Susunan elektron berdasarkan kulit atau orbital dari suatu atom disebut

Hai, Quipperian. Kamu pasti tahu, dong, bahwa setiap benda yang ada di dunia ini, baik berupa zat padat, cair, maupun gas, tersusun atas partikel terkecil bernama atom? Selanjutnya, teori atom menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Inti atom itu sendiri mengandung neutron bermuatan netral dan proton yang bermuatan positif.

Setiap atom atau unsur, memiliki ciri khas masing-masing, seperti banyaknya jumlah elektron yang berbeda antara satu unsur dengan unsur lainnya. Agar lebih mudah, Quipperian bisa menentukan jumlah elektron suatu unsur dengan melihat nomor atomnya pada tabel periodik unsur.

Tabel tersebut memang telah disusun berdasarkan jumlah elektron dan kemiripan sifat antarunsur. Misal, unsur hidrogen (H) memiliki nomor atom 1 pada tabel periodik. Artinya, unsur tersebut memiliki satu elektron yang mengelilingi inti atomnya. Berbeda dengan atom oksigen (O) yang memiliki nomor atom 8. Artinya, oksigen memiliki delapan elektron yang beredar mengelilingi inti atomnya.

Nah, semakin banyak elektron yang dimiliki suatu unsur, maka semakin banyak lapisan kulit yang dimiliki unsur tersebut yang mengakibatkan semakin besar juga diameter unsurnya. Sama halnya jika Quipper mengamati bawang merah, atom memiliki garis orbit elektron yang berlapis-lapis seperti kulit bawang merah. Semakin banyak lapisan kulitnya, maka semakin tebal diameter bawang tersebut.

Masing-masing lapisan kulit, memiliki kapasitas maksimal elektron yang dapat ditampung, lho, Quipperian. Selain itu, elektron dari suatu lapisan kulit juga bisa berpindah ke lapisan kulit lainnya dengan cara menyerap maupun melepas energi. Letak penyebaran elektron pada lintasan orbitnya dinamakan konfigurasi elektron. Konfigurasi ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu berdasarkan kulit dan berdasarkan subkulit. Untuk penjelasan lebih lengkap, simak pembahasan selanjutnya, ya, Quipperian!

1. Konfigurasi Elektron Berdasarkan Kulit

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, setiap lapisan kulit pada atom memiliki kapasitas tertentu dalam menampung jumlah elektron. Semakin besar nomor kulitnya, semakin banyak elektron yang dapat ditampung oleh kulit tersebut. Jumlah elektron maksimum yang dapat ditampung oleh suatu kulit adalah sebagai berikut:

Kulit K (n = 1): jumlah elektron maksimum = 2(1)2 = 2

Kulit L (n = 2): jumlah elektron maksimum = 2(2)2 = 8

Kulit M (n = 3): jumlah elektron maksimum = 2(3)2 = 18

Kulit N (n = 4): jumlah elektron maksimum = 2(4)2 = 32

Kulit O (n = 5): jumlah elektron maksimum = 2(5)2 = 50

Kulit K adalah lapisan kulit terdalam yang paling dengan dengan inti atom. Elektron yang berada di lapisan kulit terluar disebut juga elektron valensi. Elektron inilah yang digunakan suatu unsur untuk dapat berikatan dengan unsur lainnya melalui ikatan kimia. Banyaknya elektron valensi suatu unsur tidak boleh lebih dari delapan.

Contoh Soal:

Tentukan konfigurasi elektron berdasarkan kulit dari unsur-unsur berikut beserta elektron valensinya:

1. 8O
2. 15P
3. 20Ca
4. 31Ga
5. 36Kr
6. 53I

Jawab:

2. Konfigurasi Elektron Berdasarkan Subkulit

Penentuan letak elektron suatu atom berdasarkan kulit memiliki keterbatasan karena pada beberapa unsur logam transisi, konfigurasi tersebut tidak dapat digunakan. Teori konfigurasi elektron berdasarkan subkulit pun muncul untuk mengatasi hal tersebut melalui asas Aufbau. Aufbau merupakan kata benda dari Bahasa Jerman yang berarti konstruksi.

Prinsip Aufbau menyatakan bahwa, secara hipotesis, elektron yang mengorbit suatu atom terlebih dahulu mengisi tingkat energi yang lebih rendah sampai penuh sebelum mengisi tingkat energi yang lebih tinggi. Urutan pengisian elektron berdasarkan tingkat energinya adalah sebagai berikut:

Subkulit s memiliki 1 ruang (orbital) sehingga kapasitas maksimum elektronnya ialah 2(1) = 2

Subkulit p memiliki 3 ruang (orbital) sehingga kapasitas maksimum elektronnya ialah 2(3) = 6

Subkulit d memiliki 5 ruang (orbital) sehingga kapasitas maksimum elektronnya ialah 2(5) = 10

Subkulit f memiliki 7 ruang (orbital) sehingga kapasitas maksimum elektronnya ialah 2(7) = 14

Contoh Soal:

Tentukan konfigurasi elektron berdasarkan subkulit dari unsur-unsur berikut beserta elektron valensinya

1. 8O
2. 15P
3. 20Ca
4. 31Ga
5. 36Kr
6. 53I

Jawab:

1. 8O = 1s2 2s2 2p4

Elektron valensinya berada di tingkat energi ke dua sebanyak enam elektron

2. 15P = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

Elektron valensinya berada di tingkat energi ke tiga sebanyak lima elektron

3. 20Ca = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Elektron valensinya berada di tingkat energi ke empat sebanyak dua elektron

4. 31Ga = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1

Elektron valensinya berada di tingkat energi ke empat sebanyak tiga elektron

5. 36Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

Elektron valensinya berada di tingkat energi ke empat sebanyak delapan elektron

6. 53I = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5

Elektron valensinya berada di tingkat energi ke lima sebanyak tujuh elektron

Manfaat Perpindahan Tingkat Energi Elektron pada Kehidupan Manusia

Telah dibahas sebelumnya bahwa elektron suatu atom dapat berpindah dari suatu tingkat energi ke tingkat energi lainnya dengan cara menyerap atau mengeluarkan energi. Sifat elektron yang dapat berpindah ini dimanfaatkan manusia untuk menciptakan sinar laser. Cara kerjanya adalah sebagai berikut:

1. Biasanya, suatu atom memiliki lebih banyak elektron dalam kondisi dasar (menempati tingkat energi yang rendah) dibandingkan dengan elektron yang berada dalam kondisi tereksitasi (menempati tingkat energi yang lebih tinggi). Hal inilah yang menyebabkan mengapa elektron tidak secara spontan dapat melepaskan cahaya. Pada laser, atom-atom diletakkan di dalam suatu rongga.
2. Foton (partikel terkecil pembawa radiasi elektromagnetik) ditembakkan ke arah atom dan membuat elektron-elektronnya menyerap energi radiasi sehingga berada dalam kondisi tereksitasi dengan berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi.
3. Nah, karena keadaan di dalam atom bisa berbalik (elektron yang tereksitasi bisa kembali ke keadaan dasar dengan melepas energi), dengan menembakkan foton dalam jumlah energi yang tepat, elektron-elektron yang telah tereksitasi akan kembali ke kondisi dasarnya dan melepaskan energi dalam bentuk foton.
4. Jadi, dengan menembakkan satu foton saja, dengan adanya sistem yang bisa berbalik, kita akan mendapatkan dua foton, yaitu satu foton yang sengaja kita tembakkan dan satu foton yang dilepaskan oleh elektron.
5. Selanjutnya kedua foton ini akan menstimulasi elektron lainnya untuk turut mengeluarkan foton sehingga diperoleh foton dalam jumlah yang jauh lebih banyak.
6. Cahaya yang dihasilkan pun menjadi semakin kuat dan dari situlah sinar laser diciptakan.

Oh iya, jika kamu ingin mengetahui lebih dalam tentang atom, elektron, dan manfaat lainnya bagi manusia, kamu bisa mempelajarinya pada bidang Kimia melalui Quipper Video! Yuk, berlangganan dengan klik link di bawah ini! Selamat mendalami keunikan partikel atom, Quipperian!

Link cara daftar: bit.ly/caradaftarquipper

Link registrasi: //learn.quipper.com/signup/video/ID

Penulis: Laili Miftahur Rizqi