Kulit Atom

Kulit Atom sebagai Tingkat Energi

Pada model Bohr sederhana, elektron digambarkan berada pada kulit atom, yaitu tingkat energi tertentu di sekitar inti. Kulit yang lebih dekat inti memiliki energi lebih rendah. Kulit yang lebih jauh dari inti memiliki energi lebih tinggi.

Model Bohr memakai orbit dengan energi tertentu untuk menjelaskan spektrum garis atom hidrogen.

Pada sketsa kulit atom, setiap lingkaran menunjukkan satu tingkat energi. Lingkaran tersebut bukan lintasan padat yang dilalui elektron. Sketsa hanya menunjukkan susunan tingkat energi dalam model sederhana.

Kulit diberi nama huruf:

Kulit	Nomor kulit
$\mathrm{K}$	$n = 1$
$\mathrm{L}$	$n = 2$
$\mathrm{M}$	$n = 3$
$\mathrm{N}$	$n = 4$
$\mathrm{O}$	$n = 5$
$\mathrm{P}$	$n = 6$
$\mathrm{Q}$	$n = 7$

Huruf $\mathrm{K}$ sampai $\mathrm{Q}$ adalah nama kulit. Angka $n$ adalah nomor kulit. Semakin besar $n$ , kulit elektron umumnya makin jauh dari inti dan tingkat energinya makin tinggi.

Batas Maksimum Elektron

Untuk menghitung jumlah maksimum elektron pada satu kulit, digunakan rumus:

Pada kulit dengan nomor $n$ , jumlah maksimum elektronnya adalah $2n^2$ .

Kulit atom diberi nama $\mathrm{K}$ sampai $\mathrm{Q}$ , dan setiap kulit memiliki kapasitas maksimum.

Untuk kulit bernomor $n$ , rumus $2n^2$ memberi jumlah elektron maksimum yang dapat ditampung kulit tersebut.

Kulit	Nomor kulit	Maksimum elektron dari $2n^2$
$\mathrm{K}$	$1$	$2(1)^2 = 2$
$\mathrm{L}$	$2$	$2(2)^2 = 8$
$\mathrm{M}$	$3$	$2(3)^2 = 18$
$\mathrm{N}$	$4$	$2(4)^2 = 32$
$\mathrm{O}$	$5$	$2(5)^2 = 50$
$\mathrm{P}$	$6$	$2(6)^2 = 72$
$\mathrm{Q}$	$7$	$2(7)^2 = 98$

Maksimum menyatakan kapasitas kulit. Kulit $\mathrm{M}$ memang dapat menampung sampai $18$ elektron, tetapi urutan pengisian elektron mengikuti tingkat energinya, sehingga atom tidak selalu mengisi $\mathrm{M}$ sampai penuh sebelum memakai kulit berikutnya. Untuk contoh sampai kalsium, kita memakai pola sederhana pada model interaktif.

Model Kulit Unsur Ringan

Pilih atom netral. Perhatikan bahwa jumlah elektron sama dengan nomor atom, lalu lihat pembagian elektronnya pada kulit $\mathrm{K}$ , $\mathrm{L}$ , $\mathrm{M}$ , dan $\mathrm{N}$ .

Model Kulit Atom

Diagram ini memakai model kulit sederhana untuk unsur netral sampai kalsium. Fokusnya adalah membaca kulit terluar dan membedakan isi kulit dari kapasitas maksimum

2n^2

Kalsium memiliki $20$ elektron, sehingga pola kulit sederhananya $2, 8, 8, 2$ .

Nomor atom: $Z = 20$
Konfigurasi: $2, 8, 8, 2$
Kulit terluar: $\mathrm{N}$
kapasitas: $2(4)^2 = 32$

Konfigurasi Elektron Kalsium

Kalsium memiliki nomor atom $20$ . Simbol $Z$ berarti nomor atom. Karena atomnya netral, jumlah elektronnya juga $20$ . Isi kulit elektron berurutan mulai dari tingkat energi terendah, lalu catat jumlah elektron di setiap kulit.

Langkah Mengisi Kulit Kalsium

Langkah pengisiannya pada model kulit sederhana:

\begin{aligned} \mathrm{Ca}: Z &= 20 \\ e^- &= 20 \\ \mathrm{K} &: 2 \quad \text{sisa } 18 \\ \mathrm{L} &: 8 \quad \text{sisa } 10 \\ \mathrm{M} &: 8 \quad \text{sisa } 2 \\ \mathrm{N} &: 2 \quad \text{sisa } 0 \end{aligned}

Urutan Pengisian Kulit M dan N

Pertanyaan yang sering muncul: mengapa bukan $2, 8, 10$ ?

Jawabannya: pada model kulit sederhana untuk unsur ringan sampai kalsium, kulit $\mathrm{M}$ ditulis berisi $8$ elektron sebelum sisa elektron mulai ditulis pada kulit $\mathrm{N}$ . Karena setelah kulit $\mathrm{K}$ dan $\mathrm{L}$ terisi masih tersisa $10$ elektron, kulit $\mathrm{M}$ ditulis $8$ dan kulit $\mathrm{N}$ mendapat sisa $2$ .

Jadi:

Konfigurasi elektron kalsium adalah $2,8,8,2$ .

Keterbatasan Model Kulit Atom

Ada dua hal yang tidak boleh tertukar.

Pernyataan	Maksud yang benar
Kulit atom digambarkan sebagai lingkaran.	Setiap lingkaran mewakili satu tingkat energi. Garis lingkaran tidak menunjukkan lintasan elektron yang sebenarnya.
Rumus $2n^2$ memberi kapasitas maksimum.	Kapasitas maksimum berbeda dari urutan pengisian elektron. Unsur lebih berat perlu model subkulit dan orbital.

Dalam model orbital modern, elektron setelah argon mengisi tingkat $4s$ sebelum $3d$ . Model interaktif di atas memakai pola kulit sederhana untuk menunjukkan jumlah elektron pada setiap kulit. Konfigurasi yang lebih rinci memakai urutan pengisian orbital modern.

Elektron pada kulit terluar disebut elektron valensi. Elektron inilah yang banyak menentukan kecenderungan atom membentuk ion atau ikatan kimia.