Bilangan Kuantum

Atom terdiri dari inti atom yang berada pada sentra dari atom tersebut. Inti atom terdiri dari partikel neutron dan proton, sehingga inti atom bermuatan positif yaitu muatan dari proton sedangkan muatan neutron yaitu netral. Electron yang bermuatan negative jauh berada di luar inti atom. Elektron–elektron tersebut beredar pada orbit/kulit/lintasannya. Meskipun electron bersifat gelombang, tetapi tetap mempunyai tingkatan energy diskontinu yang terkuantifikasi. Teori atom mekanika kuantum menjelaskan bahwa dalam kulit atom terdapat beberapa subkulit dan pada subkulit terdapat beberapa orbital.

Untuk menggambarkan peluang memilih kedudukan/posisi suatu electron dalam suatu atom dipakai istilah bilangan kuantum. Ada 4 jenis bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama, bilangan kuantum azimuth, bilangan kuantum magnetic dan bilangan kuantum spin.

1.   Bilangan kuantum utama

Bilangan kuantum utama dinotasikan dengan n yang menggambarkan kulit atom atau lintasan atau tingkat energi utama. Bilangan kuantum utama merupakan fungsi jarak yang dihitung mulai dari inti atom. Semakin besar nilai n maka semakin jauh pula jaraknya dari inti. Dalam setiap bilangan kuantum utama terdapat satu atau lebih orbital. orbital-orbital yang mempunyai bilangan kuantum yang sama akan membentuk kulit atom. Jumlah orbital dalam suatu kulit dinyatakan dengan rumus n². Kaprikornus jumlah electron dalam suatu kulit yaitu 2n². Nilai bilangan kuantum utama diberi nomor dari n = 1,2,3 dan seterusnya atau dinyatakan dengan lambang K,L,M dan seterusnya. Seperti pada table 1.1

Kulit	K	L	M	N	dst
Nilai n	1	2	3	4

     Table 1.1 korelasi lambang kulit dan nilai n

2.   Bilangan kuantum azimuth

Bilangan kuantum azimuth dinotasikan dengan l yang menggambarkan sub kulit electron atau sub lintasan atau sub tingkat energi utama. Bilangan kuantum azimuth merupakan bilangan kuantum yang sanggup memilih bentuk orbital. Setiap bilangan kuantum utama (kulit), mempunyai nilai bilangan kuantum azimuth (subkulit) mulai dari l = 0 hingga l = (n-1).

Contoh;

a.    Untuk kulit L (n=2) maka nilai bilangan kuantum azimuth yaitu l = 0 dan l = 1. Kaprikornus dalam kulit ke 2 terdiri atas 2 sub kulit.

b.    Untuk kulit M (n=3) maka nilai bilangan kuantum azimuth yaitu l = 0, 1 dan 2. Kaprikornus dalam kulit ke 3 terdiri atas 3 sub kulit.

Sub kulit dilambangkan dengan s, p, d, f dan seterusnya., menyerupai pada tabel 1.2

Sub kulit	s	p	d	f	dan seterusnya
nilai l	0	1	2	3	dan seterusnya

     Tabel 1.2. korelasi lambang subkulit dengan nilai l

Lambang dari semua subkulit pada kulit K hingga Q atau n = 1 hingga             n = 7 diberikan pada table 1.3

Lambang kulit	nilai n	nilai l
		0	1	2	3
K L M N O P Q	1 2 3 4 5 6 7	1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s	2p 3p 4p 5p 6p 7p	3d 4d 5d 6d	4f 5f

     Table 1.3 subkulit-subkulit pada kulit K hingga Q

3.   Bilangan kuantum magnetic

Bilangan kuantum magnetic dinotasikan dengan m yang menggambarkan orientasi orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetik menyatakan pula orbital mana yang ditempati electron pada suatu subkulit. Nilai m tergantung pada nilai l. Ketentuan nilai m yaitu m = - l hingga m = + l

Contoh :

Untuk subkulit s atau l = 0, maka nilai m = 0 berarti pada subkulit s hanya terdapat 1 jenis orbital, yaitu orbital s.

Berdasarkan jumlah orbital setiap subkulit (2 l +1) dan tiap orbital maksimal terisi 2 buah elektron, maka jumlah elektron maksimal pada tiap subkulit yaitu 2(2 l +1)

Secara lengkap nilai m, jumlah orbital dan jumlah electron pada subkulit s hingga f diberikan pada table 1.4.

Sub kulit	Harga l	nilai m	Jumlah orbital (2 l +1)	Jumlah elektron 2(2 l +1)
s p f	0 1 2 3	0 -1,0,+1 -2,-1,0,+1,+2 -3, -2,-1,0,+1,+2,+3	1 3 5 7	2 6 10 14

     Tabel 1.4. Nilai m, jumlah orbital dan jumlah electron  pada subkulit s hingga f.

4.   Bilangan kuantum spin

Seperti halnya bumi yang mengintari matahari dan berputar pada sumbunya, electron pun demikian. Selain berputar mengelilingi inti atom, electron pun berputar pada sumbunya. Ada dua kemungkinaan arah perputaran electron, yaitu searah atau berlawanana arah jarum jam. Arah perputaran electron tersebut dinyatakan dengan bilangan kuantum spin. Bilangan  kuantum spin dinotasikan dengan s. Arah rotasi electron yang searah jarum jam (clockwise) mempunyai nilai s = +1/2 dengan symbol ↑ dan berlawanan arah jarum jam (anticlockwise) mempunyai nilai s = -1/2 dengan symbol ↓. Dari arah perputaran electron ini dapatlah kita mengerti mengapa dalam satu orbital hanya ditempati 2 elektron saja. Electron tersebut mempunyai arah perputaran yang berlawanan sehingga menghasilkan medan listrik yang berlawanan juga. Medan magnet yang berlawanan akan mengimbangi gaya tolak menolak akhir muatan electron yang sejenis. Arah perputaran electron sanggup dilihat ada gambar 1.2.

                                      Gambar 1.2. Arah perputaran elektron

Pada kulit electron terdapat sub kulit yang di dalamnya terdiri dari orbital-orbital. Setiap orbital mempunyai bentuk-bentuk tertentu berkaitan dengan bilangan kuantum azimuth. Orbital-orbital yang mempunyai bilangan kuantum azimuth yang sama contohnya orbital 1s, 2s dan 3s mempunyai bentuk yang sama, tetapi ukurannya berbeda. Beberapa bentuk orbital diantaranya sebagai berikut:

1.   Bentuk orbital s

Orbital s terletak pada subkulit s yang hanya mengandung  satu orbital sehingga jumlah electron yang terdapat dalam sub kulit s maksimal 2 elektron. Orbital s berbentuk bola alasannya distribusi electron sama ke segala arah atau tidak mempunyai orientasi orbital. Besarnya orbital s tergantung pada jaraknya dari inti dan tidak tergantung pada arah dalam ruang. Semakin besar nilai n maka ukuran bola akan semakin besar. Beberapa bentuk orbital s sanggup dilihat pada gambar 1.3.

                              Gambar 1.3. Bentuk orbital s

2.   Bentuk orbital p

Orbital p mempunyai bentuk menyerupai balon terpilin (cuping-dumbbell). Pada subkulit p terdapat tiga buah orbital, masing-masing yaitu orbital p_x, p_y, dan p_z . bentuk orbital p mempunyai orientasi dalam memilih kebolehjadian ditemukannya electron. Misalnya, kalau electron berada dalam orbital p_x maka peluang terbesar untuk menemukan electron tersebut terdapat di sekitar sumbu x, dan tak ada peluang pada sumbu yz.  Bentuk kebolehjadian adanya electron dalam orbital p diberikan pada gambar 1.4.

 

          Gambar 1.4. bentuk orbital p_x, p_y, dan p_z

3.   Bentuk orbital d

Dalam sub kulit d terdapat lima buah orbital, masing-masing yaitu orbital dx2-y2 , d_xz, d_xy, d_y², dan d_z². Bentuk orbital d melibatkan sumbu dan bidang. Bentuk kebolehjadian ditemukannya electron dalam orbital d tampak pada gambar 1.5.

                          Gambar 1.5. bentuk-bentuk orbital d

4.   Bentuk orbital f

Orbital f mempunyai 7 bentuk orbital dan dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu; kelompok 1 terdiri dari Orbital f_xyz , kelompok 2 terdiri dari f_x(z²_-y²_), f_y(z²_-x²_), dan f_z(x²_-y²_). Kelompok 3 terdiri dari f_x³, f_y³ dan f_z³.

Sumber http://sembilandewi.blogspot.com

Share this post

Berlangganan update artikel terbaru via email: