BIOLOGI (SMA) • SMA / SMK

Ruang Lingkup Biologi

Salah satunya materi Biologi yang termasuk dalam bidang Ilmu Pengetahuan Alam. Biologi, istilahnya diambil dari bahasa Yunani. Biologi terdiri dari dua kata yaitu bios dan logos. Bios diartikan sebagai hidup. Sedangkan, logos diartikan sebagai ilmu.

Biologi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang segala sesuatu yang berhubungan dengan makhluk hidup. Makhluk hidup ini, baik tumbuhan maupun hewan maupun manusia. Ilmu biologi ini memiliki berbagai cabang ilmu, seperti ilmu pengetahuan yang lainnya.

Ilmu biologi memiliki dua puluh empat cabang. Cabang-cabang ilmu pengetahuan biologi, dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang bakteri.
2. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang mikroorganisme.
3. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel.
4. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang dunia tumbuhan.
5. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang dunia hewan.
6. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang mamalia.
7. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang jamur.
8. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang serangga.
9. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang burung.
10. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang virus.
11. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang tanaman budaya.
12. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang alga.
13. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang enzim.
14. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang pengelompokkan makhluk hidup.
15. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang pewarisan sifat.
16. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang aplikasi penerapan proses biologi secara terpadu.
17. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang organ.
18. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang hormon.
19. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya.
20. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang perkembangan embrio.
21. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang fungsi alat tubuh organisme.
22. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang struktur tubuh bagian dalam pada makhluk hidup.
23. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang jaringan tubuh.
24. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang molusca, antara lain keong, cumi-cumi, dan lain – lain.
25. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sistem kekebalan atau imun tubuh.
26. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang penyakit dan pengaruhnya bagi manusia.
27. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang perkembangan makhluk hidup dari zigot menjadi dewasa.
28. Merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang penularan penyakit.

Sebagai ilmu pengetahuan, biologi memiliki beberapa objek kajian, seperti ilmu pengetahuan yang lain. Objek kajian biologi mencakup manusia, hewan, dan mikroorganisme. Mikroorganisme ini, baik yang dapat dilihat oleh mata telanjang maupun yang dapat dilihat dengan menggunakan bantuan mikroskop.

Adapun tingkatan organisasi kehidupan, yaitu dimulai dari sel. Kemudian, membentuk jaringan, organ, sistem organ. Sistem organ menjadi individu, populasi, kemudian komunitas. Selanjutnya, menjadi ekosistem, dan terakhir bioma.

Bentuk sederhana dari tingkat kehidupan, dapat dijelaskan sebagai berikut.

Sel → jaringan → organ → sistem organ → individu → populasi → komunitas → ekosistem → bioma

Lebih lanjut, objek yang menjadi kajian dalam ilmu pengetahuan biologi dapat dibagi menjadi sepuluh tingkat. Tingkatan – tingkatan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Objek tingkat molekul. Molekul – molekul yang dikaji dalam bidang ilmu pengetahuan biologi, yaitu asam nukleat, lipid atau dikenal dengan lemak, karbohidrat, dan protein.
2. Objek tingkat sel. Sel merupakan suatu unit struktural dan fungsional dari makhluk hidup.
3. Objek tingkat jaringan. Jaringan terbentuk dari kumpulan beberapa sel. Di mana sel- sel tersebut memiliki fungsi dan bentuk yang sama. Misalkan: jaringan pada hewan, seperti jaringan epitel, jaringan otot, dan lainnya. Kemudian, jaringan pada tumbuhan, seperti jaringan bunga karang, jaringan pengangkut, dan jaringan parenkim.
4. Objek tingkat organ. Organ terbentuk dari jaringan – jaringan yang memiliki fungsi tertentu. Misalkan, daun, batang, dan akar yang ada pada tumbuhan. Kemudian, hati, jantung dan ginjal yang ada pada hewan.
5. Objek tingkat sistem organ. Sistem organ terdiri atas organ- organ yang saling bekerja. Selain itu, saling berinteraksi secara sinergis. Misalkan, sistem peredaran darah, sistem gerak, sistem pencernaan, dan sistem pernapasan.
6. Objek tingkat individu. Kumpulan dari sistem organ – sistem organ yang memiliki fungsi tertentu akan membentuk suatu individu. Misalkan, tumbuhan, hewan, dan manusia.
7. Objek tingkat populasi. Populasi diartikan sebagai kumpulan dari individu yang sejenis yang menempati suatu daerah tertentu dan dalam jangka waktu tertentu. Misalkan, rimbunan pohon cemara dan sekelompok burung pipit.
8. Objek tingkat komunitas. Komunitas merupakan suatu kumpulan populasi – populasi atau beberapa populasi yang menempati suatu wilayah tertentu. Misalkan, dalam suatu kebun, terdapat populasi semut, populasi pohon mangga, dan populasi burung merpati.
9. Objek tingkat ekosistem. Ekosistem diartikan sebagai kesatuan antara komunitas dengan lingkungan tempat hidupnya. Kemudian, di dalamnya terdapat hubungan yang timbal balik. Misalkan, ekosistem pantai, ekosistem danau, dan ekosistem hutan.
10. Objek tingkat bioma. Bioma diartikan sebagai suatu kumpulan dari berbagai ekosistem yang membentuk suatu kesatuan ekosistem dunia atau global atau disebut global.

Biologi sebagai ilmu pengetahuan juga memiliki beberapa manfaat dalam kehidupan. Adapun beberapa peranan dan pemanfaatan ilmu biologi dan cabang ilmunya untuk kehidupan, dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Perkawinan silang yang terjadi pada tumbuhan dapat menghasilkan produksi buah dalam jumlah yang banyak. Ini berhubungan dengan botani.
2. Penemuan beberapa vaksin yang dapat digunakan untuk menambah kekebalan tubuh terhadap penyakit – penyakit. Ini berhubungan dengan imunologi.
3. Penggunaan mikroorganisme untuk industri dalam makanan. Ini berhubungan dengan bioteknologi. Misalkan, pembuatan tape dari ketan atau singkong oleh Saccharomyces cereviceae. Kemudian, pembuatan tempe dari kedelai oleh bakteri Rhizopus sp.

Dalam ilmu biologi, juga memberikan pemaparan tentang teori asal usul kehidupan. Ada tiga jenis teori asal usul kehidupan, yaitu teori abiogenesis, teori biogenesis, dan teori neoabiogenesis. Adapun penjelasan dari masing- masing teori tersebut yaitu sebagai berikut.

Teori abiogenesis. Teori abiogenesis yaitu suatu teori yang memaparkan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati di mana penciptaannya dapat terjadi secara spontan. Pencetus dari teori abiogenesis yaitu Aristoteles. Aristoteles menyatakan bahwa “Belatung berasal dari daging yang sudah busuk”.

Teori abiogenesis ini juga didukung oleh ilmuwan lain. Adapun ilmuwan yang mendukung teori abiogenesis yaitu sebagai berikut: (a) Antonie van Leuwenhook dan (b) John Needham, yang menyatakan bahwa “Bakteri berasal dari air kaldu”.

Teori biogenesis. Teori biogenesis merupakan suatu teori yang menyatakan bahwa makhluk hidup yang ada pada saat ini berasal dari makhluk hidup yang ada pada masa sebelumnya. Pencetus teori biogenesis yaitu Louis Pasteur.

Teori Louis Pasteur menyatakan bahwa omne vivum ex ovo omne ovum ex vivo. Artinya bahwa kehidupan terjadi berasal dari telur, dan telur berasal dari makhluk hidup. Teori Louis Pasteur juga didukung oleh ilmuwan – ilmuwan yang lain.

Ilmuwan- ilmuwan yang mendukung teori biogenesis yaitu sebagai berikut: (a) Lazzaro Spalani, di mana dia melakukan eksperimen dengan menggunakan air kaldu, dan (b) Fransisco Redy, di mana Redy melakukan eksperimen dengan menggunakan media daging.

Teori biogenesis ini berhasil menumbangkan teori sebelumnya. Tepatnya, teori abiogenesis. Hal tersebut dilakukan dengan cara melakukan percobaan tentang “Air Kaldu dan Tabung Leher Angsa”. Yang dilakukan oleh Louis Pasteur.

Teori neoabiogenesis. Teori neoabiogenesis menjelaskan tentang kehidupan pertama kali berasal dari senyawa organik. Teori ini dilahirkan oleh dua orang ilmuwan. Ilmuwan tersebut yaitu Harold Urey dan Oparin.

Harold Urey menyatakan bahwa Teori Evolusi Kimia. Teori Harold Urey menyatakan bahwa kehidupan pertama kali diduga terjadi di atmosfer. Pernyataan ini didukung oleh Stanley Miller dengan melakukan percobaannya.

Oparin menyatakan teori yang diberi nama dengan Teori Biologi Evolusi. Teori Oparin menyatakan bahwa kehidupan pertama kali diduga terjadi di lautan. Teori ini didukung oleh Haldane dalam bukunya yang berjudul The Origin of Life.

Ruang lingkup ilmu pengetahuan biologi juga memberikan pemaparan tentang evolusi. Teori – teori evolusi ini, yaitu teori Lamarck tahun 1809, teori Weissman, dan teori Charles Darwin atau teori Evolusi Darwin, tahun 1809 sampai 1882.

Teori evolusi Lamarck mengemukakan bahwa sifat fenotipe atau sifat yang dapat terlihat, antara lain bentuk wajah, warna kulit, dan lainnya dapat diperoleh dari lingkungan. Selain itu, juga diwariskan secara genetik.

Contoh dari teori Lamarck yaitu Jerapah memiliki leher yang panjang. Hal tersebut disebabkan jerapah secara terus menerus menjulur ke atas untuk menggapai makanan.

Teori Evolusi Weissman. Teori Weissman ini mengemukakan bahwa perubahan organ tubuh yang disebabkan oleh lingungan tidak mempengaruhi keturunannya. Contoh dari teori Weissman ini yaitu tikus yang tidak memiliki ekor. Hal tersebut disebabkan ekornya dipotong ternyata tidak dapat diwariskan pada keturunannya.

Teori Evolusi Charles Darwin. Teori Darwin mengemukakan bahwa evolusi terjadi disebabkan oleh proses seleksi alam. Teori Darwin melalui seleksi alam mencakup tiga hal yaitu sebagai berikut

1. Seleksi alam dapat terjadi disebabkan karena adanya keberhasilan pada reproduksi organisme.
2. Seleksi alam terbentuk dari interaksi yang terjadi antara lingkungan dengan variasi yang dimiliki oleh organisme.
3. Produk dari seleksi alam merupakan adaptasi dari organisme terhadap lingkungannya.

Untuk memahami lebih jauh tentang teori evolusi akan dijelaskan dalam artikel lain, yang memberikan pemaparan khusus tentang teori evolusi. Hal ini dilakukan untuk memberikan penjelasan dan gambaran lebih jauh pada sahabat portal ilmu tentang teori evolusi.

Demikian pemaparan tentang ruang lingkup dari biologi. Sebagai ilmu pengetahuan biologi mengkaji tentang manusia, hewan, dan mikroorganisme. Bidang kajian biologi ini memiliki berbagai macam cabang sesuai dengan bidang- bidangnya masing – masing.

Biologi juga memberikan penjelasan tentang asal usul kehidupan melalui teori yang disampaikan yang terdiri dari tiga teori. Lebih lanjut, ruang lingkup biologi ini juga memberikan pemaparan tentang teori evolusi.

Artikel ini diharapkan mampu membantu sahabat portal ilmu untuk memahami lebih dahulu tentang bidang kajian biologi. Sebelum memasuki lebih jauh tentang materi biologi yang akan dijelaskan selanjutnya, yaitu tentang teori evolusi. Selamat belajar dan sukses selalu sahabat portal ilmu.

Referensi:

Rahardian, R dan Ananda, A. 2012. Mini Book Master Biologi SMA Kelas X, XI, & XI. Jakarta: PT Wahyu Media.

Read More

Sistem Periodik Unsur

Sistem periodik unsur adalah susunan unsur-unsur berdasarkan urutan nomor atom dan kemiripan sifat unsur-unsur tersebut. Disebut “periodik”, sebagaimana terdapat pola kemiripan sifat unsur dalam susunan tersebut. Sistem periodik unsur (tabel periodik) modern yang saat ini digunakan didasarkan pada tabel yang dipublikasikan oleh Dmitri Mendeleev pada tahun 1869.

Tabel Sistem Periodik Unsur

Tabel periodik unsur modern

(Sumber: Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill)

Format tabel periodik:

1. Masing-masing unsur terdapat dalam satu kotak yang berisi nomor atom, lambang unsur, dan nomor massa. Kotak-kotak tersebut berurut dari kiri ke kanan berdasarkan kenaikan nomor atom.
2. Kotak-kotak tersebut tersusun membentuk barisan horizontal (periode) dan barisan vertikal (golongan). Setiap periode diberi nomor dari 1 hingga 7. Setiap golongan diberi nomor dari 1 hingga 8 dengan huruf A atau B. Pada sistem IUPAC baru, setiap golongan diberi nomor dari 1 hingga 18 tanpa huruf A atau B. Unsur-unsur dalam satu golongan yang sama pada tabel periodik akan memiliki kemiripan sifat.
3. Unsur-unsur golongan 1A−8A (golongan 1−2, 13−18) merupakan unsur golongan utama. Unsur-unsur golongan 1B−8B (golongan 3−12) merupakan unsur logam transisi. Dua deret unsur di bagian bawah, yakni lanthanida dan aktinida, disebut unsur logam transisi dalam.

Sifat-sifat pada sistem periodik unsur:

Sifat logam

Berdasarkan sifat, unsur-unsur dapat dikelompokkan menjadi logam, nonlogam, dan metalloid. Unsur-unsur logam memiliki sifat-sifat: konduktor panas dan listrik yang baik, dapat ditempa dan ductile, titik leleh relatif tinggi, cenderung melepaskan elektron kepada unsur nonlogam. Unsur-unsur nonlogam memiliki sifat-sifat: nonkonduktor panas dan listrik, tidak dapat ditempa dan rapuh/getas, kebanyakan berwujud gas pada temperatur kamar, cenderung menerima elektron dari unsur logam. Unsur-unsur metalloid memiliki sifat-sifat seperti logam dan juga nonlogam. Sifat logam semakin berkurang dari kiri ke kanan dan dari bawah ke atas sistem periodik unsur, kecuali hidrogen. Unsur-unsur metalloid berada pada “tangga” yang membatasi unsur-unsur logam dan nonlogam.

Jari-jari atom

Jari-jari atom adalah setengah dari jarak antara dua inti dari dua atom logam yang sejajar atau dalam sebuah molekul diatomik. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, jari-jari atom cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan kulit elektron. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, jari-jari atom cenderung semakin kecil, sebagaimana pertambahan muatan inti efektif.

Energi ionisasi

Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan oleh sebuah atom atau ion dalam fase gas untuk melepaskan sebuah elektronnya. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi ionisasi pertama cenderung semakin kecil, sebagaimana jarak dari inti ke elektron terluar bertambah sehingga tarikan elektron terluar oleh inti berkurang. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, energi ionisasi pertama cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan muatan inti efektif sehingga tarikan oleh inti bertambah.

Ringkasan sifat-sifat sistem periodik unsur: jari-jari atom, energi ionisasi, dan sifat logam

(Sumber: Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.)

(Khusus Jabodetabek): Butuh Les Privat? WA: 0813 7693 4946

Jari-jari ion

Jari-jari ion adalah jari-jari dari kation atau anion yang dihitung berdasarkan jarak antara dua inti kation dan anion dalam kristal ionik. Kation (ion bermuatan positif) terbentuk dari pelepasan elektron dari kulit terluar atom netral sehingga tolakan antar elektron berkurang, tarikan elektron oleh inti lebih kuat, dan jari-jari dari kation lebih kecil dari atom netralnya. Anion (ion bermuatan negatif) terbentuk dari penangkapan elektron pada atom netral sehingga tolakan antar elektron bertambah dan jari-jari dari anion lebih besar dari atom netralnya. Dalam satu golongan pada sistem periodik unsur, dari atas ke bawah, jari-jari ion bermuatan sama cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan kulit elektron. Dalam periode, pada deretan ion isoelektronik (spesi-spesi dengan jumlah elektron sama dan konfigurasi elektronsama, seperti O2-, F–, Na+, Mg2+, dan Al3+ dengan 10 elektron), semakin besar muatan kation maka semakin kecil jari-jari ion, namun semakin besar muatan anion maka semakin besar jari-jari ion.

Jari-jari atom dan ion beberapa unsur dalam satuan pm

(Sumber: Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill)

Afinitas elektron

Afinitas elektron adalah kuantitas perubahan energi ketika sebuah atom atau ion dalam fase gas menerima sebuah elektron. Jika kuantitas perubahan energibertanda positif, terjadi penyerapan energi, sedangkan jika bertanda negatif, terjadi pelepasan energi. Semakin negatif nilai afinitas elektron, semakin besar kecenderungan atom atau ion menerima elektron (afinitas terhadap elektron semakin besar). Dalam satu golongan pada tabel periodik unsur, dari atas ke bawah, afinitas elektron cenderung semakin kecil, dengan banyak pengecualian. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, sampai golongan 7A, afinitas elektron cenderung semakin besar, dengan banyak pengecualian.

Nilai afinitas elektron unsur-unsur golongan utama dalam satuan kJ/mol

(Sumber: Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3rdedition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.)

Elektronegativitas

Elektronegativitas adalah ukuran kemampuan suatu atom dalam sebuah molekul (keadaan berikatan) untuk menarik elektron kepadanya. Semakin besar elektronegativitas, semakin mudah atom tersebut menarik elektron kepadanya sendiri. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, elektronegativitas cenderung semakin kecil. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, elektronegativitas cenderung semakin besar.

Elektronegativitas dari unsur-unsur dalam skala Linus Pauling

(Sumber: Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.)

Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.

– Chang, Raymond. 2010. Chemistry (10th edition). New York: McGraw Hill

– Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3rd edition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.

– Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.

– Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.

– Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill

– Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2nd edition). New York: W.H. Freeman and Company

– Tro, Nivaldo J. 2011. Introductory Chemistry (4th edition). Illinois: Pearson Prentice Hall.

Judul Artikel: Sistem Periodik Unsur

Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.

Alumni Kimia UI

Read More

Elektron Valensi

Elektron valensi adalah elektron dalam atom yang berperan dalam pembentukan ikatan kimia. Pada unsur-unsur golongan utama (IA, IIA, IIIA, hingga VIIIA), elektron valensi adalah elektron yang berada pada kulit elektron terluar.

Oleh karena itu, kulit elektron terluar sering disebut sebagai kulit valensi. Namun, perlu diperhatikan bahwa tidak semua elektron valensi hanya berada pada kulit terluar. Elektron valensi unsur-unsur golongan transisi dapat berada pada kulit elektron yang lebih dalam dari kulit terluar.

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:

Kesetimbangan Kimia

Gas Mulia

Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron merupakan susunan persebaran (distribusi) elektron-elektron dalam atom. Elektron hanya dapat berada pada lintasan peredaran elektron tertentu dalam atom, bergantung pada level energinya. Lintasan peredaran elektron ini disebut juga sebagai kulit elektron. Kulit elektron pertama yang terdekat dengan inti atom disebut kulit K, kemudian kulit kedua disebut kulit L, kulit ketiga disebut kulit M, dan seterusnya berurut berdasarkan alfabet.

Setiap kulit elektron hanya dapat terisi sejumlah tertentu elektron. Jumlah maksimum elektron yang dapat terisi pada kulit elektron ke-n adalah 2n2, di mana n adalah nomor kulit atau bilangan kuantum utama.

• Kulit K (n = 1) maksimum terisi 2 × 12 = 2 elektron.
• Kulit L (n = 2) maksimum terisi 2 × 22 = 8 elektron.
• Kulit M (n = 3) maksimum terisi 2 × 32 = 18 elektron.
• Kulit N (n = 4) maksimum terisi 2 × 42 = 32 elektron.
• Kulit O (n = 5) maksimum terisi 2 × 52 = 50 elektron.

Elektron-elektron akan mengisi kulit-kulit elektron pada atom dimulai dari kulit pertama yang terdekat dengan inti, yakni kulit K yang merupakan level energi yang terendah. Jika kulit K telah terisi penuh dengan 2 elektron, selanjutnya elektron akan mengisi kulit L. Lalu jika kulit L telah terisi penuh dengan 8 elektron, selanjutnya elektron akan mengisi kulit M, N, dan seterusnya secara bertahap. Namun, jumlah maksimum elektron pada kulit terluar (kulit valensi) dari suatu atom adalah 8.

Ilustrasi konfigurasi elektron atom Li, B, O, Ne, Na, dan K berdasarkan kulit elektron

(Sumber: Spencer, James N., Bodner, George M., & Rickard, Lyman H. 2011. Chemistry: Structure and Dynamics (5th edition). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.)

Untuk atom unsur golongan utama, penentuan konfigurasi elektron berdasarkan nomor atom atau jumlah elektronnya dapat mengikuti aturan sebagai berikut.

• elektron-elektron akan mengisi penuh sebanyak mungkin kulit elektron;
• bila masih ada elektron yang tersisa (tidak dapat mengisi kulit elektron hingga batas maksimum kulit), terdapat ketentuan:
• jika jumlah elektron tersisa > 32, kulit selanjutnya akan diisi oleh 32 elektron;
• jika jumlah elektron tersisa < 32, kulit selanjutnya akan diisi oleh 18 elektron;
• jika jumlah elektron tersisa < 18, kulit selanjutnya akan diisi oleh 8 elektron;
• jika jumlah elektron tersisa ≤ 8, kulit selanjutnya akan diisi oleh semua sisa elektron yang ada.

Berikut tabel yang menunjukkan konfigurasi elektron dari beberapa unsur berdasarkan kulit elektron.

Pada tabel tersebut terlihat konfigurasi elektron atom unsur-unsur transisi seperti Sc, Ti, Cr, Cu, dan Zn. Bila diperhatikan, konfigurasi elektron untuk unsur Sc, Ti, dan Cr tidak mengikuti aturan konfigurasi berdasarkan kulit elektron seperti yang telah dijelaskan di atas. Hal ini dikarenakan penentuan konfigurasi elektron atom unsur golongan transisi hanya dapat didasarkan pada orbital atom. Jadi, untuk atom unsur golongan transisi, aturan penentuan konfigurasi elektronnya lebih kompleks.

Penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital atom akan dibahas dalam bab “Bilangan Kuantum”. Setiap orbital dalam atom akan ditandai dengan satu set nilai bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik (ml) yang khusus. Lalu, setiap orbital maksimum terisi 2 elektron, yang masing-masing memiliki bilangan kuantum spin (ms) tersendiri. Keempat bilangan kuantum tersebut digunakan untuk mendeskripsikan energi elektron, sebagaimana seperti “alamat” elektron dalam sebuah atom untuk menemukan probabilitas keberadaan elektron dalam atom tersebut.

Elektron Valensi dan Sistem Periodik Unsur

Sifat-sifat dari suatu unsur sangat bergantung pada konfigurasi elektronnya, terutama pada jumlah elektron valensinya. Unsur-unsur dengan jumlah elektron valensi yang sama umumnya memiliki kemiripan sifat. Oleh karena sistem periodik unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat, terdapat hubungan antara konfigurasi elektron atom unsur dan letak unsur dalam sistem periodik, di mana:

• nomor periode sama dengan jumlah kulit elektron
• nomor golongan sama dengan jumlah elektron valensi (kecuali unsur He pada golongan VIIIA dan unsur-unsur golongan transisi)

Contoh Soal Elektron Valensi dan Pembahasan

Tentukan konfigurasi elektron dari atom dan ion unsur-unsur berikut.

a. Ca (Z = 20)

b. Cs (Z = 55)

Jawab:

a. Ca (Z = 20) menunjukkan bahwa atom Ca memiliki 20 proton dan 20 elektron.

20 elektron atom Ca akan mengisi penuh kulit K (2 e−) dan kulit L (8 e−) sehingga tersisa 20 − (2 + 8) = 10 elektron.

Karena jumlah elektron tersisa < 18, maka kulit selanjutnya, yakni kulit M, akan diisi oleh 8 e−. Dengan demikian, tersisa 20 − (2 + 8 + 8) = 2 elektron.

Karena jumlah elektron tersisa ≤ 8, maka kulit selanjutnya, yakni kulit N, akan diisi oleh semua elektron yang masih tersisa, yaitu sejumlah 2 elektron.

Jadi, konfigurasi elektron atom Ca adalah 20Ca :  2   8   8   2

b. Cs (Z = 55) menunjukkan bahwa atom Cs memiliki 55 proton dan 55 elektron.

55 elektron atom Cs akan mengisi penuh kulit K (2 e−), kulit L (8 e−), dan kulit M (18 e−) sehingga tersisa 55 − (2 + 8 + 18) = 27 elektron.

Karena jumlah elektron tersisa < 32, maka kulit selanjutnya, yakni kulit N, akan diisi oleh 18 e−. Dengan demikian, tersisa 20 − (2 + 8 + 18 + 18) = 9 elektron.

Karena jumlah elektron tersisa < 18, maka kulit selanjutnya, yakni kulit O, akan diisi oleh 8 e−. Dengan demikian, tersisa 20 − (2 + 8 + 18 + 18 + 8) = 1 elektron.

Karena jumlah elektron tersisa ≤ 8, maka kulit selanjutnya, yakni kulit P, akan diisi oleh semua elektron yang masih tersisa, yaitu sejumlah 1 elektron.

Jadi, konfigurasi elektron atom Cs adalah 55Cs :  2   8   18   18   8   1

Elektron Valensi – Referensi

Earl, Bryan & Wilford, Doug. 2014. Cambridge IGCSE® Chemistry (3rd edition). London: Hodder Education

Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga

Spencer, James N., Bodner, George M., & Rickard, Lyman H. 2011. Chemistry: Structure and Dynamics (5th edition). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.

Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2nd edition). New York: W.H. Freeman and Company

Artikel: Elektron Valensi

Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.

Alumni Kimia FMIPA UI

Read More