Dalam atom berelektron banyak, setiap elektron tidak hanya ditarik oleh inti bermuatan positif, tetapi juga ditolak oleh elektron lain. Akibatnya, "muatan inti" yang dirasakan oleh sebuah elektron tertentu selalu lebih kecil dari muatan inti sesungguhnya (nomor atom Z).
Nilai muatan yang benar-benar "dirasakan" oleh elektron tersebut disebut muatan inti efektif (Zeff). Konsep ini sangat penting dalam kimia karena menjelaskan berbagai tren periodik: jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan.
Landasan Teori
Persamaan dasar:
Z adalah nomor atom dan σ adalah konstanta perisai (shielding constant). Konstanta perisai σ dihitung dengan menjumlahkan kontribusi perisai dari seluruh elektron lain berdasarkan Aturan Slater (1930).
Urutan pengelompokan orbital menurut Slater:
[1s] [2s,2p] [3s,3p] [3d] [4s,4p] [4d] [4f] [5s,5p] [5d] [5f] [6s,6p] [6d] [7s,7p]
Subkulit s dan p dengan bilangan kuantum n yang sama digabung, sedangkan d dan f berdiri sendiri.
Aturan kontribusi perisai untuk elektron pada subkulit ns atau np:
| Sumber Elektron Perisai | Kontribusi per elektron |
|---|---|
| Elektron lain dalam kelompok [ns,np] yang sama | 0,35 (khusus 1s: 0,30) |
| Elektron pada kelompok (n-1)s dan (n-1)p | 0,85 |
| Semua elektron pada kelompok lebih dalam lainnya | 1,00 |
Aturan kontribusi perisai untuk elektron pada subkulit nd atau nf:
| Sumber Elektron Perisai | Kontribusi per elektron |
|---|---|
| Elektron lain dalam kelompok [nd] atau [nf] yang sama | 0,35 |
| Semua elektron pada kelompok di sebelah kirinya | 1,00 |
Aturan Slater merupakan pendekatan empiris. Konfigurasi elektron yang digunakan mengacu pada konfigurasi keadaan dasar eksperimental, termasuk anomali pada unsur transisi dan lantanida/aktinida.
Cara Penggunaan
- Pilih unsur dari dropdown Unsur (Z = 1 hingga 118).
- Pilih bilangan kuantum utama n sesuai orbital yang ingin dihitung Zeff-nya.
- Pilih bilangan kuantum azimut l (s = 0, p = 1, d = 2, f = 3).
- Klik tombol Hitung.
- Jika kombinasi n dan l tidak terdapat pada konfigurasi unsur, akan muncul pesan peringatan.
Interpretasi Hasil
Nilai Zeff yang lebih besar berarti elektron merasakan tarikan inti yang lebih kuat, sehingga lebih terikat erat, orbital lebih kompak, dan energi lebih rendah. Dalam satu periode (kiri ke kanan), Zeff elektron terluar umumnya meningkat karena proton bertambah lebih cepat daripada efek perisai. Dalam satu golongan (atas ke bawah), Zeff relatif konstan, namun karena n bertambah, elektron terluar lebih jauh dari inti sehingga jari-jari atom membesar. Perbandingan nilai σ antar orbital mencerminkan seberapa efektif tiap lapisan dalam memisahkan elektron terluar dari inti.
Dirancang oleh Urip.info
Menghitung Zeff dan konstanta perisai (S) berdasarkan konfigurasi elektron unsur
Tidak ada komentar:
Posting Komentar