BAB Atom Banyak Elektron 30 11 (1)

BAB
ATOM BANYAK ELEKTRON
Pendahuluan:
Kelebihan Daftar Berkala Unsur-unsur Mendeléev adalah memperlihatkan sifat
fisika seperti berat jenis dan titik didih wujud cair serta sifat kimia unsur-unsur akan
berulang secara berkala sebagai fungsi berat atom. Berdasarkan tabel yang dibuatnya,
Mendeléev membiarkan beberapa kotak kosong karena saat itu unsur yang seharusnya
menempati kotak tersebut belum ditemukan. Tabel itu juga dapat digunakan untuk
memprediksi sifat-sifat unsur calon pengisi kotak kosong dalam tabel. Ramalan Mendeléev
terbukti kebenarannya setelah beberapa tahun kemudian ditemukan unsur germanium (Ge),
galium (Ga) dan scandium (Sc).
Atom-atom alkali
Berdasarkan data spektroskopi optik, spektrum atom paling sederhana setelah
spekrum hidrogen adalah spektrum kelompok atom-atom alkali. Semua atom yang termasuk
dalam kelompok ini memiliki sebuah elektron valensi, artinya atom terluar yang terikat

( Z −1 )

sangat lemah, sedangkan seluruh elektron lainnya sebanyak

buah menempati kulit

atom yang terisi penuh. Kelompok atom alkali menempati posisi setelah kelompok gas mulia
pada Tabel Berkala Unsur-unsur. Kelompok gas mulia dicirikan dengan konfigurasi elektron
yang stabil karena kulit atomnya terisi penuh elektron, serta secara kimia bersifat tidak aktif
reaktif. Sifat lain yang menonjol adalah tenaga ionisasinya yang besar jika dibandingkan
dengan yang dimiliki oleh atom-atom yang menempati posisi sebelum dan sesudahnya.
Sebagai contoh, tenaga ionisasi pertama fluorine
sodium

( Z =11 )

( Z =9 ) gas mulia neon

( Z =10 )

serta

masing-masing adalah 17,42 eV, 21,56 dan 5,14 eV. Bahkan untuk

ionisasi kedua dan ketiga nilanya jauh berbeda. Pada Gambar di bawah ini ditunjukkan nilai

tenaga ionisasi pertama, kedua, ketiga serta keempat beberapa unsur.
Atom alkali dapat digambarkan dengan model sederhana seperti di bawah ini.
Elektron valensi berada di tempat yang relatif jauh dari inti atom dan bergerak di dalam
medan elektrostatis yang ditimbulkan oleh inti sebesar
oleh elektron-elektron bagian dalam sebanyak

+eZ

( Z −1 )

yang sebagian besar tertutupi

buah. Pengaruh penutupan oleh

elektron bagian dalam ini bersama-sama dengan potensial inti atom menghasilkan potensial
efektif bagi elektron valensi. Oleh karena itu perilaku elektron valensi atom-atom alkali dapat
dianalisis sama seperti analisis pada atom berelektron tunggal

107

Deret spektrum pancaran atom alkali netral dapat dianalisis menggunakan rumus deret
yang mirip dengan deret Balmer.
Bentuk potensial efektif

V eff ( r )

atom alkali diperlihatkan pada Gambar di bawah

ini. Pada jarak yang dekat dengan inti, tenaga potensial elektron valensi mendekati nilai
2

V =−

Ze
4 πε 0 r , sehingga mengalami potensial inti yang tidak terhalangi.

Penjelasan penempatan unsur-unsur dalam Tabel Berkala adalah sebagai berikut.
Hidrogen
Merupakan atom paling sederhana, nomer atom
yang dalam keadaan dasarnya menempati kulit

n=1

Z =1 , memiliki elektron tunggal
dan menempati subkulit

1s .

Notasi spektroskopi aras dasar elektron adalah
Helium
Dari seluruh atom netral berelektron banyak, yang paling sederhana adalah atom
helium yang diberi simbol He. Atom ini memiliki nomer atom

Z =2

sehingga dalam

keadaan netral hanya memiliki 2 buah elektron. Kedua elektron atom He pada keadaan aras
dasar menempati penuh kelopak paling dalam
adalah

( 1 s )( 1 s )

atau biasa ditulis

menempati kelopak

1s

1s

2

n=1

sehingga konfigurasi elektronnya

. Pada keadaan tereksitasi, sebuah elektron tetap

sedangkan elektron lainnya tereksitasi ke kelopak lebih tinggi

yang memiliki bilangan kuantum utama n>1 .
Sesuai dengan posisi kedua elektron atomnya, terdapat dua macam spektrum optik gas
helium yaitu singlet dan triplet. Spektrum jenis pertama dimiliki oleh helium yang dinamakan
parahelium, sedangkan spektrum triplet dimiliki oleh helium jenis orthohelium. Skema
spektroskopi helium singlet dan triplet diperlihatkan pada Gambar ??? di bawah ini.

Gambar ??? Skema transisi helium (a) Singlet, (b) Triplet

108

Dinamakan singlet dikarenakan spektrumnya berupa garis-garis tunggal, tidak
memiliki struktur halus. Semua elektron berada pada keadaan dasar. Dari spektrum atom
hidrogen telah diketahui spektrum struktur halus disebabkan oleh spin elektron. Oleh karena
pada spektrum parahelium tidak memiliki struktur halus, dapatlah disimpulkan spin kedua
elektron yang berada pada keadaan
adalah

1s

2

saling bertolak belakang sehingga spin totalnya

S=0 . Begitu juga dengan momen magnetik

rendah singlet diberi notasi

μS =0 . Tingkat tenaga paling

1 ❑1 S . Angka 1 pertama menunjukkan angka

kuantum utama, superscript 1 adalah nilai
yang berarti singlet dan abjad S

2 S+ 1

dimana

S

n

adalah spin total

bilangan
S=0

untuk momentum orbital sudut total l=0 .

Berbeda dengan spektroskopi helium singlet, helium triplet memiliki struktur halus
yang semua garis-garis spektrumnya terlihat terpecah rangkap tiga, yang menunjukkan spin
S=1 , sehingga terdapat 3 buah nilai

total elektron tidak sama dengan nol, tetapi
M S=+1, 0, dan −1 .

Notasi spektroskopi aras paling rendah adalah

2 ❑3 S . Angka 2 menunjukkan elektron

tereksitasi di n=2 , angka superscript 3 (berarti triplet) berasal dari
adalah spin total yang nilainya 1 dan abjad S

2 S+ 1 dengan

berarti nilai momentum sudut total

S

L=0 .

Spektrum triplet dapat dijelaskan sebagai berikut. Pada orthohelium, sebuah elektron
tetap berada pada aras dasar sedangkan elektron lainnya berada pada keadaan tereksitasi.
Pada sistem ini
Kecuali atom hidrogen, semua atom netral memiliki lebih dari sebuah elektron orbit.
Analisis masing-masing individu elektron suatu atom yang memiliki lebih dari satu elektron
sangat sulit, atau bahkan dapat dikatakan tidak mungkin dilakukan. Hal ini dikarenakan selain
berinteraksi dengan inti atom, elektron-elektron tersebut juga saling berinteraksi.
Pada pembahasan atom hidrogen telah ditunjukkan masalah dua partikel yang saling

berinteraksi dapat disederhanakan menjadi masalah satu partikel. Permasalahan yang muncul
adalah cara menyelesaikan persamaan Schrödinger secara analitik. Persamaan dapat
diselesaikan secara pasti jika potensial antara elektron dan proton adalah potensial Coulomb.

109

Di bawah ini akan dibahas model atom mirip helium menurut tinjauan mekanika kuantum
dengan mengesampingkan formulasi matematis yang rumit.
Atom mirip helium terdiri atas dua buah proton dan sebuah inti, sehingga merupakan
permasalahan tiga partikel. Analisis dapat lebih disederhanakan jika inti atom helium dapat
dianggap mempunyai massa yang tak berhingga besarnya dibandingkan dengan massa
elektron dan antar elektron tidak terdapat interaksi. Tenaga potensial atom mirip helium dapat
dituliskan sebagai berikut
−Z e2
−Z e 2
e2
(
)
V r=
−

+
4 π ε 0 r 1 4 π ε 0 r 2 4 π ε 0 r 12
dengan Z

adalah muatan inti atom mirip helium yang nilainya

Z =2 . Masing-masing

suku kanan adalah tenaga potensial elektron pertama, kedua dan interaksi antar elektron.
Koordinat yang digunakan untuk merumuskan hamiltonian atom mirip helium diperlihatkan
pada Gambar ??? di bawah ini. Inti atom dipipih sebagai pusat koordinat.
Gambar ??? Hubungan antara r 1, , r 2 dan r 12 pada atom mirip helium
Dengan cara seperti ini maka persamaan fungsi-diri untuk atom helium adalah

( H 1 + H 2+ V 12) ψ ( r 1 ,r 2 ) =Eψ ( r 1 , r 2 )
dimana
−ℏ 2 2
Z e2
H 1=
∇1 +
2 me
4 π ε 0 r1
adalah hamiltonian elektron pertama, dan
H 2=

−ℏ 2 2
Z e2
∇ 2+
2 me
4 π ε0 r 2

merupakan hamiltonian elektron kedua. Interaksi antar elektron adalah
2

V 12=

e
4 π ε 0 r 12

dengan
r 212 =( x 2−x 1 )2+ ( y 2− y 1 )2 + ( z 2−z 1 )2
Penyelesaian persamaan Schrödinger atom helium tidak dapat dilakukan secara pasti
sebagaimana pada atom mirip hidrogen dikarenakan hadirnya tenaga potensial interaksi antar
110

V 12 . Metode pendekatan paling sederhana yang dapat dilakukan adalah

elektron

V 12

menggunakan teori gangguan,
H

dianggap sebagai interaksi gangguan pada hamiltonian

yang nilainya kecil sehingga dapat diabaikan. Dengan teori gangguan ini maka

persamaan Schrödinger yang harus diselesaikan adalah

( H 1 + H 2 ) ψ ( r 1 , r 2 )=Eψ ( r 1 , r 2 )
Pada model partikel bebas ini, fungsi gelombang atom helium seolah – olah dapat dipisahkan
menjadi
ψ ( r 1 , r 2 ) =ψ n l m ( r 1 ) ψ n l m ( r 2 )
1 1

l1

ψ n l m ( r1 )

dimana

1 1

l1

2 2

l2

adalah fungsi gelombang elektron pertama sedangkan

ψ n l m ( r2 )
2 2

l2

adalah fungsi gelombang elektron kedua. Untuk menyederhanakan penulisan, masing-masing
akan dituliskan dengan simbol ψ a (1 )

dan ψ b (2 ) , sehingga persamaan (>??) daapt ditulis

ulang
ψ ( r 1 , r 2 ) =ψ a ( 1 ) ψ b ( 2 )

Sedangkan tenaga atom helium adalah
E=E n + En
1

2

Besarnya nilai tenaga gerak elektron pada keadaan dasar

Ei

untuk model ini dapat

dihitung menggunakan persamaan ???
E n=

−μ Z 2 e 4 1
32 π 2 ε 20 ℏ2 n2

Sehingga tenaga total atom helium adalah
−μ Z 2 e4 1 1
E=E 1+ E2=
+ 2
2 2 2
2
32 π ε 0 ℏ n 1 n2

(

)

dimana n1 dan n2 masing-masing adalah bilangan kuantum utama untuk elektron 1 dan
2. Dengan memasukkan nilai

Z =2

dan untuk aras dasar nilai

n1=n2=1 , diperoleh

E=108,8 eV . Sebagai perbandingan, hasil eksperimen adalah 78,98 eV. Terlihat bahwa

nilai yang diperoleh dari teori gangguan lebih rendah daripada nilai sebenarnya. Hal ini
dikarenakan interaksi tolak antar elektron telah diabaikan dalam perhitungan.
Sebagaimana dinyatakan di muka,
pertama pada keadaan
keadaan

a

dan

ψ b (2 )

ψ a (1 )

adalah fungsi gelombang elektron

adalah fungsi gelombang elektron kedua pada

b . Sangatlah mungkin elektron pertama berada pada keadaan

b

dan elektron

111

kedua berada pada keadaan
ψ b (1 )

dan

berubah yaitu

a , sehingga masing-masing fungsi gelombangnya adalah

ψ a (2 ) . Jika hal ini terjadi, maka tenaga total helium tetap sama, tidak
E=108,8 eV .

Fungsi gelombang atom helium sebagaimana dinyatakan dalam persamaan ???
maupun persamaan ???di atas sama sekali tidak benar. Hal ini dikarenakan elektron adalah
partikel identik yang tidak bisa dibedakan sehingga tidak bisa mengatakan fungsi gelombang
elektron pertama dan kedua. Yang dapat dikatakan adalah elektron berada pada keadaan
atau

b

a

saja. Oleh karena itu, fungsi gelombang atom helium merupakan kombinasi linier

dari fungsi gelombang ψ b (1 )

dan ψ a (2 ) ,

ψ He =ψ a ( 1 ) ψ b ( 2 ) ±ψ b ( 1 ) ψ a ( 2 )
Persamaan gelombang ini dinamakan fungsi gelombang orbital. Fungsi gelombang yang
mengandung tanda positif dinamakan fungsi gelombang orbital simetri,
ψ S ( 1,2 )=ψ a ( 1 ) ψ b ( 2 ) +ψ b (1 ) ψ a ( 2 )
Karena jika elektronnya saling bertukar posisi tidak akan merubah besarnya fungsi
gelombang,

ψ S ( 1,2 )=ψ S ( 2,1 ) . Sedangkan fungsi gelombang yang mengandung tanda

negatif
ψ A ( 1,2 )=ψ a ( 1 ) ψ b ( 2 )−ψ b ( 1 ) ψ a ( 2 )
dinamakan fungsi gelombang orbital anti-simetri karena jika elektronnya saling bertukar,
tanda fungsi gelombang akan berubah, ψ A ( 1,2 )=−ψ A ( 2,1 )
Terlihat dengan jelas tenaga atom helium yang memiliki fungsi gelombang
berbeda nilainya dengan yang memiliki fungsi gelombang

ψS

akan

ψ A . Jika elektron peratma

berada sangat dekat dengan elektron kedua, maka fungsi gelombang keduanya akan sangat
mirip sehingga nilai

ψA

sangat kecil mendekati nol. Mengingat kenyataan hasil

spektroskopi atom helium memperlihatkan tenaganya tidak pernah sangat kecil mendekati
nol, maka dapatlah dipastikan fungsi gelombang anti-simetri

ψA

menyatakan suatu

keadaan dimana kedua elektron atom helium tidak pernah saling berdekatan, namun masih
memiliki tenaga tolakan yang nilainya kecil. Fungsi gelombang simetri

ψS

tidak memiliki

persyaratan apapun berkaitan dengan keadaan kedua elektron. Dapatlah dimengerti bahwa
tenaga yang bersesuaian dengan

ψS

lebih besar nilainya dibandingkan dengan tenaga

milik ψ A .

112

Soal:
Tenaga eksitasi pertama adalah tenaga yang diperlukan untuk memindahkan sebuah
elektron dari aras dasar

n=1

ke aras

n=2 . Buktikan bahwa tenaga eksitasi pertama

atom helium berdasarkan model partikel bebas adalah 68,0 eV.
Hitunglah tenaga ionisasi untuk memindahkan sebuah elektron dari keadaan dasar
n=1 ke n=∞ .

Perlu dituliskan di sini, sebelum fisika kuantum lahir, telah tersedia data spektroskopi
atom helium. Dari data ini dibuatlah diagram aras tenaga seperti terlihat pada Gambar ??? di
n1=1

bawah ini. Pada Gambar tersebut dapat dilihat aras-aras tenaga untuk

dan

n2=1 dan 2 .
Gambar: Aras-aras tenaga atom helium
Penjelasan:
Aturan ekslusif Pauli
Z =1 , hanya

Hidrogen diberi simbol H merupakan atom paling ringan dengan nilai
memiliki sebuah elektron dengan konfigurasi aras dasarnya adalah
spektroskopi

2
❑ 1 /2

S

1
❑ 0

S

1s1s

dan notasi

.

Helium diberi simbol He memiliki nomer atom
dasar adalah

1s

Z =2 . Konfigurasi elektron pada aras

atau biasa ditulis ringkas menjadi

1s

2

dengan notasi spektroskopi

. Karena kelopak atom dengan bilangan kuantum utama

n=1

hanya boleh

ditempati elektron paling banyak 2 buah, maka kelopak atom helium terisi penuh elektron
sehingga atom helium bersifat sangat stabil, secara kimia bersifat tidak aktif reaktif. Helium
termasuk dalam kelompok gas mulia. Ketika kedua elektron berada pada keadaan dasarnya,
besarnya tenaga ikat elektron total adalah 79 eV. Setelah sebuah elektronnya pergi, elektron
yang tersisa berada pada keadaan
sebesar

(1 s )

yang mengorbit inti yang memiliki muatan listrik

+ ( Z =2 ) e , atom helium sekarang memiliki tenaga ikat sebesar 54,4 eV. Dengan

113

demikian tenaga ionisasi, yaitu tenaga yang diperlukan untuk mengeluarkan sebuah elektron
yang terikat paling lemah, dari atom helium adalah 24,6 eV.
Z =3 . Atom Li netral memiliki 3 buah

Lithium diberi simbol Li memiliki nomer atom

( 1 s )3 , karena melanggar aturan eksklusif Pauli.

elektron. Konfigurasi elektron Li bukan
Dua elektron mengisi penuh subkulit

( 1 s ) dan elektron ketiga menempati subkulit ( 2 s )

sehingga konfigurasinya dtuliskan ( 1 s )2 ( 2 s )1 . Lambang spektroskopi atom ini adalah sama
2
❑ 1 /2

seperti lambang spektroskopi atom hidrogen, yaitu

S

.

Tabel
Nomer
Atom Z
1

Lamban
g
Unsur
H

Nama
Unsur

Konfigurasi elektron

hydrogen

1s1

2

He

helium

1s2

3

Li

lithium

2

13,6

(He) 2s1

2
1

S 1/2
S0

5,4

2

P 1/2
3
P0
4
S3 /2
3
P2
2
P 3/2
1
S0

8,3

2

S 1/2
1
S0
2
P 1/2
3
P0
4
S3 /2
3
P2
2
P 3/2
1
S0

5,1

2

S 1/2
1
S0

4,3

D3 / 2

6,5

3

6,8

Be

beryllium

(He) 2s

5

B

boron

(He) 2s2 2p1

6

C

carbon

(He) 2s2 2p2
2

N

nitrogen

(He) 2s 2p

8
9

O
F

oxygen
fluorine

(He) 2s2 2p4
(He) 2s2 2p5

10

Ne

neon

(He) 2s2 2p6

11

Na

sodium

(Ne) 3s1

12

Mg

magnesium

(Ne) 3s2
2

1

13

Al

aluminium

(Ne) 3s 3p

14

Si

silicon

(Ne) 3s2 3p2

phosphorous

2

3

2

4

(Ne) 3s 3p

16
17

S
Cl

sulphur
clorine

(Ne) 3s 3p
(Ne) 3s2 3p5

18

Ar

argon

(Ne) 3s2 3p6

19

K

potasium

(Ar) 4s1

20

Ca

calcium

(Ar) 4s2

21
22

Sc
Ti

scandium
titanium

2

3

7

P

Potensial
ionisasi eV

S 1/2
1
S0

4

15

Lambang
spektroskopi

2

1

2

2

(Ar) 4s 3d
(Ar) 4s 3d

2

F2

24,6
9,3
11,3
14,5
13,6
17,4
21,6
7,6
6,0
8,1
11,0
10,4
13,0
15,8
6,1

114

23

V

vanadium

(Ar) 4s2 3d3

24

Cr

chromium

(Ar) 4s 3d5

25

Mn

Manganese

2

5

2

6

4

(Ar) 4s 3d

26
27

Fe
Co

iron
cobalt

(Ar) 4s 3d
(Ar) 4s2 3d7

28
29

Ni
Cu

nickel
copper

(Ar) 4s2 3d8
(Ar) 4s 3d10

30

Zn

zinc

(Ar) 4s2 3d10
2

10

1

31

Ga

gallium

(Ar) 4s 3d 4p

32

Ge

germanium

(Ar) 4s2 3d10 4p2

33

As

arsenic

2

10

3

2

10

4

(Ar) 4s 3d 4p

34
35

Se
Br

selenium
bromine

(Ar) 4s 3d 4p
(Ar) 4s2 3d10 4p5

36

Kr

krypton

(Ar) 4s2 3d10 4p6

37

Rb

rubidium

(Kr) 5s1

38

Sr

strontium

(Kr) 5s2
2

1

39

Y

yttrium

(Kr) 5s 4d

40
41

Zr
Nb

zirconium
niobium

(Kr) 5s2 4d2
(Kr) 5s1 4d4
1

Mo

molybdenum

(Kr) 5s 4d

43

Tc

technetium

(Kr) 5s2 4d5

44

Ru

ruthenium

(Kr) 5s1 4d7
1

Rh

rhodium

(Kr) 5s 4d

46

Pd

palladium

(Kr) 4d10
10

47

Ag

silver

(Kr) 5s 4d

48

Cd

cadnium

(Kr) 5s2 4d10

49

In

indium

(Kr) 5s2 4d10 5p1
2

10

2

50

Sn

tin

(Kr) 5s 4d 5p

51

Sb

antimony

(Kr) 5s2 4d10 5p3

52
53

Te
I

tellurium
iodine

(Kr) 5s2 4d10 5p4
(Kr) 5s2 4d10 5p5

54

Xe

xenon

(Kr) 5s2 4d10 5p6

55

Cs

cesium

(Xe) 6s

1
2

56

Ba

barium

(Xe) 6s

57

La

lanthanum

(Xe) 6s2 5d1

58
59

Ce
Pr

cerium
praseodymium

2

1

(Xe) 6s 4f 5d
(Xe) 6s2 4f3

2

S 1/2
1
S0

4,2

D3 / 2

6,6

3

7,0
6,8

F2

D1/2
S3
6
D9/2
5
F3
4
F 9/2
1
S0
2
S 1/2
1
S0
2
P 1/2
3
P0
4
S3 /2
3
P2
2
P 3/2
1
S0
7

8

45

6,7

6

5

42

1

2

F 3/2
7
S3
6
S 5/2
5
D4
4
F 9/2
3
F4
2
S 1/2
1
S0
2
P 1/2
3
P0
4
S3 /2
3
P2
2
P 3/2
1
S0

6,7
7,4
7,9
7,8
7,6
7,7
9,4
6,0
8,1
10,0
9,8
11,8
14,0
5,7

7,2
7,5
7,7
8,3
7,6
9,0
5,8
7,3
8,6
9,0
10,4
12,1

2

3,9

1

5,2

S 1/2
S0
2
D3/2
3
H4
4
I 9/2

5,6
6,9
5,8
115

60
61

Nd
Pm

neodymium
promethium

5

(Xe) 6s2 4f4
(Xe) 6s2 4f5
2

6

H 5/2
F0
8
S 7/2
9
D2

7

6

62

Sm

samarium

(Xe) 6s 4f

63

Eu

europium

(Xe) 6s2 4f7

64
65
66

Gd
Tb
Dy

gadolinium
terbium
dysprosium

(Xe) 6s2 4f7 5d1
(Xe) 6s2 4f9
(Xe) 6s2 4f10
2

5

I8
I 15/2
3
H6
2
F 7/2
1
S0

Ho

holmium

(Xe) 6s 4f

68

Er

erbium

(Xe) 6s2 4f12

69

Tm

thulium

(Xe) 6s2 4f13

70

Yb

ytterbium

(Xe) 6s2 4f14

71

Lu

lutetium

(Xe) 6s2 4f14 5d1

hafnium
tantalum

2

74

Hf
Ta
W

5,7
6,2
6,7
6,8

6,2
5,0

(Xe) 6s 4f 5d
(Xe) 6s2 4f14 5d3

3

5,5
7,9

tungsten

2

14

(Xe) 6s 4f 5d

4

5

2

14

5

2

2

Re

rhenium

(Xe) 6s 4f 5d

76
77

Os
Ir

osmium
iridium

(Xe) 6s2 4f14 5d6
(Xe) 6s2 4f14 5d7

78

Pt

platinum

(Xe) 6s1 4f14 5d9

79

Au

gold

(Xe) 6s1 4f14 5d10

Hg

5,6

D3 / 2

14

75

80

6,3

4

11

67

72
73

I4

mercury

2

14

(Xe) 6s 4f 5d

10

2

14

10

Tl

thallium

(Xe) 6s 4f 5d 6p

82

Pb

lead

(Xe) 6s2 4f14 5d10 6p2
14

10

F 3/2
D0
6
S 5/2
5
D4
4
F 9/2
3
D3
2
S 1/2
1
S0
2
P 1/2
3
P0
4
S3 /2
3
P2
2
P 3/2
1
S0

1

81

2

3

83

Bi

bismuth

(Xe) 6s 4f 5d 6p

84
85

Po
At

polonium
astatine

(Xe) 6s2 4f14 5d10 6p4
(Xe) 6s2 4f14 5d10 6p5

86

Rn

radon

(Xe) 6s2 4f14 5d10 6p6

87
88

Fr
Ra

francium
radium

(Rn) 7s1
(Rn) 7s2
2

1
1

90
91
92

Th
Pa
U

thorium
protactinium
uranium

(Rn) 7s2 6d2
(Rn) 7s2 5f2 6d1
(Rn) 7s2 5f3 6d1

3

2

6

Np

neptunium

(Rn) 7s 5f 6d

94

Pu

plutonium

(Rn) 7s2 5f6

95

Am

americium

(Rn) 7s2 5f7

96

Cm

curium

(Rn) 7s2 5f7 5d1

9,0
9,2
10,4
6,1
7,4
7,3
8,4
10,7

6,9

(Rn) 7s 6d

93

8,7
9,2

D3 / 2

actinium

1

7,9

5,3

Ac

2

8,0

S0

89

4

F2

4

4

5

F2
K 11

L6
L11/2
7
F0
8
S 7/2
9
D2

116

97

Bk

berkelium

(Rn) 7s2 5f9
2

10

98

Cf

californium

(Rn) 7s 5f

99

Es

einsteinium

(Rn) 7s2 5f11

100

Fm

fermium

(Rn) 7s2 5f12

101

Md

mendelevium

(Rn) 7s2 5f13

102

No

nobelium

(Rn) 7s2 5f14

103
104
105

Lw

lawrencium
kurchatovium
hahnium

(Rn) 7s2 5f14 6d1
(Rn) 7s2 5f14 6d2
(Rn) 7s2 5f14 6d3

6

H 15/2
I8
4
I 15/2
3
H6
2
F 7/2
1
S0
5

117