Bilangan Kuantum

Menurut Teori Atom Bohr, elektron mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu yang disebut kulit atom. Teori ini selanjutnya disempurnakan oleh Werner Heisenberg dan Erwin Schrodinger yang dikenal dengan Teori Mekanika Kuantum. Menurut Teori Mekanika Kuantum keberadaan elektron dapat digambarkan dengan bilangan kuantum.

Bilangan kuantum menggambarkan kedudukan atau posisi elektron suatu atom dan membedakannya dari elektron yang lain.Keberadaan elektron dalam atom dikaitkan dengan empat bilangan kuantum. Ada empat bilangan kuantum, yaitu hilangan kuantum utama, bilangan kuantum azimut, bilangan kuantum magnetik, dan bilangan kuantum spin.

1. Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama (n) menentukan ukuran dari orbital. Bilangan kuantum ini menentukan tingkat energi yang memiliki harga = 1, 2, 3,... Dari nilai yang dimiliki elektron dapat diketahui nomor kulit yang ditempati elektron tersebut.Semakin jauh dari inti atom, nilai semakin besar sehingga tingkat energinya semakin besar pula. Elektron-elektron yang memiliki nilai sama terletak pada kulit yang sama.

n = 1 disebut kulit K

n = 2 disebut kulit L

n = 3 disebut kulit M

n = 4 disebut kulit N

2. Bilangan Kuantum Azimut (l)

Bilangan kuantum azimut (l) disebut juga bilangan kuantum orbital. Bilangan kuantum ini dapat menentukan bentuk ruang dari orbital.Bilangan kuantum l memiliki harga sebagai berikut.

l=-0, 1, 2, 3,..........(n-1)

Harga biasanya dinyatakan dengan huruf sebagai berikut.

l= 0, yaitu subkulit s (1 orbital)

l=1, yaitu subkulit p (3 orbital)

l=2, yaitu subkulit d (5 orbital)

l= 3, yaitu subkulit f (7 orbital)

Setiap subkulit dinyatakan dengan harga bilangan dari dan huruf yang menyatakan / Misalkan, subkulit 2p berarti memiliki harga n=2 dan l=1.

Hubungan kulit dan subkulit (orbital) adalah:

a) Kulit K (n=1) maka hanya mengandung orbital 1s.

b) Kulit 1 (n=2) maka hanya mengandung orbital 2s dan 2p.

c) Kulit M (n =3) maka hanya mengandung orbital 3s, 3p, dan 3d.

d) Kulit N (n=4) maka hanya mengandung orbital 4s, 4p. 4d, dan 4f

3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Bilangan kuantum magnetik (m) menentukan orientasi orbital dalam ruang sehingga disebut juga bilangan kuantum orientasi orbital.Untuk setiap harga l akan memiliki harga m sebanyak (2l +1) dengan rentang nilai m=-l,..... , 0,...,-l

Untuk l=0 (elektron pada ) maka m-0

Untuk l=1 (elektron pada p) maka m= -1, 0, +1

Untuk l = 2 (elektron pada ) maka -2, -1, 0, +1, +2

Untuk l= 3 (elektron pada f) maka m=-3, 2, 1, 0, 1, 12, 13.

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Dengan menggunakan alat spektroskopi yang daya pisahnya sangat tinggi. akan tampak setiap garis spektrum yang terdiri atas sepasang garis yang sangat berdekatan. Menurut Uhlenbeckz dan Goudsmit (1925), elektron memiliki momen magnetik sehingga elektron berputar pada sambunya dan menghasilkan sudut spin. Harga bilangan kuantum spin (s) adalah +1/2 dan -1/2

contoh soal :

1.Tentukan bilangan kuantum unsur – unsur berikut!

a. S₁₆

b. Ni₂₈

c. Br₃₅

Pembahasan:

a. S₁₆ = 1s² 2s²2p⁶ 3s² 3p⁴

3p⁴ artinya,

n = 3; l = 1; m = -1; s = – ½

b. Ni₂₈ = [Ar] 4s² 3d⁸

3d⁸ artinya,

n = 3; l = 2; m = 0; s = – ½

c. Br₃₅ = [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵

4p⁵ artinya,

n = 4; l = 1; m = 0; s = – ½

2. Suatu elektron memiliki harga bilangan kuantum utama (n) = 5. Tentukan bilangan kuantum yang lainnya!

penyelesaian:

Nilai n = 5

Nilai l = 0, 1, 2, dan 3

Nilai m = antara -1 dan +1

Untuk nilai l = 3 maka nilai m = – 3, -2, -1, 0, +1, +2, +3