Elektron Valensi: Peran dan Signifikansinya dalam Kimia

Pendahuluan

Elektron valensi adalah salah satu konsep kunci dalam kimia yang membantu menjelaskan bagaimana atom berinteraksi dan membentuk ikatan kimia. Memahami elektron valensi adalah dasar untuk mempelajari struktur molekul, reaktivitas kimia, dan sifat elemen dalam tabel periodik. Artikel ini akan membahas pengertian elektron valensi, peran mereka dalam pembentukan ikatan kimia, dan pentingnya dalam berbagai aplikasi kimia.

Elektron valensi adalah salah satu partikel yang bermuatan negatif dan merupakan partikel fundamental di wilayah terluar atom yang secara aktif berpartisipasi dalam pembentukan ikatan kimia yang berbeda. Apa pun jenis ikatan kimia, baik ionik, kovalen, atau logam, yang terjadi antar atom, perubahan yang terjadi pada struktur atom terbatas pada elektron terluar atau elektron valensi. Mereka lebih lemah tertarik pada inti atom positif daripada elektron-elektron bagian dalam dan oleh karena itu dapat digunakan bersama atau ditransfer dalam proses ikatan dengan atom-atom yang berdekatan. Elektron valensi juga berpartisipasi dalam konduksi arus listrik pada logam dan semikonduktor.

Apa itu elektron valensi?

Mereka adalah yang memungkinkan terjadinya reaksi antara satu atom dengan atom lainnya, dari unsur yang sama atau unsur yang berbeda, karena memfasilitasi ikatan. Mereka adalah satu-satunya yang mampu berinteraksi dengan elektron dari atom lain.

Elektron valensi merupakan elektron yang terletak di kulit terluar suatu atom dan bertanggung jawab atas interaksi setiap unsur dengan unsur lain untuk membentuk ikatan, serta stabilitas dan kekuatannya. Tempat di mana elektron valensi berada sesuai dengan tingkat terakhir atom. Atau lebih tepatnya orbital apa yang paling jauh.

Ikatan yang terbentuk dapat berupa orbital ionik, kovalen, atau tumpang tindih. Dalam ikatan ionik, elektron valensi dilepaskan oleh satu atom dan diperoleh oleh atom yang memiliki afinitas lebih besar terhadap elektron tersebut. Dalam ikatan kovalen, elektron valensi tidak diberikan atau diperoleh, namun sebaliknya digunakan bersama.

Ikatan yang membentuk elektron valensi dapat terjadi dengan cara yang berbeda-beda, baik melalui pertukaran elektron, dengan berbagi pasangan antar atom yang bersangkutan, atau dengan jenis interaksi yang terjadi pada ikatan logam, yang terdiri dari “tumpang tindih” dari band. Bergantung pada jumlah elektron ini, jumlah ikatan yang dapat dibentuk setiap atom dengan atom lain atau atom lainnya akan sama.

Definisi dan Konsep Dasar

Elektron valensi adalah elektron yang terletak pada kulit terluar dari sebuah atom. Elektron ini terlibat langsung dalam pembentukan ikatan kimia dan menentukan sifat kimia suatu unsur. Jumlah elektron valensi menentukan kemampuan atom untuk berikatan dengan atom lain.

Posisi dalam Tabel Periodik

Elektron valensi dapat ditentukan berdasarkan posisi unsur dalam tabel periodik. Unsur-unsur dalam kelompok yang sama memiliki jumlah elektron valensi yang sama. Misalnya, semua unsur dalam kelompok 1A (golongan alkali) memiliki satu elektron valensi.

Untuk apa itu?

Ketika atom membentuk ikatan, mereka hanya melakukannya melalui elektron terluarnya, yaitu elektron yang terletak pada tingkat energi terakhir, yang disebut elektron valensi. Elektron valensi adalah elektron yang memungkinkan terjadinya reaksi suatu atom dengan atom lain, baik dari unsur yang sama maupun unsur yang berbeda, karena mereka mempunyai kemudahan atau kecenderungan untuk ikut serta dalam ikatan.

Peran Elektron Valensi dalam Ikatan Kimia

Ikatan Kovalen

Dalam ikatan kovalen, elektron valensi dari dua atom dibagi untuk membentuk pasangan elektron yang mengikat kedua atom tersebut secara bersamaan. Misalnya, dalam molekul air (), atom oksigen berbagi elektron valensi dengan atom hidrogen untuk membentuk ikatan kovalen.

Ikatan Ionik

Dalam ikatan ionik, elektron valensi ditransfer dari satu atom ke atom lain, menghasilkan ion dengan muatan berlawanan yang saling tarik-menarik. Misalnya, dalam natrium klorida (), natrium kehilangan satu elektron valensi untuk menjadi kation (), sementara klorin menerima elektron tersebut menjadi anion ().

Ikatan Logam

Dalam ikatan logam, elektron valensi bergerak bebas di antara atom-atom logam, menciptakan “lautan elektron” yang mengikat atom-atom logam bersama. Ini memberikan logam sifat seperti konduktivitas listrik dan termal yang tinggi.

Cara menghilangkan elektron valensi

Bagi ahli kimia, sangatlah penting untuk mengetahui cara mencari jumlah elektron valensi suatu atom tertentu, karena dengan ini mereka dapat menentukan ikatan kimia yang dapat dibentuknya. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan tabel periodik dan langkah-langkah berikut:

Jika Anda menggunakan tabel periodik, Anda dapat melihat bahwa setiap kolom vertikal memiliki nomor dan ini milik elektron valensi. Jika Anda tidak memiliki kolom bernomor, lanjutkan dengan memberinya nomor yang dimulai dengan 1 dan diakhiri dengan nomor 18.

Elektron valensi dapat ditemukan dengan mencari nomor golongan unsur yang sedang dipelajari, tetapi untuk logam transisi tidak ada pola tertentu yang harus diikuti; umumnya nomor golongan sesuai dengan kisaran jumlah elektron valensi, yaitu:

Golongan 3: 3 elektron valensi
Golongan 4: 2 sampai 4 elektron valensi
Golongan 5: 2 sampai 5
Golongan 6: 2 sampai 6
Golongan 7: 2 sampai 7
Golongan 8: 2 atau 3
Golongan 9: 2 atau 3
Golongan 10: 2 atau 3
Golongan 11: 1 atau 2
Golongan 12: 2

Pentingnya

Elektron valensi sangat penting karena mereka berpartisipasi dalam pembentukan molekul dan senyawa karena mereka bertanggung jawab untuk menentukan kemampuan atom untuk membentuk ikatan.

Prediksi Reaktivitas Kimia

Elektron valensi memainkan peran kunci dalam menentukan reaktivitas kimia suatu unsur. Unsur dengan elektron valensi yang hampir penuh atau hampir kosong cenderung lebih reaktif. Misalnya, unsur alkali dengan satu elektron valensi sangat reaktif dan mudah membentuk ikatan.

Penentuan Bentuk Molekul

Elektron valensi juga mempengaruhi bentuk molekul. Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) menggunakan konsep elektron valensi untuk memprediksi geometris molekul berdasarkan tolakan antara pasangan elektron di sekitar atom pusat.

Sifat Fisik dan Kimia

Sifat fisik dan kimia suatu unsur, seperti titik leleh, titik didih, dan kemampuan konduksi, dapat dijelaskan dengan melihat konfigurasi elektron valensi. Logam, misalnya, memiliki elektron valensi yang dapat bergerak bebas, memberikan sifat konduktifitas yang tinggi.

Contoh

Beberapa contoh elektron valensi adalah sebagai berikut:

Oksigen: mempunyai 6 elektron valensi karena konfigurasi elektronnya 1s²,2s²,2p ⁴
Helium: Helium merupakan gas mulia sehingga merupakan unsur yang tidak memiliki valensi, hal ini terjadi karena orbit ultimat atau orbit terluarnya sudah lengkap, sehingga dapat membentuk molekul monoatomik dan tidak dapat bergabung menjadi molekul. Meskipun demikian, ia dapat bergabung dengan beberapa gas mulia berat.
Kalsium: atom kalsium memiliki 2.

Berilium : mempunyai 2 pada lapisan terakhirnya.

Belerang : berjumlah 18 atau 9 pasang.
Tembaga : tembaga hanya mempunyai 2.
Fluor: memiliki 7.
Argon: memiliki 8 pada level terakhirnya.

Aplikasi Elektron Valensi

Kimia Anorganik dan Organik

Dalam kimia anorganik, pemahaman tentang elektron valensi membantu dalam mempelajari senyawa ionik dan struktur kristal. Dalam kimia organik, elektron valensi penting untuk memahami reaksi pembentukan dan pemutusan ikatan dalam senyawa karbon.

Rekayasa Material

Elektron valensi digunakan dalam rekayasa material untuk merancang bahan dengan sifat tertentu, seperti kekuatan, fleksibilitas, dan konduktivitas. Misalnya, semikonduktor dirancang dengan memodifikasi jumlah elektron valensi untuk aplikasi elektronik.

Biokimia

Dalam biokimia, elektron valensi penting untuk memahami interaksi antara biomolekul, seperti enzim dan substrat. Ikatan yang terbentuk dan diputuskan oleh elektron valensi mempengaruhi fungsi biologis molekul.

Kesimpulan

Elektron valensi adalah komponen penting dalam kimia yang menentukan bagaimana atom berinteraksi dan membentuk ikatan. Dengan memahami elektron valensi, kita dapat memprediksi reaktivitas, struktur, dan sifat kimia dari unsur dan senyawa. Konsep ini tidak hanya penting dalam pendidikan kimia, tetapi juga dalam penelitian dan aplikasi industri yang memanfaatkan sifat kimia untuk tujuan tertentu.

Referensi

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., & Murphy, C. J. (2012). Chemistry: The Central Science. Pearson Education.
Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Physical Chemistry. Oxford University Press.
Silberberg, M. S. (2012). Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change. McGraw-Hill Education.
Petrucci, R. H., Harwood, W. S., Herring, F. G., & Madura, J. D. (2011). General Chemistry: Principles and Modern Applications. Prentice Hall.
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. (2021). Buku Kimia untuk SMA Kelas XII.