PENENTUAN GOLONGAN DAN PERIODE SUATU UNSUR DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON

Sistem Periodik Unsur (SPU) disusun memiliki makna untuk memudahkan mempelajari atau mengetahui sifat-sifat (karakteristik) secara umum dari sebuah unsur. Dengan mengetahui letaknya di SPU kita mengetahui sifat dan dengan mudah meramalkan bagaimana reaksi kimia bahkan energy ionisasi dari sebuah unsur secara kasar. Untuk mengetahui tepat letak dari sebuah unsur, kita harus mengetahui dimana golongan dan periode dari sebuah unsur.

Golongan merupakan pengelompokan unsur berdasarkan electron valensi dalam konfigurasi. Hal ini ditandai dengan kolom vertical dari atas ke bawah yang diberikan nama dengan angka romawi  (I – VIII) yang kemudian diikuti dengan grup A (utama) ataupun B (transisi), inilah aturan yang diadopsi dari Amerika dan kebanyakan dipakai di Indonesia. Sedangkan dari Eropa digunakan angka dari kiri ke kanan semakin besar yaitu golongan 1 s.d. 18. Selain persamaan electron valensi, ternyata unsur-unsur dalam satu golongan juga memiliki persamaan sifat fisika dan kimia. Hal ini akan dibahas dalam bab tersendiri.

Periode adalah kolom horizontal atau (mendatar) dari kiri ke kanan yang menandai persamaan jumlah kulit . Dan dari kiri ke kanan memiliki kecenderungan kenaikan nomor atom.

   A.    Penentuan Golongan dan Periode Unsur Golongan Utama (Golongan A)

Penentuan golongan pada unsur-unsur A lebih mudah dari pada unsur golongan B. Penentuannya dapat dilakukan dengan konfigurasi Lewis (sederhana) ataupun dengan konfigurasi Auf Baw.

      1.      Dengan Aturan Lewis

Dengan aturan ini, golongan langsung dapat ditentukan dengan melihat electron valensi dan menambahkan “A” dibelakang.

Misalkan : ₁₁Na = 2, 8, 1. 

Elektron valensi untuk Na adalah 1 dan golonganya adalah I A, mudah bukan?

Sedangkan untuk periode tinggal di lihat saja berapa jumlah kulit yang dimiliki oleh Na

Dari konfigurasi ₁₁Na =

Kulit 1	Kulit 2	Kulit 3
2	8	1

Karena Na memiliki jumlah kulit sebanyak 3 kulit, maka bisa dipastikan Na berada dalam periode 3.

Maka Na dalam tabel SPU terletak dalam Golongan I A dan periode 3.

Contoh lain :

Dari konfigurasi ₁₇Cl = 2, 8, 7. Elektron valensi Cl adalah 7, maka golongan Cl adalah VII A

Sedangkan jumlah kulit Cl ada sebanyak 3 kulit, maka Cl terletak dalam periode 3.

Ctt. : aturan Lewis memiliki keterbatasan. Aturan ini hanya berlaku untuk golongan A saja, sedangkan untuk golongan transisi atau deret Lantanida dan Actinida sangatlah tidak representative. Maka untuk tingkat lanjut, diharapkan memakai aturan Aufbaw.

      2.      Dengan Prinsip AufBaw

Masih ingatkah anda dengan konfigurasi Auf Baw? Tentu masih ingat, karena dalam bab sebelumnya kita telah membahas masalah ini secara mendalam. Prinsig Aufbaw ini memiliki keunggulan dari metode Lewis untuk menetukan golongan dan periode dalam SPU. Karena system Aufbaw mampu menjangkau semua golongan dan periode bahkan termasuk deret Lantanida dan Aktinida. Jadi sangat disarankan menggunakan prinsip ini dalam konfigurasi. Seperti dalam bab sebelumnya dimana sudah disampaikan bagaimana detail konfigurasi dengan system Aufbaw ini dijalankan.

a.       Jika konfigurasi berakhir di sub kulit s atau p maka unsur tersebut masuk dalam golongan A, dan jumlah electron terakhir menyatakan nomor golongan.

Contoh 1: kita punya ₂₀Ca :

Konfigurasinya adalah sebagai berikut :

No.Kulit	Sub Kulit				Jumlah Elektron per kulit
1	1s2				2
2	2s2	2p6			8
3	3s2	3p6			8
4	4s2				2

Atau bisa juga dengan teknik mendatar 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s²

Konfigurasi elektron berakhir di 4s (sub kulit s) maka dapat dipastikan bahwa unsur Ca adalah golongan A, kemudian golongan berapa A? bisa dilihat pada jumlah electron pada kulit terkahir. Ca jumlah elekron terakhir adalah 2, maka Ca adalah golongan II A. mudah kan?

Sedangkan untuk periode, sama penentuanya dengan teknis Lewis, yaitu jumlah kulit. Maka Ca berada pada periode 4.

Contoh 2 : Misalkan kita punya ₃₃As, tentukan golongan dan periodenya!

Konfigurasinya adalah sebagai berikut :

No.Kulit	Sub Kulit				Jumlah Elektron per kulit
1	1s2				2
2	2s2	2p6			8
3	3s2	3p6	3d10		18
4	4s2	4p3			5

        Atau bisa juga dengan teknik mendatar 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s², 3d¹⁰, 4p³

Konfigurasi elektron berakhir di 4p (sub kulit p) maka dapat dipastikan bahwa unsur As adalah golongan A, kemudian golongan berapa A? bisa dilihat pada jumlah electron pada kulit terkahir. As jumlah elekron terakhir adalah 5, maka Ca adalah golongan V A dan periode 4.

Jika sebuah unsur berakhir di sub kulit S atau P, maka dapat diformulasikan :

Golongan = (∑e kulit terakhir) A

b.      Jika konfigurasi berakhir di sub kulit d maka unsur tersebut masuk dalam golongan B, dan jumlah electron pada sub kulit ns dan (n-1)d  adalah nomor golongan.

Contoh 1: kita punya ₂₂Ti :

Konfigurasinya adalah sebagai berikut :

No.Kulit	Sub Kulit				Jumlah Elektron per kulit
1	1s2				2
2	2s2	2p6			8
3	3s2	3p6	3d2		10
4	4s2				2

           Atau bisa juga dengan teknik mendatar 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s²,3d²

Konfigurasi Ti berakhir pada sub kulit 3d (sub kulit d) maka Ti masuk dalam golongan B. Penentuan nomor golongan adalah jumlah dari dua sub kulit terakhir yaitu jumlah electron pada 4s + 3d, maka jumlahnya adalah 4, sehingga Ti masuk dalam golongan IV B. Mudah bukan?

Untuk periode sama, yaitu jumlah kulitnya sebanyak 4, maka Ti masuk dalam periode 4.

Contoh 2: kita punya ₄₃Tc :

Konfigurasinya adalah sebagai berikut :

No.Kulit	Sub Kulit				Jumlah Elektron per kulit
1	1s2				2
2	2s2	2p6			8
3	3s2	3p6	3d10		18
4	4s2	4p6	4d5		13
5	5s2				2

Atau bisa juga dengan teknik mendatar 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s², 3d¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d⁵

Konfigurasi Tc berakhir pada sub kulit 4d (sub kulit d) maka Tc masuk dalam golongan B. Penentuan nomor golongan adalah jumlah dari dua sub kulit terakhir yaitu jumlah electron pada 5s + 4d, maka jumlahnya adalah 7, sehingga Tc masuk dalam golongan VII B.

Untuk periode sama, yaitu jumlah kulitnya sebanyak 5, maka Ti masuk dalam periode 5.

Jika sebuah unsur berakhir di sub kulit d, maka dapat diformulasikan :

Golongan = (∑elektron 2 sub kulit  terakhir) B

Atau

Golongan = (electron nS + electron (n-1) d) B

Dimana : n = kulit terakhir.

c.       Jika konfigurasi berakhir di sub kulit f maka unsur tersebut masuk dalam golongan IIIB secara otomatis , dan masuk dalam deret Lantanida (jika konfigurasi berhenti di 4f) atau deret Actinida (jika konfigurasi berhenti di 5f)

     (1)   Deret Lantanida

Contoh : kita punya ₅₉Pr :

Konfigurasinya adalah sebagai berikut :

No.Kulit	Sub Kulit				Jumlah Elektron per kulit
1	1s2				2
2	2s2	2p6			8
3	3s2	3p6	3d10		18
4	4s2	4p6	4d10	4f3	21
5	5s2	5p6			8
6	6s2				2

       Atau bisa juga dengan teknik mendatar 1s²,2s²,2p⁶,3s²,3p⁶,4s²,3d¹⁰,4p⁶,5s²,4d¹⁰,5p⁶,6s²,4f³

Karena Pr berakhir di sub kulit 4f maka dia masuk golongan III B dan pada deret Lantanida. Untuk periode cara penentuannya sama, yaitu jumlah kulit, maka Pr masuk dalam periode 6.

Catatan : ada beberapa pengecualian dalam deret Lantanida, seperti yang telah dibahas dalam bab sebelumnya, yaitu pada atom Gd. Pada konfigurasi ini, terjadi perpindahan electron dari orbital 4f ke 5d dikarenakan adanya tumpang tindih orbital yang sangat berdekatan (berdasarkan percobaan yang dilakukan C,.E. Moore, NSRDS-NBS 34, National Bureu of Standars, Washington DC 1970).

   (2)   Deret Actinida

Contoh : kita punya ₉₀Th :

Konfigurasinya adalah sebagai berikut :

No.Kulit	Sub Kulit				Jumlah Elektron per kulit
1	1s2				2
2	2s2	2p6			8
3	3s2	3p6	3d10		18
4	4s2	4p6	4d10	4f14	21
5	5s2	5p6	5d10	5f2	8
6	6s2	6p6			2
7	7s2

Atau bisa juga dengan teknik mendatar           1s²,2s²,2p⁶,3s²,3p⁶,4s²,3d¹⁰,4p⁶,5s²,4d¹⁰,5p⁶,6s²,4f¹⁴,5d¹⁰,6p⁶,7s²,5f²

Karena Th berakhir di sub kulit 5f maka dia masuk golongan III B dan pada deret Aktanida. Untuk periode cara penentuannya sama, yaitu jumlah kulit, maka Th masuk dalam periode 7.

Catatan : ada beberapa pengecualian dalam deret Lantanida, seperti yang telah dibahas dalam bab sebelumnya, yaitu pada atom U, Pa, Np dan Cm. Pada konfigurasi ini, terjadi perpindahan electron dari orbital 5f ke 6d dikarenakan adanya tumpang tindih orbital yang sangat berdekatan (berdasarkan percobaan yang dilakukan C,.E. Moore, NSRDS-NBS 34, National Bureu of Standars, Washington DC 1970).

Sumber Pustaka :

Elida, Tetti S, Ir., et.all. 1994. Pengantar Kimia: Kimia Dasar Material. Gunadharma : Jakarta.

Keenan, Kleinefelter dan Wood. 1984. Terjemahan oleh A Hadyana Pudjaatmaka : Kimia Untuk Universitas. Erlangga : Jakarta.

Setyawati, Arifatun A. 2009. BSE Kimia SMA Kelas X : Mengkaji Fenomena Alam. Pusat Perbukuan Kemendiknas : Jakarta.

Takeuchi, Yoshihito, Prof. 2006. Terjemahan oleh Ismunandar : Pengantar Kimia Dasar. Copyright Iwanami Publising Company : Jepang, Buku Teks Online dengan bebas Pemakaian.