Konfigurasi Elektron
.webp "Konfigurasi Elektron")
Konfigurasi elektron menggambarkan penataan elektron-elektron dalam suatu atom atau distribusi elektron dalam orbital-orbital penyusun atom. Pengisian elektron mengikuti aturan-aturan tertentu. Konfigurasi elektron secara umum dibagi atas dua bagian, yaitu konfigurasi elektron Bohr dan konfigurasi elektron mekanika kuantum. Konfigurasi elektron Bohr adalah konfigurasi elektron berdasarkan kulit atom, sedangkan konfigurasi elektron mekanika kuantum adalah konfigurasi elektron berdasarkan sub kulit atom atau orbital.
Sesuai dengan teori atom Niels Bohr, elektron-elektron menempati kulit atom. Kulit yang paling dekat dengan inti atom adalah kulit K (n = 1) yang dapat ditempati paling banyak oleh 2 elektron. Kulit kedua terdekat dengan inti adalah kulit L (n = 2) yang dapat ditempati paling banyak oleh 8 elektron. Kulit ketiga terdekat dengan inti adalah kulit M (n = 3) yang dapat ditempati paling banyak oleh 18 elekton, dan seterusnya. Semakin besar nomor kulit (n), jumlah elektron yang dapat menempati kulit tersebut akan semakin banyak. Jumlah elektron maksimum pada setiap kulit memenuhi rumus 2n².
- Kulit K (n = 1), jumlah elektron maksimum adalah 2 × 1² = 2 elektron
- Kulit L (n = 2), jumlah elektron maksimum adalah 2 × 2² = 8 elektron
- Kulit M (n = 3), jumlah elektron maksimum adalah 2 × 3² = 18 elektron
- Kulit N (n = 4), jumlah elektron maksimum adalah 2 × 4² = 32 elektron
- Kulit O (n = 5), jumlah elektron maksimum adalah 2 × 5² = 50 elektron
Khusus untuk unsur-unsur golongan utama atau golongan A, langkah-langkah untuk menuliskan konfigurasi elektronnya adalah sebagai berikut:
- Hitung berapa kulit elektron yang bisa diisi secara penuh dan hitung elektron yang tersisa.
- Jika sisa elektron kurang dari 32, maka kulit berikutnya diisi oleh 18 elektron.
- Jika sisa elektron kurang dari 18, maka kulit berikutnya diisi oleh 8 elektron.
- Jika sisa elektron kurang dari 8, maka seluruh elektron yang tersisa harus menempati kulit terluar.
Catatan:
Konfigurasi elektron berdasarkan kulit atom seperti ini tidak berlaku untuk unsur-unsur transisi (golongan B).
Berikut sebagai contoh penulisan konfigurasi elektronnya :
| ₉F | = | K | L | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 7 | |||||
| ₁₆S | = | K | L | M | ||
| 2 | 8 | 6 | ||||
| ₂₀Ca | = | K | L | M | N | |
| 2 | 8 | 8 | 2 | |||
| ₃₅Br | = | K | L | M | N | |
| 2 | 8 | 18 | 7 | |||
| ₄₉In | = | K | L | M | N | O |
| 2 | 8 | 18 | 18 | 3 |
Konfigurasi Bohr tersebut hanya menjelaskan distribusi elektron dalam kulit atom, pada hal di dalam kulit ada subkulit, dan di dalam subkulit ada orbital. Konfigurasi Bohr tidak bisa menjelaskan distribusi elektron di dalam subkulit / orbital.
Kelemahan dari teori Bohr inilah yang menjadi dasar dari teori mekanika kuantum.
Konfigurasi elektron berdasarkan sub kulit atom dan orbital (model atom mekanika kuantum) harus mengikuti tiga aturan penting, yaitu: Aturan Aufbau, Larangan Pauli, dan Aturan Hund.
1. Aturan Aufbau
Berdasarkan prinsip Aufbau, elektron dalam atom akan berada dalam kondisi yang stabil bila memiliki energi yang rendah dan elektron elektron berada dalam orbital-orbital yang bergabung membentuk sub kulit. Dengan kata lain, elektron memiliki kecenderungan untuk menempati sub kulit yang tingkat energinya paling rendah kemudian secara bertahap akan menempati sub kulit yang tingkat energinya lebih tinggi. Urutan tingkat energi dari yang paling rendah ke yang paling tinggi adalah sebagai berikut:
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 4d . . . .
Untuk mengetahui urutan tingkat energi, dapat dilakukan dengan menggunakan deret pancaran cahaya seperti gambar.
2. Larangan Pauli
Larangan Pauli atau eksklusi Pauli menyatakan bahwa tidak mungkin dalam satu atom ada dua elektron yang memiliki empat bilangan kuantum yang sama. Jika di dalam atom ada elektron yang memiliki bilangan kuantum n, l, m yang sama, maka bilangan kuantum spin dari kedua elektron tersebut pastilah berbeda.
Contoh :
₃Li : 1s² 2s¹
Berdasarkan Larangan Pauli, jumlah elektron maksimum yang dapat menempati suatu sub kulit adalah dua kali jumlah orbitalnya. Sub kulit s hanya boleh ditempati paling banyak oleh dua elektron, karena sub kulit s hanya memiliki satu orbital. Sub kulit p hanya boleh ditempati paling banyak 6 elektron, karena sub kulit p hanya memiliki tiga orbital. Sub kulit d hanya boleh ditempati paling banyak 10 elektron, karena sub kulit d hanya memiliki 5 orbital. Dengan Aturan Aufbau dan Larangan Pauli kita bisa menentukan konfigurasi elektron berdasarkan sub kulit (model atom mekanika kuantum).
3. Aturan Hund
Menurut Aturan Hund, pengisian elektron pada orbital-orbital yang memiliki tingkat energi yang sama tidak memperbolehkan elektron berpasangan sebelum seluruh orbital terisi oleh satu elektron.
Contoh :
a. ₆C : [He] 2s² 2p²
b. ₇N : [He] 2s² 2p³
c. ₁₇F : [Ne] 3s² 3p⁵
Perlu diingat bahwa terdapat beberapa penyimpangan konfigurasi elektron dari aturan umum. Penyimpangan ini terjadi pada sub kulit d karena orbital pada sub kulit d mempunyai kecenderungan untuk penuh d¹⁰ atau setengah penuh d⁵. Hal ini terjadi karena konfigurasi elektron setengah penuh atau penuh lebih stabil.
Contoh :
₂₄Cr : [Ar] 4s² 3d⁴ karena kurang stabil, konfigurasi elektron menjadi [Ar] 4s¹ 3d⁵
₂₉Cu : [Ar] 4s² 3d⁹ karena kurang stabil, konfigurasi elektron menjadi [Ar] 4s¹ 3d¹⁰
₄₂Mo : [Kr] 5s² 4d⁴ karena kurang stabil, konfigurasi elektron menjadi [Kr] 5s¹ 4d⁵
₄₇Ag : [Kr] 5s² 4d⁹ karena kurang stabil, konfigurasi elektron menjadi [Kr] 5s¹ 4d¹⁰
₄₆Pd : [Kr] 5s² 4d⁸ karena kurang stabil, konfigurasi elektron menjadi [Kr] 4d¹⁰
Konfigurasi ion adalah konfigurasi elektron setelah atom netral melepas atau menangkap elektron. Elektron yang terlepas umumnya merupakan elektron yang terikat paling lemah atau terdapat pada kulit atau sub kulit terluar.
Contoh soal :
Tentukanlah konfigurasi elektron dari:
a. S²⁻ Nomor atom S = 16
b. Fe²⁺ Nomor atom Fe = 26
Pembahasan:
a. S²⁻ artinya S pada keadaan netral menangkap 2 elekton sehingga elektron pada sub kulit paling luar bertambah sebanyak 2 elektron. Konfigurasi elektronnya mula-mula ₁₆S : [Ne] 3s² 3p⁴ menjadi S²⁻ : [Ne] 3s² 3p⁶.
b. Fe²⁺ artinya Fe dari keadaan netral melepaskan 2 elektron sehingga elektron pada sub kulit paling luar berkurang sebanyak 2 elektron. Konfigurasi elektron mula-mula ₂₆Fe : [Ar] 4s² 3d⁶ menjadi Fe²⁺ : [Ar] 3d⁶.
Berikut rekomendasi video singkat terkait aturan atau urutan penulisan konfigurasi elektron Aufbau :
Untuk cara cepat menghafalkan atau menuliskan konfigurasi elektron Aufbau berikut rekomendasi video singkat yang inshaALLAH bisa membantu :
Cukup sekian ulasan singkat seputar "Konfigurasi Elektron" semoga bisa membantu dalam memahami materinya.
Jika ada yang kurang jelas atau ada pertanyaan terkait materi di atas bisa ditanyakan atau di diskusikan lewat kolom komentar di bawah, insyaALLAH akan langsung di jawab.
Komentar
Posting Komentar