Logam-logam transisi mempunyai struktur kemas rapat(closest pack), artinya setiap atom mengalami persinggungan yang maksimal dengan atom-atom yang lain yaitu sebanyak dua belas atom tetangganya. Dalam periode, elektron-elektron mengisi orbital (n-1) d (artinya orbital ini terletak di sebelah dalam dari orbital ns2) yang semakin banyak dengan naiknya nomor atom, sehingga jari-jari atomiknya relatif lebih pendek. Akibat dari struktur kemas rapat dan kecilnya ukuran atomik adalah bahwa logam-logam transisi membentuk ikatan logam yang kuat antara atom-atomnya sehingga logam-logam ini dapat ditempa dan kuat. Maka relatif terhadap logam-logam kelompok s seperti kalium dan kalsium, logam-logam transisi memiliki titik leleh lebih tinggi, titik didih lebih tinggi, densitas yang tinggi, dan panas penguapan yang lebih tinggi pula.
Ion-ion logam transisi ukurannya lebih kecil dibanding dengan ion-ion logam kelompok s dalam periode yang sama. Hal ini menghasilkan rasio muatan per jari-jari yang lebih besar dari pada logam transisi. Atas dasar ini, relatif terhadap logam kelompok s diperoleh sifat-sifat logam transisi sebagai berikut:
1. Oksida-oksida dan hidroksida logam-logam transisi(M2+, M3+) kurang bersifat basa dan sukar larut.
2. Garam-garam logam-logam transisi kurang bersifat ionik dan juga kurang stabil terhadap pemanasan.
3. Garam-garam dan ion-ion logam transisi dalam air lebih mudah terhidrat dan juga lebih mudah terhidrolisis menghasilkan sifat yang agak asam.
4. Ion-ion logam transisi lebih mudah tereduksi.
Konfigurasi elektronik suatu atom dapat dituliskan lebih sederhana yaitu dengan menuliskan lambang atom gas mulia terdekat yang mempunyai nomor atom yang lebih kecil, kemudian diikuti dengan konfigurasi elotronik”kekurangannya”, ini berarti bahwa pada bagian dalam atom itu dibangun oleh konfigurasi elektronik gas mulia terdekat sebelumnya. Oleh karena gas mulia bersifat stabil dalam arti sukar mengadakan perubahan, maka konfigurasi “kekurangannya” ini sajalah yang justru menjadi penting. Konfigurasi elektronik dua atom unsur pertama untuk periode 4, yaitu 19K dan 20Ca, masing-masing dapat dituliskan K: [18 Ar] 4s1 dan Ca: [18Ar] 4s2. Menurut diagram aufbau, elektron selanjutnya tentu mengisi golongan 3d secara berkelanjutan, yaitu 3d1-3d10, untuk atom-atom unsur Sc-Zn.
Tiga simpulan yang sangat penting perlu diketahui dari hasil rasionalisasi data energi ionisasi hasil eksperimen adalah bahwa:
1. Energi ionisasi untuk elektron-elektron (n-1) d lebih besar dibandingkan dengan energi ionisasi untuk elektron-elektro ns.
2. Dengan naiknya muatan inti atau nomor atom, elektron-elektron (n-1) d menjadi semakin lebih stabil dari pada elektron-elektron ns.
3. Jika atom unsur transisi melepaskan satu elektron, maka ion positif yang dihasilkan mempunyai konfigurasi elektronik yang berbeda dari konfigurasi elektronik atom-atom netral sebelumnya dalam peringkat dasar (ground state), misalnya:
21Sc: [18Ar] 3d1 4s2 21Sc+:[18Ar] 3d1 4s1 + e
Konfigurasi elektronik [18Ar] 3d1 4s1 tidak pernah dijumpai pada atom netral dalam peringkat dasar. Hal ini berbeda dengan atom-atom unsur kelompok s dan p, misalnya:
20Ca:[18Ar] 4s2 20Ca+:[18Ar] 4s1 + e
17Cl: [10Ne] 3s2 3p5 17Cl:[10Ne] 3s2 3p4 + e
Konfigurasi elektronik [18Ar] 4s1 dan [10Ne] 3s2 3p4 masing-masing menunjuk pada konfigurasi elektronik atom netral sebelumnya yaitu 19K dan 16S.
Secara sederhana dapat dikatakan bahwa eneri orbital 3d yang terisi elektron selalu lebih rendah dibandingkan dengan energi orbital 4s yang sudah terisi. Perbedaan tingkat energi antara keduanya semakin besar dengan bertambahnya elektron pada orbital 3d, sehingga urutan penulisannya juga mendahuluinya. Jadi, konfigurasi elektron atom Sc dituliskan [18Ar] 3d1 4s2, tidak [18Ar] 4s2 3d1, demikian seterusnya untuk yang lain. Hal ini sangat penting untuk pemahaman proses ionisasi, bahwa elektron yang mudah dilepas lebih dahulu adalah elektron terluar dalam arti pula elektron dengan energi tertinggi.
Dengan kata lain, pada proses ionisasi elektron-elektron 4s akan selalu dilepas lebih dahulu sebelum elektron-elektron 3d. Perubahan energi ikat elektron pada “daerah kritis” unsur-unsur transisi, 3d, 4d, 5d,dan 6d.
Analisis spektroskopi menyarankan adanya penyimpangan atau perkecualian dari konfigurasi elektronik menurut diagram aufbau yaitu bagi atom kromium dan tembaga untuk seri transisi 3d. Konfigurasi elektronik 24Cr adalah [18Ar] 3d5 4s1 bukan [18Ar] 3d4 4s2 sebagaimana diramalkan oleh aturan aufbau. Ini berarti bahwa energi konfigurasi [18Ar] 3d5 4s1 lebih rendah (lebih stabil) dari pada energi konfigurasi [18Ar] 3d4 4s2. Hal ini sering dikaitkan dengan stabilitas konfigurasi elektronik setengah penuh baik untuk orbital golongan 3d maupun 4s. Dalam hal ini elektron-elektron terdistribusi secara lebih merata di sekeliling inti yang mengakibatkan energi tolakan antar elektronnya menjadi minimum dan akibatnya energi total konfigurasi menjadi lebih rendah. Dengan argumentasi yang sama dapat dijelaskan bahwa konfigurasi elektronik 29Cu adalah [18Ar] 3d10 4s1 dan bukan [18Ar] 3d 4s2. Perkecualian konfigurasi elektronik bagi unsur-unsur transisi seri 4d dan 5d adalah:
Seri 4d: 41Nb: [36Kr] 4d4 5s1; 42Mo: [36Kr] 4d5 5s1; 44Ru: [36Kr] 4d7 5s1;
45Rh: [36Kr] 4d8 5s1; 46Pd: [36Kr] 4d10; 47Ag: [36Kr] 4d10 5s1;
Seri 5d: 78Pt: [54Xe] 4f14 5d9 6s1;
79Au: [54Xe] 4f14 5d10 6s1;
Tidak ada komentar:
Posting Komentar