Elektron : Pengertian – Jenis – Rumus – Contoh Soal

Elektron adalah partikel subatomik (partikel yang lebih kecil dari atom) yang bermuatan negatif. Elektron dilambangkan dengan e^–. Elektron merupakan partikel elementer yang tidak memiliki komponen dasar maupun substruktur. Massa elektron sekitar 9,109 × 10^-31 kg dan memiliki muatan listrik sebesar -1,602 × 10^-19 coloumb. Subatomik pertama yang diberi nama elektron pertama kali ditemukan oleh Joseph John Thomson ketika meneliti sinar katoda pada tahun 1897.

J.J. Thomson memasang dua plat logam yang disusun paralel terhadap sinar katoda kemudian memberi potensi listrik diantara kedua plat tersebut. Elektron tersusun dan menyebar berdasarkan orbitnya. Elektron bergerak mengelilingi inti atom sesuai lapisan orbit tertentu. Lapisan orbit elektron disebut kulit elektron.

Baca juga : Contoh soal konfigurasi elektron

Hubungan Bilangan Kuantum dengan Elektron

Metode bilangan kuantum digunakan untuk menentukan posisi atom. Ada empat bilangan kuantum, yaitu:

1. Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama menggambarkan lintasan elektron atau tingkat energi utama. Bilangan kuantum utama dilambangkan dengan n. Bilangan kuantum utama selalu berupa bilangan positif dan tidak pernah nol, yaitu 1, 2, 3, 4 dan seterusnya. Lapisan atom dinyatakan dengan K, L, M, N, dan seterusnya. Jika nilai kuantum semakin besar, maka jarak elektron dengan inti atom semakin besar.

Contoh:

Jika elektron mempunyai nilai n = 1, 2, 3, 4

Penjelasan:

n = 1 elektron berada pada kulit K

n = 2 elektron berada pada kulit L

n = 3 elektron berada pada kulit M

n = 4 elektron berada pada kulit N

Baca juga : Mengenal Alkali tanah dalam ilmu fisika

2. Bilangan Kuantum Azimut (l)

Bilangan kuantum azimut atau disebut dengan momentum sudut menggambarkan subkulit. Bilangan kuantum dilambangkan degan l. Bilangan kuantum azimut digunakan untuk menentukan orbital dari elektron. Penanda subkulit pada bilangan azimut dilambangkan dengan s, p, d, f, dan seterusnya. Dan untuk nilai l = 4, 5, 6, 7, dan seterusnya. Empat huruf pertama adalah spektrum logam.

Ketentuan nilai kuantum azimut (l) tergantung pada nilai kuantum utama (n), dirumuskan dengan :

Nilai l = 0 sampai (n – 1)

Contoh:

• Nilai n = 1
  • Nilai l = 1s
• Nilai n = 2
  • Nilai l = 2s, 2p
• Nilai n = 3
  • Nilai l = 3s, 3p, 3d
• Nilai n = 4
  • Nilai l = 4s, 4p, 4d, 4f
• Nilai n = 5
  • Nilai l = 5s, 5p, 5d, 5f
• Nilai n = 6
  • Nilai l = 6s, 6p, 6d
• Nilai n = 7
  • Nilai l = 7s, 7p

Baca juga : Teori model atom modern

3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Bilangan kuantum magnetik menggambarkan orientasi orbital dalam subkulit. Bilangan kuantum magnetik dilambangkan dengan m. Bilangan kuantum magnetik digunakan untuk membedakan orientasi orbital dalam subkulit tertentu. Bilangan kuantum magnetik dinyatakan dengan bilangan bulat. Bilangan kuantum magnetik dirumuskan dalam:

Nilai m = –l sampai +l

Contoh:

Keterangan:

Kulit = n

Subkulit = l

Nama Orbital = nl

Orientasi = m₁

Baca juga : Perbedaan larutan elektrolit dan non-elektrolit

1) n = 1

  l = 0

  nl = 1s

  m₁ = 0;

Jumlah orbital = 1

Maksimum terisi = 2e^–

2) Kulit n = 2

• l = 0

  nl = 2s

  m₁ = 1, 0, -1

Jumlah orbital = 1

Maksimum terisi = 2e^–

• l = 1

nl = 2p

  m₁ = 1, 0, -1

Jumlah orbital = 3

Maksimum terisi = 6e^–

3) Kulit n = 3

• l = 0

  nl = 3s

  m₁ = 0

Jumlah orbital = 1

Maksimum terisi = 2e^–

• l = 1

  nl = 3p

  m₁ = 1, 0, -1

Jumlah orbital = 3

Maksimum terisi = 6e^–

Baca juga : Bahaya HCI bagi lingkungan

• l = 2

  nl = 3d

m₁ = 2, 1, 0, -1, -2

Jumlah orbital = 5

Maksimum terisi = 10e^–

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan kuantum spin menggambarkan arah rotasi  elektron dalam orbitnya. Bilangan kuantum dilambangkan dengan s. Setiap orbit memuat 2 elektron dengan arah rotasi yang berlawanan, yaitu:

• Searah putaran jarum jam atau ke atas dengan notasi +1/2
• Berlawanan arah jarum jam atau kebawah dengan notasi -1/2

Transisi Elektron

Transisi elektron adalah perpindahan elektron dari satu orbit ke orbit yang lain. Jika transisi berasal dari orbit yang lebih luar menuju orbit yang lebih dalam, maka akan menghasilkan energi. Sebaliknya, jika transisi berasal dari orbit yang lebih dalam menuju orbit yang lebih luar, maka akan membutuhkan energi.

Contoh perpindahan elektron:

1. Ketika kaca dan kain sutra saling digosokkan elektron dari kaca akan berpindah ke kain sutra, sehingga menghasilkan kaca bermuatan positif (+) dan kain bermuatan negatif (-).
2. Ketika mistar plastik dan kain wool saling digosokkan elektron dari kain wol akan berpindah ke mistar plastik, sehingga kain wool bermuatan positif (+) dan mistar plastik bermuatan negatif (-).
3. Ketika mistar plastik dan rambut manusia saling digosokkan elektron dari rambut manusia berpindah ke mistar plastik, sehingga rambut manusia bermuatan positif (+) dan mistar plastik bermuatan negatif (-).
4. Ketika balon dan kain wool saling digosokkan elektron dari kain wool akan berpindah ke balon, sehingga kain wool bermuatan positif (+) dan balon bermuatan negatif (-).
5. Ketika ebonit dan kain wool digosokkan elektron dari ebonit akan berpindah ke kain wool, sehingga ebonit bermuatan positif (+) dan kain wool bermuatan negatif (-).

Itulah penjelasan mengenai elektron. Semoga bermanfaat.