Konfigurasi Elektron dan Letak Unsur dalam Tabel Periodik Unsur

Konfigurasi elektron adalah cara elektron-elektron diatur di sekitar inti atom dalam kulit dan subkulit energi. Kulit adalah tingkat energi utama, diberi nomor 1, 2, 3, dan seterusnya berdasarkan bilangan kuantum utama (n). Subkulit adalah kelompok orbital dengan energi yang sama dalam satu kulit. Orbital adalah wilayah di sekitar inti tempat elektron kemungkinan besar ditemukan, dan ditandai dengan jenis orbital: s, p, d, atau f. Subkulit ditulis sebagai kombinasi nomor kulit dan jenis orbital, seperti 1s, 2s, 2p, 3s, 3d. Contohnya, subkulit 1s punya satu orbital s, dan subkulit 2p punya tiga orbital p. Konfigurasi elektron menunjukkan jumlah elektron di setiap subkulit dan membantu menentukan posisi unsur di tabel periodik, yaitu periode (baris) dan golongan (kolom).

Cara Menulis Konfigurasi Elektron

Elektron mengisi subkulit dari tingkat energi terendah ke tertinggi, mengikuti aturan Aufbau. Urutan pengisian subkulit adalah: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, dan seterusnya. Setiap subkulit punya jumlah maksimum elektron berdasarkan jumlah orbitalnya:

Subkulit s (1 orbital s): maksimum 2 elektron (contoh: 1s²)
Subkulit p (3 orbital p): maksimum 6 elektron (contoh: 2p⁶)
Subkulit d (5 orbital d): maksimum 10 elektron (contoh: 3d¹⁰)
Subkulit f (7 orbital f): maksimum 14 elektron (contoh: 4f¹⁴)

Contohnya, karbon (nomor atom 6) punya 6 elektron, jadi konfigurasi elektronnya adalah 1s² 2s² 2p², artinya 2 elektron di subkulit 1s, 2 di 2s, dan 2 di 2p. Untuk unsur dengan banyak elektron, kita gunakan singkatan gas mulia.

Misalnya, kalsium (nomor atom 20) ditulis sebagai [Ar] 4s², di mana [Ar] mewakili 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶. Namun, beberapa unsur logam transisi memiliki pengecualian dalam konfigurasi elektronnya, seperti kromium dan tembaga, yang akan dibahas lebih lanjut di bawah.

Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik

Tabel periodik mengatur unsur-unsur dalam baris (periode) dan kolom (golongan). Konfigurasi elektron menentukan letak unsur berdasarkan dua hal: nomor kulit terluar (periode) dan jumlah elektron valensi (golongan).

1. Periode: Kulit Terluar

Periode adalah nomor baris di tabel periodik, ditentukan oleh nomor kulit terluar (bilangan kuantum utama, n) dalam konfigurasi elektron. Kulit terluar adalah kulit dengan nomor tertinggi yang berisi elektron. Contoh:

Natrium (Na, nomor atom 11): Konfigurasi [Ne] 3s¹. Kulit terluar adalah n=3, jadi natrium ada di periode 3.
Kalium (K, nomor atom 19): Konfigurasi [Ar] 4s¹. Kulit terluar adalah n=4, jadi kalium ada di periode 4.
Kromium (Cr, nomor atom 24): Konfigurasi [Ar] 4s¹ 3d⁵. Kulit terluar adalah n=4, jadi kromium ada di periode 4.

Nomor kulit terluar (n) langsung menunjukkan periode unsur di tabel periodik, baik untuk blok s, p, maupun d.

2. Golongan: Elektron Valensi

Golongan adalah nomor kolom di tabel periodik, ditentukan oleh jumlah elektron valensi. Elektron valensi adalah elektron di subkulit terluar, yang berbeda untuk blok s, p, dan d:

Blok s (golongan 1A dan 2A):
Elektron valensi adalah elektron di subkulit s pada kulit terluar. Contoh:
- Litium (Li, nomor atom 3): Konfigurasi 1s² 2s¹. Elektron valensi = 1 (2s¹), jadi golongan 1A.
- Magnesium (Mg, nomor atom 12): Konfigurasi [Ne] 3s². Elektron valensi = 2 (3s²), jadi golongan 2A.
Blok p (golongan 3A–8A):
Elektron valensi adalah jumlah elektron di subkulit s dan p pada kulit terluar.
Contoh:
- Oksigen (O, nomor atom 8): Konfigurasi 1s² 2s² 2p⁴. Elektron valensi = 6 (2s² 2p⁴), jadi golongan 6A.
- Aluminium (Al, nomor atom 13): Konfigurasi [Ne] 3s² 3p¹. Elektron valensi = 3 (3s² 3p¹), jadi golongan 3A.
Blok d (golongan 3B–8B, 1B, 2B):
Unsur logam transisi di blok d memiliki elektron valensi di subkulit s (kulit terluar) dan subkulit d (kulit sebelumnya, n-1). Golongan ditentukan dengan menjumlahkan elektron di subkulit 4s dan 3d (atau setara untuk periode lain).
Namun, beberapa unsur memiliki pengecualian karena stabilitas subkulit d yang terisi penuh atau setengah penuh.
Contoh:
- Konfigurasi normal - Skandium (Sc, nomor atom 21): Konfigurasi [Ar] 4s² 3d¹. Elektron valensi = 2 (4s) + 1 (3d) = 3, jadi golongan 3B.
- Pengecualian - Kromium (Cr, nomor atom 24): Konfigurasi normal menurut aturan Aufbau seharusnya [Ar] 4s² 3d⁴. Namun, karena subkulit 3d⁵ lebih stabil (setengah penuh), konfigurasi menjadi [Ar] 4s¹ 3d⁵. Elektron valensi = 1 (4s) + 5 (3d) = 6, jadi golongan 6B.
- Pengecualian - Tembaga (Cu, nomor atom 29): Konfigurasi normal seharusnya [Ar] 4s² 3d⁹. Namun, karena subkulit 3d¹⁰ lebih stabil (penuh), konfigurasi menjadi [Ar] 4s¹ 3d¹⁰. Elektron valensi = 1 (4s) + 10 (3d) = 11, tapi tembaga ditempatkan di golongan 1B karena konvensi tabel periodik (berdasarkan sifat kimia dan posisi).

Unsur-unsur dalam golongan yang sama memiliki jumlah elektron valensi yang serupa. Untuk blok s dan p, golongan langsung sesuai dengan jumlah elektron valensi. Untuk blok d, golongan dihitung dari jumlah elektron di subkulit s dan d, meskipun pengecualian seperti kromium dan tembaga memerlukan perhatian khusus.

Contoh Penentuan Letak Unsur pada Tabel Periodik

Berikut beberapa contoh untuk menentukan letak unsur di tabel periodik berdasarkan konfigurasi elektron, termasuk unsur blok d:

Fluor (F, nomor atom 9, blok p)
Konfigurasi: 1s² 2s² 2p⁵
- Kulit terluar: n=2, jadi periode 2.
- Elektron valensi: 2s² 2p⁵ = 7 elektron, jadi golongan 7A.
Letak: periode 2, golongan 7A.
Magnesium (Mg, nomor atom 12, blok s)
Konfigurasi: [Ne] 3s²
- Kulit terluar: n=3, jadi periode 3.
- Elektron valensi: 3s² = 2 elektron, jadi golongan 2A.
Letak: periode 3, golongan 2A.
Kromium (Cr, nomor atom 24, blok d)
Konfigurasi: [Ar] 4s¹ 3d⁵ (pengecualian, bukan [Ar] 4s² 3d⁴)
- Kulit terluar: n=4, jadi periode 4.
- Elektron valensi: 4s¹ + 3d⁵ = 6 elektron, jadi golongan 6B.
Letak: periode 4, golongan 6B.
Tembaga (Cu, nomor atom 29, blok d)
Konfigurasi: [Ar] 4s¹ 3d¹⁰ (pengecualian, bukan [Ar] 4s² 3d⁹)
- Kulit terluar: n=4, jadi periode 4.
- Elektron valensi: 4s¹ + 3d¹⁰ = 11 elektron, tapi ditempatkan di golongan 1B berdasarkan konvensi.
Letak: periode 4, golongan 1B.

Fluor ada di blok p (periode 2, golongan 7A), magnesium di blok s (periode 3, golongan 2A), kromium di blok d (periode 4, golongan 6B) dengan konfigurasi pengecualian, dan tembaga di blok d (periode 4, golongan 1B) juga dengan konfigurasi pengecualian.

Cara Mudah Menentukan Konfigurasi Elektron

Untuk menulis konfigurasi elektron dan menemukan letak unsur di tabel periodik:

Tentukan jumlah elektron dari nomor atom.
Isi subkulit sesuai urutan Aufbau: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, dst.
Ingat kapasitas subkulit: s (2 elektron), p (6 elektron), d (10 elektron), f (14 elektron).
Perhatikan pengecualian untuk logam transisi seperti kromium ([Ar] 4s¹ 3d⁵) dan tembaga ([Ar] 4s¹ 3d¹⁰) karena stabilitas subkulit d.
Tentukan kulit terluar (n tertinggi) untuk periode.
Hitung elektron valensi: untuk blok s (subkulit s), blok p (subkulit s+p), blok d (subkulit s+d).

Coba latihan dengan unsur seperti nitrogen (nomor atom 7), kalium (nomor atom 19), kromium (nomor atom 24), atau tembaga (nomor atom 29). Tulis konfigurasi elektronnya, lalu tentukan periode dan golongannya!

Kesimpulan

Konfigurasi elektron menunjukkan cara elektron diatur dalam kulit dan subkulit atom. Subkulit adalah kelompok orbital (s, p, d, f) dalam kulit tertentu, seperti 1s, 2p, atau 3d. Nomor kulit terluar (n) menentukan periode, dan jumlah elektron valensi menentukan golongan di tabel periodik.

Untuk blok s dan p, elektron valensi dihitung dari subkulit s dan p.

Untuk blok d, elektron valensi mencakup subkulit s (kulit terluar) dan d (kulit n-1), dengan perhatian pada pengecualian seperti kromium dan tembaga.

Dengan memahami konfigurasi elektron, kamu bisa mengetahui letak setiap unsur di tabel periodik, termasuk logam transisi di blok d.

Berikut adalah 10 soal pilihan ganda dengan jawaban ganda (multiple choice multiple answer) tentang konfigurasi elektron dan letak unsur di tabel periodik. Pilih semua pernyataan yang benar untuk setiap soal. Pembahasan disediakan di bawah setiap soal.

Soal-1

Unsur X memiliki nomor atom 16. Manakah pernyataan yang benar mengenai unsur X?

Konfigurasi elektron X adalah 2, 8, 6
X berada pada periode ke-3
X berada pada golongan VIA
X termasuk unsur golongan transisi
Kulit terluar X berisi 2 elektron

Nomor atom 16 → konfigurasi: 2, 8, 6 → periode ke-3, golongan VIA. Bukan unsur transisi. Kulit terluar ada 6 elektron.

Soal-2

Unsur Y memiliki konfigurasi elektron 2, 8, 8, 1. Informasi manakah yang benar tentang unsur Y?

Nomor atomnya adalah 19
Berada pada periode ke-3
Termasuk golongan IA
Termasuk unsur alkali tanah
Memiliki 1 elektron di kulit terluar

Konfigurasi 2, 8, 8, 1 = 19 elektron → periode ke-4 (4 kulit), golongan IA (1 valensi). Alkali tanah = IIA → bukan Y.

Soal-3

Unsur dengan konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ memiliki ciri-ciri berikut, kecuali...

Terdiri dari 11 elektron
Termasuk periode ke-3
Termasuk golongan IA
Memiliki 2 elektron valensi
Unsur tersebut adalah natrium

Konfigurasi = 11 elektron → Na → periode ke-3, golongan IA, valensi: 1 elektron (3s¹), jadi opsi D salah.

Soal-4

Unsur dengan nomor atom 24 memiliki konfigurasi elektron...

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵
Termasuk unsur transisi
Terletak pada periode ke-4
Memiliki 4 kulit
Golongan IVA

Nomor 24 → konfigurasi khusus Cr: 4s¹ 3d⁵, periode ke-4, golongan VIB (bukan IVA), unsur transisi.

Soal-5

Unsur yang memiliki konfigurasi elektron dengan orbital d yang terisi sebagian adalah...

Unsur transisi
Golongan utama
Golongan IIIB sampai IIB
Termasuk periode ke-2
Terdapat pada blok d

Unsur dengan orbital d sebagian terisi → blok d → unsur transisi → periode ≥4, bukan golongan utama (IA-VIIIA).

Soal-6

Unsur Z memiliki 5 elektron pada kulit terluarnya. Pernyataan yang tepat adalah...

Z berada pada golongan VA
Z dapat memiliki konfigurasi 2, 3
Z termasuk unsur nonlogam
Z terletak pada blok p
Nomor atom Z bisa jadi 15

5 elektron valensi → golongan VA. Contoh: P (15) → konfigurasi 2, 8, 5. Nonlogam, blok p.

Soal-7

Unsur yang terletak pada periode ke-2 dan memiliki konfigurasi elektron berakhir di 2p adalah...

Memiliki maksimal 8 elektron
Termasuk blok p
Tidak memiliki orbital d
Terdiri dari 2 kulit
Contohnya: nitrogen dan oksigen

Periode ke-2: kulit K dan L → s dan p → maksimal 8 elektron. Tanpa orbital d. N (7), O (8) adalah contohnya.

Soal-8

Unsur yang konfigurasi elektronnya berakhir pada 4f termasuk dalam kategori...

Lantanida atau aktinida
Termasuk blok f
Golongan transisi dalam
Terletak pada periode 6 atau 7
Termasuk golongan utama

Orbital 4f → lantanida (periode 6) → blok f, transisi dalam, bukan golongan utama.

Soal-9

Manakah unsur berikut yang TIDAK mungkin memiliki elektron pada subkulit 3d?

Unsur dengan nomor atom 18
Unsur periode ke-3
Unsur golongan IA
Unsur dengan konfigurasi 1s² ... 3p⁶
Unsur dengan jumlah elektron < 21

Subkulit 3d mulai terisi pada unsur nomor 21 (Sc). Jadi semua dengan nomor < 21 tidak punya 3d. Periode 3 juga belum sampai 3d.

Soal-10

Unsur X memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴. Pernyataan yang tepat adalah...

Nomor atom X adalah 16
X berada pada periode ke-3
X memiliki 6 elektron valensi
X berada di golongan VIA
X termasuk unsur logam alkali

Konfigurasi = 16 → 2, 8, 6 → periode 3, golongan VIA, nonlogam, bukan logam alkali.

Pages