Konfigurasi Elektron? Yuk Pahami dengan Mudah

Pernahkah kalian memperhatikan bangunan hotel? Sering kali terlihat bangunan hotel berdiri atas beberapa lantai, setiap lantainya terdapat banyak kamar. Susunan lantai dan kamar hotel sama dengan pembahasan kita kali ini yaitu susunan elektron pada kulit atom yang dikenal dengan konfigurasi elektron. 

Konfigurasi elektron adalah penyusunan atau penataan elektron dalam suatu atom. Dalam konfigurasi elektron ini ada dua cara dalam penulisan yaitu penulisan konfigurasi elektron berdasarkan kulit dan penulisan konfigurasi elektron berdasarkan subkulit & orbital. 

Konfigurasi elektron juga terdapat banyak jenis. Nah, pada pembahasan kali ini kita akan mengupas tuntas mengenai konfigurasi elektron.

Sejarah & Pengertian

Sejarah pertama kali penemuan konfigurasi elektron yang dikemukakan oleh ilmuwan Niels Bohr pada tahun 1923 mengatakan bahwa struktur elektronik atom menjelaskan periodisitas pada sifat-sifat unsur kimia. 

Pernyataan tersebut berdasarkan pada model atom Bohr, dimana pada model atom ini menjelaskan kelopak-kelopak elektronnya merupakan orbit dengan jarak yang tetap dari inti atom. 

Adapun konfigurasi Bohr yaitu sulfur berkonfigurasi 2.4.4.6 dari pada 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. Kemudian, salah satu tokoh ilmuwan yaitu E.C.Stoner memastikan dengan memprediksi struktur kelopak sulfur dengan memasukkan ketiga Sommerfeld kedalam deskripsi kelopak elektron yang menghasilkan bahwa struktur kelopak sulfur sebagai 2.8.6. 

Namun, pengamatan yang dilakukan oleh Bohr dan Stonner tidak dapat menjelaskan dengan baik perubahan spektra atom dalam medan magnet. Bohr menyadari kekurangannya dan melakukan tindakan langsung yaitu dengan menulis surat kepada Wolfgang Pauli untuk meminta bantuan menyelamatkan teori kuantum. 

Pauli menyadari kekurangan dari Bohr yaitu bahwa efek Zeeman diakibatkan oleh elektron-elektron terluar atom. Pauli juga memperbaiki struktrur kelopak yang dinyatakan Stonner, Pauli mendapatkan hasil yang berbeda bahwa struktur subkelopak yang benar dengan pemasukan sebuah bilangan kuantum keempat dan asas larangnya. Bunyi asas larang: Tidak diperbolehkan untuk lebih dari satu elektron dengan nilai bilangan kuantum utama n yang sama memiliki nilai tiga bilangan kuantum k (1), j (m1) dan m (ms) yang sama. 

Selanjutnya, konfigurasi elektron dikenal dalam persamaan Schrodinger. Pada tahun 1926 Schrodinger menyatakan atom hidrogen menghasilkan tiga dari empat bilangan kuantum sebagai konsekuensi penyelesaiannya, penyelesaian ini menghasilkan orbital-orbital atom. 

Berdasarkan hal tersebut, konfigurasi elektron dapat ditentukan secara eksperimen dengan kajian atom dan menghasilkan kaidah empiris untuk urutan orbital atom mana yang terlebih dahulu di isi elektron. 

Sehingga konfigurasi elektron diartikan sebagai susunan elektron-elektron pada sebuah atom, molekul, atau struktur fisik lainnya. Konfigurasi elektron menggambarkan elektron yang bergerak secara bebas dalam suatu orbital. Keadaan elektron paling stabil dicapai apabila elektron berada pada keadaan dasar, yaitu pada keadaan energi terendah. 

Dengan demikian, dapat dibayangkan penyusunan elektron atau konfigurasi elektron dimulai dari orbital yang tingkat energinya paling rendah kemudian meningkat ke orbital yang tingkat energinya lebih tinggi.

Penulisan Konfigurasi Elektron 

Dalam penulisan konfigurasi elektron terdapat dua cara penulisan yaitu konfigurasi elektron berdasarkan kulit dan konfigurasi elektron berdasarkan subkulit dan orbital.

1. Konfigurasi berdasarkan kulit

Pada konfigurasi ini menggunakan rumus 2n^2, dimana n merupakan kulit atom. Artinya, setiap jumlah elektron maksimum yang menempati setiap kulit yaitu 2n^2. Contohnya n=1, artinya kulit pertama yaitu K, kemudian ganti nilai n dengan 1 sehingga dengan rumus 2n^2 hasilnya yaitu 2 karena 2.1^2 sama dengan 2. Berdasarkan hasil tersebut, dapat diketahui kulit K terdapat 2 elektron sehingga setelah kulit K terisi penuh, dilanjutkan ke kulit L, M, N, hingga seterusnya. Dimana kulit M (n=3) maksimal menampung 2.23= 16 hingga seterusnya.

2. Konfigurasi elektron berdasarkan subkulit dan orbital

Konfigurasi elektron berdasarkan subkulit dan orbital ini mengikuti tiga metode aturan. Tiga metode aturan ini yaitu aturan Aufbau, aturan Hund, dan Azaz Larangan Pauli.

1. Aturan Aufbau 

Pada aturan Aufbau, pengisian elektron dimulai dari 1s, 2s2p, 3s3p4s, 3d4p5s, 4d5p6s dan seterusnya sesuai dengan diagramnya. Pada aturan ini, pengisian elektron dimulai dari tingkat energi terendah ke tingkat energi tertinggi. Subkulit bersifat stabil jika sub kulit terisi penuh dengan struktur (d^10) atau setengah penuh (d^5) sehingga struktur (d^4) atau (d^9) tidak dimiliki oleh atom.

2. Aturan Hund

Pada aturan Hund, pengisian elektron dalam suatu orbital dengan tingkat energi yang sama terlebih dahulu diisi secara sendiri-sendiri, kemudian dilanjutkan secara paralel. Artinya, ketika masing-masing orbital belum terisi maka pasangan elektron tidak terbentuk oleh elektron tersebut.

3. Azaz Larangan Pauli

Bunyi azaz larangan Pauli yaitu tidak boleh terdapat dua elektron dalam satu atom yang keempat bilangan kuantumnya sama. Artinya, sebuah atom mungkin akan memiliki harga n, l, dan m yang sama, tetapi harga s nya berbeda. Sehingga dapat disimpulkan larangan Pauli menegaskan suatu orbital maksimum hanya dapat memiliki dua elektron dengan arah spin yang berlawanan.

• Subkulit s mempunyai 1 orbital dengan elektron maksimumnya 2
• Subkulit p mempunyai 3 orbitla dengan elektron maksimumnya 6
• Subkulit d mempunyai 5 orbital dengan elektron maksimumnya 10
• Subkulit f mempunyai 7 orbital dengan elektron maksimumnya 14

Jenis Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron memiliki 5 jenis konfigurasi diantaranya yaitu :

1. Konfigurasi kulit

Konfigurasi elektron merupakan penyusunan elektron ke dalam kulit dan subkulit atom. Berdasarkan pengertiannya, terdapat dua cara penulisan konfigurasi elektron yaitu berdasarkan kulit atom dan subkulit atom. 

Konfigurasi elektron berdasarkan kulit atom berlaku untuk golongan utama yaitu pada unsur golongan IA sampai VIIIA. Pada konfigurasi kulit, jumlah elektron maksimum yang dapat ditampung dengan rumus 2n^2. Sedangkan konfigurasi elektron berdasarkan subkulit atom harus mengikuti tiga metode aturan yaitu aturan Aufbau, aturan Hund, dan Azaz Larangan Pauli.

2. Konfigurasi Tingkat Energi

Pada konfigurasi tingkat energi, pengisian orbital dimulai dari orbital yang memiliki tingkat energi rendah ke orbital yang memiliki tingkat energi lebih tinggi. Hal ini bertujuan agar atom berada pada tingkat energi minimum sehingga dapat mencapai kondisi yang stabil. Pada konfigurasi ini menerapkan aturan Aufbau.

3. Konfigurasi Kestabilan

Pada konfigurasi ini, kestabilan berhubungan erat dengan hibridisasi elektron. Aturan ini menyatakan bahwa : “ suatu elektron mempunyai kecenderungan untuk berpindah orbital apabila dapat membentuk susunan elektron yang lebih stabil untuk konfigurasi elektron yang berakhiran pada sub kulit d berlaku arturan penuh setengah penuh.

4. Konfigurasi Singkat (Gas Mulia)

Konfigurasi singkat merupakan konfigurasi untuk menghemat waktu dan meminimalisir kesalahan sehingga diperlukan penyingkatan pada konfigurasu elektron. Penyingkatan ini dilakukan dengan cara mengganti sebagian konfigurasi elektron dengan gas mulia yang bersesuaian. Sehingga dalam penulisan, gas muliai dituliskan dengan lambang unsur dalam kurung. Jadi, setelah lambang unsur gas mulia ini, elektron yang tersisa dapat dituliskan berdasarkan aturan aufbau.

5. Konfigurasi Ion

Konfigurasi ion membuktikan bahwa pada konfigurasi elektron terdapat beberapa unsur yang terionisasi. Hal ini dibuktikan pada unsur yang jumlah elektronnya berkurang. Contohnya pafa besi (Fe) yang memiliki nomor atom 26 dengan konfigurasi elektron (Ar)3d64s2. Tetapi, penulisan konfigurasi elektron dapat berubah jika Fe terionisasi menjadi Fe2+. 

Hasil ini menunjukkan bahwa Fe akan terionisasi sehingga mengalami pengurangan 2 buah elektron dari 26 elektronnya. Sehingga penulisan konfigurasi elektron Fe2+ yakni (Ar)3d6. Jadi dapat disimpulkan, bahwa ketika sebuah unsur terionisasi maka elektron valensinya berkurang. Elektron valensi suatu unsur adalah suatu elektron terluar unsur tersebut.

Nah, berdasarkan penjelasan diatas dapat diketahui bahwa konfigurasi elektron adalah susunan elektron-elektron pada kulit atom.susunan elektron-elektron pada kulit atom. 

Pada konfigurasi elektron mempunyai dua cara penulisan yaitu penulisan konfigurasi berdasarkan kulit dengan menggunakan rumus 2n^2 dan penulisan konfigurasi elektron berdasarkan subkulit dan orbital dengan tiga metode aturan. 

Konfigurasi juga memiliki 5 jenis konfigurasi diantaranya yaitu konfigurasi kulit, konfigurasi tingkat energi, konfigurasi kestabilan, konfigurasi singkat dan konfigurasi ion.