Prinsip Pembentukan Molekul dan Ion

 

Prinsip Pembentukan Molekul dan Ion

1. Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron adalah susunan penyebaran (pengisian) elektron-elektron dalam mengelilingi inti atom. elektron bergerak mengelilingi inti atom menurut tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut sebagai kulit-kulit atom. Tingkat energi dalam suatu atom berturut-turut dilambangkan dengan K untuk kulit atom pertama (n=1), L untuk kulit atom kedua (n=2), M untuk kulit atom ketiga (n=3), dan seterusnya.

Tiap-tiap kulit atom ditempati oleh sejumlah elektron dan setiap kulit atom mempunyai jumlah maksimum elektron yang menempatinya. Misalnya kulit atom K maksimum hanya dapat ditempati oleh 2 elektron. Apabila atom tersebut mempunyai lebih dari 2 elektron maka maka elektron berikutnya akan menenmpati kulit berikutnya.

Jumlah maksimum elektron yang dapat terisi pada kulit elektron ke-n adalah 2n². Namun, jumlah maksimum elektron pada kulit terluar dari suatu atom adalah 8.

Dengan demikian kulit atom K maksimum ditempati oleh 2 elektron, kulit L 8 elektron, kulit M 18 elektron, kulit N 32 elektron dan seterusnya.

Cara pengisian kulit atom pada golongan A

-       Dimulai dari kulit atom terdalam terlebih dahulu : K, L, M, N, dan seterusnya

-       Jumlah maksimum elektron di kulit terluar (elektron valensi) adalah 8

-       Isi penuh kulit pertama dengan 2 elektron.

-       Jika ada sisa elektron :

-          Jika sisa elektron ≤ 8 tempatkan semua elektron pada kulit berikutnya

-          Jika sisa elektron antara 8 dan 18, maka kulit berikutnya diisi dengan 8 elektron atau jumlah elektron maksimum

-          Jika sisa elektron antara 18 dan 32, maka kulit berikutnya diisi dengan 18 elektron atau jumlah elektron maksimum

Perhatikan jumlah elektron pada tiap-tiap kulit beberapa atom berikut!

Nama Atom	Lambang	Nomor Atom	Jumlah Elektron	Susunan Elektron pada tingkat energi
				K	L	M	N	O
Hidrogen	H	1	1	1	-	-	-	-
Helium	He	2	2	2	-	-	-	-
Neon	Ne	10	10	2	8	-	-	-
Natrium	Na	11	11	2	8	1	-	-
Klorin	Cl	17	17	2	8	7	-	-
Argon	Ar	18	18	2	8	8	-	-
Kalsium	Ca	20	20	2	8	8	2	-
Bromin	Br	35	35	2	8	18	7	-
Kripton	Kr	36	36	2	8	18	8	-
Stronsium	Sr	38	36	2	8	18	8	2
Iodium	I	53	53	2	8	18	18	7

Posisi elektron secara berurutan dimulai dari kulit K, kemudian ke kulit atom yang lebih tinggi. Pada contoh di atas, atom helium (He), natrium (Na), dan klor (Cl), mempunyai konfigurasi elektron sesuai dengan urutan jumlah elektron yang dapat menempati kulit K, L, dan M. Pada atom Ca yang mempunyai 20 elektron, kulit atom K dan L berturut-turut ditempati oleh 2 dan 8 elektron sehingga tersisa 10 elektron.

Walaupun kulit M dapat ditempati 18 elektron, tetapi jumlah elektron yang tersisa hanya 10, maka sebanyak 8 elektron akan menempati kulit M terlebih dahulu dan 2 elektron akan menempati kulit N. Hal ini disebabkan penempatan 8 elektron pada kulit M dan 2 elektron pada kulit N lebih stabil dibandingkan penempatan 10 elektron sekaligus pada kulit M. Apabila jumlah elektron yang tersisa setelah K dan L lebih dari 18 elektron maka kulit atom M akan ditempati 18 elektron seperti contoh pada atom bromin dan kripton. Intinya, elektron akan disusun pada setiap kulit hingga membentuk susunan yang paling stabil.

 

Contoh soal.

Kerjakan bersama kelompokmu untuk membuat konfigurasi elektron atom-atom :

1.         Silikon ()

Penyelesaian :

Jumlah elektron = 14

Kulit K    = 2

Kulit L     = 8

Kulit M    = 4

 

2.         Sulfur ()­

Penyelesaian :

Jumlah elektron = 16

Kulit K    = 2

Kulit L     = 8

Kulit M    = 6

Kalian juga bisa lihat video tentang cara menentukan konfigurasi elektron dengan cara klik gambar di atas! Jangan lupa klik like dan subscribe biar tidak kesulitan untuk mencari video dari kami.
 

2. Ion dan Ikatan Ion

Atom-atom dengan nomor atom 1 sampai 18 akan berada dalam keadaan stabil bila kulit atom terluarnya berisi 2 elektron seperti helium (He) atau 8 elektron seperti neon (Ne), Argon (Ar), dan kripton (Kr). Agar dapat mencapai jumlah 8 elektron pada kulit terluarnya suatu atom dapat melepaskan atau menerima satu atau lebih elektron.

Contohnya atom natrium (Na) yang mempunyai 11 elektron  mempunyai susunan elektron K=2, L=8, dan M=1. Kulit atom M dalam atom Na hanya terisi satu elektron. Keadaan ini menyebabkan atom Na tidak stabil.

Agar mempunyai 8 elektron pada kulit terluarnya, atom Na dapat melepaskan satu elektron dari kulit M tersebut atau menerima 7 elektron dari atom lain. Menerima 7 elektron sangatlah sulit, maka dari itu, atom Na melepaskan satu elektron, maka di dalam inti atom Na ada 11 proton yang bermuatan positif sedangkan pada kulit atom tinggal 10 elektron yang bermuatan negative, sehingga secara keseluruhan atom Na bermuatan satu positif (+1) dan ditulis Na⁺ yang disebut dengan ion Na⁺. Atom atau molekul yang bermuatan akibat kekurangan atau kelebihan sejumlah elektron disebut ion. Ion yang bermuatan positif seperti Na⁺ secara umum disebut kation.

Sebaliknya, atom klorin (Cl) mempunyai susunan elektron K=2, L=8, dan M=7. Agar atom klorin (Cl) stabil, maka ditangkaplah satu elektron dari atom lain agar kulit atom M terisi oleh 8 elektron, sehingga atom klorin akan kelbihan satu muatan negatif maka akan menjadi bermuatan -1 atau ditulis Clˉ. Ion yang bermuatan negatif secara umum disebut anion.

Kalian juga bisa lihat video tentang proses pembentukan ion dengan cara klik gambar di atas! Jangan lupa klik like dan subscribe biar tidak kesulitan untuk mencari video dari kami.

Pada pembentukan garam NaCl, ion Na⁺ dan ion Clˉ saling tarik menarik secara elektrostatik membentuk senyawa ion NaCl yang netral. Senyawa yang terbentuk dari kation dan anion disebut sebaga senyawa ion. Gaya tarik-menarik antara kation dan anion dalam senyawa tersebut disebut ikatan ion.

Pada NaCl kation dan anion tersusun selang-seling secara teratur sedemikian rupa sehingga interaksi tarik menarik antara ion Na⁺ dan ion Clˉ terjadi secara maksimal. Susunan seperti ini disebut dengan Kristal.

Umumnya unsur-unsur logam cenderung melepaskan elektron, sehingga akan membentuk kation. Sebaliknya unsur nonlogam akan cenderung menerima elektron sehingga membentuk anion. Kecenderungan suatu atom untuk menerima atau melepaskan elektron sehingga menjadi stabil juga dapat diketahui dari jumlah elektron terluar. Atom yang memiliki elektron terluar lebih dari 5 cenderung menerima elektron, sedangkan atom yang memiliki elektron kurang dari 4 pada kulit terluarnya cenderung melepaskan elektron.

Di dalam tubuh kita terdapat banyak sekali ion, antara lain ion kalium (K⁺), ion kalsium (Ca²⁺), ion magnesium (Mg²⁺), ion klorida (Clˉ ), ion karbonat ( ), dan ion hidrogen karbonat ( ). Ion sangatlah penting bagi kehidupan. Misalnya ion kalsium (Ca²⁺) yang memiliki peranan penting dalam proses pembekuan darah ketika terjadi luka. Ion juga sangat penting dalam transport gas oksigen (O^­­₂) dan gas karbon dioksida (CO₂) dalam tubuh.

Karbon dioksida (CO₂) yang berada di jaringan tubuh diambil dan disalurkan menuju paru-paru untuk dikeluarkan dari tubuh kita dengan tiga cara :

a.         karbon dioksida larut dalam sel darah dan plasma darah

b.         karbon dioksida berikatan dengan hemoglobin (Hb) membentuk Hb CO₂

c.         karbon dioksida bereaksi sehingga membentuk ion bikarbonat ( )

Untuk dapat melakukan proses tersebut dengan baik, tubuh juga memerlukan ion klorida (Clˉ ).

Ketika kita melakukan aktifitas yang berat, seperti berlari atau bermain sepak bola, ion-ion yang ada dalam tubuh akan dikeluarkan bersama keringat, sehingga ion-ion dalam tubuh berkurang dan akibatnya tubuh terasa lelah. Ion-ioan dalam tubuh yang keluar bersama keringat dapat digantikan dari makanan dan minuman yang kita konsumsi.

Ion juga dapat digunakan untuk membunuh bakteri dan virus. Air Conditioner (AC) Plasma Cluster merupakan salah satu pendingin ruangan yang juga menghasilkan ion-ion H⁺ dan ion  yang dapat membunuh bakteri Escherichia coli, Micrococcus pyogenes, dan virus influenza. Reaksi dantara dua ion H⁺ dan ion  menghasilkan senyawa hydrogen peroksida (H₂O₂) pada lapisan luar sel bakteri atau pada permukaan virus yang mampu merusak dinding sel bakteri dan selubung protein virus, sehingga bakteri dan virus akan mati.

Agar atom-atom dapat berada dalam keadaan stabil, atom-atom juga dapat menggunakan sejumlah elektron secara bersama. Contoh paling sederhana adalah atom hidrogen (H) yang mempunyai satu elektron. Hidrogen di alam bukan sebagai atom H, tetapi merupakan moleku H₂. Molekul H₂ mempunyai dua elektron yang digunakan bersama sehingga setiap atom H dalam molekul H₂ akan mempunyai dua elektron. Keadaan ini menyerupai elektron terluar pada gas mulia helium (He).

Peristiwa serupa juga terjadi pada atom klorin (Cl) yang mempunyai 7 elektron pada kulit atom M, sehingga untuk menjadi lebih stabil masih kekurangan satu elektron. Agar dapat melengkapi jumlah elektron pada kulit terluarnya (menjadi 8), maka atom Cl menggunakan bersama satu elektron dari atom Cl lain sehingga membentuk Cl₂ .

Pembentukan ikatan kimia melalui penggunaan bersama elektron oleh dua atom disebut ikatan kovalen. Selain H₂ dan Cl₂, atom lain yang membentuk ikatan kovalen diantaranya adalah gas O₂, N₂, CO, CO₂, molekul air (H₂O) dan lainnya. Senyawa yang antar atomnya berikatan kovalen disebut senyawa kovalen.

3. Identifikasi Unsur

Untuk mengidentifikasi suatu unsur secara kualitatif dalam suatu bahan para ilmuwan menggunakan uji nyala. Apabila suatu senyawa dibakar molekul-molekul yang ada di dalam senyawa tersebut menyerap energi dan menyebabkan elektron-elektron pada atomnya mengalami perpindahan antar kulit atom. Perpindahan elektron dari kulit atom dengan energi lebih rendah ke kulit atom dengan energi lebih tinggi, akan menyerap energi. Sementara perpindahan elektron dari kulit atom dengan energi lebih tinggi ke kulit atom dengan energi lebih rendah, akan melepaskan energi. Energi yang terlepas tersebut akan terlihat sebagai cahaya. Tiap-tiap atom memiliki jarak antar kulit atom yang berbeda sehingga energi yang diserap atau dilepaskan juga akan berbeda sehingga cahaya yang dihasilkan memiliki warna-warna yang berbeda.

LKPD : Konfigurasi Elektron

 

.

Share this post