat digunakan untuk menyingkat konfigurasi elektron fosforus. Konfigurasi elektron fosforus kemudian dapat ditulis: [Ne] 3s<sup>2</sup> 3p<sup>3</sup>. Konvensi ini sangat berguna karena elektron-elektron pada kelopak terluar sajalah yang paling menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur.
Baris 30:
== Sejarah ==
[[Niels Bohr]] adalah orang yang pertama kali (1923) mengajukan bahwa [[periodisitas]] pada sifat-sifat [[unsur kimia]] dapat dijelaskan oleh struktur elektronik atom tersebut.<ref name="Bohr">{{cite journal | last = Bohr | first = Niels | authorlink = Niels Bohr | title = Über die Anwendung der Quantumtheorie auf den Atombau. I. | journal = [[Zeitschrift für Physik|Z. Phys.]] | year = 1923 | volume = 13 | page = 117}}</ref> Pengajuannya didasarkan pada [[model atom Bohr]], yang mana kelopak-kelopak elektronnya merupakan orbit dengan jarak yang tetap dari inti atom. Konfigurasi awal Bohr berbeda dengan konfigurasi yang sekarang digunakan: [[sulfur]] berkonfigurasi 2.4.4.6 daripada 1s<sup>2</sup> 2s<sup>2</sup> 2p<sup>6</sup> 3s<sup>2</sup> 3p<sup>4</sup>.
Satu tahun kemudian, [[Edmund Clifton Stoner|E. C. Stoner]] memasukkan bilangan kuantum ketiga [[Arnold Sommerfeld|Sommerfeld]] ke dalam deskripsi kelopak elektron, dan dengan benar memprediksi struktur kelopak sulfur sebagai 2.8.6.<ref>{{cite journal | last = Stoner | first = E.C. | authorlink = Edmund Clifton Stoner | title = The distribution of electrons among atomic levels | journal = [[Philosophical Magazine|Phil. Mag. (6th Ser.)]] | volume = 48 | year = 1924 | pages = 719–36}}</ref> Walaupun demikian, baik sistem Bohr maupun sistem Stoner tidak dapat menjelaskan dengan baik perubahan [[spektroskopi|spektra atom]] dalam [[medan magnet]] ([[efek Zeeman]]).
Bohr sadar akan kekurangan ini (dan yang lainnya), dan menulis surat kepada temannya [[Wolfgang Pauli]] untuk meminta bantuannya menyelamatkan teori kuantum (sistem yang sekarang dikenal sebagai "[[teori kuantum lama]]"). Pauli menyadari bahwa efek Zeeman haruslah hanya diakibatkan oleh elektron-elektron terluar atom. Ia juga dapat menghasilkan kembali struktur kelopak Stoner,
<blockquote>
''It should be forbidden for more than one electron with the same value of the main quantum number ''n'' to have the same value for the other three quantum numbers ''k'' [''l''], ''j'' [''m<sub>l</sub>''] and ''m'' [''m<sub>s</sub>''].''
Baris 63:
=== Kelemahan asas Aufbau ===
Asas Aufbau begantung pada postulat dasar bahwa urutan energi orbital adalah tetap, baik untuk suatu unsur atau di antara unsur-unsur yang berbeda. Ia menganggap orbital-orbital atom sebagai "kotak-kotak" energi tetap yang mana dapat diletakkan dua elektron. Namun, energi elektron dalam orbital atom bergantung pada energi keseluruhan elektron dalam atom (atau ion, molekul, dsb). Tidak ada "penyelesaian satu elektron" untuk sebuah sistem dengan elektron lebih dari satu, sebaliknya yang ada hanya sekelompok penyelesaian banyak elektron, yang tidak dapat dihitung secara eksak<ref group="n">Elektron merupakan [[partikel identik]], fakta yang kadang-kadang dirujuk sebagai "ketakterbedaan elektron". Penyelesaian satu elektron ke sistem banyak elektron akan mengimplikasikan bahwa elektron-elektron dapat diberdakan satu sama lainnya,
=== Ionisasi logam transisi ===
Aplikasi asas Aufbau yang terlalu dipaksakan kemudan menghasilkan [[paradoks]] dalam kimia [[logam transisi]]. [[Kalium]] dan [[kalsium]] muncul dalam tabel periodik sebelum logam transisi, dan memiliki konfigurasi elektron [Ar] 4s{{sup|1}} dan [Ar] 4s{{sup|2}} (orbital 4s diisi terlebih dahulu sebelum orbital 3d). Hal ini sesuai dengan kaidah Madelung, karena orbital 4s memiliki nilai ''n''+''l'' = 4 (''n'' = 4, ''l'' = 0), sedangkan orbital 3d ''n''+''l'' = 5 (''n'' = 3, ''l'' = 2). Namun [[kromium]] dan [[tembaga]] memiliki konfigurasi elektron [Ar] 3d{{sup|5}} 4s{{sup|1}} dan [Ar] 3d{{sup|10}} 4s{{sup|1}} (satu elektron melewati pengisian orbital 4s ke orbital 3d untuk menghasilkan subkelopak yang terisi setengah). Dalam kasus ini, penjelasan yang diberikan adalah "subkelopak yang terisi setengah ataupun terisi penuh adalah susunan elektron yang stabil".
Paradoks akan muncul ketika elektron ''dilepaskan'' dari atom logam transisi, membentuk ion. Elektron yang pertama kali diionisasikan bukan berasal dari orbital 3d, melainkan dari 4s. Hal yang sama juga terjadi ketika [[senyawa kimia]] terbentuk. [[Kromium heksakarbonil]] dapat dijelaskan sebagai atom kromium (bukan ion karena [[keadaan oksidasi]]nya 0) yang dikelilingi enam ligan [[karbon monoksida]]; ia bersifat [[diamagnetik]] dan konfigurasi atom pusat kromium adalah 3d{{sup|6}}, yang berarti bahwa orbital 4s pada atom bebas telah bepindah ke orbital 3d ketika bersenyawa. Pergantian elektron antara 4s dan 3d ini dapat ditemukan secara universal pada deret pertama logam-logam transisi.<ref group="n">Terdapat beberapa kasus pada deret kedua dan ketiga di mana elektron tetap berada dalam orbital s.</ref>
Fenomena ini akan menjadi paradoks hanya ketika diasumsikan bahwa energi orbital atom adalah tetap dan tidak dipengaruhi oleh keberadaan elektron pada orbital-orbital lainnya. Jika begitu, maka orbital 3d akan memiliki energi yang sama dengan orbital 3p, seperti pada hidrogen. Namun hal ini jelas-jelas tidak demikian.
=== Pengecualian kaidah Madelung lainnya ===
Terdapat beberapa pengecualian kaidah Madelung lainnya untuk unsur-unsur yang lebih berat, dan akan semakin sulit untuk menggunakan penjelasan yang sederhana mengenai pengecualian ini. Adalah mungkin untuk memprediksikan kebanyakan pengecualian ini menggunakan perhitungan Hartree-Fock,<ref>{{cite journal | last = Meek | first = Terry L.
{| cellspacing="0" border="1" class="wikitable" bgcolor="white"
Baris 125:
== Lihat pula ==
* [[Tabel konfigurasi elektron
* [[Orbital atom]]
* [[Aras energi]]
Baris 139:
== Pranala luar ==
* [http://www.perfectperiodictable.com/userguide Simplified procedure for deriving electron configurations] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160319010144/http://www.perfectperiodictable.com/userguide |date=2016-03-19 }}
* [http://www.hydrogenlab.de/elektronium/HTML/einleitung_hauptseite_uk.html What does an atom look like? Configuration in 3D]
* [http://www.webelements.com/periodicity/electronic_configuration/ Electronic configuration: periodicity] from WebElements.com
| |||