Pengertian Konfigurasi Elektron dan Cara Penulisan Konfigurasi Elektron

Oktober 20, 2021

Pengertian Konfigurasi Elektron

Apasih pengertian konfigurasi elektron itu ?

Konfigurasi elektron adalah suatu metode penataan elektron ke dalam kulit dan sub-kulit atom.

Umumnya kita mengenal terdapat dua cara penulisan konfigurasi elektron, yaitu

Berdasarkan kulit atom, dan
Berdasarkan subkulit atom

Konfigurasi elektron berdasarkan kulit atom hanya berlaku untuk unsur-unsur golongan utama, yaitu unsur golongan IA sampai VIIIA.

1. Konfigurasi Elektron Berdasarkan Kulit Atom

Kita harus tahu bahwa jumlah elektron maksimum yang dapat ditampung oleh kulit atom adalah 2n², dimana n adalah kulit ke-n.

Kulit ke-1 dinamakan kulit K, kulit ke-2 dinamakan kulit L, dan seterusnya sesuai dengan urutan angka dan abjad.

Kulit K maksimum berisi 2 elektron
Kulit L maksimum berisi 8 elektron
Kulit M maksimum berisi 18 elektron
Kulit N maksimum berisi 32 elektron
Kulit O maksimum berisi 50 elektron, dst.

Cara Menuliskan Konfigurasi Elektron Berdasarkan Kulit Atom

Cara menuliskan konfigurasi elektron berdasarkan kulit atom, dapat dijelaskan sebagai berikut

Isikan elektron ke dalam kulit atom sesuai daya tampung maksimumnya.
Jika elektron yang tersisa kurang dari daya tampung maksimum kulit atomnya, gunakan aturan di bawah ini.
- Jika elektron yang tersisa kurang dari 8, maka seluruh sisa ini diisikan pada kulit selanjutnya.
- Jika elektron yang tersisa lebih dari atau sama dengan 8 tetapi kurang dari 18, maka 8 elektron diisikan pada kulit atom, sedangkan sisanya mengikuti aturan pertama.
- Jika elektron yang tersisa lebih dari atau sama dengan 18 tetapi kurang dari 32, maka 18 elektron diisikan, sedangkan sisanya mengikuti aturan sebelumnya.
- Jika elektron yang tersisa lebih dari atau sama dengan 32, maka diisikan 32 elektron, dan sisa elektron mengikuti aturan sebelumnya.

Pada dasarnya konfigurasi elektron menggambarkan penyebaran atau susunan elektron dalam atom. Sedangkan, elektron valensi adalah jumlah elektron yang menempati kulit terluar.

Aturan Pengisian Elektron Pada Kulit-Kulit Atom

Pengisian elektron pada kulit-kulit atom memenuhi aturan-aturan, sebagai berikut:

Jumlah maksimum elektron pada suatu kulit memenuhi rumus 2n², dengan n merupakan nomor kulit.
- Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 1² = 2 elektron
- Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 2² = 8 elektron
- Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 3² = 18 elektron
- Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 4² = 32 elektron, dan seterusnya.
Jumlah maksimum elektron pada kulit terluar adalah 8

Contoh pengisian elektron pada kulit-kulit Atom

₁₁Na
Kulit K = 2 elektron
Kulit L = 8 elektron
Kulit M = 1 elektron
Sehingga,
Konfigurasi elektron: 2 8 1
Elektron valensi: 1

₁₇Cl
Kulit K = 2 elektron
Kulit L = 8 elektron
Kulit M = 7 elektron
Sehingga ,
Konfigurasi elektron: 2 8 7
Elektron valensi: 7

2. Konfigurasi Elektron Berdasarkan Subkulit dan Orbital

Terdapat tiga teori dasar pada konfigurasi elektron berdasarkan subkulit dan orbital, yaitu

Perinsip Aufbau
Aturan Hund
Larangan Pauli

1. Prinsip Aufbau

Prinsip Aufbau menyebutkan bahwa, secara hipotetis, elektron yang mengorbit satu atau lebih atom mengisi tingkat energi terendah yang tersedia sebelum mengisi tingkat yang lebih tinggi.

Berdasarkan hal tersebut, elektron pada atom, molekul, atau ion menyelaraskan ke konfigurasi elektron yang paling stabil.

Mengapa sih Aturan Aufbau diperlukan dalam membuat konfigurasi elektron ?

Dalam aturan Aufbau, dijelaskan bahwa pengisian elektron ke dalam orbital selalu dimulai dari orbital dengan tingkat energi rendah lalu orbital yang mempunyai tingkat energi lebih tinggi. Hal ini dilakukan agar atom yang berada pada tingkat energi minimum dapat mencapai kondisi yang stabil.

Pengisian elektron pada kulit atom Menurut Aufbau dimulai dari sub kulit yang memiliki tingkat energi rendah menuju tingkat energi yang tinggi. Pengisisan elektron dalam orbital lebih cenderung tidak berpasangan lebih dahulu, kemudian apabila tidak ada lagi orbital yang kosong maka barulah elektron akan berpasangan.

Urutan pendistribusian elektron berdasarkan tingkat energi pada prinsip Aufbau memperlihatkan urutan pengisian elektron sebagai berikut, yaitu 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p.

Pengisian orbital dari tingkat energi rendah ke tingkat energi tinggi dapat diperlihatkan seperti gambar di bawah ini.

Catatan !!!
Agar dapat dengan mudah menghafalnya, maka kita dapat menggunakan pola-pola sebagai berikut s s ps ps dps dps fdps fdps.

2. Aturan Hund

Dilansir dari Chemistry LibreTexts, disebutkan bahwa pada Aturan Hund, terdapat pemahaman yang menjelaskan bahwa dalam kondisi stabil, elektron akan menempati sub-kulit secara sendiri-sendiri dengan nilai kuantum spin yang sama. Jika orbital sudah terisi, barulah elektron tersebut berapasangan dengan elektron yang mempunyai spin berbeda.

Penulisan konfigurasi elektron menurut aturan Hund dapat dijelaskan sebagai berikut

Setiap orbital pada subtingkat diisi dengan elektron tunggal sebelum orbital tersebut diisi pasangan elektron.
Semua elektron tunggal yang mengisi orbital akan mempunyai spin yang sama. Orbital dengan energi yang sama, akan diisi dengan elektron arah (spin) yang sama terlebih dulu sebelum elektron memasuki orbital secara urut dengan arah (spin) berlawanan.

Sebagai contoh, perhatikan unsur oksigen di bawah ini.

₈O = 1s² 2s² 2p⁴

3. Larangan Pauli

Larangan pauli atau aturan pauli merupakan prinsip mekanika kuantum yang dirumuskan oleh fisikawan Austria Wolfgang Pauli pada tahun 1925, yang dalam bentuk yang sangat sederhana menjelaskan elektron pada atom tunggal.

Aturan atau larangan pauli menyatakan bahwa tidak ada dua elektron yang memiliki bilangan kuantum yang sama, atau dalam satu atom maka tidak diperbolehkan terdapat dua elektron yang memiliki empat bilangan kuantum yang sama.

Prinsip larangan Pauli diterapkan pada konfigurasi elektron dengan cara melarang adanya sepasang elektron dengan nilai bilangan kuantum spin-nya sama dalam satu orbital. Hal ini karena pasangan elektron tidak boleh memiliki arah spin elektron yang sama

Pada asas larangan pauli dijelaskan bahwa dalam satu atom, tidak boleh ada 2 elektron yang mempunyai ke-4 bilangan kuantum yang sama. Jika ada dua elektron yang menempati satu orbital maka elektron-elektron tersebut harus memiliki spin yang berbeda.