Materi Kimia - Konfigurasi Elektron Kation dan Anion

 Oleh karena banyak senyawa ionik yang terbentuk dari anion dan/atau kation monoatomik, akan sangat membantu untuk mengetahui bagaimana menulis konfigurasi elektron spesi-spesi ion ini. Prosedur untuk menulis konfigurasi elektron ion-ion memerlukan metode yang hanya sedikit diperluas dari metode yang digunakan untuk atom netral. Dalam pembahasan kita, ion-ion ini akan dibagi dalam dua kelompok.

1.      Ion yang Dihasilkan dari Unsur Golongan Utama

Pada pembentukan kation dari atom netral unsur golongan utama, satu elektron atau lebih dikeluarkan dari kulit n terluar yang masih terisi. Di bawah ini adalah konfigurasi elektron beberapa atom netral dan kation-kationnya yang terkait:

Na: [Ne] 3s¹                                  Na⁺  :   [Ne]                

            Ca: [Ar] 4s²                                   Ca²⁺:    [Ar]

            Al: [Ne] 3s² 3p¹                             Al³⁺ :   [Ne]

Perhatikan bahwa setiap ion mempunya konfigurasi gas mulia yang stabil. Dalam pembentukan anion, satu elektron atau lebih ditambahkan ke kulit n terluar yang terisi sebagian. Perhatikan contoh-contoh berikut:

H: 1s¹                                             H^-  :     1s²                     [He]    

            F: 1s² 2s² 2p⁵                                 F^-   :     1s² 2s² 2p⁶          [Ne]

            O: 1s² 2s² 2p⁴                                O^2- :     1s² 2s² 2p⁶       [Ne]

N: 1s² 2s² 2p³                                N^3- :     1s² 2s² 2p⁶       [Ne]

           Sekali lagi, semua anion mempunyai konfigurasi elektron gas mulia yang stabil. Jadi satu ciri khusus dari hampir semua unsur golongan utama ialah bahwa ion-ion yang dihasilkan dari atom-atom netralnya mempunyai konfigurasi elektron terluar gas mulia ns² np⁶. Ion-ion, atau atom-atom dan ion-ion, yang mempunyai jumlah elektron yang sama, dan oleh karena itu konfigurasi elektron tingkat dasarnya sama disebut isoelektron (isoelectronic). Jadi, H^- dan He adalah isoelektron, F^-, Na⁺, dan Ne adalah isoelektron, dan seterusnya.

2.      Kation yang Dihasilkan dari Logam Transisi

Pada baris pertama logam transisi (Sc sampai Cu), orbital 4s selalu diisi lebih dulu sebelum orbital 3d. Perhatikan mangan, yang konfigurasi elektronnya adalah [Ar] 4s² 3d⁵. Jika terbentuk ion Mn²⁺, kita mungkin menduga bahwa dua electron dikeluarkan dari orbital 3d untuk menghasilkan [Ar] 4s² 3d³. Pada kenyataannya, konfigurasi Mn²⁺ adalah [Ar] 3d⁵! Alasannya ialah interaksi elektron-elektron dan elektron-inti pada atom netral agak berbeda dengan interaksi pada ionnya. Jadi, meskipun dalam Mn orbital 4s selalu terisi lebih dulu sebelum orbital 3d, elektron dikeluarkan dari 4s pada pembentukan Mn²⁺, karena orbital 3d lebih stabil daripada orbital 4s dalam ion logam transisi. Oleh karena itu, jika kation terbentuk dari atom logam transisi, elektron yang dilepaskan pertama-tama selalu dari orbital ns dan kemudian baru dari orbital (n-1)d. Harap diingat bahwa kebanyakan logam transisi dapat membentuk lebih dari satu kation dan bahwa seringkali kation tersebut tidak isoelektron dengan gas mulia sebelumnya.