Pahami konsep dasar kimia kelas 10 dengan kumpulan soal konfigurasi elektron dan bilangan kuantum ini. Artikel ini menyajikan 32 soal latihan komprehensif, meliputi 20 soal pilihan ganda, 5 soal isian singkat, 5 soal uraian, dan 2 soal mencocokkan, yang dirancang khusus untuk menguji pemahaman Anda tentang materi esensial ini. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan pembahasan mendalam, membantu Anda mengidentifikasi area yang perlu diperkuat. Mulai dari menentukan konfigurasi elektron atom, ion, hingga memahami bilangan kuantum utama, azimut, magnetik, dan spin, Anda akan menemukan tantangan yang relevan. Persiapkan diri Anda untuk ulangan harian, ujian semester, atau sekadar memperdalam pengetahuan kimia Anda. Tingkatkan nilai Anda dan kuasai topik konfigurasi elektron serta bilangan kuantum dengan panduan lengkap ini!
A. Soal Pilihan Ganda (20 Soal)
- Konfigurasi elektron atom ¹¹Na adalah …
A. 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
B. 1s² 2s² 2p⁶ 3p¹
C. 1s² 2s² 2p⁵ 3s²
D. 1s² 2s² 2p⁷
E. 1s² 2s² 2p⁶ - Atom X memiliki nomor atom 17. Konfigurasi elektron ion X⁻ adalah …
A. [Ne] 3s² 3p⁴
B. [Ne] 3s² 3p⁵
C. [Ne] 3s² 3p⁶
D. [Ar]
E. [Kr] - Jumlah elektron valensi dari atom dengan konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴ adalah …
A. 2
B. 4
C. 6
D. 8
E. 10 - Bilangan kuantum utama (n) menyatakan …
A. Bentuk orbital
B. Arah orbital
C. Ukuran atau tingkat energi utama orbital
D. Spin elektron
E. Jumlah elektron - Nilai bilangan kuantum azimut (l) untuk subkulit d adalah …
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
E. 4 - Berapa jumlah orbital pada subkulit p?
A. 1
B. 3
C. 5
D. 7
E. 9 - Pasangan bilangan kuantum yang tidak mungkin adalah …
A. n=2, l=1, m=0, s=+1/2
B. n=3, l=2, m=-2, s=-1/2
C. n=1, l=0, m=0, s=+1/2
D. n=2, l=2, m=0, s=-1/2
E. n=3, l=0, m=0, s=+1/2 - Atom dengan nomor atom 20 memiliki konfigurasi elektron …
A. [Ar] 4s²
B. [Ne] 3s² 3p⁶ 4s²
C. [Kr] 5s²
D. [Ar] 3d¹⁰ 4s²
E. [Ne] 3s² 3p⁶ 4s¹ - Berdasarkan aturan Hund, pengisian elektron dalam orbital-orbital yang energinya setingkat adalah …
A. Berpasangan terlebih dahulu
B. Mengisi semua orbital dengan spin yang sama, baru kemudian berpasangan
C. Mengisi orbital secara acak
D. Langsung berpasangan jika ada ruang
E. Mengisi orbital dengan spin berlawanan - Elektron terakhir dari atom X memiliki bilangan kuantum n=3, l=1, m=-1, s=+1/2. Nomor atom X adalah …
A. 13
B. 14
C. 15
D. 16
E. 17 - Unsur dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d⁵ 4s² terletak pada golongan dan periode …
A. Golongan VA, Periode 4
B. Golongan VIIB, Periode 4
C. Golongan VIIA, Periode 3
D. Golongan VB, Periode 4
E. Golongan VIIIB, Periode 4 - Jumlah elektron tidak berpasangan pada atom Fe (nomor atom 26) adalah …
A. 0
B. 2
C. 4
D. 6
E. 8 - Berapakah bilangan kuantum spin (s) yang mungkin untuk elektron?
A. Hanya +1/2
B. Hanya -1/2
C. +1 atau -1
D. +1/2 atau -1/2
E. 0 - Ion Cr³⁺ (nomor atom Cr=24) memiliki konfigurasi elektron …
A. [Ar] 3d³
B. [Ar] 3d¹ 4s²
C. [Ar] 3d⁴
D. [Ar] 3d⁵
E. [Ar] 4s¹ 3d² - Prinsip Aufbau menyatakan bahwa …
A. Tidak ada dua elektron dalam satu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yang sama.
B. Elektron mengisi orbital dari tingkat energi rendah ke tinggi.
C. Elektron mengisi orbital dengan spin yang sama terlebih dahulu.
D. Setiap orbital dapat menampung maksimal dua elektron dengan spin berlawanan.
E. Elektron akan menempati orbital secara acak. - Unsur Y memiliki 3 kulit elektron dan 6 elektron valensi. Nomor atom unsur Y adalah …
A. 6
B. 14
C. 16
D. 18
E. 20 - Elektron dengan bilangan kuantum n=4, l=0, m=0, s=-1/2 berada pada orbital …
A. 4p
B. 4s
C. 3d
D. 4f
E. 3s - Berapa kapasitas maksimum elektron pada kulit N (n=4)?
A. 8
B. 18
C. 32
D. 50
E. 2 - Jika suatu atom memiliki konfigurasi elektron terakhir 4p⁵, maka atom tersebut termasuk dalam golongan …
A. Golongan VA
B. Golongan VIA
C. Golongan VIIA
D. Golongan IB
E. Golongan IIB - Elektron terakhir atom Z memiliki bilangan kuantum n=3, l=2, m=+1, s=+1/2. Nomor atom Z adalah …
A. 21
B. 23
C. 25
D. 27
E. 29
B. Soal Isian Singkat (5 Soal)
- Subkulit yang memiliki nilai bilangan kuantum azimut (l) = 3 adalah subkulit ….
- Jumlah orbital pada kulit M (n=3) adalah ….
- Elektron valensi atom dengan nomor atom 19 berada pada subkulit ….
- Berdasarkan aturan Pauli, dalam satu orbital maksimal dapat diisi oleh …. elektron dengan spin yang ….
- Jika atom memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ maka atom tersebut memiliki jumlah elektron tidak berpasangan sebanyak ….
C. Soal Uraian (5 Soal)
- Tuliskan konfigurasi elektron berdasarkan subkulit dan konfigurasi elektron gas mulia untuk atom S (nomor atom 16). Kemudian, tentukan jumlah elektron valensinya dan letaknya dalam sistem periodik (golongan dan periode).
- Jelaskan apa yang dimaksud dengan bilangan kuantum magnetik (m) dan apa saja nilai yang mungkin untuk subkulit f.
- Atom X memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁸. Tentukan: (a) nomor atom X, (b) golongan dan periode X, dan (c) jumlah elektron tidak berpasangan.
- Bagaimana prinsip Aufbau, aturan Hund, dan larangan Pauli saling melengkapi dalam menentukan konfigurasi elektron suatu atom? Jelaskan secara singkat masing-masing prinsip.
- Tentukan keempat bilangan kuantum (n, l, m, s) untuk elektron terakhir dari atom Cl (nomor atom 17).
D. Soal Mencocokkan (2 Soal)
Cocokkan pernyataan di kolom kiri dengan istilah yang tepat di kolom kanan.
Soal 1:
Kolom Kiri
- Menyatakan tingkat energi utama
- Menyatakan bentuk orbital
- Menyatakan orientasi orbital
- Menyatakan arah putar elektron
Kolom Kanan
- A. Bilangan Kuantum Utama
- B. Bilangan Kuantum Azimut
- C. Bilangan Kuantum Magnetik
- D. Bilangan Kuantum Spin
Pasangan yang Tepat:
- 1 – …
- 2 – …
- 3 – …
- 4 – …
Soal 2:
Kolom Kiri
- Subkulit s
- Subkulit p
- Subkulit d
- Subkulit f
Kolom Kanan
- A. l = 2
- B. l = 0
- C. l = 3
- D. l = 1
Pasangan yang Tepat:
- 1 – …
- 2 – …
- 3 – …
- 4 – …
Kunci Jawaban
A. Kunci Jawaban Soal Pilihan Ganda
- A. 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ Pembahasan: Nomor atom Na adalah 11, sehingga memiliki 11 elektron. Pengisian elektron mengikuti prinsip Aufbau: 1s² (2e⁻), 2s² (2e⁻), 2p⁶ (6e⁻), 3s¹ (1e⁻). Total 2+2+6+1 = 11 elektron.
- C. [Ne] 3s² 3p⁶ Pembahasan: Atom X dengan nomor atom 17 adalah Cl. Ion X⁻ berarti atom Cl menangkap 1 elektron, sehingga memiliki 18 elektron. Konfigurasi Cl adalah [Ne] 3s² 3p⁵. Jadi, Cl⁻ adalah [Ne] 3s² 3p⁶ (sama dengan konfigurasi Ar).
- C. 6 Pembahasan: Konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴. Kulit terluar (kulit valensi) adalah kulit ke-3. Jumlah elektron pada kulit ke-3 adalah 2 (dari 3s²) + 4 (dari 3p⁴) = 6 elektron.
- C. Ukuran atau tingkat energi utama orbital Pembahasan: Bilangan kuantum utama (n) menunjukkan kulit atom dan tingkat energi utama.
- C. 2 Pembahasan: Nilai l untuk subkulit s=0, p=1, d=2, f=3.
- B. 3 Pembahasan: Subkulit p memiliki 3 orbital (pₓ, pᵧ, p₂), dengan nilai m = -1, 0, +1.
- D. n=2, l=2, m=0, s=-1/2 Pembahasan: Nilai l tidak boleh sama atau lebih besar dari n. Jika n=2, maka l yang mungkin adalah 0 atau 1. Nilai l=2 tidak mungkin untuk n=2.
- A. [Ar] 4s² Pembahasan: Atom dengan nomor atom 20 adalah Ca. Konfigurasi elektronnya adalah 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s². Notasi gas mulia untuk 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ adalah [Ar]. Jadi, [Ar] 4s².
- B. Mengisi semua orbital dengan spin yang sama, baru kemudian berpasangan Pembahasan: Aturan Hund menyatakan bahwa elektron akan mengisi orbital-orbital dengan energi yang sama (degenerat) satu per satu dengan spin paralel (sama) terlebih dahulu sebelum berpasangan.
- E. 17 Pembahasan: Elektron terakhir pada n=3, l=1 (subkulit 3p), m=-1, s=+1/2. Ini berarti subkulit 3p terisi hingga 3p⁵ (karena m=-1 adalah orbital pertama yang diisi dengan spin +1/2, lalu m=0 dengan spin +1/2, lalu m=+1 dengan spin +1/2, lalu m=-1 dengan spin -1/2, m=0 dengan spin -1/2). Jadi, konfigurasi elektronnya adalah 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. Jumlah elektron = 2+2+6+2+5 = 17.
- B. Golongan VIIB, Periode 4 Pembahasan: Konfigurasi [Ar] 3d⁵ 4s². Periode ditentukan oleh n terbesar (4). Golongan ditentukan oleh jumlah elektron d dan s pada kulit terluar (5+2=7), karena d blok, maka Golongan VIIB.
- C. 4 Pembahasan: Konfigurasi elektron Fe (26) adalah [Ar] 3d⁶ 4s². Orbital 4s terisi penuh (2 elektron berpasangan). Pada subkulit 3d (5 orbital), ada 6 elektron. Mengikuti aturan Hund, 5 orbital diisi masing-masing 1 elektron dengan spin paralel, kemudian 1 elektron sisanya berpasangan pada salah satu orbital. Jadi, ada 4 orbital yang berisi 1 elektron (tidak berpasangan).
- D. +1/2 atau -1/2 Pembahasan: Bilangan kuantum spin (s) hanya memiliki dua nilai yang mungkin, yaitu +1/2 (spin ke atas) atau -1/2 (spin ke bawah).
- A. [Ar] 3d³ Pembahasan: Konfigurasi Cr (24) adalah [Ar] 3d⁵ 4s¹ (pengecualian kestabilan). Untuk Cr³⁺, 3 elektron dilepaskan. Elektron dilepaskan dari kulit terluar terlebih dahulu (4s), lalu dari 3d. Jadi, 1 elektron dari 4s dan 2 elektron dari 3d dilepaskan. Sisa 3d⁵-2 = 3d³. Konfigurasi Cr³⁺ adalah [Ar] 3d³.
- B. Elektron mengisi orbital dari tingkat energi rendah ke tinggi. Pembahasan: Ini adalah definisi dari Prinsip Aufbau.
- C. 16 Pembahasan: Unsur Y memiliki 3 kulit elektron (periode 3) dan 6 elektron valensi. Konfigurasi elektron valensi adalah 3s² 3p⁴. Jadi, konfigurasi lengkapnya adalah 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴. Jumlah elektron = 2+2+6+2+4 = 16.
- B. 4s Pembahasan: n=4 menunjukkan kulit ke-4. l=0 menunjukkan subkulit s. Jadi, orbitalnya adalah 4s.
- C. 32 Pembahasan: Kapasitas maksimum elektron pada kulit ke-n adalah 2n². Untuk n=4, kapasitasnya adalah 2 × (4)² = 2 × 16 = 32 elektron.
- C. Golongan VIIA Pembahasan: Konfigurasi elektron terakhir 4p⁵ menunjukkan bahwa ini adalah unsur blok p. Elektron valensi berada pada kulit ke-4, yaitu 4s² 4p⁵. Jumlah elektron valensi = 2+5 = 7. Jadi, termasuk Golongan VIIA.
- C. 25 Pembahasan: Elektron terakhir n=3, l=2 (subkulit 3d), m=+1, s=+1/2. Ini berarti subkulit 3d terisi sampai 3d⁵ (karena +1/2 untuk m=-2, -1, 0, +1, +2). Jadi, konfigurasi elektronnya adalah 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵ (mengikuti Aufbau, 4s terisi penuh sebelum 3d). Jumlah elektron = 2+2+6+2+6+2+5 = 25.
B. Kunci Jawaban Soal Isian Singkat
- f
- 9
- 4s
- 2, berlawanan
- 3
C. Kunci Jawaban Soal Uraian
-
Atom S (nomor atom 16):
- Konfigurasi elektron berdasarkan subkulit: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴
- Konfigurasi elektron gas mulia: [Ne] 3s² 3p⁴
- Jumlah elektron valensi: Elektron pada kulit terluar (n=3) adalah 2 + 4 = 6 elektron.
- Letak dalam sistem periodik: Golongan VIA (karena 6 elektron valensi dan berakhir di subkulit p), Periode 3 (karena n terbesar adalah 3).
-
Bilangan Kuantum Magnetik (m):
Bilangan kuantum magnetik (m) menyatakan orientasi atau arah orbital dalam ruang relatif terhadap sumbu koordinat. Nilainya berkisar dari -l hingga +l, termasuk 0.
Nilai yang mungkin untuk subkulit f:
Untuk subkulit f, nilai l = 3. Maka, nilai m yang mungkin adalah -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3.
-
Atom X: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁸
- (a) Nomor atom X: Jumlahkan semua elektron: 2+2+6+2+6+2+8 = 28. Jadi, nomor atom X adalah 28.
- (b) Golongan dan periode X:
- Periode: n terbesar adalah 4, jadi Periode 4.
- Golongan: Jumlah elektron pada subkulit d dan s terluar adalah 8 (dari 3d⁸) + 2 (dari 4s²) = 10. Karena ini adalah unsur blok d, maka termasuk Golongan VIIIB.
- (c) Jumlah elektron tidak berpasangan:
- Subkulit 4s² sudah berpasangan.
- Subkulit 3d⁸: Ada 5 orbital d. Menurut aturan Hund, 5 elektron pertama mengisi masing-masing orbital dengan spin yang sama (+1/2). Kemudian 3 elektron sisanya berpasangan dengan spin berlawanan. Ini akan menyisakan 2 orbital yang hanya diisi 1 elektron. Jadi, ada 2 elektron tidak berpasangan.
-
Prinsip Aufbau, Aturan Hund, dan Larangan Pauli:
- Prinsip Aufbau: Menyatakan bahwa elektron mengisi orbital-orbital dimulai dari tingkat energi yang paling rendah menuju tingkat energi yang lebih tinggi. Ini menentukan urutan pengisian subkulit (misalnya, 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, dst.).
- Aturan Hund: Menyatakan bahwa untuk orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama (degenerat, misal pₓ, pᵧ, p₂), elektron akan mengisi setiap orbital secara individual dengan spin paralel (sama) terlebih dahulu sebelum ada elektron yang berpasangan dalam orbital yang sama. Ini memaksimalkan jumlah elektron tidak berpasangan.
- Larangan Pauli: Menyatakan bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang boleh memiliki keempat bilangan kuantum (n, l, m, s) yang sama. Ini berarti setiap orbital maksimal hanya dapat menampung dua elektron, dan kedua elektron tersebut harus memiliki spin yang berlawanan (+1/2 dan -1/2).
Ketiga prinsip ini saling melengkapi untuk memberikan gambaran lengkap tentang bagaimana elektron tersusun dalam atom, yaitu urutan pengisian (Aufbau), cara pengisian dalam orbital sejenis (Hund), dan kapasitas maksimal setiap orbital (Pauli).
-
Atom Cl (nomor atom 17):
Konfigurasi elektron Cl: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵
Elektron terakhir berada pada subkulit 3p⁵. Untuk menentukan bilangan kuantumnya, kita fokus pada orbital 3p. Subkulit p memiliki 3 orbital dengan nilai m = -1, 0, +1.
Pengisian 3p⁵ sesuai aturan Hund:
- Orbital m=-1: ↑↓ (elektron ke-1 dan ke-4)
- Orbital m=0: ↑↓ (elektron ke-2 dan ke-5)
- Orbital m=+1: ↑ (elektron ke-3)
Elektron kelima (terakhir) masuk ke orbital m=0 dengan spin ke bawah.
- n = 3 (kulit ke-3)
- l = 1 (subkulit p)
- m = 0 (orbital tempat elektron terakhir)
- s = -1/2 (spin ke bawah)
Jadi, keempat bilangan kuantum untuk elektron terakhir atom Cl adalah n=3, l=1, m=0, s=-1/2.
D. Kunci Jawaban Soal Mencocokkan
Soal 1:
- 1 – A
- 2 – B
- 3 – C
- 4 – D
Soal 2:
- 1 – B
- 2 – D
- 3 – A
- 4 – C