BILANGAN KUANTUM

Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah suatu harga yang menyatakan keadaan orbital suatu atom.

Bilangan kuantum terdiri dari:

1)    Bilangan kuantum utama (n), menyatakan tingkat energi/kulit atom.

2)    Bilangan kuantum azimuth (l), menyatakan sub-kulit atom dan bentuk geometri orbital.

3)    Bilangan kuantum magnetik (m), yaitu menyatakan banyak dan posisi/orientasi orbital.

4)    Bilangan kuantum spin (s), menyatakan kedudukan elektron dalam suatu orbital.

A. BILANGAN KUANTUM UTAMA

➤Bilangan kuantum utama/prinsipal (n) adalah suatu harga yang menyatakan tingkat energi atau kulit dalam atom.

➤Bilangan kuantum utama merupakan dasar penentu harga bilangan kuantum lainnya.

➤Bilangan kuantum utama antara lain:

B. BILANGAN KUANTUM AZIMUT

➤Bilangan kuantum azimuth/orbital (l) adalah suatu harga yang menyatakan sub-kulit atom dan bentuk geometri orbital.

➤Harga l yang diijinkan di setiap kulitnya adalah:

 0 ≤ l ≤ (n-1)

➤Kulit-kulit atom dalam keadaan penuh terisi elektron beserta harga b.k. azimuth:

C.     BILANGAN KUANTUM MAGNETIK

➤Bilangan kuantum magnetik (ml atau m) adalah suatu harga yang menyatakan banyak dan posisi/orientasi orbital.

➤Harga m yang diijinkan di setiap sub-kulitnya:

-l ≤ m ≤ +l

➤Posisi/orientasi atau orbital adalah tempat dimana elektron bergerak di dalam atom, dan masing-masing orbital maksimal menampung sepasang elektron.

➤Sub-kulit atom dalam keadaan terisi penuh elektron beserta harga b.k. magnetik:

     D.    BILANGAN KUANTUM SPIN

➤Bilangan kuantum spin (ms atau s) adalah suatu harga yang menyatakan kedudukan dan arah rotasi elektron pada suatu orbital.

➤Bilangan kuantum spin tidak digunakan dalam menentukan keadaan orbital, hanya untuk menentukan perbedaan elektron pada orbital.

➤Karena terdapat dua elektron dalam satu orbital, sedangkan keduanya memiliki kutub padanya, maka nilai elektron yang berpasangan dalam orbital tersebut harus berbeda nilai.

➤Harga bilangan kuantum spin terdiri dari: 

E. BENTUK ORBITAL

➤Bentuk orbital bergantung pada harga bilangan kuantum azimuth (l), dan setiap nilai l memiliki bentuk orbital berbeda.

➤Orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku elektron pada suatu atom sebagai partikel gelombang. Orbital atom mempunyai tiga buah sumbu, yaitu sumbu x, y dan z, dan kemungkinan terbesar ditemukannya elektron terdapat pada titik pertemuannya yang disebut daerah orbital.

➤Berikut ini bentuk orbital s, p, d, dan f:

F. DIAGRAM ORBITAL

Diagram orbital menggambarkan urutan konfigurasi elektron dalam setiap kulit atom.

Konfigurasi elektron yang ditulis menggunakan bilangan kuantum harus memenuhi kaidah berikut:

1. Azas Aufbau

Pengisian elektron pada sub-kulit diisi

dari tingkat energi yang lebih rendah ke

tingkat energi yang lebih besar

Contoh:

8O : 1s2 2s2 2p4

19K : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8

2. Aturan Hund 

Pengisian elektron pada orbital yang satu

sub-kulit, mula-mula elektron mengisi

satu di tiap orbital, baru kemudian

berpasangan.

➤Penyimpangan pengisian sub-kulit terjadi pada sub-kulit d, karena menginginkan kestabilan.

➤Sub-kulit d stabil apabila terisi 5 atau 10 elektron, sehingga apabila terdapat 4 atau 9 elektron pada sub-kulit d, maka sub-kulit d akan ‘meminjam’ elektron dari sub-kulit s.

Contoh:

4s2 3d4 menjadi 4s1 3d5

➤Sub-kulit d juga mengalami penyimpangan pada unsur-unsur lantanida dan aktinida, dimana sebelum mengisi sub-kulit f, terdapat satu elektron yang mengisi sub-kulit d terlebih dahulu.

Contoh:

6s2 4f8 menjadi 6s2 5d1 4f7

3. Larangan Pauli

Tidak ada elektron dengan keempat

bilangan kuantum yang sama dalam satu

atom