Muatan Inti Efektif [PDF]

Citation preview

Nama



:Andini



Nim



:2282180002



Hubungan Jari-Jari Atom, Energi Ionisasi (1 Dan 2), Afinitas (1 Dan 2), Dan Keelektronegatifan Untuk Dapat Memahami Muatan Inti Efektif Muatan inti efektif adalah muatan total dari muatan inti sebenarnya dikurangi efek perisai yang dirasakan electron terluar. Adanya electron-elektron perisai penyaring mengurangi gaya tarik elektrostatik antara proton yang bermuatan positif dalam inti. Gaya tolak menolak electron yang lebih banyak akan mengimbangi gaya tarik inti atom terhadap electron.



Gambar 1.1 bukan gambar atom sebenarnya



Efek perisai (shielding effect) adalah efek yang timbul akibat gaya tolak menolak antar electron yang menutupi inti dengan electron dikulit terluar.Tarik elektrostatik adalah gaya tarik yang timbul pada dua muatan yang berbeda, yaitu gaya tarik inti atom dengan electron. Salah satu contoh dari efek perisai adalah energi yang diperlukan untuk mengeluarkan satu electron dari atom yang berelektron banyak. Hasil pengukuuran menunjukan bahwa diperlukan energi sebesar 2373 kJ unttuk mengeluarkan electron pertama dari satu mol atom He. 5251 kJ untuk mengeluarkan electron kedua dari satu mol ion He+ . Alasan diperlukannya energi lebih banyak pada pengeluaran electron kedua karena dengan hanya terdapat satu electron, maka tidak ada perisai dan electron itu merasakan seluruh pengaruh dari muatan inti +2. Untuk atom yang memiliki tiga electron atau lebih, electron pada kulit tertentu diperisai oleh electron pada kulit bagian dalam. Ssemisal litium memiliki tiga electron dengan konfigurasi electron 1s2 2s1 , electron 2s diperisai oleh elektron 1s, tetapi electron 2s tidak memberikan efek memerisai pada electron bagian luar. Perisai electron menghasilkan konsekuensi yang penting untuk ukuran atom pembentukan ion-ion dan molekul-molekul.



Unsur unsur dalam satu golongan memiliki electron valensi yang sama, unsur-unsur dalam periode yang sama memiliki jumlah kulit yang sama. Oleh karena itu, sifat-sifat unsur ada hubungannya dengan konfigurasi electron. Sifat periodic unsur diantaranya adalah jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas electron dan keelektronegatifan.



1. Jari-jari atom Sejumlah sifat fisika dari atom termasuk kerapatan, titik leleh, dan titik didih berhubungan dengan ukuran atom , namun ukuran atom sukar untuk didefinisikan. Perhatikan unsur logam, struktur logam sangat bervariasi, tetapi semua logam sama-sama memiliki ciri struktur: atom-atomnya terikat dengan lainnya dalam satu jaringan dimensi yang meluas. Jari-jari atom didefinisikan sebagai setengah jarak antara inti atom yang berikatan dalam wujud padat.



Gambar 1.2 bukan gambar atom sebenarnya



“Jika kita perhatikan dalam golongan yang sama semakin ke bawah semakin banyak jumlah kulitnya, bertambahnya jumlah kulit menyebabkan volume semakin besar sehingga jari jari atom meningkat”. Pada periode yang sama jumlah kulit tidak bertambah, namun jumlah electron valensi bertambah menyebabkan tarikan inti atom semakin kuat, sehingga volume atom mengkerut dan jari-jari atom menurun. Dalam mempelajari kecenderungannya perlu diingat bahwa jari-jari atom terutama ditentukan oleh bagaimana kuatnya electron tarikan inti ke electron terluar. “Maka makin besar muatan inti efektif, makin kuat electron-elektron ditahan dan semakin kecil jari-jari atomnya”. Perhatikan pada periode Li sampai F dari kiri kekanan ditemukan bahwa jumlah electron dalam kulit terdalam (1s2) adalah tetap, sedangkan muatan intinya bertambah. Electron yang mengimbangi muatan dari inti tidak efektif dalam memerisai satu sama lain. Akibatnya muatan inti efektif terus bertambah sedangkan kulit atomnya tetap 2. Misalnya 2s litium (inti atomnya memiliki 3 proton) diperisai oleh dua electron terdalamnya 1s. sehingga dapat diasumsikan bahwa efek perisai dari 1s meniadakan tarikan inti atom sehingga electron 2s hanya merasakan tarikan inti satu proton. Oleh karena 2s tidak saling melindungi satu sama lain secara efektif , hasil keseluruhannya adalah muatan inti efektif untuk masing-masing elektron 2s lebih besar dari +1. Jadi karena muatan inti efektif bertambah maka jari-jari atom terus berkurang dari litium ke flourin. “Sedangkan dalam satu golongan dari atas kebawah muatan inti efektif semakin



menurun sehingga jari-jari atom bertambah, dalam satu periode dari kiri kekanan muatan inti efektif meningkat sehinngga jari-jari atom meningkat”.



2. energi ionisasi Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk mengeluarkan electron valensi dalam suatu atom atau ion dalam wujud gas. Nilai energi ionisasi bergantung pada jarak antara electron valensi dengan inti atom (jari-jari atom). Semakin jauh electron valensi dari inti atom semakin lemah tarikan inti atom, energi yang dibutuhkan untuk melepaskan electron valensinya semakin kecil (energi ionisasi semakin kecil). “Maka energi ionisasi dalam satu golongan dari atas kebawah semakin kecil”. Pada periode yang sama jumlah electron semakin banyak sehingga tarikan dari inti semakin besar sehingga butuh banyak energi untuk melepaskan electron valensi (energi ionisasi meningkat). “Dalam satu periode dari kiri ke kanan energi ionisasi meningkat”. Energi ionisasi berbanding terbalik dengan jari-jari atom. Unsur-unsur Golongan VIII A memiliki energi ionisasi sangat besar karena unsur-unsur ini stabil hali ini disebabkan electron valensi yang banyak dan penuh. a. Energi ionisasi satu Energi ionisasi satu adalah energi yang yang dibutuhkan atom untuk melepas satu electron terluar (electron paling mudah terlepas) dalam bentuk gas untuk menghasilkan satu mol ion gas dengan muatan +1. Secara singkatnya energi ionisasi satu adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan electron pertama terluar dari atom netral gas dalam keadaan gas. X



 X+ + e



Energi ionisasi pertama dari unsur-unsur gas mulia merupakan energi ionisasi pertama terbesar dibandingkan dengan unsur-unsur lain yang terletak dalam satu periode. He merupakan atom yang memiliki energi ionisasi pertama paling besar.



b. Energi ionisasi kedua Energi yang dibutuhkan untuk melepas satu lagi electron setelah electron pertama yang berhasil dilepaskan untuk membentuk 2+. X+



 X2+ + e



Melepaskan electron pertama lebih mudah dibandingkan melepaskan electron kedua. Karena muatan inti lebih efektif terhadap electron yang semakin berkurang jumlah elektronnya. Contohnya pada atom He bahwa diperlukan energi sebesar 2373 kJ unttuk mengeluarkan electron pertama dari satu mol atom He. 5251 kJ untuk mengeluarkan electron kedua dari satu mol ion He+ Dengan demikian energi ionisasi tergentung pada seberapa kuat electron terikat oleh atomnya atau seberapa kuat muatan inti efektif Zef berpengaruh terhadap electron terluar yang akan dikeluarkan. 3. Afinitas elektron Afinitas electron adalah kemampuan atom untuk menangkap satu atau lebih elektron. Afinitas electron dapat bernilai positif dan negative.



Gambar 1.3 bukan gambar atom sebenarnya



Afinitas electron bernilai positif jika electron yang ditambahkan pada atom yang stabil dan energi diserap. Afinitas electron negative terjadi ketika electron yang ditambahkan pada atom dan energi dilepaskan. Afinitas electron yang bernilai besar dan positif baerarti ion negative tersebut sangat stabil yaitu atom tersebut memiliki kecendrungan kuat untuk menerima electron, seperti energi ionisasi atom yang tinggi berarti atom tersebut stabil. Unsur dengan afinitas bertanda negative memiliki kecenderungan lebih besar dalam menyerap electron daripada unsur dengan afinitas electron bertanda positif. Semakin negative afinitas electron maka semakin besar kemampuan unsur dalam menyerap electron, dan semakin besar dalam membentuk ion bermuatan negatif. Afinitas electron tergantung pada jari-jari atom, jika jari-jari atom yang kecil, tarikan inti atom terhadap electron kuat, sehingga ketika electron yang diluar akan masuk maka mudah tertarik, maka afinitas electron besar. Dalam satu periode dari kiri kekanan jar-jari atom menurun maka afinitas electron meningkat. Begitupun sebaliknya jari-jari atom besar maka tarikan inti terhadap electron semakin lemah maka tarikan electron luar pun semakin lemah dan afinitas electron lemah. Secara umum afinitas electron dalam satu golongan dari atas kebawah menurun.



Afinitas electron pada umumnya berbanding terbalik dengan jari-jari atom dan berbanding lurus dengan energi ionisasi. a. Afinitas electron pertama adalah energi yang diserap atau dilepaskan untuk menangkap electron pertama kali. X



+



e



 X-



b. Afinitas electron kedua adalah energy yang diserap atau dilepaskan untuk menangkap electron kedua setelah afinitas electron pertama. X-



+



e



 X2-



Afinitas electron kedua lebih besar dari afinitas electron pertama karena afinitas electron pertama menangkap electron pada atom yang netral dan muatan inti afektif sedangkan afinitas kedua menambahkan electron pada atom yang bermuatan negative sehingga ada gaya tolak menolak antar electron mengakibatkan afinitas electron lebih besar pada yang kedua. Muatan inti efektif pada afinitas kedua lebih besar dari afinitas electron yang pertama.



Sumber : Chang Raymond.2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti, jilid 1.Jakarta:Erlangga



Tugas tugas: