Konfigurasi elektron adalah suatu susunan penyebaran (pengisian) elektron-elektron dalam.

Seperti yang terlihat pada struktur atom, di dalam atom terdapat partikel subatomik neutron dan proton yang terdapat pada inti atom, dan elektron yang bergerak mengelilingi inti atom tersebut pada kulit-kulit elektron (level-level energi) yang tertentu.

Pengertian Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron adalah susunan elektron pada subkulit atom dalam orbital atom atau molekulnya. Lintasan peredaran elektron ini disebut juga kulit elektron atau bilangan kuantum utama (n).

Kulit pertama yang terdekat dengan inti atom disebut kulit K, lalu kulit kedua disebut kulit L, kulit ketiga disebut kulit M, dan seterusnya berurut berdasarkan alfabet sebagaimana kulit menjauhi inti atom.

Jika nilai n dalam konfigurasi elektron semakin besar, maka dapat mengakibatkan kulit elektron semakin jauh dari inti atom serta energi elektron akan membesar pada kulit yang terkait. Hal ini menyebabkan elektron tersebut mengisi bagian kulit pada atom, berawal dari kulit K yang mempunyai tingkat energi paling rendah.

Akan tetapi, kulit elektron hanya dapat diisi dengan jumlah maksimal elektron pada bagian kulit ke n yaitu 2n2, dan untuk jumlah maksimal pada bagian kulit elektron terluar dalam atom yaitu 8.

konfigurasi elektron

Penentuan konfigurasi elektron pada atom unsur golongan transisi didasarkan pada orbital atom. Setiap orbital dalam atom akan ditandai dengan satu set nilai bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik (m) yang khusus.

Keterangan:

  • Bilangan kuantum utama (n) mendeskripsikan ukuran dan tingkat energi orbital. Nilai n yang diperbolehkan adalah bilangan bulat positif.
  • Bilangan kuantum azimuth (l) mendeskripsikan bentuk orbital. Nilai l yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari 0 hingga n−1.
  • Bilangan kuantum magnetik (m) mendeskripsikan orientasi orbital. Nilai m yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari −l hingga +l.
  • Bilangan kuantum spin (s) mendeskripsikan arah spin elektron dalam orbital. Nilai s yang diperbolehkan adalah +½ atau−½.
konfigurasi elektron

Aturan Penulisan Konfigurasi Elektron

Ada beberapa aturan yang digunakan untuk menuliskan konfigurasi elektron , yaitu :

1. Asas Aufbau

Berdasarkan asas Aufbau, pengisian elektron pada orbital dimulai dari subkulit yang mempunyai tingkat energi lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. 

Konfigurasi Elektron

Contoh:

12Mg = 1s2 2s2 2p6 3s2

23V = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3

2. Aturan Hund

Menurut aturan Hund, jika elektron tersebar dalam orbital dengan tingkat energi yang sama, elektron tidak akan berpasangan sebelum orbital tersebut terisi penuh.

Contoh:

Dari pernyataan di atas, dapat dilihat bahwa yang memenuhi aturan Hund yaitu penulisan pada nomor (ii), sebab elektron harus mengisi seluruh orbital terlebih dahulu sebelum berpasangan.

3. Larangan Pauli

Berdasarkan larangan Pauli, dalam suatu atom tidak boleh terdapat dua elektron yang memiliki keempat bilangan kuantum (n, l, m, dan s) yang sama. Jika dua elektron menempati orbital yang sama, maka bilangan kuantum spin dua elektron ini harus berbeda.

Contoh:
Konfigurasi Elektron

Pada orbital 2p4, masing-masing elektron pada orbital tersebut memiliki keempat bilangan kuantum yang tidak sama.

  • Untuk bilangan kuantum subkulit ke -5, n = 2, l = 1, m = -1, s = +½
  • Bilangan kuantum subkulit ke-6, n = 2, l = 1, m = 0, s = +½
  • Kemudian untuk subkulit ke-7, n=2, l = 1, m = 1, s = +½
  • Dan bilangan kuantum subkulit ke-8, n= 2, l = 1, m = -1, s = -½

Konfigurasi Elektron Gas Mulia

Gas mulia adalah unsur-unsur yang memiliki kestabilan yang sangat tinggi dan dalam sistem periodik terdapat pada golongan VIIIA. Yang terdiri dari He (Helium), Ne (Neon), Ar (Argon), Kr (Kripton), Xe (Xenon), Rn (Radon). Sebagian unsur ini ditemukan di alam sebagai unsur monoatomik.

Gas mulia mempunyai kestabilan yang sangat tinggi karena konfigurasi elektronnya. Berikut ini adalah konfigurasi elektron dari unsur gas mulia.

  • 2He = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6
  • 10Ne = 1s2 2s2 2p6
  • 18Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 
  • 36Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
  • 54Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
  • 86Rn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

Konfigurasi elektron gas mulia biasa digunakan untuk menyingkat penulisan konfigurasi elektron unsur yang lain. Misalnya, penulisan elektron unsur 21Sc.

21Sc = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2, jika disingkat maka menjadi

21Sc = [Ar] 3d1 4s2

Contoh Soal dan Pembahasan

  1. Tentukan jumlah elektron maksimum dalam suatu atom yang memiliki bilangan kuantum

n = 4, l = 2, dan m = 1.

Jawab:

  • n = 4, artinya elektron menempati kulit ke-4
  • l = 2, artinya elektron menempati subkulit d
  • m = 1 artinya elektron menempati orbital d yang ke-4

Jadi, dengan bilangan kuantum tersebut, orbital yang dimaksud dapat 3d4 (minimum) atau 3d9 (maksimum). Sehingga jumlah elektron maksimum dalam atom dengan konfigurasi elektron  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 atau 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 adalah 29.

2. Deret bilangan kuantum yang sesuai untuk elektron terakhir pada orbital 3d5 adalah …

Jawab:

n = 3, l = 2, m = +2, s = + ½

3. Tentukan konfigurasi elektron dan jumlah elektron pada setiap kulit elektron atom Ni (Z = 28) dan Sr (Z = 38)!

Jawab:

Ni (Z = 28) maka konfigurasinya adalah 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 atau [Ar] 4s2 3d8 dan jumlah elektron pada setiap kulit adalah K berjumlah 2, L berjumlah 8, M berjumlah 16 dan N berjumlah 2Sr (Z = 38) maka konfigurasinya adalah 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 5s2 atau [Kr] 5s2 dan jumlah elektron pada setiap kulit adalah K berjumlah 2, L berjumlah 8, M berjumlah 18, N berjumlah 2, dan O berjumlah 2.

Demikian penjelasan terkait konfigurasi elektron, dari pengertian, aturan dan contoh soal beserta pembahasannya. Semoga bermanfaat!

Referensi: studiobelajar.com