Hai Sobat Pintar! Kalian masih ingat nggak sih, sama materi konfigurasi elektron? Ini materi kelas 10 MIA loh, masa iya udah nggak inget ?

Bagaimana dengan diagram orbital, Sobat? Apakah kalian masih kenal dengan mereka? Yuk, kita cek pemahaman kalian tentang mereka! 

Pengertian Konfigurasi Elektron

Sumber: chem.co.id

Konfigurasi elektron adalah susunan elektron dalam tingkat energi di sekitar inti atom. Menurut teori atom, keberadaan elektron menempati beberapa tingkat dari kulit pertama yang terdekat dengan inti atom, yaitu kulit K, hingga kulit ketujuh Q, yang memiliki letak paling jauh dari inti atom. Oleh karena itulah, konfigurasi elektron disempurnakan dengan model mekanika kuantum yang menggunakan empat jenis subkulit untuk menggambarkan orbital elektron dalam suatu atom, tergambar dalam gambar diatas sebagai gambar struktur atom berdasarkan teori mekanika kuantum.

Untuk membuat konfigurasi elektron dengan teori mekanika kuantum, ada satu gambar yang harus kalian pahami dulu sebelum membuat konfigurasi elektron berdasarkan orbital atom. Coba perhatikan gambar di bawah ini.

Sumber: maretong.com

Gambar di atas adalah urutan tingkat energi kulit dan subkulit suatu atom. Ada 4 subkulit yaitu s, p, d, dan f. Angka sebelum subkulit menunjukkan kulit. Subkulit 1s punya tingkat energi paling rendah, lalu naik ke subkulit 2s, 2p, 3s, 3p, sampai terakhir yang paling tinggi 8s. Pastinya, elektron yang bisa mengisi subkulit tertentu juga terbatas. Setiap subkulit memiliki kapasitas maksimal yang berbeda-beda untuk dapat menampung elektron.

1. Subkulit s menampung maksimal 2 elektron.
2. Subkulit p menampung maksimal 6 elektron.
3. Subkulit d menampung maksimal 10 elektron.
4. Subkulit f menampung maksimal 14 elektron.

Cara penulisan orbital dengan jumlah elektronnya adalah dengan menuliskan nomor kulit diikuti orbital, kemudian jumlah elektron yang terdapat dalam orbital tersebut (indeks diatas).
Contoh: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 ........

Contoh soal Konfigurasi Elektron

Tentukan konfigurasi elektron dari 20Ca!
Jawab:
Ca memiliki jumlah elektron 20, maka konfigurasinya adalah:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Aturan Penuh/Setengah Penuh

Aturan penuh dan setengah penuh pada konfigurasi elektron menyatakan bahwa suatu elektron dapat berpindah ke orbital lain untuk mencapai susunan yang lebih stabil. Aturan penuh/setengah penuh ini diterapkan untuk konfigurasi elektron yang memiliki akhir, yaitu pada subkulit d.

Sebagai contoh yaitu pada atom Cu yang memiliki konfigurasi akhir pada orbital 3d. Kita menggambarkan konfigurasi atom Cu tanpa aturan penuh/setengah penuh dengan konfigurasi berikut:

Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9

Namun dengan aturan setengah penuh, orbital 3d cenderung mengambil elektron dari 4s untuk mencapai total 10 elektron.

Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10

Diagram Orbital

Orbital adalah bagian dari subkulit atom, sebagai daerah yang paling mungkin ditempati elektron. Sedangkan diagram orbital adalah deskripsi gambaran dari elektron yang menempati orbital-orbital atom. 

Dalam penyusunan diagram orbital, sebuah elektron disimbolkan dengan anak panah menghadap ke atas atau menghadap ke bawah. Anak panah yang menghadap ke atas biasanya melambangkan elektron dengan spin +½, sedangkan anak panah yang menghadap ke bawah melambangkan elektron dengan spin -½. Untuk menandai distribusi orbital dalam atom, anak panah ini diletakkan pada garis horizontal. 

Orbital akan dilambangkan dengan dengan kotak. Orbital s = 1 kotak, orbital p = 3 kotak, orbital d = 5 kotak, dan orbital f = 7 kotak. 

Sumber: mediabelajaronline.blogspot.com

Ada dua aturan yang perlu diperhatikan dalam menyusun diagram orbital, yaitu Asas Larangan Pauli dan Aturan Hund.

Asas Larangan Pauli

Menurut Asas Larangan Pauli, “tidak boleh ada dua elektron dalam suatu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yang sama. Orbital yang sama akan memiliki bilangan kuantum n, l, dan m yang sama. Yang membedakannya hanya bilangan kuantum spin (s).”

Sumber: kompas.com

Hal ini berarti bahwa setiap orbital maksimum berisi dua elektron dengan arah spin yang berlawanan. Misalnya suatu atom memiliki 2 elektron yang menghuni orbital 1s, maka diagram orbital yang benar menurut Larangan Pauli ditunjukkan oleh gambar c.

Aturan Hund

Menurut Aturan Hund, “orbital-orbital dengan energi yang sama, masing-masing diisi terlebih dahulu oleh satu elektron dengan arah (spin) yang sama, kemudian elektron akan memasuki orbital-orbital secara urut dengan arah (spin) berlawanan, atau dengan kata lain, dalam subkulit yang sama, masing-masing orbital terisi satu elektron dengan arah panah yang sama, kemudian elektron yang tersisa diisikan sebagai elektron pasangannya dengan arah panah yang berlawanan”.

Untuk memahami pernyataan di atas, mari kita perhatikan contoh diagram elektron berikut ini.

Sumber: mediabelajaronline.blogspot.com

Bila kita perhatikan diagram orbital unsur S pada konfigurasi 3p4, tiga elektron ditempatkan terlebih dahulu dengan gambar tanda panah ke atas, kemudian 1 elektron yang tersisa digambarkan dengan tanda panah ke bawah. Hal ini dilakukan mengikuti aturan Hund.

Sobat Pintar jangan lupa download aplikasi Aku Pintar di Play Store atau App Store, ya! Ada fitur Belajar Pintar yang bakal nemenin Sobat belajar di rumah. Simak juga artikel-artikel lainnya, yaa!

Writer: Muhammad Fahmi Ridlo
Editor: Deni Purbowati