Mekanisme Konfigurasi Elektron

Mekanisme Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron ialah susunan pengisian dan penyebaran elektron bagian dalam. Dalam sebuah atom terdapat molekul subatomik proton dan neutron yang berada di inti atom. Kemudian elektron akan mengelilingi inti atom pada level atau kulit elektron tertentu. 

Jalur penyebaran elektron tersebut dinakaman kulit elektron. Kulit yang paling dekat dengan inti atom atau kulit pertama dinamakan kulit K. Untuk kulit keduanya bernama kulit L, kulit ketiga bernama kulit M dan seterusnya secara urut dalam alfabet hingga kulit tersebut menjauh dengan inti atom. 

Kulit kulit elektron juga dapat dijelaskan menggunakan bilangan kuantun utama (n). Untuk kulit K disebut 1, kulit L disebut 2, dan seterusnya. Dalam konfigurasi elektron, nilai n yang semakin besar akan mengakibatkan kulit elektron semakin jauh dari inti atom serta energi elektron akan membesar pada kulit yang terkait. Elektron tersebut akan mengisi bagian kulit pada atom, berawal dari kulit K yang memiliki tingkat energi paling rendah. 

 

Tabel Konfigurasi Elektron Beberaa Unsur Atom

Kulit elektron hanya dapat di isi oleh beberapa jumlah elektron saja. Jumlah maksimal elektron yang yapat mengisi bagian kulit elektron ke n ialah 2n2. Tetapi untuk jumlah maksimal pada bagian kulit elektron terluar dalam atom ialah 8. 

Konfigurasi elektron dalam unsur atom yang transisi, penentuannya tidak menggunakan metode berdasarkan kulit elektron pada atom golongan utama. Penentuan tersebut berdasaran orbital atom. Untuk setiap orbital atom akan dipaparkan melalui satu set bilangan pada kuantum magnetik (m), kuantum utama (n), dan kuantum azimuth (l) yang khusus. Kemudian setiap orbital akan diisi dengan jumlah maksimal 2 elektron yang mempunyai bilangan spin (s). Keempat jenis bilangan kuantum tadi berguna untuk mendiskripsikan energi dalam elektron. Berikut penjelasan selengkapnya :

Bilangan kuantun utama (n) dalam konfigurasi elektron menggambarkan tingkat dan ukuran dari energi orbital. Dimana nilai n boleh memiliki bilangan bulat yang positif.

Bilangan kuantum azimuth (l) dalam konfigurasi elektron menggambarkan bentuk orbitalnya. Dimana l boleh memiliki bilangan bulat mulai dari 0 sampai n-1.

Bilangan kuantum magnetik (m) dalam konfigurasi elektron menggambarkan orientasi orbital. Dimana nilai m boleh memiliki bilangan mulai dari -1 sampai +1.

Bilangan kuantum spin (s) dalam konfigurasi elektron menggambarkan arah dari spin elektron orbital. Dimana nilai s boleh memiliki bilangan +1/2 atau -1/2.

 

Kombinasi Keempat Bilangan Kuantum

Namun sebelum memahami lebih lanjut mengenai konfigurasi elektron, terlebih dahulu kita pahami teori atom dan mekanika kuantum. Serta apa itu orbital?.

Orbital

Orbital adalah daerah yang terletak di sekitar inti atom dimana merupakan kemungkinan terbesar elektron bisa ditemukan. Terdapat banyak orbital di dalam atom yang masing-masing memiliki ukuran, bentuk, maupun arah orientasi yang berbeda dan ditentukan oleh bilangan kuantum. Semua orbital tersebut tergabung menjadi satu membentuk subkulit. Subkulit juga bergabung menjadi kulit.

alam pembahasan kali ini kita akan mengenal kulit s, p, d, dan f. Subkulit s tersusun atas orbital-orbital dengan bilangan kuantum l=0. Subkulit p tersusun atas 3 orbital yaitu px, py, dan pz serta bilangan kuantum l = 1. Subkulit d tersusun dari 5 orbital yaitu dxy, dyz, dxz, dx2-y2, dan dz2.

Aturan Konfigurasi Elektron

Setiap atom memiliki konfigurasi yang khas atau tertentu. sebagai contoh, jika terdapat atom Natrium di subkulit 1s, dan terdapat atom Magnesium di subkulit yang sama, namun tingat energinya berbeda. aturan-aturan umum di bawah ini akan membantu memperkirakan penataan elektron suatu atom.

1. Aturan Aufbau

 

Aturan Aufbau dalam konfigurasi elektron

Dalam prinsi Aufbau, elektron akan stabil jika berada di tingkat energi yang lebih rendah. Dengan kata lain, elektron suatu atom cederung menempati subkulit yang mempunyai tingkat energi lebih rendah. Bagaimana mengetahui besarnya tingkat energi subkulit?

Caranya adalah dengan mengetaui nilai bilangan kuantum utama atau n serta bilangan kuantum azimut atau l. semakin besar nilai (n+l) maka semakin besar nilai tingkat energi suatu orbital. Urutan energi orbital dari yang paling renda ke yang lebih tinggi adalah sebagai berikut.

2. Larangan Pauli

 

Larangan Pauli dalam konfigurasi elektron

Larangan Pauli disebut juga Eksklusi Pauli. Dalam larangan tersebut dinyatakan bahwa elektron-elektron di dalam satu atom tidak boleh atau tidak bisa memiliki nilai bilangan kuantum yang sama. Nilai n, l, dan m bisa jadi sama namun nilai bilangan kuantum spin (s) harus berbeda karena dalam orbital hanya boleh terdapat dua elektron yang memiliki spin atau arah putar yang berlawanan.

Larangan Pauli juga menyebutkan bahwa di dalam subkulit s hanya ada 1 orbital dengan jumlah maksimum elektron yaitu 2. Di dalam subkulit p, terdapat 3 orbital dan jumlah maksimum elektronnya adalah 6. Subkulit d memiliki 5 orbital dengan jumlah maksimum elektron yaitu 10. Sedangkan orbital f memiliki jumlah orbital sebanyak 7 dengan jumlah maksimum elektron yaitu 14.

3. Aturan Hund

 

Aturan Hund dalam konfigurasi elektron

Dalam suatu atom yang memiliki jumlah elektron lebih dari satu, elektron-elektron tersebut akan menyebar dan menempati orbital-orbital sesuai tingkat energi. Dalam aturan Hund menyatakan bahwa elektron-elektron tersebut tersebar ke seluruh orbital yang memiliki spin yang sama atau sejajar. Dengan begitu elektron akan lebih stabil daripada menyebar secara acak.

Selain itu juga terdapat beberapa penyimpangan yang bisa terjadi pada suatu elektron di dalam atom. Penyimpangan pertama terjadi pada atom-atom yang berasal gari golongan transisi. Elektron-elektron cenderung menempati orbital secara penuh atau setengah penuh untuk mencapai kestabilan.

Elektron juga dapat tereksitasi, atau berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Sehingga menghasilkan konfigurasi elektron yang berbeda dari konfigurasi sebelumnya yang lebih stabil. Peristiwa eksitasi ini terjadi misalnya ketika suatu atom akan berikatan dengan atom lain.

Referensi :

Brady, James E. 1990. General Chemistry, (Principles & Structures). New York: John Wiley and Sons.

Chang, R. 2005. Chemistry. 8th ed. New York: Mc-Graw Hill.

Keenan, Charles E. et. al, – Pudjaatmaka. 1999. Ilmu Kimia Universitas (terjemahan). Jakarta: Erlangga.

https://www.siswapedia.com/konfigurasi-elektron/

http://materi4belajar.blogspot.com/2017/12/penjelasan-konfigurasi-elektron-lengkap_13.html 

https://dosenpintar.co.id/konfigurasi-elektron/