Kulit Atom: Struktur Atom - Kimia (Kelas 10)

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.

OpenStax menjelaskan bahwa model Bohr memakai orbit dengan energi tertentu untuk menjelaskan spektrum garis atom hidrogen. Rujukannya bisa dibuka di openstax.org.

Bayangkan gedung bertingkat. Lantai pertama dekat dasar, lantai kedua lebih tinggi, dan seterusnya. Dalam atom, "lantai" itu bukan lantai fisik, melainkan tingkat energi. Jadi, gambar lingkaran kulit atom adalah sketsa tingkat energi, bukan rel keras yang benar-benar dilalui elektron seperti kereta.

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 $n$ , semakin jauh tingkat energinya dari inti.

Batas Maksimum Elektron

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

\text{jumlah maksimum elektron pada kulit} = 2n^2

LibreTexts menjelaskan penamaan kulit $\mathrm{K}$ sampai $\mathrm{Q}$ dan kapasitas maksimumnya dalam pembahasan model Bohr. Rujukannya bisa dibuka di chem.libretexts.org.

Hasilnya:

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

Kata maksimum penting. Kulit $\mathrm{M}$ memang dapat menampung sampai $18$ elektron, tetapi bukan berarti semua atom harus mengisi $\mathrm{M}$ sampai $18$ sebelum kulit berikutnya dipakai. Untuk contoh pengantar sampai kalsium, kita memakai pola sederhana pada lab interaktif.

Lab Kulit untuk 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: $2(4)^2 = 32$

Mengapa Kalsium Dua Delapan Delapan Dua

Kalsium memiliki nomor atom $20$ . Simbol $Z$ berarti nomor atom. Karena atomnya netral, jumlah elektronnya juga $20$ .

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}

Mengapa Bukan Dua Delapan Sepuluh

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:

\text{konfigurasi elektron kalsium} = 2, 8, 8, 2

Batas Model yang Perlu Diingat

Ada dua hal yang tidak boleh tertukar.

Pernyataan	Maksud yang benar
Kulit atom digambar sebagai lingkaran.	Itu gambar bantu untuk tingkat energi, bukan bentuk lintasan fisik yang kaku.
Rumus $2n^2$ memberi kapasitas maksimum.	Itu bukan urutan pengisian lengkap untuk semua unsur. Unsur lebih berat perlu model subkulit dan orbital.

OpenStax menjelaskan bahwa dalam model orbital modern, elektron setelah argon masuk ke tingkat $4s$ sebelum $3d$ . Rujukannya bisa dibuka di openstax.org. Di sini, kita cukup berhenti pada pola kulit sederhana supaya fondasinya tetap jelas.

Kulit terluar juga menjadi jembatan menuju konsep elektron valensi. Elektron pada kulit terluar disebut elektron valensi, dan elektron inilah yang banyak menentukan kecenderungan atom membentuk ion atau ikatan kimia.