konfigurasi elektron
DESCRIPTION
kimia kelas 2 SMPTRANSCRIPT
Teknik Mudah Konfigurasi Elektron Unsur Golongan Utama
Kali ini kita akan membahas tentang cara mudah melakukan konfigurasi elektron atom yakni
susunan elektron-elektron dalam kulit atom. Untuk pelajar SMA kimia kelas X, konfigurasi elektron
sudah dikenalkan, namun masih sangat sederhana dan hanya digunakan untuk melakukan
konfigurasi golongan utama atau golongan A. Konfigurasi elektron golongan utama dilakukan
dengan menyusun jumlah elektron per kulit.
Aturan Konfigurasi Elektron Golongan Utama
1. Jumlah elektron tiap kulit maksimal adalah 2n2
Misalnya : a. Kulit I / Kulit K maksimal hanya boleh mengandung 2 elektron b. Kulit II /
Kulit L maksimal hanya boleh mengandung 8 elektron c. Kulit III / Kulit M maksimal hanya
mengandung 18 elektron d. Kulit IV / Kulit N maksimal hanya boleh mengandung 32
elektron
2. Elektron valensi (elektron yang terletak pada kulit terakhir tidak boleh lebih dari 8)
Mending langsung contoh soal aja : Konfigurasi elektron 35Br = 2, 8, 18, 7 Konfigurasi
elektron 40Ca = 2, 8, 18, 8, 2 Konfigurasi elektron 11Na = 2, 8, 1
Hubungan Valensi Dengan Posisi Unsur Dalam Tabel Periodik Unsur-unsur
Elektron valensi adalah jumlah elektron yang terletak pada kulit terakhir. Dalam konfigurasi
elektron dengan cara ini, jumlah kulit menyatakan periode, dan jumlah elektron valensi
menyatakan golongan.
Misalnya untuk konfigurasi Magnesium, 12Mg = 2, 8, 2 artinya Magnesium memiliki 3 kulit, dan
elektron valensinya adalah 2, hal ini berarti unsur Magnesium terletak dalam periode 3 golongan
IIA.
Konfigurasi aluminium, 13Al = 2, 8, 3 artinya Aluminium memiliki 3 kulit dan elektron valensinya
adalah 3, berarti unsur Aluminium terletak pada periode 3 golongan IIIA.
Konfigurasi Klorin 17Cl = 2, 8, 7 artinya Clorin memiliki 3 kulit dan elektron valensinya adalah 7,
berarti Chlorin terletak dalam periode 3 golongan VIIA.
Konfigurasi Kalium 19K = 2, 8, 8, 1 artinya Kalium memiliki 4 kulit dan elektron valensinya adalah
1, berarti Kalium terletak dalam periode 4 golongan IA.
Mudah kan? Sayangnya konfigurasi ini hanya dapat digunakan untuk menunjukkan posisi golongan
A atau golongan utama, konfigurasi dengan cara ini tidak dapat digunakan untuk menunjukkan
posisi unsur golongan B atau golongan transisi dan golongan lantanida dan aktanida dalam
tabel periodik unsur-unsur. Atas kekurangan ini, para ilmuwan membuat konfigurasi elektron
dengan cara yang baru yang lebih universal, artinya konfigurasi ini dapat digunakan untuk
menyatakan posisi semua unsur dalam tabel periodik, baik golongan A, golongan B, golongan
lantanida maupun golongan aktanida. Kita akan membahas konfigurasi elektron berdasarkan
bilangan kuantum pada artikel berikutnya, Jika ada yang mengalami kesulitan belajar kimia,
silahkan tanyakan kesulitannya di kolom komentar, saya akan berusaha menjawab secepatnya
Kopnfigurasi elektron
Pada saat di kelas 10 beberapa buku mengenalkan tentang konfigurasi elektron ini hanya sebatas konfurasi elektron pada unsur utama (golongan A) saja yaitu berapa jumlah kulit yang dimiliki sebuah atom dan berapa elektron valensinya. Secara umum jumlah elektron maksimal pada tiap kulit bisa menggunakan aturan 2n2, dimana n adalah kulit ke-n. Sepertinya sederhana, namun pada praktiknya siswa tidak dengan mudah menerapkan aturan tadi kalau tidak disertai contoh-contoh. Jadi setiap kulit itu maksimal hanya boleh terisi elektron sebanyak 2n2, jika ada lebihnya maka diisikan pada kulit berikutnya. Kulit
cara mudah konfigurasi elektron kelas 10 berikutnya ini juga mengikuti aturan 2n2 ini. Misalnya: Konfigurasi elektron 6C (atom C dengan nomor atom 6)
6C = 2 4 → atom C mempunyai 2 kulit, di mana kulit pertama terisi 2 elektron dan kulit ke-2 terisi 4 elektron. Konfigurasi elektron 19K (atom K dengan nomor atom 19)
19K = 2 8 9 → inilah yang terjadi ketika siswa bersikukuh mengikuti aturan 2n2 tadi dan siswa tidak bisa disalahkan, karena dalam beberapa penjelasan di awal setiap buku bahwa pada kulit ke-3 itu maksimal boleh terisi elektron sebanyak 18 artinya boleh kurang dari 18. Nah pada konfigurasi 19K = 2 8 9 kulit ke-3 terisi 9 elektron, faktanya tidak bolehkan elektron valensi suatu atom itu lebih dari 8. Oleh karena itu maka diperlukan penjelasan berikutnya bahwa jika pada elektron valensi lebih dari 8 maka ada ketentuan lain sehingga konfigurasi pada 19K = 2 8 8 1. cara mudah konfigurasi elektron kelas 10 Ketentuannya lain itu sebagai berikut:
1. Jika sisa elektron lebih dari 8 dan kurang dari 18 maka harus diuraikan menjadi “8″ dan sisanya lagi diisikan pada kulit ke-berikutnya.
2. Lebih dari 18 dan kurang dari 32 maka harus diuraikan menjadi 18 dan sisanya selanjutnya mengikuti ketentuan nomor 1, tetapi kalau masih sama atau lebih dari 18 maka diuraikan lagi menjadi 18 dan sisanya selanjutnya mengikuti ketentuan no 1.
3. Lebih dari 32 maka harus diuraikan menjadi 32 dan sisanya selanjutnya mengikuti ketentuan nomor 2.
cara mudah konfigurasi elektron kelas 10 Contoh penerapan ketentuan-ketentuan itu sebagai berikut:
31Ga = 2 8 18 3 → perhatikan ini sesuai dengan ketentuan nomor 2, sampai pada kulit ke-3 tersisa 21 elektron (2 8 21), karena 21 itu lebih dari 18 tetapi kurang dari 32 maka pada kulit ke-3 itu harus diuraikan menjadi 18, dan sisanya 3 elektron harus diletakkan pada kulit ke-4.
53I = 2 8 18 18 7→ perhatikan ini sesuai dengan ketentuan nomor 2, sampai pada kulit ke-3 karena maksimal hanya boleh terisi 18 elektron maka sisanya 25 elektron, dan ini harus diuraiakan lagi sesuai ketentuan no 2 (karena sisanya (25) lebih dari 18 dan kurang dari 32) sehingga pada kulit ke-4 hanya terisi 18 elektron juga dan sisanya diisikan pada kulit ke-4 yaitu sebanyak 7 elektron.
85At = 2 8 18 32 18 7→ sampai pada kulit ke-1 sampai ke-4 ini pengisian elektron maksimal akan sesuai dengan kaidah 2n2, namun kulit berikutnya akan berlaku ketentuan di atas. perhatikan ini sesuai dengan ketentuan nomor 2, sampai pada kulit ke-3 karena maksimal hanya boleh terisi 18 elektron maka sisanya 25 elektron, dan ini harus diuraiakan lagi sesuai ketentuan no 2 (karena sisanya (25) lebih dari 18 dan kurang dari 32) sehingga pada kulit ke-4 hanya terisi 18 elektron juga dan sisanya diisikan pada kulit ke-4 yaitu sebanyak 7 elektron. Ingat ketentuan tadi hanya berlaku untuk unsur di golongan A saja. Hal penting untuk diperhatikan bahwa elektron valensi tidak boleh lebih dari 8 elektron. Bagaimana cara menentukan periode dan golongan setelah tahu konfigurasi elektronnya?
Periode ditentukan berdasarkan jumlah kulit. Golongan ditentukan berdasarkan jumlah elektron valensi (elektron di kulit
terluar/terakhir)
Contoh: 6C = 2 4 ; Karena memiliki 2 kulit maka dalam tabel sistem periodik aton C terletak pada periode ke-2. Elektron valensi adalah 4, dengan demikian atom C pada tabel sistem periodik berada pada golongan IV-A.
Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi
1. Konfigurasi Elektron Ialah susunan elektron suatu atom berdasarkan kulit-kulit atom tersebut.
Setiap kulit atom dapat terisi elektron maksimum dengan rumus:
Gambar.12. Jumlah elektron maksimum tiap kulit dalam atom
Keterangan :
∑ = jumlah maksimum elektron pada suatu kulit
n = nomor kulit
Keterangan gambar: Jumlah elektron maksimum tiap kulit dalam atom
Jumlah elektron maksimum dalam tiap-tiap kulit atom
Aturan-aturan dalam pengisian konfigurasi elektron: 1.Pengisian dimulai dari tingkat energi paling rendah ketingkat energi paling tinggi dari kulit K,
L,M dan seterusnya
2.Jika jumlah elektron yang tersisa ≤ 8 di tempatkan pada kulit berikutnya
3.Jumlah maksimum elektron pada kulit terluar adalah 8
Contoh soal : Tulislah konfigurasi elektron dari:
Jawab.
1. Jumlah elektron = 8
Konfigurasi elektron K= 2 L= 6
2.Jumlah elektron = 18
Konfigurasi elektron K= 2 L= 8 M= 8
3.Jumlah elektron = 38
Konfigurasi elektron K= 2 L=8 M= 18 N=8 O=2
2. Elektron Valensi Elektron valensi ialah jumlah elektron pada kulit terluar suatu atom netral. Cara
menentukan elektron valensi adalah dengan menuliskan konfigurasi elektron.
Contoh soal: Tulislah konfigurasi elektron dan elektron valensi dari atom-atom berikut:
Jawab:
1. Nomor atom = 20, jumlah elektron=20
Konfigurasi elektron K=2 L=8 M=8 N=2
Elektron valensi =2
2. Nomor atom = 35
Konfigurasi elektron K=2 L=8 M=18 N=7
Elektron valensi =7
Konfigurasi Elektron, Elektron Valensi, Periode dan Golongan
Aminu Irfanda Supanda
Pada kesempatan ini kita akan belajar bagaimana menuliskan konfigurasi elektron, elektron valensi,
serta penentuan periode dan golongan suatu atom.
Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi
Elektron dalam atom tersusun berdasarkan tingkat energinya. Penyusunan elektron ini dikenal
sebagai konfigurasi elektron. Urutan pengisian elektron dimulai dari kulit yang memiliki tingkat
energi yang lebih rendah sampai tingkat energi yang lebih tinggi, sampai pada kulit terakhir yang
ditempati elektron sisa.
Hal tersebut dapat dijelaskan dengan bagan sebagai berikut:
Gunakan bagan di atas untuk memudahkan Anda menuliskan konfigurasi elektron.
Contoh:
Agar mudah kita kerjakan secara bertahap…
Misalkan kita diminta menuliskan konfigurasi elektron 11Na, maka:
11Na 2 8 1
pada kulit K kita tuliskan 2 (karena elektron yang ada sebanyak 11 elektron ≥ 2)
sekarang elektron yang tersisa setelah kulit pertama terisi 2 adalah 9 elektron (11 – 2 = 9) .
pada kulit L kita tuliskan 8 (karena elektron sisa setelah kulit pertama sebanyak 9 elektron dan ≥ 8 )
sekarang elektron yang tersisa sebanyak 1 buah elektron, sehingga kita tuliskan 1 pada kulit M
karena jumlah elektron sisa < 8.
Misalkan kita diminta menuliskan konfigurasi elektron 38Sr, maka:
38Sr 2 8 18 8 2
pada kulit K kita tuliskan 2 (karena elektron yang ada sebanyak 38 elektron ≥2)
sekarang elektron yang tersisa setelah kulit pertama terisi 2 adalah 36 elektron (38 – 2 = 36).
pada kulit L kita tuliskan 8 (karena elektron sisa setelah kulit pertama sebanyak 36 elektron dan ≥ 8
)
sekarang elektron yang tersisa sebanyak 28 (36 – 8 = 28) buah elektron, ingat bahwa 28 lebih besar
daripada 18 dan lebih kecil daripada 32 sehingga kita tuliskan 18 pada kulit M.
Setelah kulit M terisi 18 maka elektron yang tersisa sebanyak 10 (28 – 18 = 10) buah elektron.
Karena elektron yang tersisa 10 buah elektron, ingat bahwa 10 lebih besar daripada 8 dan lebih
kecil daripada 18 sehingga kita tuliskan 8 pada kulit N.
Sisa 2 elektron kita tuliskan pada kulit O.
Nah, cobalah menuliskan konfigurasi elektron atom-atom berikut:
18Ar; 19K; 36Kr; 38Sr; 52Te; 54Xe; 56Ba; 83Bi; 86Rn dan 88Ra
Elektron valensi merupakan elektron yang terletak pada kulit terluar sehingga memiliki tingkat
energi yang paling tinggi. Elektron valensi inilah yang berperan dalam reaksi kimia. Cara
menentukan jumlah elektron valensi, yaitu dengan menentukan konfigurasi elektronnya terlebih
dahulu sehingga dapat diketahui jumlah elektron kulit terluarnya
Contoh:
Elektron valensi akan berperan dalam penentuan golongan suatu unsur dalam sistem periodik. Pada
saat ini kita hanya belajar menentukan golongan Utama (A) saja sementara penentuan golongan
Transisi (B) menggunakan aturan subkulit.
Periode dan Golongan
Golongan menempati lajur tegak dalam sistem periodik modern. Golongan berkaitan dengan jumlah
elektron valensi yang dimiliki atom unsur tersebut. Unsur-unsur dalam satu golongan memiliki
sifat-sifat yang mirip. Pada golongan utama terdapat 8 golongan yaitu:
Golongan I A (kecuali H) disebut golongan alkali
Golongan II A disebut golongan alkali tanah
Golongan III A disebut golongan boron-alumunium
Golongan IV A disebut golongan karbon-silikon
Golongan V A disebut golongan nitrogen-fosfor
Golongan VI A disebut golongan oksigen-belerang
Golongan VII A disebut golongan halogen
Golongan VIII A disebut golongan gas mulia
Perhatikan contoh sebelumnya:
Berarti atom Ar terletak pada golongan VIII A.
Contoh:
Penentuan Periode dilakukan dengan menghitung jumlah kulit yang terisi elektron. Contoh:
Perhatikan bahwa jumlah kulit yang terisi elektron adalah 3 kulit sehingga Ar terdapat pada periode
3.
Contoh:
Konfigurasi Elektron
Jumlah elektron dan proton merupakan pembeda bagi setiap unsur dan juga merupakan ciri serta
yang menentukan sifat-sifat suatu unsur. Atas dasar ini diperlukan satu gambaran utuh bagaimana
sebuah elektron berada dalam sebuah atom. Kajian lanjut dilakukan oleh Pauli dan menyatakan “
Bahwa dua elektron di dalam sebuah atom tidak mungkin memiliki ke empat bilangan kuantum
yang sama”.
Dengan ketentuan ini maka membatasi jumlah elektron untuk berbagai kombinasi bilangan
kuantum utama dengan kuantum azimut. Hal ini menyebabkan jumlah elektron maksimum dalam
setiap sub tingkat energi
atau orbital memiliki jumlah tertentu dan besarnya setara dengan :
2 (2 ы + 1), dimana ы adalah bilangan kuantum azimut, atas dasar ini dapat kita simpulkan jumlah
elektron yang berada dalam setiap orbital seperti tabel berikut.
Berdasarkan konsep Bangunan (Aufbau), elektron-elektron dalam suatu atom akan mengisi orbital
yang memiliki energi paling rendah dilanjutkan ke orbital yang lebih tinggi, perhatikan juga
Gambar 3.13.
Gambar 3.13. Konfigurasi Elektron dalam bentuk lingkaran, dimana posisi orbital sesuai dengan
sub tingkat energi
Kombinasi dari pendapat ini mengantarkan hubungan antara Tingkat energi dengan orbital dalam
sebuah atom secara detil dan teliti. Kedudukan orbital dimulai dari tingkat energi terendah, secara
berurutan sebagai berikut :1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 5d < 4f < 6p
< 7s < 6d < 5f, untuk lebih mudahnya perhatikan Gambar 3.14.
Gambar 3.14. Susunan dan hubungan bilangan kuantum utama, azimut dan bilangan kuantum
magnetik
Atas dasar kombinasi ini maka, pengisian elektron merujuk pada tingkat energinya sehingga
pengisian orbital secara berurutan adalah 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 5d dan
seterusnya.
Pengisian elektron dalam sebuah orbital disajikan pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15. Susunan elektron berdasarkan sub tingkat energi atau orbitalnya
Kajian selanjutnya dilakukan oleh Hund, yang menyatakan Elektron dalam mengisi orbital tidak
membentuk pasangan terlebih dahulu. Hal ini terkait bahwa setiap orbital dapat terisi oleh dua
elektron yang berbeda arah momen spinnya. Dengan aturan Hund, konfigurasi elektron dalam
sebuah atom menjadi lengkap dan kita dapat menggambarkan sebuah atom dengan teliti.Sebagai
contoh atom karbon dengan nomor atom 6. Atom karbon memiliki 6 elektron, sehingga memiliki
orbital 1s (pada tingkat energi pertama), pada tingkat energi kedua terdapat orbital 2s dan 2p.
Pengisian elektron memiliki dua alternatif, pertama orbital 1s, 2s dan 2px terisi dua elektron, seperti
di bawah ini
Namun ini tidak memenuhi aturan Hund, dimana setiap orbital harus terisi terlebih dahulu dengan
satu elektron, menurut susunan elektron Karbon menjadi :
Pengisian elektron diawali pada tingkat energi terendah yaitu orbital 1s, dilanjutkan pada orbital 2s,
karena jumlah elektron yang tersisa 2 buah, maka elektron akan mengisi orbital 2px, dilanjutkan
dengan orbital 2py, mengikuti aturan Hund. Untuk mempermudah membuat konfigurasi elektron
dalam sebuah atom dapat dipergunakan bagan pengisian elektron sebagaimana ditampilkan pada
Gambar 3.15 dan 3.16. Peran elektron dalam memunculkan sifat tertentu bagi suatu unsur
ditentukan oleh elektron yang berada pada tingkat energi tertinggi. Jika kita mempergunakan istilah
kulit maka elektron yang berperan adalah elektron yang berada pada kulit terluar, posisi elektron
pada tingkat energi tertinggi atau elektron pada kulit terluar disebut sebagai elektron valensi.
Gambar 3.16. Susunan elektron sesuai dengan tingkat energi dan sub tingkat energinya
Dalam susunan elektron diketahui bahwa elektron yang berjarak paling dekat ke inti adalah elektron
yang menempati orbital 1s. Inti yang bermuatan positif akan menarik elektron, sehingga semakin
dekat inti otomatis elektron akan tertarik ke inti. Hal ini berdampak pada terjadi pengurangan jarak
dari elektron tersebut ke inti atom. Berbeda dengan elektron yang berada pada tingkat energi yang
tinggi, jarak dari inti semakin jauh sehingga daya tarik inti atom juga semakin menurun. Oleh sebab
itu posisi elektron terluar relatif kurang stabil dan memiliki kecenderungan mudah dilepaskan.
Apa yang terjadi jika suatu elektron terlepas dari sebuah atom?. Kita dapat mengambil contoh pada
sebuah atom yang memiliki nomor atom 11. Dari informasi ini kita ketahui bahwa atom tersebut
memiliki 11 proton dan 11 elektron. Susunan elektron pada atom tersebut adalah : 1s2, 2s2, 2p6 dan
3s1 pada Gambar 3.17. Jika elektron pada kulit terluar terlepas (karena daya tarik inti lemah jika
dibandingkan dengan 2p6), maka atom ini berubah komposisi proton dan elektronnya yaitu jumlah
proton tetap (11) jumlah elektron berkurang menjadi 10, sehingga atom tersebut kelebihan muatan
positif atau berubah menjadi ion positif.
Elektron 3s1 adalah elektron yang mudah dilepaskan
Perubahan ini dapat kita tuliskan dengan persamaan reaksi dimana atom yang bernomor atom 11
adalah Na (Natriun)
Na → Na+ + e (e = elektron)
Unsur-unsur dengan elektron valensi s1, memiliki kecenderungan yang tinggi menjadi ion positif
atau elektropositif.
Dalam kasus lain, sebuah atom juga memiliki kecenderungan menarik elektron, dalam hal ini
elektron dari luar. Hal ini terjadi karena inti atom memiliki daya tarik yang kuat, proses penarikan
elektron oleh sebuah atom ditunjukkan oleh atom Flor (F). Konfigurasi elektron untuk atom ini
adalah 1s2, 2s2, dan 2 p5, perhatikan Gambar 3.18.
Gambar 3.17. Orbital 3s berisi satu elektron dengan jarak terjauh dari inti dan mudah dilepaskan
Gambar 3.18. Susunan Elektron untuk atom Flor
Jika atom ini menarik sebuah elektron, maka konfigurasinya berubah menjadi 1s2, 2s2, dan 2 p6. Di
dalam inti atom Flor terdapat 9 proton atau muatan positif, sehingga tidak dapat menetralisir jumlah
elektron yang ada. Dengan kelebihan elektron maka atom ini berubah menjadi ion negatif.
Orbital atom Flor, dengan 5 elektron terluar, masih tersedia ruang dalam orbital pz.
Elektron dari luar akan masuk kedalam orbital 2pz, dan mengubah konfigurasinya menjadi
sehingga atom Flor menjadi ion Flor yang bermuatan negatif. Unsur-unsur dengan elektron valensi
p5 memiliki kecenderungan yang tinggi menjadi ion negatif atau memiliki keelektronegatifan yang
tinggi. Perubahan pada atom Flor juga dapat dinyatakan kedalam bentuk persamaan reaksi seperti di
bawah ini.
F + e → F- (e = elektron)
Makna persamaan di atas adalah, atom Flor dapat berubah menjadi ion Flor dengan cara menarik
elektron dari luar, sehingga atom Flor menjadi kelebihan muatan negatif dan menjadi ion Flor.
Perubahan konfigurasi elektron di dalam orbitalnya atau pada setiap tingkat energinya dapat kita
bandingkan dengan menggunakan Gambar 2.17 dan Gambar 2.18.
Dari penjelasan di atas tampak bahwa elektron terluar memegang peranan penting, khususnya bagaimana sebuah atom
berinteraksi menjadi ion. Konsep ini mendasari bagaimana sebuah atom dapat berinteraksi dengan atom lain dan
menghasilkan zat baru atau molekul baru. Selain faktor lain seperti kestabilan dari atom itu sendiri.
