Penulisan Konfigurasi Elektron

Salah satu contoh penulisan konfigurasi elektronyang telah sobat Materi Kimia SMA pelajari sebelumnya yaitu: ₈O: 2 6. Bagaimana dengan materi kimia kelas XIsekarang, apakah seperti itu? Untuk menuliskan konfigurasi elektron berdasarkan teori atom mekanika kuantum, bayangkan bahwa inti atom memiliki tingkat-tingkat energi, dan setiap tingkat energi memiliki orbitalorbital yang masih kosong. Kemudian, elektron-elektron ditempatkan pada orbital-orbital sesuai dengan urutan tingkat energinya (aturan Aufbau), dan tingkat energi paling rendah diisi terlebih dahulu.

Pengisian orbital dengan tingkat energi sama, seperti px, py, pz, diusahakan tidak berpasangan sesuai aturan Hund, tempatnya boleh di mana saja, px, py, atau pz. Jika setelah masing-masing orbital dihuni oleh satu elektron masih ada elektron lain maka elektron ditambahkan untuk membentuk pasangan dengan spin berlawanan. Dalam setiap orbital maksimum dihuni oleh dua elektron, sesuai aturan Pauli.

Penulisan konfigurasi elektron dapat diringkas sebab dalam kimia yang penting adalah konfigurasi elektron pada kulit terluar atau elektron valensi. Contoh konfigurasi elektron atom natrium dapat ditulis sebagai: ₁₁Na: [Ne] 3s¹. Lambang [Ne] menggantikan penulisan konfigurasi elektron bagian dalam (₁₀Ne: 1s² 2s² 2p⁶).

Beberapa konfigurasi elektron atom dengan nomor atom 1 sampai nomor atom 20 ditunjukkan pada tabel berikut.

Konfigurasi Elektron dan Bilangan Kuantum

Berdasarkan konfigurasi elektron, Anda dapat menentukan bilangan kuantum suatu elektron. Contoh: atom oksigen memiliki 8 elektron, konfigurasi elektron atom oksigen adalah ₈O: 1s² 2s² 2p⁴ atau diuraikan sebagai berikut.

1) 1s² 2s² 2px² 2py¹ 2pz¹

2) 1s² 2s² 2px¹ 2py² 2pz¹

3) 1s2 2s2 2px¹ 2py¹ 2pz²

Ketiga penulisan konfigurasi tersebut benar sebab atom terakhir dapat berpasangan di mana saja dalam orbital 2p. Mengapa? Pada subkulit p, terdapat tiga orbital dengan tingkat energi sama (px= py = pz) sehingga kita tidak dapat menentukan secara pasti pada orbital mana elektron berpasangan. Dengan kata lain, kebolehjadian pasangan elektron dalam ketiga orbital-p adalah sama.

Akibat dari peluang yang sama dalam menemukan elektron pada suatu orbital maka Anda tidak dapat menentukan bilangan kuantum magnetiknya. Pada contoh tersebut, elektron terakhir dari atom oksigen memiliki bilangan kuantum sebagai berikut.

1) Bilangan kuantum utama, n= 2

2) Bilangan kuantum azimut, l= 1

3) Bilangan kuantum spin, s= –½ 

4) Bilangan kuantum magnetik, m= –1, +1, atau 0? (tidak pasti, semua orbital memiliki peluang yang sama untuk dihuni).

Dengan demikian, pada kasus atom oksigen terdapat ketidakpastian dalam bilangan kuantum magnetik atau momentum sudut.

Kasus tersebut benar-benar membuktikan bahwa keberadaan elektron-elektron di dalam atom tidak dapat diketahui secara pasti, yang paling mungkin hanyalah peluang menemukan elektron pada daerah tertentu di dalam ruang, sedangkan posisi pastinya tidak dapat diketahui.

Seperti itulah cara penulisan konfigurasi elektronberdasarkan teori atom mekanika kuantum. Materi kimia kelas XIselanjutnya yang akan sobat pelajari adalah kestabilan konfiguasi elektron