E-MODUL KONFIGURASI ELEKTRON DAN DIAGRAM ORBITAL

KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT penulis ucapkan atas selesainya penyusunan e-modul
konfigurasi elektron dan diagram orbital ini. E-modul ini merupakan pengembangan dari e-
modul sebelum-sebelumya yang sudah disusun terlebih dahulu. E-modul ini disusun dengan
tujuan sebagai referensi belajar siswa yang kesulitan mempelajari materi kimia terutama
konfigurasi elektron dan diagram orbital.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak
yang terlibat dalam penyusunan e-modul ini. Penulis berharap semoga adanya e-modul ini
bermanfaat bagi siswa-siswi dalam mempelajari materi kimia konfigurasi elektron dan diagram
orbital.

Semarang, 4 April 2022
Penulis,

Melisa Nur Kibtiah
1908076077

1
1

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...............................................................................................................1
DAFTAR ISI..............................................................................................................................2
DAFTAR TABEL......................................................................................................................3
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................4
URAIAN MATERI....................................................................................................................4

A. Penyusunan Elektron Menurut Teori Atom Bohr...........................................................5
B. Penyusunan Elektron Menurut Mekanika Kuantum.......................................................6

1. Pengertian Orbital ...................................................................................................6
2. Bilangan Kuantum ..................................................................................................6
3. Konfigurasi Elektron per Subkulit ..........................................................................7
4. Diagram Orbital ......................................................................................................9
5. Beberapa Penyimpangan dari Aturan Umum .......................................................10
RANGKUMAN .......................................................................................................................11
LATIHAN SOAL ....................................................................................................................12
PENUTUP................................................................................................................................15
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................................16

2
2

DAFTAR TABEL
Tabel 1 Jumlah Elektron Maksimum di Setiap Kulit.................................................................5
Tabel 2 Konfigurasi Elektron Atom Berkulit K sampai Q ........................................................6
Tabel 3 Nilai Bilangan Kuantum Utama dan Nomor Kulit .......................................................7
Tabel 4 Nilai Bilangan Kuantum Azimuth ................................................................................7
Tabel 5 Nilai Bilangan Kuantum Magnetik...............................................................................7

3
3

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Lintasan kulit elektron ..............................................................................................5
Gambar 2 Urutan Pengisian Subkulit Atom ..............................................................................8

4
4

URAIAN MATERI

A. Penyusunan Elektron Menurut Teori Atom Bohr
Elektron merupakan penyusun atom yang memiliki massa sangat ringan bahkan

dianggap sama dengan nol. Teori Bohr menyatakan bahwa elektron dalam atom
mengelilingi inti pada suatu lintasan tertentu. Lintasan ini disebut sebagai orbit elektron
atau kulit elektron. Masing-masing kulit memiliki tingkat energi tertentu. Semakin dekat
dengan inti, maka energinya akan semakin kecil. Sebaliknya, semakin jauh dari inti, maka
energinya akan semakin besar (Permana, 2009). Penjelasan tentang energi ini dapat
digambarkan sebagai berikut:

Gambar 1 Lintasan kulit elektron

Setiap kulit elektron hanya dapat diisi maksimum 2 2 elektron. Huruf menunjukkan

kulit yang ditempati elektron.
Tabel 1 Jumlah Elektron Maksimum di Setiap Kulit

Kulit ∑ maksimum
K 1 2(1)2 = 2
L 2 2(2)2 = 8
M 3 2(3)2 = 18
N 4 2(4)2 = 32
O 5 2(5)2 = 50
P 6 2(6)2 = 72
Q 7 2(7)2 = 98

55

Berikut ini beberapa konfigurasi elektron atom berkulit K sampai Q.
Tabel 2 Konfigurasi Elektron Atom Berkulit K sampai Q

Atom Jumlah Kulit K Kulit L Kulit M Kulit N Kulit O Kulit P Kulit Q

Elektron

18 18 2 8 8 - - - -

19 19 2 8 8 1 - - -

38 38 2 8 18 8 2 - -

56 56 2 8 18 18 8 2

88 88 2 8 18 32 18 8 2

Susunan konfigurasi elektron menunjukkan jumlah kulit yang dimiliki suatu atom

serta jumlah elektron pada masing-masing kulit. Jumlah elektron pada kulit terluar disebut

elektron valensi (Sutresna, Sholehudin and Herlina, 2016).

B. Penyusunan Elektron Menurut Mekanika Kuantum
1. Pengertian Orbital
Teori mekanika kuantum menyatakan bahwa elektron bergerak mengelilingi inti
pada orbital. Orbital menggambarkan daerah kebolehjadian ditemukannya elektron.
Kulit tempat elektron beredar terdiri atas beberapa subkulit. Setiap subkulit terdiri atas
orbital-orbital yang ditempati elektron-elektron. Hubungan antara kulit, subkulit, dan
orbital dapat diibaratkan seperti perumahan, rumah dan kamar (Devi et al., 2009).

2. Bilangan Kuantum
Bilangan kuantum menunjukkan keberadaan atau posisi elektron suatu atom

yang membedakannya dengan atom lain. Keberadaan elektron ini dikaitkan dengan
keempat bilangan kuantum, yaitu:
a. Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama atau yang memiliki simbol n menunjukkan ukuran
dari orbital atau nomor kulit yang ditempati suatu elektron (Utami, Supriadi and
Lesmono, 2019). Nilai bilangan kuantum utama pada setiap kulit dinyatakan
dalam tabel berikut:

6
6

Tabel 3 Nilai Bilangan Kuantum Utama dan Nomor Kulit

n 1234567

Kulit K L M N O P Q

Semakin jauh dari inti, maka nilai bilangan kuantum utama (n) akan

semakin besar. Hal ini dikarenakan tingkat energi yang dimiliki semakin besar.

b. Bilangan Kuantum Azimut (l)
Bilangan kuantum Azimut atau disebut juga bilangan kuantum orbital

adalah bilangan kuantum yang menyatakan bentuk ruang dari orbital (Saputra,

Supriadi and Prastowo, 2019). Bilangan kuantum azimuth (l) memiliki harga

sebagai berikut:

Tabel 4 Nilai Bilangan Kuantum Azimuth

Orbital s (sharp) P (principial) d (diffuse) f (fundamental)
2 3
l0 1

c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magentik menyatakan orientasi orbital dalam ruang atau

disebut juga sebagai bilangan kuantum orientasi orbital. Bilangan kuantum
magnetik dinyatakan dalam (2l+1) seperti tabel berikut:
Tabel 5 Nilai Bilangan Kuantum Magnetik

Orbital s (sharp) P (principial) d (diffuse) f (fundamental)

m 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

d. Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan kuantum spin menyatakan orientasi sudut momen magnetik.
Harga bilangan kuantum spin adalah + 1 atau − 1 . Jika searah dengan jarum jam,

22

maka bernilai positif (+). Sebaliknya, jika berlawanan arah dengan jarum jam,

maka bernilai negatif (-).

3. Konfigurasi Elektron per Subkulit

Konfigurasi elektron merupakan cara penyusunan elektron dalam suatu atom

(Aswan et al., 2021). Konfigurasi elektron ini disusun dengan cara per subkulit (s, p,

d, f) mengikuti aturan Aufbau. Aturan Aufbau menyatakan bahwa:

7
7

“Elektron menempati orbital secara bertahap dimulai dari yang berenergi
paling rendah. Setelah orbital berenergi rendah terisi penuh, elektron menempati
orbital yang energinya satu tingkat lebih tinggi dan seterusnya sampai semua elektron
dalam atom menempati orbitalnya”(Fernanda, Enawaty and Rasmawan, 2020).

Penyusunan elektron berdasarkan subkulit ini juga tertuang dalam surah yasin
36: 40, yaitu:

Artinya: “Tidaklah mungkin bagi matahari mengejar bulan dan malam pun tidak dapat
mendahului siang. Masing-masing beredar pada garis edarnya.”

Dari ayat di atas, dijelaskan bahwa matahari diibaratkan seperti inti atom yang
tidak mungkin beredar mengelilingi bulan (elektron). Karena pada kenyataannya,
elektronlah yang mengelilingi inti atom. Elektron-elektron mengelilingi inti atom
sesuai dengan garis edarnya. Garis edar atau lintasan tersebut dipengaruhi oleh energi
tiap elektron. Semakin dekat lintasan dengan inti atom, maka energinya semakin
rendah. Sebaliknya, semakin jauh lintasan dengan inti atom, maka energinya akan
semakin tinggi.

Dari jumlah energi yang ada dalam orbital, urutan pengisian orbital
digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2 Urutan Pengisian Subkulit Atom
Dalam menentukan konfigurasi elektron, dapat disingkat dengan menggunakan
elektron gas mulia seperti berikut:

88

He2 = 1 2
Ne10 = 1 22 2 2 6
Ar18 = 1 22 2 2 63 23 6
Kr36 = 1 22 2 2 63 23 64 23 104 6
Xe54 = 1 22 2 2 63 23 64 23 104 65 24 105 6
Contoh:
K19 = 1 22 2 2 63 23 64 1 maka jika disingkat menjadi K19 = [Ar] 4 1

4. Diagram Orbital
Diagram orbital adalah diagram yang digunakan untuk menentukan nilai

bilangan kuantum suatu elektron melalui konfigurasinya. Diagram orbital ini dibuat
dengan cara menulis konfigurasi elektron sesuai dengan aturan Aufbau. Setelah itu,
buat analogi (sebuah kotak) sesuai dengan orbital terakhirnya (s = 1, p = 2, d = 5, f =
7). Kemudian isilah kotak tersebut dengan tanda panah ke atas atau pun ke bawah
sesuai orbital terakhir dari suatu elektron.

a. Kaidah Hund
Kaidah Hund menyatakan bahwa, elektron-elektron pada orbital yang

memiliki tingkat energi yang sama akan mengisi terlebih dahulu kotak-kotak yang
kosong degan arah spin tertentu. Kemudian, orbital diisi dengan elektron
berikutnya dengan arah spin yang berlawanan. Aturan tersebut berlaku pada
pengisian elektron pada orbital.

Contoh: 3 3, diagram orbital yang sesuai yaitu: ↑ ↑ ↑

b. Asas Larangan Pauli
Asas larangan pauli menyatakan bahwa, elektron-elektron dalam satu atom

tidak boleh memiliki bilangan kuantum yang keempat-empatnya sama. Dari teori
ini, dapat diketahui bahwa nilai bilangan kuantum yang sama dalam suatu
elektron maksimum adalah tiga bilangan kuantum. Artinya, jika nilai bilangan
kuantum n, l, m sama, maka s-nya berbeda.

c. Penentuan Bilangan Kuantum
Penentuan bilangan kuantum ditentukan oleh konfigurasi elektron dan

diagram orbital. Cara menentukan bilangan kuantum sendiri adalah menuliskan
konfigurasi elektron. Setelah itu, buat diagram orbital yang ditempati oleh

99

elektron valensi yang akan ditentukan bilangan kuantumnya kemudian tentukan
bilangan kuantumnya.
5. Beberapa Penyimpangan dari Aturan Umum

Setiap unsur memiliki kecenderungan untuk mencapai kestabilan. Kestabilan
diperoleh ketika orbital terisi penuh atau setengah penuh (Utami et al., 2009). Ada
beberapa unsur yang tidak mengikuti aturan Aufbau, yaitu:
24 = 1 22 2 2 63 23 64 13 5
29 = 1 22 2 2 63 23 64 13 10
47 = 1 22 2 2 63 23 64 23 104 65 14 10

10
10

RANGKUMAN
Elektron merupakan penyusun atom yang memiliki massa sangat ringan bahkan
dianggap sama dengan nol. Teori Bohr menyatakan bahwa elektron dalam atom mengelilingi
inti pada suatu lintasan tertentu. Lintasan ini disebut sebagai orbit elektron atau kulit elektron.
Teori mekanika kuantum menyatakan bahwa elektron bergerak mengelilingi inti pada
orbital. Orbital menggambarkan daerah kebolehjadian ditemukannya elektron. Kulit tempat
elektron beredar terdiri atas beberapa subkulit. Setiap subkulit terdiri atas orbital-orbital yang
ditempati elektron-elektron.
Bilangan kuantum merupakan bilangan yang menunjukkan keberadaan atau posisi
elektron suatu atom yang membedakannya dengan atom lain. Keberadaan elektron ini
dikaitkan dengan keempat bilangan kuantum, yaitu: Bilangan kuantum utama (n), bilangan
kuantum azimuth (l), bilangan kuantum magnetik (m), dan bilangan kuantum spin (s).
Diagram orbital adalah diagram yang digunakan untuk menentukan nilai bilangan
kuantum suatu elektron melalui konfigurasinya. Diagram orbital ini dibuat dengan cara menulis
konfigurasi elektron sesuai dengan aturan Aufbau. Setelah itu, buat analogi (sebuah kotak)
sesuai dengan orbital terakhirnya (s = 1, p = 2, d = 5, f = 7). Kemudian isilah kotak tersebut
dengan tanda panah ke atas atau pun ke bawah sesuai orbital terakhir dari suatu elektron.

11
11

LATIHAN SOAL

1. Konfigurasi elektron ion yang memiliki massa 55 dan dan neutron 30 adalah…
a. 1 22 22 63 23 63 5
b. 1 22 22 63 23 64 23 10
c. 1 22 22 63 23 64 23 5
d. 1 22 22 63 23 64 23 3
e. 1 22 22 63 23 64 23 7

2. Dari unsur-unsur dengan nomor atom Ti = 22; V = 23; Cr = 24; Mn = 25; dan Fe = 26
yang memiliki jumlah elektron yang tidak berpasangan paling banyak adalah…

a. Ti

b. V

c. Cr

d. Mn

e. Fe

3. Ion 3+memiliki konfigurasi elektron 1 22 22 63 23 63 5. Harga keempat bilangan

kuantum elektron terakhir dari unsur X adalah…

a. n = 3; l = 2; m = +2; s = + 1
2

b. n = 3; l = 2; m = -2; s = - 1
2

c. n = 3; l = 2; m = +1; s = - 1
2

d. n = 3; l = 2; m = +2; s = + 1
2

e. n = 3; l = 2; m = -1; s = - 1
2

4. Koordinat bilangan kuantum elektron terluar atom 19 yang benar adalah…

a. (4, 0, 0, + 21) atau (4, 0, 1, + 12)

b. (4, 0, 1, − 12) atau (4, 0, 0, − 12)

c. (4, 1, 1, + 12) atau (4, 0, 0, − 21)

d. (4, 0, 0, + 21) atau (4, 0, 0, − 12)

e. (4, 0, 1, + 1) atau (4, 1, 1, − 1)

22

1122

5. Pernyataan yang benar untuk atom As dengan konfigurasi elektron [Ar] 4 23 104 3 dan
atom Sb dengan konfigurasi elektron [Kr] 5 24 105 3 adalah…
a. Energi ionisasi pertama As < Sb
b. Sifat Paramagnetik As < Sb
c. Kelektronegatifan As < Sb
d. Jari-jari ion 3− < 5+
e. Jari-jari atom As < Ab

6. Suatu unsur dinotasikan sebagai X. Jika unsur X memiliki elektron valensi 7 dan berada
pada kulit ketiga, nomor atom unsur X tersebut adalah…
a. 25
b. 20
c. 18
d. 17
e. 8

7. Suatu unsur terletak pada golongan VI A periode 3 dalam tabel periodik. Konfigurasi
elektron dari atom unsur tersebut adalah…
a. 1 22 2 2 63 23 2
b. 1 22 2 2 63 23 3
c. 1 22 2 2 63 23 4
d. 1 22 2 2 63 23 5
e. 1 22 2 2 63 23 6

8. Suatu atom dengan elektron valensi memiliki bilangan kuantum n=3; l=2; m= -1; s= -12.
Maka, nomor atom unsur tersebut adalah…
a. 18
b. 24
c. 27
d. 29
e. 30

1133

9. Di antara bilangan kuantum berikut, yang tidak diperbolehkan adalah…
a. n = 3; l = 2; m = 1
b. n = 2; l = 1; m = -1
c. n = 3; l = 3; m = -1
d. n = 3; l = 0; m = 0
e. n = 3; l = 2; m = -1

10. Diketahui data konfigurasi elektron beberapa unsur:
K = [Ar] 4 23 3
L = [Ar] 4 23 5
M = [Ar] 4 23 6
N = [Ar] 4 23 7
O = [Ar] 4 23 10
Pasangan unsur yang stabil adalah…
a. K dan L
b. L dan M
c. M dan N
d. L dan O
e. L dan N

1144

PENUTUP
E-Modul konfigurasi elektron dan diagram orbital ini tersusun atas uraian materi,
rangkuman materi dan latihan soal. Setelah siswa mempelajari e-modul ini dengan baik dan
dapat menyelesaikan latihan soal dengan baik maka diharapkan telah menyerap materi dengan
baik dan benar-benar memahaminya.
Terima kasih penulis ucapkan kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam
penulisan e-modul ini sehingga bisa tersusun dengan baik. Penulis menyadari
ketidaksempurnaan e-modul ini. Untuk itu, kritik dan saran yang dapat membangun modul ini
menjadi lebih baik sangat diharapkan. Semoga e-modul ini dapat bermanfaat bagi para
pembaca dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.

1155

DAFTAR PUSTAKA
Aswan, D. et al. (2021) ‘Pengembangan Media KIT Konfigurasi Elektron untuk Peserta Didik

di SMA’, Jurnal Education and Development, 9(4).
Devi, P. K. et al. (2009) Kimia Kelas X SMA dan MA. Suryani, L. Jakarta.
Fernanda, A., Enawaty, E. and Rasmawan, R. (2020) ‘Peningkatan Hasil Belajar Konfigurasi

Elektron dengan Menggunakan KIT SELECTION (Smart Electron Configuration)’,
Jurnal Eksakta Pendidikan (JEP), 4(2). doi: 10.24036/jep/vol4-iss2/506.
Permana, I. (2009) Kimia SMA/MA untuk Kelas X Semester 1 dan 2. Jakarta: Pusat Perbukuan.
Saputra, B. H., Supriadi, B. and Prastowo, S. H. B. (2019) ‘Ketidakpastian Momentum Atom
Deuterium Menggunakan Pendekatan Ketidakpastian Heisenberg Pada Bilangan
Kuantum n ≤ 3’, in Seminar Nasional Pendidikan Fisika 2019.
Sutresna, N., Sholehudin, D. and Herlina, T. (2016) Aktif dan Kreatif Belajar Kimia. I. Edited
by G. R. Huda. Bandung: Grafindo Media Pratama.
Utami, B. et al. (2009) Kimia untuk SMA/MA Kelas X. Edited by C. C. Dewi. Surakarta: Pusat
Perbukuan.
Utami, F., Supriadi, B. and Lesmono, A. D. (2019) ‘Probabilitas Posisi Elektron Dalam Atom
Tritium Pada Bilangan Kuantum’, in Seminar Nasional Pendidikan Fisika 2019.

1166