Konfigurasi Elektron

Warna Nyala Muncul saat Elektron Turun ke Tingkat Energi Lebih Rendah

Saat garam seperti $\mathrm{NaCl}$ atau $\mathrm{KCl}$ dipanaskan dalam uji nyala, warna yang tampak bukan muncul secara acak. Energi panas dapat membuat elektron berada pada keadaan energi yang lebih tinggi untuk sementara. Ketika elektron kembali ke keadaan yang lebih rendah, atom atau ion memancarkan cahaya.

Model Bohr memakai tingkat energi diskret untuk menjelaskan spektrum garis atom hidrogen.

Kata diskret berarti tidak semua nilai energi boleh dipakai. Bayangkan anak tangga. Kamu bisa berdiri di anak tangga pertama, kedua, atau ketiga, tetapi tidak di ruang kosong antara dua anak tangga. Dalam atom, elektron hanya boleh berada pada tingkat energi tertentu.

Warna Nyala Menunjuk Energi Elektron

Eksitasi berarti elektron menyerap energi dan naik sementara ke tingkat energi lebih tinggi. Saat elektron turun kembali, energi dilepas sebagai cahaya. Pada eksperimen nyala, percobaan harus mengikuti prosedur keselamatan dan memakai alat pelindung diri karena melibatkan pemanasan bahan kimia.

Susunan Elektron dalam Model Kulit

Konfigurasi elektron adalah cara menuliskan penyebaran elektron di sekitar inti atom. Di sini, kita memakai model kulit sederhana, yaitu elektron dikelompokkan pada kulit $\mathrm{K}$ , $\mathrm{L}$ , $\mathrm{M}$ , dan $\mathrm{N}$ .

Untuk atom netral:

e^- = Z

Simbol $e^-$ adalah jumlah elektron, sedangkan $Z$ adalah nomor atom atau jumlah proton. Jadi, atom natrium netral dengan $Z = 11$ memiliki $11$ elektron.

Model kulit sederhana ini dibatasi pada unsur ringan sampai kalsium, yaitu $Z \le 20$ . Untuk unsur yang lebih berat, kita perlu memakai subkulit dan orbital.

Model Interaktif Kulit Elektron

Pilih atom netral di bawah ini. Mulai dari nomor atomnya, lalu lihat bagaimana elektron tersebar dari kulit dalam ke kulit luar.

Model Konfigurasi Elektron

Pilih atom netral, lalu lihat jumlah elektron pada kulit sederhana

\mathrm{K}

\mathrm{L}

\mathrm{M}

, dan

\mathrm{N}

Elektronnya hanya $1$ , jadi berada di kulit $\mathrm{K}$ .

Nomor atom: $Z = 1$
Jumlah elektron: $e^- = 1$
Konfigurasi: $1$
Kulit terluar: $\mathrm{K}$

Membaca Urutan Pengisian

Pada model kulit sederhana untuk unsur pertama sampai kalsium, elektron diisikan dari kulit yang lebih dekat inti dulu. Urutannya:

Kulit	Jumlah maksimum pada model sederhana ini	Cara membaca
$\mathrm{K}$	$2$	Kulit pertama, paling dekat inti.
$\mathrm{L}$	$8$	Diisi setelah kulit $\mathrm{K}$ penuh.
$\mathrm{M}$	$8$ untuk pola awal ini	Diisi setelah kulit $\mathrm{L}$ penuh.
$\mathrm{N}$	Mulai tampak pada unsur dengan $Z = 19$ sampai $20$ di pola awal	Dipakai setelah pola $2, 8, 8$ .

Model kulit sederhana dapat dipakai untuk unsur pertama sampai kalsium. Susunan $2, 8, 8, 2$ adalah konfigurasi kalsium, sedangkan setiap unsur sebelumnya memiliki jumlah elektron yang sesuai dengan nomor atomnya. Unsur yang lebih berat perlu dihitung dengan susunan subkulit karena kulit $\mathrm{M}$ dapat menampung lebih dari $8$ elektron.

Contoh natrium:

\begin{aligned} \mathrm{Na}: Z &= 11 \\ e^- &= 11 \\ \text{konfigurasi} &= 2, 8, 1 \end{aligned}

Contoh klorin:

\begin{aligned} \mathrm{Cl}: Z &= 17 \\ e^- &= 17 \\ \text{konfigurasi} &= 2, 8, 7 \end{aligned}

Menghubungkan Konfigurasi dengan Spektrum

Spektrum garis muncul ketika elektron menerima energi, lalu kembali ke tingkat energi yang lebih rendah.

Energi cahaya yang dilepas dapat ditulis:

\begin{aligned} E_{\text{foton}} &= E_{\text{tinggi}} - E_{\text{rendah}} \\ &= h\nu \\ &= \frac{hc}{\lambda} \end{aligned}

Simbol $h$ adalah tetapan Planck, $\nu$ adalah frekuensi cahaya, $c$ adalah cepat rambat cahaya, dan $\lambda$ adalah panjang gelombang. Nilai eksaknya adalah $h = 6{,}62607015 \times 10^{-34}\ \mathrm{J\,s}$ dan $c = 2{,}99792458 \times 10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}$ .

Elektron menempati tingkat energi tertentu. Perpindahan antara dua tingkat melepaskan cahaya dengan energi tertentu, sedangkan konfigurasi elektron menunjukkan susunan elektron pada keadaan dasar, yaitu keadaan energi stabil yang biasa.

Jumlah Elektron dari Nomor Atom

Saat diminta menulis konfigurasi elektron sederhana, pakai urutan ini:

Pastikan atomnya netral atau ion.
Jika netral, jumlah elektron sama dengan nomor atom.
Isi kulit dari dalam ke luar pada model yang sedang dipakai.
Tulis jumlah elektron tiap kulit dengan koma.

Untuk magnesium netral:

\begin{aligned} Z &= 12 \\ e^- &= 12 \\ \text{konfigurasi} &= 2, 8, 2 \end{aligned}

Konfigurasi elektron magnesium netral adalah $2, 8, 2$ . Mulai dari nomor atom mencegah kesalahan saat menentukan jumlah elektron atom netral.