Menghitung Elektron Tak Berpasangan Pada Atom Sc: Panduan Lengkap

Konfigurasi elektron dan jumlah elektron tak berpasangan adalah konsep krusial dalam kimia yang membantu kita memahami sifat-sifat atom dan bagaimana mereka berinteraksi. Mari kita bedah soal tentang ion $Sc^{2+}$ dan tentukan jumlah elektron tak berpasangan pada atom Skandium (Sc). Pemahaman yang baik tentang konsep ini akan membuka wawasan tentang perilaku unsur-unsur kimia dan bagaimana mereka membentuk ikatan. Guys, siap-siap untuk menyelami dunia atom yang seru ini?

Memahami Soal dan Konsep Dasar

Soal ini meminta kita untuk menentukan jumlah elektron yang tidak berpasangan pada atom Skandium (Sc), dengan informasi yang diberikan bahwa ion $Sc^{2+}$ memiliki konfigurasi elektron $[Ar] 4s^1$. Sebelum kita mulai, mari kita pahami beberapa konsep dasar:

• Konfigurasi Elektron: Ini adalah deskripsi tentang bagaimana elektron-elektron atom tersusun dalam berbagai kulit dan subkulit elektron. Konfigurasi elektron mengikuti aturan-aturan tertentu, seperti prinsip Aufbau, aturan Hund, dan prinsip eksklusi Pauli. Konfigurasi elektron memberikan gambaran tentang energi elektron dan bagaimana mereka mengisi orbital-orbital atom.
• Ion: Atom yang kehilangan atau mendapatkan elektron menjadi ion. Ion yang kehilangan elektron bermuatan positif (kation), sedangkan ion yang mendapatkan elektron bermuatan negatif (anion). Dalam soal ini, $Sc^{2+}$ adalah ion Skandium yang kehilangan dua elektron.
• Elektron Tak Berpasangan: Elektron yang menempati orbital atom tanpa memiliki pasangan elektron lain dengan spin yang berlawanan. Keberadaan elektron tak berpasangan sangat penting karena mempengaruhi sifat-sifat magnetik suatu atom atau senyawa.

Sekarang, mari kita analisis informasi yang diberikan. Dikatakan bahwa ion $Sc^{2+}$ memiliki konfigurasi elektron $[Ar] 4s^1$. $[Ar]$ merujuk pada konfigurasi elektron gas mulia Argon, yang memiliki 18 elektron ($1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$). Jadi, konfigurasi elektron $Sc^{2+}$ menunjukkan bahwa ion ini memiliki 19 elektron (18 elektron dari $[Ar]$ + 1 elektron dari $4s^1$). Kita tahu bahwa atom Skandium netral memiliki nomor atom 21, yang berarti memiliki 21 elektron. Ion $Sc^{2+}$ terbentuk ketika atom Skandium kehilangan dua elektron. Oleh karena itu, kita perlu menentukan konfigurasi elektron atom Skandium netral untuk menentukan jumlah elektron tak berpasangannya.

Menentukan Konfigurasi Elektron Atom Skandium (Sc)

Untuk menentukan jumlah elektron tak berpasangan pada atom Skandium (Sc), kita perlu menentukan konfigurasi elektronnya. Nomor atom Skandium (Sc) adalah 21, yang berarti atom netral Skandium memiliki 21 elektron. Kita dapat menuliskan konfigurasi elektronnya menggunakan prinsip Aufbau, yang mengikuti urutan pengisian orbital berdasarkan tingkat energinya. Mari kita ikuti langkah-langkahnya:

1. Isi Kulit Pertama (n=1): Kulit pertama hanya memiliki satu subkulit, yaitu $1s$. Subkulit $s$ dapat menampung hingga 2 elektron. Jadi, kita isi $1s^2$.
2. Isi Kulit Kedua (n=2): Kulit kedua memiliki dua subkulit, yaitu $2s$ dan $2p$. Subkulit $s$ dapat menampung 2 elektron, dan subkulit $p$ dapat menampung hingga 6 elektron. Jadi, kita isi $2s^2 2p^6$.
3. Isi Kulit Ketiga (n=3): Kulit ketiga memiliki tiga subkulit, yaitu $3s$, $3p$, dan $3d$. Subkulit $s$ dapat menampung 2 elektron, subkulit $p$ dapat menampung 6 elektron, dan subkulit $d$ dapat menampung hingga 10 elektron. Jadi, kita isi $3s^2 3p^6$.
4. Isi Kulit Keempat (n=4): Kulit keempat memiliki subkulit $4s$. Kita isi $4s^2$.
5. Sisa Elektron: Setelah mengisi $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$, kita telah menggunakan 20 elektron. Kita memiliki sisa 1 elektron untuk ditempatkan pada subkulit $3d$. Jadi, kita isi $3d^1$.

Dengan demikian, konfigurasi elektron atom Skandium (Sc) adalah $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^1$ atau dapat disingkat menjadi $[Ar] 4s^2 3d^1$. Perhatikan bahwa urutan penulisan subkulit dapat sedikit berbeda, yaitu $[Ar] 3d^1 4s^2$, tetapi ini tidak mengubah makna konfigurasi elektron.

Menentukan Jumlah Elektron Tak Berpasangan pada Atom Sc

Setelah kita memiliki konfigurasi elektron atom Skandium (Sc), kita dapat menentukan jumlah elektron tak berpasangannya. Mari kita tinjau konfigurasi elektron $[Ar] 4s^2 3d^1$:

• [Ar]: Konfigurasi gas mulia Argon ($1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$) memiliki semua elektron berpasangan, sehingga tidak ada elektron tak berpasangan.
• 4s^2: Subkulit $4s$ memiliki satu orbital yang terisi penuh dengan dua elektron berpasangan. Jadi, tidak ada elektron tak berpasangan.
• 3d^1: Subkulit $3d$ memiliki lima orbital. Dalam kasus Skandium, hanya ada satu elektron di subkulit $3d$. Elektron ini akan menempati satu dari lima orbital $d$ sebagai elektron tak berpasangan.

Dengan demikian, atom Skandium (Sc) memiliki satu elektron tak berpasangan. Jadi, jawabannya adalah 1.

Kesimpulan

Jadi, guys, melalui analisis langkah demi langkah, kita telah berhasil menentukan bahwa atom Skandium (Sc) memiliki satu elektron tak berpasangan. Pemahaman tentang konfigurasi elektron, ionisasi, dan aturan Hund sangat penting dalam menyelesaikan soal-soal seperti ini. Dengan berlatih secara teratur, kalian akan semakin mahir dalam memprediksi sifat-sifat atom dan molekul berdasarkan konfigurasi elektron mereka. Terus semangat belajar kimia!