Cara Konfigurasi Elektron Bohr dan Mekanika Kuantum

Pertama-tama kita bahas dulu pengertian dari Konfigurasi Elektron. Konfigurasi elektron adalah susunan-susunan elektron pada sebuah atom. Konfigurasi elektron terbagi menjadi 2. Yaitu menurut Teori Bohr dan menurut Teori Mekanika kuantum atau teori atom modern.

Konfigurasi Atom Bohr

Menurut Bohr, elektron menempati lintasan-linatasan tertentu yang dimana lintasan-lintasan tersebut mempunyai tingkatan energi tertentu pula. Dia juga mengemukakan bahwa elektron memancarkan energi bukan karena pergerakannya yang mengelilingi inti atom.

Tetapi elektron memancarkan energi pada saat elektron tersebut berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah. Elektron juga dapat menyerap energi dengan cara berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah.

Besarnya energi tiap lintasan dirumuskan dengan :

$E_n = frac{-13,6}{n^{2}}$

Yang dimana n menyatakan kulit ke berapa.

Kulit atau lintasan elektron disimbolkan dengan huruf-huruf sebagai berikut :

• K untuk kulit ke-1 maksimal 2 elektron
• L untuk kulit ke-2 maksimal 8 elektron
• M untuk kulit ke-3 maksimal 18 elektron
• N untuk kulit ke-4 maksimal 32 elektron

Untuk menentukan jumlah maksimal elektron dalam suatu kulit digunakan rumus $2(n^2)$

Dalam konfigurasi elektron, kamu perlu tahu yang namanya elektron valensi. Elektron valensi adalah jumlah elektron terluar. Dalam konfigurasi Bohr, jumlah elektron terluar maksimal 8.

Biar lebih jelas, mari kita bahas contoh konfigurasi elektron menurut teori Bohr.

• Konfigurasi atom ¹H adalah 1 yang artinya kulit K terisi 1 elektron
• Konfigurasi atom 2He adalah 2 yang arinya kulit K terisi 2 elektron
• Konfigurasi atom 3Li adalah 2, 1 yang artinya kulit K terisi 2 elektron dan kulit L terisi 1 elektron
• Konfigurasi atom 8Ne adalah 2, 6 yang artinya kulit K terisi 2 elektron dan kuliat L terisi 6 elektron
• Konfigurasi atom 19K adalah 2, 8, 8, 1 yang artinya kulit K terisi 2 elektron, kulit L terisi 8 elektron, Kulit Biterisi 8 elektron dan kulit N terisi 1 elektron.

Mengapa konfigurasi elektron 19K bukan 2, 8, 9? Hal ini karena jumlah elektron valensi (elektron terluar) maksimal 8.

Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum

Berbeda dengan konfigurasi Bohr yang hanya membahas tentang kulit, di Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum ini kita akan membahas lebih dalam lagi. Nggak cuman kulit, tapi juga subkulit.

Dalam Konfigurasi Mekanika Kuantum, dikenal yang namanya Bilangan kuantum yang terbagi menjadi 4 jenis. Apa saja itu?

• Bilangan Kuantum Utama (n)
• Bilangan Kuantum Azimuth (l)
• Bilangan Kuantum Magnetik (m)
• Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan Kuantum Utama menyakan nomor kulit. Dengan melihat Bilangan Kuantum Utama, kita bisa melihat suatu elektron berada di kulit mana.

• n = 1 menyatakan kulit ke-1
• n = 2 menyatakan kulit ke-2
• n = 3 menyatakan kulit ke-3
• n = 4 menyatakan kulit ke-4

Bilangan Kuantum Azimut (l)

Bilangan Kuantum Azimut menyatakan bentuk orbital subkulit yang ditempati suatu elektron. Harga bilangan Kuantum Azimut mempunyai rentang mulai dari 0 sampai (n-1). Yang dimana n adalah nilai dari Bilangan Kuantum Utama.

• l = 0 menyatakan subkulit s
• l = 1 menyatakan subkulit p
• l = 2 menyatakan subkulit d
• l = 3 menyatakan subkulit f

Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Bilangan Kuantum Magnetik adalah bilangan kuantum yang menyatakan banyaknya orbital pada sebuah sub kulit. Nilai dari Bilangan Kuantum Magnetik adalah -l sampai l. l adalah nilai dari Bilangan Kuantum Azimut.

• Subkulit s memiliki 1 orbital (m=0)
• Subkulit p memiliki 3 orbital (m=-1,0,1)
• Subkulit d memiliki 5 orbital (m=-2,-1,0,1,2)
• Subkulit f memiliki 7 orbital (m=-3,-2,-1,0,1,2,3)

Tiap-tiap orbital dapat diisi oleh 2 elektron.

Bilangan Kuantum Spin (s)

BIlangan Kuantum Spin menyatakan arah putaran dari elektorn. Bilangan ini hanya mempunyai nilai -1 atau +1.

Aturan Dalam Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum

Dalam menentukan bilangan kuantum dari elektron, perlu diperhatikan beberapa aturan sebagai berikut :

Aturan Aufbau

Aufbau mengatakan bahwa pengisian orbital elektron harus dari tingkat energi yang terendah sampai tingkat energi tertingi.

Urutan tingkat energi orbital elektron adalah sebagai berikut

Larangan Pauli

Pauli mengatakan bahwa tidak ada elektron yang mempunyai ke-4 bilangan kuantum yang sama. Setiap elektron memiliki bilangan kuantum masing-masing

Kaidah Hund

Hund mengatakan bahwa dalam orbital di subkulit yang sama, maka pengisiannya harus terlebih dahulu tunggal dan searan. Maksudnya?

Untuk lebih jelasnya, coba lihat contoh konfigurasi elektron dari ₇N berikut

Penyingkatan Konfigurasi Elektron Mekanika Kuantum

Mungkin akan terasa capek jika kita menulis mulai dari awal konfigurasi.

Tapi hal tersebut bisa diatasi dengan penyingkatan Konfigurasi dengan gas mulia. Dengan menyingkat konfigurasi dengan gas mulia, kita hanya tinggal menulis kelanjutan dari konfigurasi gas mulia tersebut.

Mari kita ambil contoh

• Magnesium (Mg) dengan nomor atom Mg = 12: ₁₂Mg = [Ne] 3s²
• Kalsium (Ca) dengan nomor atom 20: ₂₀Ca = [Ar] 4s²
• Besi (Fe) dengan nomor atom 26: ₂₆Fe = [Ar] 4s² 3d⁶
• Nikel (Ni) dengan nomor atom 28: ₂₈Ni = [Ar] 4s² 3d⁸

Masih bingung dari mana kok bisa gitu?

Pertama-tama lihat dulu nomor atom gas mulia yang lebih kecil dan terdekat dengan nomor atom yang akan kita konfigurasikan.

Contohnya Nikel (Ni) yang nomor atomnya 28. Ada 3 gas mulia yang nomor atomnya yang lebih kecil yaitu He, Ne, dan Ar. Karena nomor atom Ar yang lebih dekat dengan nomor atom Ni, maka kita pilih Ar.

Kemudian kita lihat selisih elektronnya. Jumlah elektron Ni ada 28 sedangkan  jumlah elektron Ne ada Ar sehingga selisihnya 18.

Setelah itu, kita harus mengetahui konfigurasi dari gas mulia yang kita gunakan. Konfigurasi dari Ar adalah 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

Setelah mengetahui selisih dan konfigurasinya, maka kita tinggal melanjutkan konfigurasi dari gas mulia tersebut. Seperti pada contoh Ar yang berakhir di 3p⁶ maka selanjutnya adalah 4s².

Karena masih ada sisa elektron, kita lanjutkan terus sampai semua elektron terpakai. Maka konfigurasinya mnejadi [Ar] 4s² 3d⁸

Sekian yang bisa saya sampaikan mengenai Konfigurasi Elektron Bohr dan Mekanika Kuantum. Mohon maaf bila ada yang salah atau kurang berkenan. Jika artikel ini kurang lengkap atau ada yang ingin ditanya, silahkan tulis di kolom komentar

Terima Kasih...