Elektron Valensi – Di dalam atom terdapat elektron yang di dalamnya juga terdapat elektron valensi. Elektron valensi ini sangat erat kaitannya dengan konfigurasi elektron.
(Ilustrasi: blog.usaha321.net)
Seperti yang sudah kalian pelajari pada materi teori atom, di dalam atom terdapat sebuah unsur yang bernama elektron. Tentu saja baik elektron maupun inti atom memiliki perannya masing-masing. Di dalam elektron, terdapat sebuah unsur bernama elektron valensi yang berperan penting dalam atom.
Di dalam materi tentang teori atom, kalian sudah mempelajari teori atom yang digambarkan sebagai tata surya, di mana elektron sebagai planet dan inti atom sebagai pusatnya. Nah, setiap elektron memiliki fungsinya masing-masing, lho. Apa saja? Yuk, simak penjelasan berikut ini.
Hubungan Elektron Valensi Dengan Konfigurasi Elektron
Seperti yang sudah kalian ketahui, konfigurasi elektron adalah sebuah persebaran elektron- elektron yang menjadi salah satu unsur pembentuk atom. Elektron hanya bisa berada pada lintasan orbitnya sendiri dengan masing-masing elektron memiliki energi berbeda.
Elektron valensi merupakan elektron dengan lintasan orbit paling luar dari sebuah atom. Sementara itu, konfigurasi elektron merupakan rumus untuk menghitung elektron sebuah unsur atom berdasarkan jumlah lintasan orbitalnya. Dari situlah, kalian dapat menemukan elektron valensi dari suatu unsur atom.
Cara Mencari Elektron Valensi
Sebelum menginjak materi elektron valensi, kalian tentunya harus memahami materi yang namanya konfigurasi elektron. Jika belum memahami betul materi konfigurasi elektron, yuk review sebentar materi ini, agar kalian mudah untuk mempelajari dan memahami bagaimana caranya mencari posisi elektron valensi.
Seperti yang Bohr jelaskan dalam model atomnya, disebutkan jika elektron bergerak dalam kulit elektron atau orbit edar elektron dengan ukuran energi yang tetap. Dalam pengertian elektron sebelumnya, dijelaskan jika tiap-tiap elektron memiliki kekuatan berbeda. Semakin jauh, semakin besar energinya.
Untuk mempermudah dalam memahaminya, level energi di setiap orbital dapat disimbolkan dengan huruf. Dimulai dengan huruf k (paling dekat dengan inti) dan diikuti dengan huruf berikutnya seperti l, m, n, dan seterusnya.
(Sumber gambar: https://bit.ly/3drJ1QP)
Jika bingung, huruf-huruf itu dapat diganti dengan simbol angka. Mulai dari angka 1 yang terdekat dengan inti, dan diikuti angka-angka selanjutnya.
Jumlah elektron pada tiap lintasan orbit ini berbeda-beda. Pada orbit yang terdekat dengan inti, yang bisa kita sebut dengan orbit 1, jumlah elektron maksimalnya adalah 2.
Pada lintasan orbit ke-2 terdekat dengan inti, jumlah elektronnya maksimal adalah 8. Pada lintasan orbital ke-3, terdapat maksimal 18 elektron. Jumlah elektron tiap orbit disimpulkan dalam tabel ini.
| Nomor kulit | Nomor kulit | Jumlah elektron maksimum |
| 1 | K | 2 |
| 2 | L | 8 |
| 3 | M | 18 |
| 4 | N | 32 |
| 5 | O | 50 |
| 6 | P | 72 |
| 7 | Q | 88, dst |
Jika dilihat dari jumlah elektron maksimum yang terdapat pada tiap-tiap orbital atau kulit elektron, maka kita akan mendapatkan rumus berikut untuk mencari jumlah elektron maksimum.
Rumus Mencari Jumlah Elektron dan Pembuktiannya
| 2n2 dengan n = jumlah kulit atau lintasan orbital. |
Dari rumus di atas diperoleh bahwa:
- Kulit ke-1 atau kulit K (paling dekat dengan inti) memiliki jumlah kulit (jumlah orbital) 1. Maka dari itu, n = 1. Maksimum jumlah elektron dalam satu kulit (satu lintasan orbital) hanya 2 elektron, sehingga 2 x 12=2elektron dalam satu lintasan orbit.
- Kulit ke-2 atau kulit L dengan n terhitung dari inti atom = 2 maka, 2 x 22=8elektron
- Kulit ke-3 atau kulit M dengan n = 3. Maka 2 x 32=18 elektron
- Kulit ke-4 atau kulit N dengan n = 4. Maka, 2 x 42=32 elektron
- Kulit ke-5 atau kulit O dengan n = 5. Maka, 2 x 52=50 elektron
Seperti yang kalian ketahui, elektron akan menempati lintasan orbit atau kulit elektron ke-1 terlebih dahulu sampai penuh, yaitu 2 elektron. Setelah itu, baru elektron lain mulai mengisi lintasan orbit berikutnya.
Namun, mulai lintasan orbit ke-2 atau lintasan orbit l, apabila jumlah elektronnya lebih dari 8 tetapi kurang dari 18, maka hanya akan diisikan 8 elektron saja. Maksudnya, lintasan orbital ke-2 atau lintasan l maksimal hanya dapat menampung 8 elektron.
Oleh karena itu, jika jumlah elektronnya lebih dari 8 tetapi kurang dari 18, lintasan orbit ke-2 hanya diisi 8. Sementara itu, elektron sisanya dialihkan ke lintasan ke-3 atau lintasan m.
Agar lebih jelas, kalian dapat menyimak tabel berikut, dari tabel berikut ini, kalian nantinya juga akan menemukan letak kulit atom atau elektron valensi.
(Ilustrasi: studiobelajar.com)
Contoh Tabel Berdasarkan Aturan Konfigurasi Elektron
Pada atom yang termasuk dalam unsur golongan utama, penentuan konfigurasi elektron yang didasarkan pada nomor atom atau jumlah elektronnya haruslah mengikuti aturan konfigurasi elektron. Seperti apa? Yuk simak penjelasan berikut ini.
- Unsur elektron akan mengisi kulit elektron atau lintasan orbital di sekeliling atom sebanyak-banyaknya sampai batas maksimum masing-masing lintasan.
- Apabila terdapat elektron yang tersisa setelah lintasan orbit mencapai batas maksimumnya, maka kalian harus mengikuti beberapa ketentuan sebagai berikut;
- Apabila jumlah elektron yang tersisa lebih dari 32, maka kulit atau lintasan orbital berikutnya akan diisikan oleh 32 elektron tersebut. Tentu tiap-tiap lintasan selanjutnya juga mengikuti aturan sesuai batas maksimumnya masing-masing.
- Apabila jumlah elektron yang tersisa adalah kurang dari 32, kulit atau lintasan orbital selanjutnya akan diisi oleh 18 elektron.
- Jika jumlah elektron tersisa kurang dari 18, maka lintasan orbital selanjutnya akan diisi oleh 8 elektron.
- Apabila jumlah elektron tersisa kurang atau sama dengan 8, maka kulit atau lintasan orbital selanjutnya akan diisi oleh semua sisa elektron yang ada.
Perhatikan tabel berikut untuk konfigurasi elektron dan jumlah kulit beberapa unsur pada sistem periodik unsur.
| Tanda atom | Jumlah elektron | Konfigurasi elektron | Jumlah kulit/orbital | |||
| 2He | 2 | 2 | 1 | |||
| 3lK | 3 | 2 | 1 | 2 | ||
| 4Be | 4 | 2 | 2 | 2 | ||
| 5B | 5 | 2 | 3 | 2 | ||
| 6C | 6 | 2 | 4 | 2 | ||
| 9F | 9 | 2 | 7 | 2 | ||
| 10Ne | 10 | 2 | 8 | 2 | ||
| 11Na | 11 | 2 | 8 | 1 | 3 | |
| 12Mg | 12 | 2 | 8 | 2 | 3 | |
| 13al | 13 | 2 | 8 | 3 | 3 | |
| 14S | 14 | 2 | 8 | 4 | 3 | |
| 15P | 15 | 2 | 8 | 5 | 3 | |
| 16S | 16 | 2 | 8 | 6 | 3 | |
| 17Ci | 17 | 2 | 8 | 7 | 3 | |
| 18Ar | 18 | 2 | 8 | 8 | 3 | |
| 19k | 19 | 2 | 8 | 8 | 1 | 4 |
| 20cu | 20 | 2 | 8 | 8 | 2 | 4 |
| 21ga | 31 | 2 | 8 | 10 | 3 | 4 |
Dari tabel sebelumnya, dapat kalian ketahui jumlah kulit elektron berhubungan dengan periode atom dalam tabel periodik. Dalam susunan atau konfigurasi elektron, dapat diketahui jumlah kulit yang dimiliki oleh suatu atom ( warna biru).
Selain itu, dalam susunan itu pula dapat kalian ketahui jumlah elektron pada masing-masing kulit (warna hijau). Dari tabel itu, kalian juga dapat mengambil data yang berwarna merah.
Kalian dapat menyebutnya sebagai elektron valensi. Hal ini merupakan jawaban atas pengertian dari elektron valensi itu sendir. Jumlah elektron yang menempel pada kulit terluar konfigurasi atau susunan jumlah elektron disebut elektron valensi.
Hubungan Elektron Valensi Dengan Konduktivitas Listrik
Harus kalian ketahui, elektron valensi merupakan bagian dari sebuah atom yang bertanggung jawab dalam proses konduktivitas listrik suatu atom. Hal ini karena elektron valensi mengakibatkan sebuah unsur dapat diklasifikasikan. Misalnya, unsur nonlogam, logam, atau unsur semikonduktor.
Secara umum, unsur logam memiliki konduktivitas listrik kadar tinggi saat berada di keadaan padat. Sebab, dalam sistem periodik unsur, unsur logam ini berada di sebelah kiri klasifikasi nonlogam. Akibatnya, logam memiliki jumlah elektron valensi yang lebih sedikit daripada unsur nonlogam.
Dalam benda padat, elektron valensi juga akan bersifat bebas. Artinya, ia dapat berpindah dari satu atom ke atom lain yang berada di dekatnya. Hal ini juga disebabkan karena energi ionisasi yang dimiliki termasuk kecil.
Nah, elektron valensi yang bersifat bebas ini bisa dipindahkan dari satu atom ke atom lainnya dengan diberi pengaruh medan listrik. Kesimpulannya, elektron valensi akan mempengaruhi konduktivitas listrik logam.
Contoh logam yang berperan sebagai konduktor yang baik adalah aluminium, tembaga, perak, dan emas. Pada klasifikasi nonlogam, unsurnya memiliki konduktivitas listrik yang cukup rendah.
Maka dari itu, unsur nonlogam biasanya hanya berperan sebagai isolator atau penghantar saja. Pada tabel periodik, unsur nonlogam dapat ditemui pada bagian kanan, serta memiliki kelopak valensi paling sedikit setengah penuh, kecuali pada unsur boron.
Selain tingkat konduktivitas listrik yang rendah, unsur nonlogam ternyata juga memiliki energi ionisasi yang besar sehingga elektron valensi tak dapat bergerak bebas meninggalkan atom meski diberi tegangan listrik. Contoh isolator pada unsur benda yang bersifat padat adalah belerang dan intan (alotrop karbon)
Tahukah kalian jika terdapat senyawa logam bersifat isolator? Hal tersebut dapat terjadi apabila elektron valensi di dalamnya digunakan dalam pembentukan ikatan ionik.
Misalnya pada natrium klorida. Meskipun unsur natrium termasuk unsur logam, natrium klorida ternyata merupakan isolator. Sebab, valensi unsur natrium ini ditransfer ke unsur klorin guna membentuk sebuah ikatan ionik. Hasilnya, elektron tak dapat bergerak bebas
Hubungan Sistem Periodik Unsur dengan Elektron Valensi.
Sifat-sifat yang dimiliki oleh sebuah atom memiliki kemiripan dengan jumlah elektron valensi. Untuk itulah, keduanya saling bergantung dengan konfigurasi elektron. Selain itu, sebuah sistem periodik unsur tersusun atas kemiripan sifat dan kenaikan nomor atom.
Konfigurasi elektron atom unsur juga memiliki hubungan dengan letak unsur dalam sistem periodik. Lebih jelasnya, yaitu:
- Jumlah elektron valensi sama dengan nomor golongan. Terkecuali untuk unsur helium (he) pada golongan viiia dan juga pada golongan elektron transisi
- Jumlah kulit elektron atau jumlah lintasan orbital yang ditempati oleh elektron-elektron memiliki kesamaan dengan nomor periode.
Contoh Soal Elektron Valensi dan Pembahasannya.
Misal, diketahui:
1. Dari unsur ca(z = 20), tentukan konfigurasi elektron serta elektron valensinya!
Jawab:
Pada pertanyaan tersebut, dapat kita tulis terlebih dahulu Ca (z=20). Serta dapat kalian ambil kesimpulan jika atom Ca memiliki masing-masing proton dan elektron adalah 20. Dua puluh elektron dari atom Ca mengisi penuh lintasan orbital k (maksimum 2 elektron) dan lintasan orbital l (maksimum 8 elektron).
Sisanya yaitu 10 elektron karena 2 elektron sebelumnya telah memenuhi orbital k dan 8 elektron sebelumnya juga sudah memenuhi batas maksimum lintasan orbital l. Bentuk matematikanya yaitu 20 – (2+8) +10 elektron tersisa.
Karena jumlah elektron yang tersisa adalah 10 (kurang dari 18 elektron), selanjutnya kalian dapat memasukkan sisanya ke lintasan orbital m berjumlah 8 elektron (karena orbital m maksimal 8 elektron). Sisanya, 2 elektron diletakkan pada lintasan orbital berikutnya yakni orbital n.
Konfigurasi yang didapatkan berdasarkan jumlah elektron di tiap-tiap lintasan orbital adalah 2, 8, 8, 2. Elektron valensi merupakan elektron yang letaknya berada pada orbital terluar. Maka, dalam soal tersebut sudah terjawab jika elektron valensinya adalah 2.
2. Dari unsur atom Cs (z = 55), tentukan konfigurasi dan elektron valensinya!
Jawab;
Dari soal Cs (z = 55) maka dapat kalian ambil kesimpulan jika atom tersebut memiliki 55 proton dan 55 elektron. Elektron dari unsur atom Cs digunakan untuk mengisi penuh lintasan orbit k (maksimal 2 elektron) dan lintasan orbit l (maksimal 8 elektron). Selain itu, lintasan orbit m (maksimum 18 elektron).
Maka, dapat diperoleh bahasa matematika 55 – (2 + 8 + 18) = 27 elektron sisa. Karena terdapat sisa, maka sisa tersebut dimasukkan ke lintasan orbit selanjutnya, yaitu orbital n.
Namun, karena sisanya kurang dari 32 elektron, maka jumlah elektron yang mengisi lintasan orbit mengikuti lintasan sebelumnya, yaitu 18 elektron saja. Dapat ditulis dengan lintasan orbital n 18 elektron dan tersisa lagi 9 elektron.
Karena jumlah elektron yang tersisa kurang dari 18 elektron, maka lintasan orbit o hanya akan diisi oleh 8 elektron. Dan sisanya, yakni 1 elektron akan diisikan ke orbit p.
Jadi, konfigurasi elektron dari atom cs yang didapat berdasarkan jumlah elektron pada tiap-tiap lintasan orbit adalah 55cs = 2, 8, 18, 18, 8, 1. Dari hasil konfigurasi atom cs tersebut dapat kalian ketahui jika elektron valensinya adalah 1.
Dalam mengitari inti atom sebagai pusatnya, elektron disekitar inti yang terus berputar memiliki jalur rotasinya sendiri. Seperti yang telah kalian pelajari di materi sebelumnya, tiap-tiap elektron memiliki energi dan tingkatan yang berbeda di setiap jalur rotasinya. Semakin jauh jaraknya dengan inti maka energinya akan semakin besar.
FAQ
Perlu kalian ingat, tiap-tiap elektron pasti mengitari inti atom sebagai pusatnya dengan jarak yang pasti sesuai dengan kapasitas energinya. Salah satu jenis elektronnya, yakni elektron valensi memiliki lintasan orbital pada atom bagian paling luar.
Salah satu cara untuk mencari jumlah elektron valensi dalam suatu atom adalah menggunakan konfigurasi elektron. Bagaimana? Masih bingung dengan pembahasannya? Kalian bisa klik link video ini:
Sekian pembahasan mengenai elektron valensi. Elektron valensi dapat ditentukan berdasarkan lintasan orbitnya atau ditentukan menggunakan konfigurasi elektron. Materi ini sebaiknya kalian pelajari dan pahami sebelum lanjut ke level materi berikutnya, ya. Jadi, jangan lupakan materi yang satu ini.