Di antara orbital-orbital berikut, manakah yang termasuk orbital tidak penuh? c. 3p4 e. 4f2 d. 4d7 a. 3d 5 b. 4f? 

Di soal ini kita ditanya tentang orbital yang tidak penuh, sehingga konsep yang digunakan adalah bilangan kuantum

Penjelasan Konsep

Kalian pernah gak sih pas zaman SD iseng motong-motong kertas dari buku tulis? Potongan kertas kecil itu terus kamu potong sampai kamu mendapatkan bagian paling kecil yang gak bisa dipotong lagi. Kalian masih ingat kan kalau yang namanya zat itu adalah segala sesuatu yang punya massa dan menempati ruang. Ternyata tiap zat itu punya bagian terkecilnya masing-masing yang masih mempunyai sifat dari zatnya. Nah, dalam ilmu kimia bagian terkecil dari suatu zat disebut dengan atom. Setiap zat atau materi pasti disusun oleh kumpulan atom, termasuk manusia. Jadi, apalah gunanya kita menyombongkan diri, orang kita cuma sekumpulan atom kok, hihi. Oke, meskipun atom merupakan bagian terkecil, tapi atom ini punya struktur yang disebut dengan partikel penyusun atom. Partikel tersebut adalah elektron (e) yang bermuatan negatif, proton (p) yang bermuatan positif, dan neutron (n) yang tidak bermuatan. untuk menyatakan suatu atom kita bisa menggunakan notasi/lambang:

\(^A_ZX\)

Dimana:
A = nomor massa = proton + neutron
X = lambang atom
Z = nomor atom = jumlah proton
Jumlah neutron = A – Z 
*Kalau atomnya netral maka jumlah proton = jumlah elektron.

Dimana partikel-partikel atom ini tersusun? Jadi, atom itu terdiri atas inti dan kulit-kulit atom (n). Jadi, proton dan neutron terletak dalam inti atom, sedangkan elektron berada pada kulit-kulit atom. Oke, biar kebayang ini gambar model atom ya:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-81/ChapId-671/LessonId-3156/ModuleId-2/QuestionCode-21HQJSQ4IO1/Struktur-Penyusun-Atom.jpg" />
Sumber: https://materikimia.com/struktur-atom-berdasarkan-teori-atom-bohrn-dan-mekanika-kuantum/

Tiap kulit atom memiliki tingkat energi tertentu. Semakin jauh kulit dari inti atom maka energinya semakin tinggi. Cara tersusunnya elektron pada kulit atom itu disebut dengan konfigurasi elektron. Atom yang punya banyak elektron pasti kulitnya juga banyak. Nah, udah disepakati nih, kalau kulit terdalam yang paling dekat ke inti atom itu disebut dengan kulit K sebagai kulit pertama (n=1). Seterusnya, kulit kedua berarti kulit L (n=2), kulit ketiga adalah M (n=3), kulit keempat adalah N (n=4), dan seterusnya. Oleh karena kulit atom sebanding dengan tingkat energinya, terkadang istilah kulit bisa diganti dengan tingkat energi. Jadi, kulit ke-1 bisa dibilang sebagai tingkat energi ke-1, dan seterusnya.

Tiap kulit itu punya batasan maksimal berapa banyak elektron yang bisa tinggal disana. Untuk menentukan jumlah maksimal elektron pada tiap kulit bisa menggunakan rumus: jumlah elektron = \(2n^2\). Nah, penjelasannya ada di tabel berikut ya:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-81/ChapId-671/LessonId-3156/ModuleId-2/QuestionCode-21HQJSQ4IO1/kulit atom.png" />
Sumber: https://wirahadie.com/nomor-atom-dan-nomor-massa/

Menurut teori atom modern, kedudukan suatu elektron pada atom sebetulnya gak bisa ditentukan secara pasti. Yang bisa kita lakukan adalah menentukan kebolehjadian posisi elektron pada suatu atom. Letak elektron yang tersebar berdasarkan tingkat energinya ini dijelaskan dengan menggunakan bilangan kuantum. Jadi, dari bilangan kuantum kita bisa menentukan lokasi penyebaran elektron. Ada empat bilangan kuantum yang bisa menggambarkan kedudukan elektron pada suatu atom:
<ul><li>Bilangan kuantum utama (n) menunjukkan tingkat energi/kulit dimana elektron berada. Nilai n dimulai dari 1 (kulit ke-1),2 (kulit ke-2), 3 (kulit ke-3), dan seterusnya.</li><li>Bilangan kuantum azimuth (l) menunjukkan bentuk orbital subkulit. Nilai l yaitu:
l = 0 (s)
l = 1 (p)
l = 2 (d)
l = 3 (f)
tiap kulit memiliki bilangan kuantum l dari 0 sampai dengan n-1.
</li><li>Bilangan kuantum magnetik (m) menunjukkan orientasi orbital. Nilai m dari –l sampai dengan +l.</li><li>Bilangan kuantum spin (s) menunjukkan rotasi elektron dalam orbital. Kalau rotasinya searah jarum jam maka s = +1/2 (↿) , sedangkan jika berlawanan jarum jam maka s = -1/2 (⇂).</li></ul>

Pada soal ini, kita ditanya manakah orbital yang tidak penuh. Orbital dikatakan terisi penuh jika diisi oleh jumlah maksimum elektronnya. Kemudian orbital dikatakan setengah penuh jika terisi oleh setengah dari jumlah maksimum orbital tersebut. Sementara orbital tidak penuh yang bukan termasuk orbital penuh ataupun setengah penuh. Nah, untuk menjawab soal ini, yuk kita lihat tabel berikut:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-67/LessonId-185/ModuleId-2/QuestionCode-21HWOKQG5O8/orbital penuh.png" />

Nah, berdasarkan tabel di atas, maka orbital yang termasuk tidak penuh adalah \(3p^4\), \(4d^7\), dan \(4f^2\)

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa yang termasuk orbital tidak penuh adalah \(3p^4\), \(4d^7\), dan \(4f^2\).