Mencermati Konfigurasi Elektron dalam Ilmu Kimia
Konfigurasi elektron adalah satu pembahasan yang ada pada mata pelajaran kimia selain hukum lavoisier dan hukum avogadro. Oleh sebab itu, siswa wajib memahami penjelasan konfigurasi elektron agar dapat naik ke jenjang kelas berikutnya.
Konfigurasi elektron merupakan susunan elektron dari kulit atau orbit suatu atom. Berdasarkan pengertian itu terdapat dua cara menyatakan konfigurasi elektron.
Hal yang harus dimengerti terkait konfigurasi elektron yakni pengertiannya dan contoh soal agar mampu memahaminya dengan baik. Berikut ini penjelasan lengkap terkait konfigurasi elektron.
Pengertian Konfigurasi Elektron
Telah dijelaskan sebelumnya bahwa konfigurasi elektron adalah susunan elektrok yang berdasarkan kulit atau orbital dari suatu atom. Namun, konfigurasi elektron yang berdasarkan orbital atom lebih bermanfaat dalam mempelajari sifat-sifat zat kimia, termasuk mengapa eksistensi zat kimia dapat berwarna-warni.
Jenis Konfigurasi Elektron
Terdapat dua jenis konfigurasi elektron. Berikut ini penjelasan masing-masing jenis konfigurasi elektron tersebut.
1. Konfigurasi Elektron Kulit
Konfigurasi ini pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli kimia bernama Niels Bohr. Oleh karena itu, dinamakan juga dengan istilah Konfigurasi Elektron Bohr. Inilah yang membuatnya unik dan populer di masyarakat ilmiah.
Dalam atom, elektron bergerak mengelilingi inti dalam lintasan yang telah ditetapkan. Energi yang digunakan untuk setiap posisi lintasan bervariasi, sehingga energi total untuk elektron pada atom juga berbeda-beda. Lintasan-lintasan inilah yang disebut dengan kulit atom.
Teori ini menunjukkan bahwa konfigurasi elektron dipenuhi berdasarkan tingkat energi atau kulit terkecil. Pengisian dimulai dari K (n = 1), L (n = 2), M (n = 3), N (n = 4) dan seterusnya. Jumlah elektron maksimal yang dapat ditempati setiap kulit elektron dapat diketahui dengan menggunakan rumus 2 . n2.
2. Konfigurasi Elektron Subkulit
Jenis konfigurasi yang berbeda ini lebih kompleks dibandingkan jenis sebelumnya. Elektron disini memiliki lebih banyak opsi yang terjadi pada subkulit atom tertentu. Hal ini tidak ditemukan di jenis konfigurasi lainnya.
Di tingkat bawah kulit, terdapat orbit yang disebut orbital. Ia menjadi tempat bagi elektron untuk bertempat. Orbit ini terbagi dalam empat jenis: s, p, d dan f.
Susunan Konfigurasi Elektron
Terdapat satu hal yang perlu dipahami sebelum membuat konfigurasi elektron berdasarkan orbital atom. Hal tersebut yakni urutan tingkat energi kulit dan subkulit suatu atom. Untuk lebih mudah memahaminya, perhatikan susunan konfigurasi elektron berikut:
1. 1s2
2. 2s2
3. 2p6
4. 3s2
5. 3p6
6. 4s2
7. 3d10
8. 4p6
9. 5s2
10. 4d10
11. 5p6
12. 6s2
13. 4f14
14. 5d10
15. 6p6
16. 7s2
17. 5f14
18. 6d10
19. 7p6
20. 8s2
Terdapat 4 (empat) subkulit yakni s, p, d, dan f dan angka sebelum subkulit menunjukkan kulit. subkulit 1s memiliki energi terendah, kemudian berlanjut ke 2s, 2p, 3s, 3p, dan lain sebagainya hingga terakhir yakni 8s.
Elektron yang mengisi subkulit dituliskan dalam bentuk pangkat. Subkulit s maksimal terisi 2 elektron (s2), p terisi 6 elektron (p6), d terisi 10 elektron (d10), dan f teridi 14 elektron (f14).
Ketika ingin menulis konfigurasi elektron, harus ditulis secara urut berdasarkan tingkat energi subkulit dari yang paling rendah ke yang paling tinggi.
Bagaimana cara mengkonfigurasi elektron atom karbon? Mari mulai dengan membedah satu per satu. Karbon memiliki 6 elektron yang harus dituliskan dalam konfigurasinya. Posisi elektron yang telah ditempati oleh suatu subkulit bisa diperoleh dari pangkat subkulitnya.
Jika pangkatnya dijumlahkan 1s2, 2s2, dan 2p2, maka akan sama dengan 6, sehingga, taruhlah elektron-elektron tersebut sesuai urutan tingkat energi kulit dan subkulitnya sampai pangkatnya pas dengan jumlah elektron yang dimiliki atom tersebut.
Zat kimia yang memiliki konfigurasi elektron sehingga dapat menghasilkan warna. Biasanya, logam transisi (golongan B) dapat memberikan warna. Contohnya adalah Mangan (Mn). Untuk mengetahui bagaimana konfigurasi elektrok mangan, berikut ini penjelasannya:
15Mn : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
Mn memiliki subkulit d di akhir konfigurasi elektronnya. Subkulit d ini akan mengalami proses kimia sehingga nantinya menghasilkan warna. Oleh sebab itulah, sebagian besar zat kimia dari logam dapat menghasilkan warna.
Konfigurasi Elektron dengan Diagram Orbital
Orbital digambarkan sebagai sebuah persegi yang berisi garis setengah panah dan mewakili elektron. Subkulit s memiliki 1 orbital, p memiliki 3 orbital, dan d memiliki 5 orbital serta f memiliki 14 orbital.
Terdapat aturan diagram orbital. Berikut ini prinsip-prinsip diagram orbital.
1. Prinsip Aufbau
Pengisian elektron dimulai dari tingkatan yang paling rendah kemudian ke tingkat energi yang lebih tinggi.
2. Aturan Hund
Elektron yang mengisi subkulit dengan jumlah orbital lebih dari satu, maka akan tersebar pada orbital yang memiliki kesamaan energi dengan arah putaran spin yang sama.
3. Larangan Pauli
Setiap orbitan hanya dapat terisi 2 elektron dengan spin berlawanan.
Diagram orbital diperlukan untuk memahami mengapa adanya warna dalam zat-zat kimia. Bahkan terkadang tidak berwarna meskipun sebuah logam transisi.
Demikian penjelasan tentang konfigurasi elektron lengkap beserta susunan dan konfigurasi elektron dengan diagram orbital.
