Pengecualian Kaidah Oktet

Kaidah oktet menyatakan bahwa atom cenderung membentuk ikatan kimia sehingga memiliki 8 elektron di kulit terluarnya. Namun, ada beberapa pengecualian terhadap kaidah ini:

1. Oktet Tidak Lengkap

Atom kecil seperti Boron dan Berilium cenderung memiliki kurang dari 8 elektron di kulit valensinya setelah membentuk ikatan.

• Boron (B): Hanya memiliki 6 elektron di BF₃.

• Berilium (Be): Hanya memiliki 4 elektron di BeCl₂.

2. Jumlah Elektron Ganjil

Beberapa molekul memiliki jumlah elektron ganjil, sehingga tidak memungkinkan semua atom memiliki 8 elektron.

• NO₂: Nitrogen hanya memiliki 7 elektron.

• NO: Nitrogen hanya memiliki 7 elektron di molekul ini.

3. Oktet Diperluas

Atom dari periode ketiga ke atas dapat memiliki lebih dari 8 elektron karena adanya orbital d.

• PCl₅: Fosfor memiliki 10 elektron di kulit terluar.

• SF₆: Sulfur memiliki 12 elektron di kulit terluar.

Kembali ke Beranda

Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik Unsur - Penjelasan Lengkap dan Contoh Soal

Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik Unsur

Konfigurasi elektron adalah cara elektron tersusun dalam kulit-kulit atom. Elektron mengisi kulit-kulit berdasarkan aturan Aufbau, yaitu dimulai dari energi terendah ke energi tertinggi. Hubungan antara konfigurasi elektron dengan sistem periodik unsur membantu dalam penentuan periode dan golongan suatu unsur.

1. Penentuan Periode

Periode dalam tabel periodik menunjukkan jumlah kulit yang digunakan oleh elektron. Untuk menentukan periode suatu unsur, kita melihat nomor kulit terakhir yang ditempati elektron pada konfigurasi elektronnya. Contohnya:

Magnesium (Mg):
Konfigurasi elektron: 1s² 2s² 2p⁶ 3s². Elektron terakhir berada di kulit ke-3, sehingga Mg berada di periode 3.

2. Penentuan Golongan

Golongan menunjukkan jumlah elektron valensi (elektron pada kulit terluar). Golongan utama (IA - VIIIA) berhubungan dengan jumlah elektron valensi. Contoh:

Magnesium (Mg):
Konfigurasi elektron: 1s² 2s² 2p⁶ 3s². Elektron valensinya 2 (3s²), sehingga Mg berada di golongan IIA.

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal 1

Tentukan periode dan golongan dari unsur dengan konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵.

Pembahasan:
Konfigurasi elektron unsur tersebut adalah 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. Elektron terakhir berada di kulit ke-3 (n=3), sehingga unsur ini berada di periode 3. Elektron valensinya ada dua di subkulit 3s² dan ada lima di subkulit 3p⁵, sehingga unsur ini berada di golongan VIIA. Unsur dengan konfigurasi ini adalah klorin (Cl).

Soal 2

Suatu unsur memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹. Tentukan periode dan golongannya.

Pembahasan:
Konfigurasi elektron unsur ini menunjukkan bahwa elektron terakhir berada di kulit ke-4 (n=4), sehingga unsur ini berada di periode 4. Elektron valensinya hanya satu di subkulit 4s¹, sehingga unsur ini berada di golongan IA. Unsur dengan konfigurasi ini adalah kalium (K).

Soal 3

Tentukan periode dan golongan dari unsur dengan konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p¹.

Pembahasan:
Elektron terakhir berada di kulit ke-4 (n=4), sehingga unsur ini berada di periode 4. Elektron valensinya ada 3 di subkulit 4s² 4p¹, sehingga unsur ini berada di golongan IIIA. Unsur dengan konfigurasi ini adalah galium (Ga).

Soal 4

Suatu unsur memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Tentukan periode dan golongan unsur tersebut.

Pembahasan:
Elektron terakhir berada di kulit ke-4 (n=4), sehingga unsur ini berada di periode 4. Elektron valensinya berada di subkulit 4s² 3d¹⁰, sehingga unsur ini berada di golongan IIB. Unsur dengan konfigurasi ini adalah seng (Zn).

Soal 5

Unsur dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d⁵ 4s² terletak pada periode dan golongan berapa?

Pembahasan:
Elektron terakhir berada di kulit ke-4 (n=4), sehingga unsur ini berada di periode 4. Elektron valensinya ada lima di subkulit 3d⁵ dan dua di subkulit 4s², sehingga unsur ini berada di golongan VIIB. Unsur dengan konfigurasi ini adalah mangan (Mn).

Soal 6

Tentukan periode dan golongan dari unsur dengan konfigurasi elektron [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵.

Pembahasan:
Elektron terakhir berada di kulit ke-5 (n=5), sehingga unsur ini berada di periode 5. Elektron valensinya ada dua di subkulit 5s² dan lima di subkulit 5p⁵, sehingga unsur ini berada di golongan VIIA. Unsur dengan konfigurasi ini adalah iodin (I).

Soal 7

Suatu unsur memiliki konfigurasi elektron [Ne] 3s² 3p¹. Tentukan periode dan golongannya.

Pembahasan:
Elektron terakhir berada di kulit ke-3 (n=3), sehingga unsur ini berada di periode 3. Elektron valensinya ada dua di subkulit 3s² dan satu di subkulit 3p¹, sehingga unsur ini berada di golongan IIIA. Unsur dengan konfigurasi ini adalah aluminium (Al).

Soal 8

Unsur dengan konfigurasi elektron [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p² terletak pada periode dan golongan berapa?

Pembahasan:
Elektron terakhir berada di kulit ke-6 (n=6), sehingga unsur ini berada di periode 6. Elektron valensinya ada dua di subkulit 6s² dan dua di subkulit 6p², sehingga unsur ini berada di golongan IVA. Unsur dengan konfigurasi ini adalah timbal (Pb).

© 2024 Blog Kimia | Cerdas Bersama Kimia

Cara Mudah Membuat Struktur Lewis: Panduan untuk H2O, NH3, PCl5, CO2, Ion Karbonat (CO3²⁻), dan Ion Amonium (NH4⁺)

Cara Mudah Membuat Struktur Lewis

Struktur Lewis digunakan untuk merepresentasikan distribusi elektron dalam molekul atau ion. Berikut adalah langkah-langkah umum dalam membuat struktur Lewis untuk beberapa senyawa dan ion.

1. Struktur Lewis H₂O (Air)

Langkah 1: Elektron valensi O = 6, H = 1 (total 8 elektron).

Langkah 2: O menjadi atom pusat.

Langkah 3: Bentuk ikatan tunggal antara O dan dua atom H.

Langkah 4: Tempatkan 4 elektron (2 pasangan) sebagai elektron bebas di O.

Hasil: O memiliki 8 elektron, dan setiap H memiliki 2 elektron.

  H
   |
H—O
   |
                

2. Struktur Lewis NH₃ (Amonia)

Langkah 1: Elektron valensi N = 5, H = 1 (total 8 elektron).

Langkah 2: N menjadi atom pusat.

Langkah 3: Bentuk ikatan tunggal antara N dan tiga atom H.

Langkah 4: Tempatkan 2 elektron sebagai pasangan bebas di N.

Hasil: N memiliki 8 elektron, dan H memiliki 2 elektron.

  H
   |
H—N—H
   :
                

3. Struktur Lewis PCl₅ (Fosfor Pentaklorida)

Langkah 1: Elektron valensi P = 5, Cl = 7 (total 40 elektron).

Langkah 2: P menjadi atom pusat.

Langkah 3: Bentuk ikatan tunggal antara P dan 5 atom Cl.

Hasil: P melanggar aturan oktet dengan 10 elektron di sekelilingnya.

Cl
  |
Cl—P—Cl
  |
Cl—P—Cl
  |
                

4. Struktur Lewis CO₂ (Karbon Dioksida)

Langkah 1: Elektron valensi C = 4, O = 6 (total 16 elektron).

Langkah 2: C menjadi atom pusat.

Langkah 3: Bentuk ikatan rangkap antara C dan dua atom O.

Hasil: C dan O masing-masing memiliki 8 elektron.

O=C=O
                

5. Struktur Lewis Ion Karbonat (CO₃²⁻)

Langkah 1: Elektron valensi C = 4, O = 6, tambah 2 elektron untuk muatan 2⁻ (total 24 elektron).

Langkah 2: C menjadi atom pusat.

Langkah 3: Bentuk 3 ikatan tunggal antara C dan O, lalu buat satu ikatan rangkap di salah satu O.

Langkah 4: Tempatkan elektron bebas di O untuk mencapai oktet.

Hasil: Ion karbonat memiliki resonansi dengan tiga struktur ekuivalen.

 O
  ||
O—C—O⁻
  |
                

6. Struktur Lewis Ion Amonium (NH₄⁺)

Langkah 1: Elektron valensi N = 5, H = 1, kurangi 1 elektron untuk muatan 1⁺ (total 8 elektron).

Langkah 2: N menjadi atom pusat.

Langkah 3: Bentuk ikatan tunggal antara N dan empat atom H.

Hasil: Tidak ada pasangan elektron bebas di N.

  H
   |
H—N—H
   |
  H
                

Contoh Soal Stokiometri tentang Gas Hidrokarbon, Pembakaran dan Persentase Volume Lengkap dengan Pembahasannya

Pembahasan Soal UTUL UGM - Gas dan Pembakaran

Pembahasan Soal Nomor 7

Soal: Pada suhu dan tekanan tetap, 8 liter campuran gas metana dan propana dibakar sehingga dihasilkan 20 liter gas CO₂. Jika diketahui Ar. C = 12, H = 1 dan O = 16, maka persen volume gas propana di dalam campuran gas sebelum dibakar adalah...

Pembahasan:

Langkah 1: Tulis persamaan reaksi pembakaran untuk masing-masing gas.

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (Pembakaran metana)

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O (Pembakaran propana)

Langkah 2: Tentukan hubungan volume gas CO₂ yang dihasilkan dari campuran gas.

Berdasarkan persamaan reaksi, diketahui bahwa 1 liter metana menghasilkan 1 liter CO₂, dan 1 liter propana menghasilkan 3 liter CO₂.

Langkah 3: Misalkan x liter adalah volume metana, dan (8 - x) liter adalah volume propana.

Jumlah CO₂ yang dihasilkan adalah:

x liter CO₂ dari metana + 3(8 - x) liter CO₂ dari propana = 20 liter CO₂

Sehingga, persamaannya adalah:

x + 3(8 - x) = 20

Menyelesaikan persamaan:

x + 24 - 3x = 20 → -2x = -4 → x = 2 liter (volume metana)

Langkah 4: Hitung volume propana:

Volume propana = 8 liter - 2 liter = 6 liter.

Langkah 5: Hitung persentase volume propana:

(6 / 8) × 100% = 75%

Jawaban: D. 75%

Pembahasan Soal Nomor 8

Soal: Jika 9,2 gram etanol dibakar dengan 24 gram O₂, maka gas CO₂ (STP) yang akan diemisikan ke udara sebanyak...

Pembahasan:

Langkah 1: Hitung mol etanol dan oksigen yang tersedia.

Massa molar etanol (C₂H₅OH) = 46 g/mol. Mol etanol = 9,2 g / 46 g/mol = 0,2 mol.

Massa molar oksigen (O₂) = 32 g/mol. Mol O₂ = 24 g / 32 g/mol = 0,75 mol.

Langkah 2: Tentukan rasio reaksi antara etanol dan oksigen berdasarkan persamaan reaksi:

C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

1 mol etanol membutuhkan 3 mol O₂ untuk menghasilkan 2 mol CO₂. Karena etanol menjadi pembatas reaksi, jumlah CO₂ yang dihasilkan adalah:

0,2 mol × 2 mol CO₂ = 0,4 mol CO₂

Langkah 3: Hitung volume CO₂ pada STP (1 mol = 22,4 L):

0,4 mol × 22,4 L/mol = 8,96 L CO₂

Jawaban: E. 8,96 L

Pembahasan Soal Nomor 9

Soal: Suatu gas alkana dibakar sempurna dengan oksigen. Volume dari karbondioksida yang terbentuk sama dengan 2 kali volume alkana yang dibakar pada kondisi tekanan dan suhu yang sama. Alkana tersebut adalah...

Pembahasan:

Langkah 1: Tulis persamaan pembakaran umum untuk alkana.

CₓH₂ₓ₊₂ + (3x+1)/2 O₂ → xCO₂ + (x+1)H₂O

Langkah 2: Berdasarkan soal, volume CO₂ yang dihasilkan adalah dua kali volume alkana yang dibakar. Ini sesuai dengan persamaan pembakaran etana:

C₂H₆ + 3.5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Langkah 3: Etana (C₂H₆) menghasilkan 2 mol CO₂ dari 1 mol etana, sesuai dengan kondisi soal.

Jawaban: D. etana

Contoh Soal Stoikiometri dan Pembahasan

Pembahasan Soal UTUL UGM - Kimia

Soal 1: UTUL UGM 2005-811

Asetilena digunakan sebagai bahan bakar dalam nyala las dapat dihasilkan dari reaksi antara kalsium karbida dan air. Berapa gram asetilena akan dibentuk dari 0,5 mol kalsium karbida (diketahui Ar H = 1, C = 12, O = 16, dan Ca = 40)?

A. 13

B. 15

C. 20

D. 26

E. 39

Pembahasan Soal 1

Reaksi yang terjadi: CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

Diketahui bahwa 1 mol kalsium karbida (CaC₂) menghasilkan 1 mol asetilena (C₂H₂).

Langkah-langkah:

Massa molar C₂H₂ = (2 × 12) + (2 × 1) = 26 gram/mol

Jadi, 0,5 mol CaC₂ menghasilkan:

0,5 mol × 26 g/mol = 13 gram asetilena (C₂H₂)

Jawaban: A. 13 gram

Soal 2: UTUL UGM 2005-811

Magnesium sebanyak 2,40 gram dimasukkan di dalam 350 mL larutan HCl 1 M. Setelah reaksi selesai, ternyata MgCl₂ yang terbentuk sebanyak 4,75 gram. Diketahui massa atom Mg = 24, H = 1, Cl = 35,5. Persentase rendemen produk ini adalah...

A. 25%

B. 50%

C. 75%

D. 90%

E. 100%

Pembahasan Soal 2

Reaksi yang terjadi: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Langkah-langkah:

Massa molar MgCl₂ = 24 + (2 × 35,5) = 95 g/mol

2,40 gram Mg menghasilkan:

n(Mg) = 2,40 g ÷ 24 g/mol = 0,1 mol

Massa teoritis MgCl₂ = 0,1 mol × 95 g/mol = 9,5 gram

Persentase rendemen = (4,75 g ÷ 9,5 g) × 100% = 50%

Jawaban: B. 50%

Soal 3: UTUL UGM 2005-612

Sebanyak 76 gram gas metana dan etana dibakar sempurna sehingga dihasilkan 220 gram gas CO₂. Berapa berat gas metana dalam campuran?

A. 16 gram

B. 160 gram

C. 6 gram

D. 60 gram

E. 12 gram

Pembahasan Soal 3

Langkah-langkah pembahasan:

1. Menulis reaksi pembakaran sempurna metana (CH₄) dan etana (C₂H₆):

Reaksi pembakaran sempurna metana:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Reaksi pembakaran sempurna etana:

C₂H₆ + 3,5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

2. Menentukan jumlah mol CO₂ yang dihasilkan:

Diketahui massa CO₂ yang dihasilkan adalah 220 gram. Maka, kita hitung mol CO₂:

n(CO₂) = massa ÷ M_r = 220 g ÷ 44 g/mol = 5 mol CO₂

3. Menentukan jumlah mol metana dan etana:

Misalkan jumlah mol metana adalah x mol dan etana adalah y mol. Berdasarkan reaksi:

• 1 mol metana menghasilkan 1 mol CO₂.
• 1 mol etana menghasilkan 2 mol CO₂.

Jadi, hubungan mol antara metana, etana, dan CO₂ adalah:

x + 2y = 5 mol

4. Menentukan massa total campuran metana dan etana:

Massa total campuran gas adalah 76 gram, sehingga persamaan massanya adalah:

(x mol × 16 g/mol) + (y mol × 30 g/mol) = 76 gram

16x + 30y = 76

5. Menyelesaikan persamaan simultan:

Gunakan dua persamaan berikut untuk mencari nilai x dan y:

1) x + 2y = 5

2) 16x + 30y = 76

Dari persamaan (1), kita dapat menyatakan x dalam bentuk y:

x = 5 - 2y

Substitusi nilai x ke dalam persamaan (2):

16(5 - 2y) + 30y = 76

80 - 32y + 30y = 76

-2y = -4

y = 2 mol

Substitusi nilai y ke dalam persamaan (1):

x + 2(2) = 5

x = 1 mol

6. Menentukan massa metana dalam campuran:

Massa metana (CH₄) dalam campuran:

m(CH₄) = 1 mol × 16 g/mol = 16 gram

Jadi, massa metana di dalam campuran adalah 16 gram.

Jawaban: A. 16 gram

Pembentukan Senyawa Ion

Proses Pembentukan Senyawa Ion

Senyawa ion terbentuk melalui interaksi antara atom logam dan atom non-logam. Atom logam cenderung melepas elektron untuk mencapai konfigurasi elektron stabil, sementara atom non-logam cenderung menerima elektron. Proses ini menghasilkan ion positif (kation) dan ion negatif (anion), yang kemudian saling tarik-menarik secara elektrostatik membentuk senyawa ion.

Pembentukan NaCl (Natrium Klorida)

Natrium (Na) melepas satu elektron menjadi ion Na⁺, sedangkan klor (Cl) menerima satu elektron menjadi ion Cl^-. Tarikan antara Na⁺ dan Cl^- membentuk NaCl.

Na → Na+ + e-
Cl + e- → Cl-
Na+ + Cl- → NaCl
            

Pembentukan CaCl₂ (Kalsium Klorida)

Kalsium (Ca) melepas dua elektron menjadi ion Ca²⁺. Dua atom klor (Cl) masing-masing menerima satu elektron menjadi dua ion Cl^-. Tarikan antara Ca²⁺ dan 2Cl^- membentuk CaCl₂.

Ca → Ca2+ + 2e-
2Cl + 2e- → 2Cl-
Ca2+ + 2Cl- → CaCl₂
            

Pembentukan Na₂O (Natrium Oksida)

Dua atom natrium (Na) melepas masing-masing satu elektron menjadi dua ion Na⁺. Oksigen (O) menerima dua elektron menjadi ion O^2-. Tarikan antara 2Na⁺ dan O^2- membentuk Na₂O.

2Na → 2Na+ + 2e-
O + 2e- → O2-
2Na+ + O2- → Na₂O
            

Pembentukan CaO (Kalsium Oksida)

Kalsium (Ca) melepas dua elektron menjadi ion Ca²⁺. Oksigen (O) menerima dua elektron menjadi ion O^2-. Tarikan antara Ca²⁺ dan O^2- membentuk CaO.

Ca → Ca2+ + 2e-
O + 2e- → O2-
Ca2+ + O2- → CaO
            

Pembentukan AlCl₃ (Aluminium Klorida)

Aluminium (Al) melepas tiga elektron menjadi ion Al³⁺. Tiga atom klor (Cl) menerima masing-masing satu elektron menjadi tiga ion Cl^-. Tarikan antara Al³⁺ dan 3Cl^- membentuk AlCl₃.

Al → Al3+ + 3e-
3Cl + 3e- → 3Cl-
Al3+ + 3Cl- → AlCl₃
            

Pembentukan Na₃P (Natrium Fosfida)

Tiga atom natrium (Na) melepas masing-masing satu elektron menjadi tiga ion Na⁺. Fosfor (P) menerima tiga elektron menjadi ion P^3-. Tarikan antara 3Na⁺ dan P^3- membentuk Na₃P.

3Na → 3Na+ + 3e-
P + 3e- → P3-
3Na+ + P3- → Na₃P
            

Pembentukan Al₂O₃ (Aluminium Oksida)

Dua atom aluminium (Al) melepas masing-masing tiga elektron menjadi dua ion Al³⁺. Tiga atom oksigen (O) menerima masing-masing dua elektron menjadi tiga ion O^2-. Tarikan antara 2Al³⁺ dan 3O^2- membentuk Al₂O₃.

2Al → 2Al3+ + 6e-
3O + 6e- → 3O2-
2Al3+ + 3O2- → Al₂O₃