Elektron valensi adalah elektron dalam atom yang berperan dalam pembentukan ikatan kimia. Pada unsur-unsur golongan utama (IA, IIA, IIIA, hingga VIIIA), elektron valensi adalah elektron yang berada pada kulit elektron terluar.
Oleh karena itu, kulit elektron terluar sering disebut sebagai kulit valensi. Namun, perlu diperhatikan bahwa tidak semua elektron valensi hanya berada pada kulit terluar. Elektron valensi unsur-unsur golongan transisi dapat berada pada kulit elektron yang lebih dalam dari kulit terluar.
Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Kesetimbangan Kimia
Gas Mulia
Konfigurasi Elektron
Konfigurasi elektron merupakan susunan persebaran (distribusi) elektron-elektron dalam atom. Elektron hanya dapat berada pada lintasan peredaran elektron tertentu dalam atom, bergantung pada level energinya. Lintasan peredaran elektron ini disebut juga sebagai kulit elektron. Kulit elektron pertama yang terdekat dengan inti atom disebut kulit K, kemudian kulit kedua disebut kulit L, kulit ketiga disebut kulit M, dan seterusnya berurut berdasarkan alfabet.
Setiap kulit elektron hanya dapat terisi sejumlah tertentu elektron. Jumlah maksimum elektron yang dapat terisi pada kulit elektron ke-n adalah 2n2, di mana n adalah nomor kulit atau bilangan kuantum utama.
- Kulit K (n = 1) maksimum terisi 2 × 12 = 2 elektron.
- Kulit L (n = 2) maksimum terisi 2 × 22 = 8 elektron.
- Kulit M (n = 3) maksimum terisi 2 × 32 = 18 elektron.
- Kulit N (n = 4) maksimum terisi 2 × 42 = 32 elektron.
- Kulit O (n = 5) maksimum terisi 2 × 52 = 50 elektron.
Elektron-elektron akan mengisi kulit-kulit elektron pada atom dimulai dari kulit pertama yang terdekat dengan inti, yakni kulit K yang merupakan level energi yang terendah. Jika kulit K telah terisi penuh dengan 2 elektron, selanjutnya elektron akan mengisi kulit L. Lalu jika kulit L telah terisi penuh dengan 8 elektron, selanjutnya elektron akan mengisi kulit M, N, dan seterusnya secara bertahap. Namun, jumlah maksimum elektron pada kulit terluar (kulit valensi) dari suatu atom adalah 8.
Ilustrasi konfigurasi elektron atom Li, B, O, Ne, Na, dan K berdasarkan kulit elektron
(Sumber: Spencer, James N., Bodner, George M., & Rickard, Lyman H. 2011. Chemistry: Structure and Dynamics (5th edition). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.)
Untuk atom unsur golongan utama, penentuan konfigurasi elektron berdasarkan nomor atom atau jumlah elektronnya dapat mengikuti aturan sebagai berikut.
- elektron-elektron akan mengisi penuh sebanyak mungkin kulit elektron;
- bila masih ada elektron yang tersisa (tidak dapat mengisi kulit elektron hingga batas maksimum kulit), terdapat ketentuan:
- jika jumlah elektron tersisa > 32, kulit selanjutnya akan diisi oleh 32 elektron;
- jika jumlah elektron tersisa < 32, kulit selanjutnya akan diisi oleh 18 elektron;
- jika jumlah elektron tersisa < 18, kulit selanjutnya akan diisi oleh 8 elektron;
- jika jumlah elektron tersisa ≤ 8, kulit selanjutnya akan diisi oleh semua sisa elektron yang ada.
Berikut tabel yang menunjukkan konfigurasi elektron dari beberapa unsur berdasarkan kulit elektron.
Pada tabel tersebut terlihat konfigurasi elektron atom unsur-unsur transisi seperti Sc, Ti, Cr, Cu, dan Zn. Bila diperhatikan, konfigurasi elektron untuk unsur Sc, Ti, dan Cr tidak mengikuti aturan konfigurasi berdasarkan kulit elektron seperti yang telah dijelaskan di atas. Hal ini dikarenakan penentuan konfigurasi elektron atom unsur golongan transisi hanya dapat didasarkan pada orbital atom. Jadi, untuk atom unsur golongan transisi, aturan penentuan konfigurasi elektronnya lebih kompleks.
Penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital atom akan dibahas dalam bab “Bilangan Kuantum”. Setiap orbital dalam atom akan ditandai dengan satu set nilai bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik (ml) yang khusus. Lalu, setiap orbital maksimum terisi 2 elektron, yang masing-masing memiliki bilangan kuantum spin (ms) tersendiri. Keempat bilangan kuantum tersebut digunakan untuk mendeskripsikan energi elektron, sebagaimana seperti “alamat” elektron dalam sebuah atom untuk menemukan probabilitas keberadaan elektron dalam atom tersebut.
Elektron Valensi dan Sistem Periodik Unsur
Sifat-sifat dari suatu unsur sangat bergantung pada konfigurasi elektronnya, terutama pada jumlah elektron valensinya. Unsur-unsur dengan jumlah elektron valensi yang sama umumnya memiliki kemiripan sifat. Oleh karena sistem periodik unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat, terdapat hubungan antara konfigurasi elektron atom unsur dan letak unsur dalam sistem periodik, di mana:
- nomor periode sama dengan jumlah kulit elektron
- nomor golongan sama dengan jumlah elektron valensi (kecuali unsur He pada golongan VIIIA dan unsur-unsur golongan transisi)
Contoh Soal Elektron Valensi dan Pembahasan
Tentukan konfigurasi elektron dari atom dan ion unsur-unsur berikut.
a. Ca (Z = 20)
b. Cs (Z = 55)
Jawab:
a. Ca (Z = 20) menunjukkan bahwa atom Ca memiliki 20 proton dan 20 elektron.
20 elektron atom Ca akan mengisi penuh kulit K (2 e−) dan kulit L (8 e−) sehingga tersisa 20 − (2 + 8) = 10 elektron.
Karena jumlah elektron tersisa < 18, maka kulit selanjutnya, yakni kulit M, akan diisi oleh 8 e−. Dengan demikian, tersisa 20 − (2 + 8 + 8) = 2 elektron.
Karena jumlah elektron tersisa ≤ 8, maka kulit selanjutnya, yakni kulit N, akan diisi oleh semua elektron yang masih tersisa, yaitu sejumlah 2 elektron.
Jadi, konfigurasi elektron atom Ca adalah 20Ca : 2 8 8 2
b. Cs (Z = 55) menunjukkan bahwa atom Cs memiliki 55 proton dan 55 elektron.
55 elektron atom Cs akan mengisi penuh kulit K (2 e−), kulit L (8 e−), dan kulit M (18 e−) sehingga tersisa 55 − (2 + 8 + 18) = 27 elektron.
Karena jumlah elektron tersisa < 32, maka kulit selanjutnya, yakni kulit N, akan diisi oleh 18 e−. Dengan demikian, tersisa 20 − (2 + 8 + 18 + 18) = 9 elektron.
Karena jumlah elektron tersisa < 18, maka kulit selanjutnya, yakni kulit O, akan diisi oleh 8 e−. Dengan demikian, tersisa 20 − (2 + 8 + 18 + 18 + 8) = 1 elektron.
Karena jumlah elektron tersisa ≤ 8, maka kulit selanjutnya, yakni kulit P, akan diisi oleh semua elektron yang masih tersisa, yaitu sejumlah 1 elektron.
Jadi, konfigurasi elektron atom Cs adalah 55Cs : 2 8 18 18 8 1
Elektron Valensi – Referensi
Earl, Bryan & Wilford, Doug. 2014. Cambridge IGCSE® Chemistry (3rd edition). London: Hodder Education
Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga
Spencer, James N., Bodner, George M., & Rickard, Lyman H. 2011. Chemistry: Structure and Dynamics (5th edition). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.
Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2nd edition). New York: W.H. Freeman and Company
Artikel: Elektron Valensi Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia FMIPA UI
Materi StudioBelajar.com lainnya:
- Ikatan Hidrogen
- Sifat Koligatif Larutan
- Struktur Atom
Jakarta -
Konfigurasi elektron adalah susunan atau gambaran yang menunjukan penempatan elektron dalam suatu atom. Susunan elektron-elektron tersebut berdasarkan kulit atau orbital.
Konfigurasi elektron dalam atom, bisa diungkapkan dengan diagram curah hujan dan diagram orbital. Keduanya bisa bermanfaat untuk menentukan molekul dan teori, seperti dikutip dari e-Modul Kimia Kelas X terbitan Kemdikbud yang disusun oleh Baston Pasaribu.
Melalui, konfigurasi elektron kita dapat mengetahui golongan dan periode dari suatu atom. Golongan tersebut ditunjukkan oleh jumlah elektron terluar (elektron valensi), dan periode ditunjukkan oleh nomor kulit terbesar pada isi elektron (kulit terluar).
Menurut Modul Kimia Kelas 10 terbitan Kemdikbud yang disusun oleh Fadillah Okty Myranthika, M.Pd., hal yang mendasari konfigurasi elektron adalah cara untuk menuliskan orbital, yaitu melalui teori atom Bohr dan teori atom mekanika kuantum.
Teori Atom Bohr
Lintasan-lintasan elektron disebut juga dengan kulit elektron, yang ditempati oleh jumlah elektron maksimal.
Dalam teori ini, konfigurasi elektron adalah pengisian elektron yang dimulai dari tingkat energi (kulit) paling rendah, yaitu kulit yang pertama kulit K, setelah kulit K sudah terisi penuh, dilanjutkan ke kulit L, kulit M, kulit N, hingga seterusnya.
Jumlah elektron maksimal yang ditempati setiap kulit elektron, dapat diketahui menggunakan rumus : 2.n2
Kulit K (n =1) maksimal menampung 2.12 = 2Kulit L (n = 2) maksimal menampung 2.22 = 8
Kulit M (n =3) maksimal menampung 2.23 = 16, hingga seterusnya.
Untuk menuliskan konfigurasi elektron suatu atom, yaitu dengan cara mengetahui jumlah elektron suatu atom yang ditunjukkan melalui nomor atom.
Teori Mekanika Kuantum
Elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti pada kulit atom. Setiap kulit atom, terdiri atas subkulit, yang berisi bilangan kuantum (kumpulan orbital s, p, d, dan f).Untuk memudahkan penentuan nilai bilangan kuantum digunakan sebuah diagram orbital. Diagram orbital dilambangkan dengan sebuah kotak.Subkulit s = 1 kotakSubkulit p = 3 kotakSubkulit d = 5 kotak
Subkulit f = 7 kotak
Dalam model mekanika kuantum, penulisan konfigurasi elektron menggunakan diagram orbital perlu mengikuti aturan penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital. Kedudukan elektron terluar dari suatu atom bisa ditentukan melalui bilangan kuantumnya.
Model mekanika kuantum dikenal dengan empat bilangan kuantum, yang menjelaskan letak elektron-elektron suatu atom, yakni bilangan kuantum utama (n), azimuth (l), magnetik (m), dan spin (s).
Aturan-aturan penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbitalnya, terdiri dari asas aufbau, larangan pauli, kaidah Hund . Berikut adalah penjelasan setiap aturan asasnya:
Asas Aufbau
Pengisian elektron dimulai dari subkulit dengan tingkat energi paling rendah ke lebih tinggi. Setiap subkulit mempunyai batasan elektron yang dapat diisikan yakni:Subkulit s = 1 orbital maksimal berisi 2 elektronSubkulit p = 3 orbital maksimal berisi 6 elektronSubkulit d = 5 orbital maksimal berisi 10 elektron
Subkulit f = 7 orbital maksimal berisi 14 elektron
Diagram tingkat energi menurut asas aufbau:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4d 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Asas larangan Pauli
Setiap orbital diisi maksimum 2 elektron dengan spin yang berlawanan. Kemungkinan 2 elektron akan memiliki 3 bilangan kuantum n, l, dan m sama, bilangan kuantum s berbeda.
Kaidah Hund
Konfigurasi elektron energi terendah merupakan jumlah elektron tak berpasangan dengan spin paralel yang terbanyak, dengan tingkat energi yang sama.
Aturan Setengah Penuh
Konfigurasi elektron yang berakhiran pada subkulit berlaku aturan penuh setengah penuh. Aturan ini menyatakan bahwa, suatu elektron mempunyai kecenderungan berpindah orbital apabila dapat membentuk susunan elektron yang lebih stabil.
Itu tadi penjelasan mengenai konfigurasi elektron beserta cara menentukanya. Selamat belajar ya detikers!
Simak Video "Fakta-fakta dari Ledakan Pabrik Kimia di Cilegon"
(lus/lus)