Menyingkap Sisa Elektron di Xenon

Trik Elektron Valensi Atom Besar

Jumlah elektron valensi golongan utama dapat diketahui langsung dari nomor golongannya tanpa mengurutkan konfigurasi panjang.

Tabel periodik menyorot kolom gas mulia golongan VIII A dengan fokus pada sel Xenon yang terhubung ke delapan koin modal elektron valensi.

Dalam sistem patungan modal bisnis kimia, atom pusat bertindak seperti seorang pengusaha. Setiap pengusaha memiliki modal koin utama yang siap diputar, yaitu Elektron Valensi (elektron di kulit terluar atom).

Sering kali kita merasa gentar saat melihat nomor atom yang besar seperti Xenon ($\text{Xe} = 54$), lalu membayangkan harus menulis konfigurasi yang sangat panjang. Padahal, untuk unsur-unsur golongan utama (golongan A), kamu tidak perlu mengurai konfigurasi elektronnya satu per satu. Nomor golongan unsur tersebut mencerminkan langsung jumlah elektron valensinya:

Karena Xenon ($\text{Xe}$) berada di golongan VIIIA, atom $\text{Xe}$ langsung memiliki modal awal sebanyak $8$ elektron valensi, terlepas dari seberapa besar nomor atomnya ($54$). Modal $8$ koin inilah yang akan digunakan oleh $\text{Xe}$ saat berinteraksi dengan atom lain.

Memilah Modal Elektron Ikatan

Atom pusat menyisihkan sebagian elektron valensinya persis sebanyak jumlah ikatan yang dibentuknya dengan atom luar.

Kembali ke analogi patungan modal: atom pusat $\text{Xe}$ memegang $8$ koin modal awal. Ketika membentuk senyawa $\text{XeF}_4$, $\text{Xe}$ bermitra dengan $4$ atom Fluorin ($\text{F}$). Setiap atom $\text{F}$ hanya membutuhkan $1$ elektron dari $\text{Xe}$ untuk membentuk ikatan kovalen tunggal.

Karena ada $4$ atom $\text{F}$ yang mengikat $\text{Xe}$, maka $\text{Xe}$ menyisihkan tepat $4$ koin modal miliknya untuk diserahkan ke meja persekutuan modal. Koin-koin yang dipakai bersama inilah yang kita sebut sebagai Pasangan Elektron Ikatan (PEI). Dengan demikian, nilai $\text{PEI} = 4$.

Atom Belerang ($S$) yang memiliki $6$ elektron valensi berikatan tunggal dengan $2$ atom Hidrogen ($H$) membentuk senyawa $H_2S$. Berapa banyak elektron valensi Belerang yang dipakai khusus untuk berikatan (menjadi PEI)?

  • 1 elektron
  • 2 elektron
  • 4 elektron
  • 6 elektron

Jawaban: 2 elektron

Belerang (S) membentuk ikatan kovalen tunggal dengan 2 atom Hidrogen, sehingga S menyisihkan tepat 2 elektron valensinya sebagai modal patungan (PEI = 2). Opsi D salah karena 6 adalah total elektron valensi S awal, Opsi C salah karena 4 adalah sisa elektron bebas yang tidak berikatan, dan Opsi A salah karena membagi rata secara keliru.

Penentuan jumlah elektron yang digunakan untuk membentuk sejumlah ikatan tunggal.

Menghitung Pasangan Bebas

Sisa elektron valensi harus dibagi dua untuk menentukan jumlah Pasangan Elektron Bebas (PEB).

Skema alur perhitungan rumus PEB dengan pembagian dua dan lingkaran pasangan elektron bebas.

Setelah menyetor $4$ koin modal untuk berikatan ($\text{PEI} = 4$), berapa koin modal $\text{Xe}$ yang masih tersisa di brankas? Perhitungannya sangat sederhana: kurangi total modal awal dengan yang terpakai:

$$\text{Sisa Elektron} = 8 - 4 = 4 \text{ elektron}$$

Namun, dalam kimia, elektron-elektron yang tidak terpakai ini tidak berserakan sendirian. Di kulit terluar atom pusat, elektron bergerak dan menempati ruang orbital secara berpasangan. Oleh karena itu, $4$ butir elektron bebas tersebut harus dikelompokkan dua-dua (dibagi $2$) untuk mendapatkan satuan pasangan:

$$\text{PEB} = \frac{\text{Elektron Valensi} - \text{PEI}}{2} = \frac{8 - 4}{2} = \frac{4}{2} = 2$$

Inilah alasan mengapa terdapat $2$ Pasangan Elektron Bebas (PEB) pada atom pusat $\text{Xe}$, yang membuktikan bahwa Opsi C adalah jawaban yang benar.