BAHAS TOTAL SBMPTN KONFIGURASI ELEKTRON

Pembahasan soal-soal Ujian Nasional (UN) tentang sistem periodik unsur. Model soal yang sering masuk dalam ujian nasional bidang studi kimia khususnya tentang struktur atom dan sistem periodik unsur antara lain : memahami notasi unsur untuk menentukan jumlah proton, elektron, dan neutron dalam suatu unsur atau ion sehingga dapat menentukan konfigurasi elektron dan letak unsur dalam sistem periodik.

Menentukan konfigurasi elektron berdasarkan aturan Aufbau, Hund atau Model atom Bohr, menentukan konfigurasi elektron suatu unsur bila notasi atau nomor atom diketahui, menentukan nomor atom suatu unsur bila konfigurasi elektron diketahui.

Menentukan letak periode dan golongan suatu unsur, menentukan rumus senyawa yang terbentuk ketika dua unsur saling berikatan, menentukan jumlah elektron tidak berpasangan dalam suatu ion, menentukan harga bilangan kuantum, dan lain sebagainya.

Berikut beberapa kumpulan soal ujian nasional bidang studi kimia tentang sistem periodik unsur dan pembahasannya yang disajikan sedetail mungkin agar dapat dipahami. Soal-soal tentang periodik unsur biasanya berada di bagian paling depan (nomor 1-5).

(Ujian nasional 2012/2013)

1.      Letak unsur dan konfigurasi elektron yang tepat untuk unsur 19X adalah...(nomor atom Ar = 18)

A. Periode 4, golongan IA, [Ar] 4s¹
B. Periode 1, golongan IB, [Ar] 4d¹
C. Periode 1, golongan IIA, [Ar] 4s²
D. Periode 2, golongan IIB, [Ar] 4d²
E. Periode 3, golongan IVA, [Ar] 4s² 3d²

Pembahasan : menentukan letak unsur
18Ar : 2  8  8 : 1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁶
19X : 2  8  8  1 : 1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁶ 4s¹ : [Ar] 4s¹
n = 4 ---> periode 4
eval = 1 ---> golongan IA

2.      Harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom 16S adalah...

A. n = 2, l = 0, m = 0, s = -1/2
B. n = 3, l = 1, m = -1, s = -1/2
C. n = 3, l = 1, m = 0, s = -1/2
D. n = 3, l = 1, m = 0, s = +1/2
E. n = 3, l = 1, m = +1, s = +1/2

Pembahasan : menentukan harga bilangan kuantum
16S : 2  8  6 : 1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁴

Elektron terakhir berada pada orbital 3s3p
Untuk orbital 3s :
1. n = 3, l = 0, m = 0, s = +1/2
2. n = 3, l = 0, m = 0, s = -1/2

Untuk orbital 3p
1. n = 3, l = 1, m = +1, s = +1/2
2. n = 3, l = 1, m = 0, s = +1/2
3. n = 3, l = 1, m = -1, s = +1/2
4. n = 3, l = 1, m = -1, s = -1/2 (opsi B)

(Ujian nasional 2011/2012)
Untuk soal nomor 1 dan 2. Dua unsur memiliki diagram orbital sebagai berikut :

1.      Nomor atom dari unsur X adalah...

A. 17
B. 18
C. 21
D. 26
E. 30

Pembahasan : menentukan nomor atom
Ar dan Ne merupakan golongan gas mulia (VIIIA). Akan sangat membantu jika kita sudah hafal nomor atom dan nomor massa golongan gas mulia karena terkadang dalam soal tidak disebutkan nomor atomnya karena dianggap sudah harus mengerti.

Nomor atom Ar = 18
Nomor atom X = Ar + 3 = 18 + 3 = 21

2.      Unsur Y dalam sistem periodik unsur terletak pada periode dan golongan...

A. IIIA, 3
B. IIIB, 4
C. VA, 3
D. VIIA, 3
E. VIIB, 4

Pembahasan : menentukan letak unsur
Nomor atom Ne = 10
Nomor atom Y = Ne + 7 = 10 + 7 = 17
17Y : 2  8  7 : 1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁵

Dari konfigurasi elektron tersebut dipeoleh :
n = 3 ---> periode 3
eval = 7 ---> golongan VIIA

(Ujian nasional 2010/2011)

1.      Konfigurasi elektron X^2- dari suatu unsur 16X adalah...

A. 1s²  2s²2p⁶  3s²3p²
B.1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁴
C.1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁶
D.1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁶ 3d²
E.1s²  2s²2p⁶  3s²3p² 3d²

Pembahasan : menentukan konfigurasi elekton
Unsur x membentuk ion negatif seperti di atas berbarti menerima 2 elektron sehingga jumlah elektronnya menjadi :
X^2- = 16 + 2 = 18 ---> 1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁶

2.      Letak unsur X dengan nomor atom 26 dan nomor massa 56 dalam sistem periodik unsur terletak pada golongan dan periode...

A. IIA dan 6
B. VIB dan 3
C. VIB dan 4
D. VIIIB dan 3
E. VIIIB dan 4

Pembahasan : menentukan letak unsur
26X : 1s²  2s²2p⁶  3s²3p⁶ 4s²3d⁶

Ingat bahwa 4s3d merupakan salah satu karakteristik konfigurasi elektron unsur golongan B. Dari konfigurasi di atas diperoleh :
n = 4 ---> periode 4
eval (s+d) = 2 + 6 = 8 ---> golongan VIIIB

(Ujian nasional 2009/2010)
Untuk soal no 1 sampai dengan 2. Tiga unsur memiliki notasi seperti di bawah ini :

1.      Nomor atom dari unsur X adalah...

A. 1
B. 3
C. 5
D. 10
E. 11

Pembahasan : menentukan nomor atom
Jika pada soal tidak diketahui nomor atom Ne, maka tugas menghafal unsur golongan IA sampai VIIIA pada saat-sat seperti ini harus dapat diandalkan. Untuk tingkat SMA, akan sangat membantu jika murid menghafal golongan-golongan utama. Atom Ne berada pada golongan gas mulia (VIIIA), periode 2 berarti nomor atomnya 10.

Nomor atom Ne = 10
Nomor atom X = Ne + 1 = 11

2.      Unsur Y dalam sistem periodik unsur terletak pada periode dan golongan...

A. IIA, 5
B. IIA, 6
C. IIA, 7
D. IVA, 5
E. VA, 3

Pembahasan : menentukan letak unsur
Nomor atom Y = Ne + 5 = 15
15Y : 2  8  5 ---> golongan VA, periode 3.

(Ujian nasional 2008/2009)
Untuk soal no 1 sampai dengan 3. Tiga unsur memiliki notasi seperti di bawah ini :

1.      Konfigurasi elektron dari unsur P adalah... (nomor atom Ne = 10, Ar = 18)

A. [Ne] 3s¹
B. [Ne] 4s¹
C. [Ar] 3s¹
D. [Ar] 4s¹
E. [Ar] 4s² 3d¹

Pembahasan : Konfigurasi elektron Aturan Aufbau
10Ne : 2  8  : 1s² 2s²2p⁶

18Ar : 2  8  8 : 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁶
11P : 2  8  1 : 1s² 2s²2p⁶ 3s¹

Bila dinyatakan dalam konfigurasi Ne dan Ar, maka konfigurasi elektron unsur P adalah sebagai berikut
18Ar : [Ne] 3s¹ : [Ar] 3s²3p⁶

Jadi, dari kelima opsi yang diberikan, opsi A adalah opsi yang benar.

2.      Konfigurasi elektron dari unsur Q jika membentuk ion ditunjukkan pada gambar...

Pembahasan : Konfigurasi elektron model atom Bohr

12Q : 2  8  2
Berdasarkan konfigurasi elektronnya, unsur Q terletak pada golongan IIA. Jika membentuk ion, unsur pada golongan IIA akan cenderung melepas elektron sebanyak 2 elektron sehingga menjadi ion positif dengan muatan +2 sehingga jumlah elektronnya tinggal 10.

10Q : 2  8
Berdasarkan konfigurasi di atas, maka model atom Bohr yang sesuai adalah gambar pada opsi B.

3.      Unsur 16T dalam sistem periodik unsur terletak pada golongan dan periode berturut-turut...

A. IVA, 3
B. VA, 2
C. VIA, 3
D. VIIA, 3
E. IVB, 2

Pembahasan : menentukan letak unsur
16T : 2  8  6 : 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁴

Menurut atom Bohr, unsur T memiliki 3 kulit dan 6 elektron valensi maka T terletak pada periode 3 golongan VIA. Hal ini jelas terlihat dari konfigurasi elektronnya.

(Ujian Nasional 2007/2008)

Untuk soal nomor 1 sampai dengan 3. Duah buah unsur memiliki notasi seperti di bawah ini :

1.      Diagram orbital yang paling tepat untuk elektron terakhir dari unsur X adalah... (nomor atom Ar = 18, Kr = 36, Ne = 10)

Pembahasan : konfigurasi elektron aturan Hund.
Melihat opsi jawaban pada soal di atas, maka yang harus kita lakukan adalah menentukan susunan elektron dalam unsur X berdasarkan aturan Hund dan menghubungkannya dengan unsur-unsur yang diketahui pada soal. Karena no atom unsur X adalah 13, maka unsur yang mungkin digunakan untuk menyatakan konfigurasi elektron X adalah Ne dengan nomor atom 10. Secara sederhana, konfigurasi kedua unsur itu dapat kita tulis sebagai berikut :

10Ne : 2  8
13X : 2  8  3 ---> 13X : [Ne] 3
Selanjutnya berdasarkan aturan Hand, maka diagram orbital unsur X adalah sebagai berikut :

2.      Unsur Y dalam sistem periodik terletak pada...

A. golongan IVB, periode 5
B. golongan VIIIB, periode 4
C. golongan IVA, periode 3
D. golongan VIIA, periode 3
E. golongan VIIIA, periode 3

Pembahasan : menentukan letak unsur.
Untuk menentukan letak unsur dalam sistem periodik kita dapat melihatnya berdasarkan konfigurasi elektron menggunakan aturan Aufbau. Tapi karena no atom unsur Y terbilang sederhana, kita dapat menentukan konfigurasi elektronnya secara sederhana seperti berikut :

17Y : 2  8  7 ---> ada 3 kelas dengan 7 elektron di kulit terluar.

Jadi, unsur Y berada pada golongan VIIA periode 3.

3.      Bila kedua unsur tersebut berikatan, maka rumus senyawa yang dihasilkan adalah...

A. XY2
B. XY3
C. X2Y
D. X3Y
E. X2Y3

Pembahasan : menentukan rumus senyawa.
Untuk mengetahui rumus senyawa yang dihasilkan, kita perlu melihat berapa elektron yang dilepas atau diterima oleh masing-masing unsur. Untuk itu, akan sangat membantu jika kita mengetahui konfigurasi elektron ataupun letak mereka di sistem periodik secara sederhana seperti berikut :

13X : 2  8  3 ---> golongan IIIA melepas 3 elektron
17Y : 2  8  7 ---> golongan VIIA menerima 1 elektron

Jadi, rumus senyawa yang terbentuk adalah XY3.

(Ujian Nasional 2006/2007)

1.      Isotop di bawah ini terdiri dari...

A. 13 proton, 14 elektron, dan 27 neutron
B. 13 proton, 13 elektron, dan 27 neutron
C. 13 proton, 13elektron, dan 14 neutron
D. 14 proton, 14 elektron, dan 13 neutron
E. 27 proton, 27 elektron, dan 14 neutron

Pembahasan : jumlah proton, elektron, dan neutron.
Untuk emngerjakan soal seperti ini, kita harus mengingat kembali bagaimana notasi unsur. Notasi unsur pada umumnya ditulis seperti berikut :

dengan :

A = nomor massa

X = lambang unsur

Z = nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron

Jumlah neutron = A - Z

dengan :

A = 27

Z = 13 

Jumlah neutron = 27 - 13 = 14.

Maka, dari soal diketahui bahwa isotop tersebut memiliki 13 proton, 13 elektron, dan 14 neutron.

2.      Konfigurasi elektron dari unsur X adalah 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁶ 4s²3d¹⁰4p⁶ 5s²4d¹⁰5p³. Unsur tersebut terletak pada...

A. golongan IIIA periode 5
B. golongan VA periode 5
C. golongan VA periode 3
D. golongan IIIA periode 4
E. golongan VIA periode 5

Pembahasan : menentukan letak unsur.
Unsur-unsur golongan utama memiliki elektron valensi yang terletak pada subkulit ns dan np dengan n menyatakan jumlah kulit dan periode sementara elektron valensi menyatakan letak golongan.

Dari subkulit 5s²dan 5p³ terlihat bahwa :

n = 5 ---> periode 5
eval = 2 + 3 = 5 ---> golongan VA

Jadi, unsur X terletak pada golongan VA periode 5.

Dengan cara lain :
1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁶ 4s²3d¹⁰4p⁶ 5s²4d¹⁰5p³

Dari konfigurasi elektron yang diketahui, perhatikan ns, np, dan nd. Jumlahkan elektron yang ada pada n kulit yang sama. Sehingga secara sederhana konfigurasi elektron tersebut dapat kita tulis sebagai berikut :
X : 2  8  18  18  5.

Jadi, unsur X terletak pada golongan VA periode 5.

(Ujian nasional 2005/2006)

1.      Di antara unsur-unsur 12P, 16Q, 19R, 34S, dan 53T yang terletak pada golongan yang sama dalam sistem periodik unsur adalah...

A. P dan Q
B. P dan R
C. S dan T
D. Q dan S
E. R dan T

Pembahasan : menentukan letak unsur
P : 2 8 2 ---> golongan IIA
Q : 2 8 6 ---> golongan VIA
R : 2 8 8 1 ---> golongan IA
S : 2 8 18 6 ---> golongan VIA
T : 2 8 18 18 7 ---> golongan VIIA

Jadi unsur yang terletak pada satu golongan adalah unsur Q dan S yaitu golongan VIA.