Kimia Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum (Sub Kulit Atom)

Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum (Sub Kulit Atom)

Menurut teori Bohr, elektron mengelilingi inti atom pada jalur lintasan tertentu disebut kulit atom (tingkat energi). Namun pada perkembangan selanjutnya menurut teori atom Mekanika Kuantum ternyata suatu kulit (tingkat energi) terdiri dari subkulit (subtingkat energi) dan orbital.

Satu kulit terdiri atas subkulit-subkulit.
Satu subkulit terdiri atas orbital-orbital.
Satu orbital menampung maksimum dua elektron.

 
Jenis subkulit:

  • Subkulit s : memiliki 1 orbital (menampung 2 elektron)
  • Subkulit p : memiliki 3 orbital (menampung 6 elektron)
  • Subkulit d : memiliki 5 orbital (menampung 10 elektron)
  • Subkulit f : memiliki 7 orbital (menampung 14 elektron)
  • Subkulit g : memiliki 9 orbital (menampung 18 elektron)

Pada pengisian elektron ke dalam subkulit mengikuti Prinsip Aufbau. Prinsip Aufbau yaitu elektron mengisi subkulit mulai dari yang berenergi rendah terlebih dahulu kemudian dilanjutkan ke subkulit yang energi lebih tinggi. Nah, berikut bagan Prinsip Aufbau.

Harap diperhatikan:     

        

Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum

Konfigurasi Elektron pada Atom Tidak Bermuatan

Bagaimana cara mengerjakan konfigurasi elektron ini? Nah ada itu itu bagan dari prinsip Aufbau. Jadi untuk mengerjakannya dimulai dari energi terendah berarti 1s2 lalu diikuti oleh 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, dan seterusnya. Tentu saja diperhatikan jumlah elektron pada suatu atom. Misalnya untuk mengerjakan konfigurasi 8O, berarti elektron O adalah 8 (nomor atom sama dengan elektron pada atom tidak bermuatan) . Maka konfigurasi elektron dari 8O kurang lebih:

8O : 1s2
sisa elektron : 8 – 2 = 6
8O : 1s2 2s2
sisa elektron : 8 – 4 = 4
8O : 1s2 2s2 2p4
sisa elektron : 8 – 8 = 0

Tuliskan konfigurasi elektron atom berdasarkan subkulit dari

  • 13Al
  • 17Cl
  • 18Ar
  • 21Sc
  • 26Fe

Penyelesaian:

  • 13Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
  • 17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
  • 18Ar : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
  • 21Sc : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
  • 26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

Menyingkat Konfigurasi Mengunakan Gas Mulia

Untuk menyingkat penulisan konfigurasi, maka dapat digunakan konfigurasi gas mulia (ini yang bisa dilihat pada tabel periodik unsur) sebagai berikut:

  • He : 2 elektron
  • Ne : 10 elektron
  • Ar : 18 elektron
  • Kr : 36 elektron
  • Xe : 54 elektron
  • Rn : 86 elektron

Jadi seperti ini, misalkan pada atom O, jumlah elektronnya 8. Secara normal, bisa ditulis konfigurasinya:
8O : 1s2 2s2 2p4
Perhatikan pada 1s2, jumlah elektronnya 2. Nah, pada gas mulia, He memiliki jumlah elektron sebanyak 2. Maka 1s2 dapat digantikan dengan He.
8O : [He] 2s2 2p4

Contoh lainnya:

  • 13Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
    13Al : [Ne] 3s2 3p1
  • 17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
    17Cl : [Ne] 3s2 3p5
  • 20Ca : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
    20Ca : [Ar] 4s2 
  • 21Sc : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
    21Sc : [Ar] 4s2 3d1
  • 26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
    26Fe : [Ar] 4s2 3d6

Konfigurasi Elektron pada Atom Bermuatan

Apa itu atom bermuatan? Atom bermuatan yaitu atom memiliki ion positif atau negatif. Pada atom suasana normal misalnya 8O maka atom bermuatan bisa adi 8O2-, bermuatan si 8O2- bermuatan negatif (ion negatif).

Perlu diingat pada atom bermuatan, jumlah elektron bisa bertambah atau berkurang dari suasana normal (tergantung situasi, hehe). Tentu saja ada aturannya:

  • Atom bermuatan positif X+ maka elektron berkurang.
  • Atom bermuatan negatif X maka elektron bertambah.

Misal pada atom 8O elektronnya 8. Jika pada 8O2+ maka elektronnya dikurang sebanyak jumlah ion = 2, elektronnya menjadi 6. Jika pada 8O2- maka elektronnya ditambah sebanyak jumlah ion =2, elektronnya menjadi 10.

Contoh pada atom 8O2- maka konfigurasi sub kulit menjadi:
Jumlah elektron pada 8O2- adalah 6.
8O2- : 1s2
sisa elektron : 6 – 2 = 4
8O2- : 1s2 2s2
sisa elektron : 6 – 4 = 2
8O2- : 1s2 2s2 2p2
sisa elektron : 6 – 6 = 0

Tuliskan konfigurasi elektron atom berdasarkan subkulit dari

  • 16S2-
  • 17Cl
  • 20Ca2+
  • 21Sc3+
  • 26Fe2+

Penyelesaian:

  • 16S2- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
  • 17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
  • 20Ca2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
  • 21Sc3+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
  • 26Fe2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4

Pengecualian pada Subkulit d

Nah, pada subkulit d ini ada sedikit pengecualian yang perlu diperhatikan. Pada pengisian elektron, subkulit d cenderung penuh (berisi 10 elektron) atau setengah penuh (berisi 5 elektron). Sehingga dalam atom:

Struktur s2d9 tidak ditemukan tetapi s1d10
Struktur s2d4 tidak ditemukan tetapi s1d5

Misalkan pada konfigurasi:

  • 24Cr
  • 29Cu

Penyelesaian:

  • 24Cr : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 (tidak benar)
    24Cr : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 (benar)
  • 29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 (tidak benar)
    29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 (benar)