Konfigurasi Elektron: Istilah, Konsep, Aturan, Penulisan

Konfigurasi elektron merupakan konsep yang berperan penting dalam kimia terutama mengenai interaksi antar atom. Untuk memahaminya, terdapat istilah-istilah yang perlu kita tahu yang akan dijabarkan berikut ini.

A. Istilah dalam Konfigurasi Elektron

1. Kulit Elektron, Subkulit, dan Orbital

a. Kulit Elektron

Kulit elektron adalah lintasan tertentu yang memiliki tingkat energi tertentu yang ditempati oleh elektron-elektron suatu atom.

Elektron pada atom menempati lintasan tertentu yang disebut dengan kulit elektron atau tingkat energi. Semakin dekat lintasan dengan inti atom makin tingkat energi makin rendah dan sebaliknya. Sederhananya, kulit elektron ialah ukuran orbital. Tiap-tiap kulit elektron atau tingkat energi ini diwakili oleh bilangan kuantum n.

Kulit-kulit elektron tersebut yaitu sebagai berikut.

Pada tabel di atas, semakin ke bawah maka kulit elektron semakin jauh dari inti atom.

Elektron-elektron akan menempati kulit teratas terlebih dahulu lalu menempati kulit selanjutnya. Misalnya jika kulit K sudah berisi 2 elektron, maka elektron selanjutnya akan menempati kulit L dan jika kulit L sudah berisi 8 elektron, maka elektron selanjutnya akan menempati kulit M dan seterusnya.

Beberapa konfigurasi elektron atom yaitu sebagai berikut.

b. Subkulit

Tiap-tiap kulit elektron, terdapat subkulit. Sederhananya, subkulit ialah bentuk orbital. Pada penulisan konfigurasi elektron, terdapat 4 subkulit yaitu subkulit s, p, d, dan f. Tiap-tiap subkulit ini diwakili oleh bilangan kuantum l.

c. Orbital

Pada tiap-tiap subkulit, terdapat orbital. Sederhananya, orbital-orbital pada suatu subkulit hanya berbeda orientasinya. Setiap orbital dapat ditempati oleh maksimum 2 elektron. Tiap-tiap orbital ini diwakili oleh bilangan kuantum m.

Ilustrasinya untuk kulit pertama dan kedua (K dan L) berserta subkulit dan orbitalnya yaitu sebagai berikut.

[inline_ads]

2. Elektron Valensi

Elektron valensi adalah elektron-elektron yang menempati kulit terluar. Dari tabel di atas dapat kita ketahui bahwa elektron valensi dari Lithitum (₃Li) adalah 1 dan elektron valensi dari Sulfur (₁₆S) adalah 6.

B. Aturan dalam Konfigurasi Elektron

Berdasarkan model atom mekanika kuantum, terdapat tiga aturan yang berlaku pada konfigurasi elektron yaitu:

• Asas larangan Pauli (Wolfgang Linus Pauli (1926))
• Aturan Aufbau (Niels Bohr (1920))
• Kaidah Hund (Friedrich Hund (1927))

1. Asas Larangan Pauli

Asas larangan Pauli dicetuskan oleh Wolfgang Linus Pauli pada tahun 1926 yang menyatakan:

“Tidak ada dua buah elektron dalam orbital yang sama memiliki empat bilangan kuantum yang sama”

Asas Larangan Pauli

Keempat bilangan kuantum dalam pernyataan tersebut ialah n, l, m, dan s.

Jumlah elektron maksimum pada subkulit dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

jumlah\space elektron\space maksimum=2\times jumlah\space orbital\space dalam\space subkulit

[inline_ads]

2. Aturan Aufbau

Aturan Aufbau dicetuskan oleh Niels Bohr (1920). Berdasrakan aturan ini, elektron-elektron cenderung menempati orbital dengan energi terendah. Pada aturan Aufbau dinyatakan:

“Pengisian elektron dalam orbital dimulai dari orbital dengan tingkat energi paling rendah. Setelah penuh, pengisian berlanjut ke orbital yang tingakat energinyas atu tingkat lebih tinggi. Demikian seterusnya hingga semua elektron menempati orbital.”

Aturan Aufbau

Urutan pengisian elektron pada orbital dari tingkat energi yang terendah adalah:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p …

3. Kaidah Hund

Kaidah Hund dicetuskan oleh Friedrich Hund pada tahun 1927. Kaidah ini menyatakan aturan yang menggambarkan arah rotasi elektron. Kaidah Hund ini menyatakan:

“Elektron-elektron yang berada di suatu orbital akan menempati orbital yang kosong dengan arah rotasi sejajar. Setelah itu, elektron-elektron lainnya menempati orbital tersebut dengan arah rotasi yang berlawanan.”

Kaidah Hund

[inline_ads]

C. Hal yang Perlu Diperhatikan dalam Penulisan Konfigurasi Elektron

1. Penulisan Konfigurasi Elektron dengan Lambang Gas Mulia

Penulisan konfigurasi elektron dapat secara panjang (sesuai aturan Aufbau) dan dapat secara singkat. Contoh penulisan konfigurasi elektron secara singkat yang didasarkan pada konfigurasai gas mulia yaitu seperti pada tabel berikut.

2. Pengecualian Konfigurasi Elektron dalam Subkulit d dan f

Kestabilan suatu orbital dipengaruhi oleh sifat orbitalnya. Elektron dalam subkulit d akan lebih stabil apabila subkulit d berisi elektron penuh atau setengah penuh. Untuk mencapai kestabilan, satu elektron valensi dari subkulit s berpindah ke subkulit d.

Penyimpangan juga terjadi pada subkulit f. Tingkat energi subkulit f sangat berdekatan dengan subkulit d sehingga satu atau dua elektron dari subkulit (n-2) f berpindah ke subkulit (n-1) d.

Orbital yang ditempati elektron secara maksimum disebut orbital penuh. Orbital yang ditempati elektron sebanyak setengah dari jumlah mamsimum disebut orbital setengah penuh. Beberapa knofigurasi elektron atom tidak mengikuti aturan aufbau dapat dilihat pada tabel berikut.

Referensi:

1. Wulandari, E. T., Margono, N. Y., & Rufaida, A. D. (2016). Kimia. Intan Pariwara.
2. Quantum Numbers and Electron Configurations. https://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch6/quantum.html

Baca Juga:

Ikatan Kimia: Pengertian, Aturan, Jenis Ikatan Kimia, Contoh

Sifat-Sifat Unsur Golongan Utama di Alam

Asam Basa: Teori, Contoh, dan Sifat Asam Basa