Bilangan Kuantum

September 07, 2019

BILANGAN KUANTUM

Bilangan kuantum adalah bilangan yang menyatakan kedudukan atau posisi electron dalam atom yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam system dinamis.Bilangan kuantum menggambarkan sifat electron dalam orbital.

1. Orbital dan Bilangan Kuantum

a. Bilangan kuantum utama (n), menyatakan ukuran dan tingkat energi. Semakin besar nilai n maka semakin besar ukuran orbital dan semakin besar tingkat energinya.Harga untuk nilai n adalah sebagai berikut :

Kulit ke-	Harga nilai n
K	1
L	2
M	3
N	4

b. Bilangan kuantum azimuth (l), menyatakan sub kulit atom dan bentuk geometri orbital. Nilai n memiliki persamaan n-1. Sehingga memiliki harga sebagaii berikut:

c. Bilangan kuantum magnetic (m), menyatakan banyak dan posisi atau orientasi orbital.Nilai untuk bilangan kuantum magnetic adalah -l, 0, +l.

d. Bilangan kuantum spin (s), menyatakan kedudukan dan arah rotasi.

Untuk arah rotasi yang searah jarum jam diberi tanda atau ditulis +1/2 atau tanda panah keatas (↑), sedangkan yang berlawanan dengan arah jarum jam diberi tanda atau ditulis -1/2 atau tanda panah kebawah (↓).

Sehingga secara keseluruhan memiliki table sebagai berikut :

2. Bentuk Orbital Atom

a. Orbital s

Orbital yang paling sederhana adalah orbital s. Setiap subkulit s terdiri atas 1 buah orbital yang berisi 2 elektron. Orbital s berbentuk bola simetri yang menunjukkan bahwa elektron memiliki kerapatan yang sama, jika jarak dari inti atom juga sama. Semakin jauh letak elektron dari inti atom, kerapatannya semakin rendah. Nilai bilangan kuantum utama suatu orbital memengaruhi ukuran orbital. Semakin besar nilai bilangan kuantum utama, ukuran orbitalnya juga semakin besar.

b. Orbital p

Bentuk orbital p seperti balon terpilin (cuping-dumbbell). Kepadatan elektron tidak tersebar merata, melainkan terkonsentrasi dalam dua daerah yang terbagi sama besar dan terletak pada dua sisi berhadapan dari inti yang terletak di tengah.

Subkulit p terdiri atas 3 orbital, tiap orbital mempunyai bentuk yang sama. Perbedaan ketiga orbital terletak pada arah, di mana terkonsentrasinya kepadatan elektron. Biasanya orbital p digambarkan menggunakan satu kumpulan sumbu x, y, dan z, sehingga diberi tanda px, py dan pz.

c. Orbital d

Orbital d adalah orbital dengan l = 2. Orbital d memiliki lima jenis orientasi, sebagaimana terdapat lima nilai m_l yang mungkin, yaitu −2, −1, 0, +1, atau +2. Empat dari lima orbital d, antara lain d_xy, d_xz d_yz, dan d_x²_−y², memiliki empat cuping seperti bentuk daun semanggi. Orbital d kelima, d_z², memiliki dua cuping utama pada sumbu z dan satu bagian berbentuk donat pada bagian tengah.

d. Orbital f

Orbital f mempunyai bentuk orbital yang lebih rumit dan lebih kompleks daripada orbital d. Setiap subkulit f mempunyai 7 orbital dengan energi yang setara.

3. Konfigurasi Elektron

konfigurasi elektron, yaitu penyusunan elektron-elektron dalam orbital-orbital pada kulit-kulit atom multi elektron. Aturan-aturan dalam penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital, antara lain :

a. Asas Aufbau

Elektron menempati orbital-orbital dimulai dari tingkat energi yang terendah, dimulai dari 1s, 2s, 2p, dan seterusnya seperti urutan subkulit yang terlihat pada gambar berikut.

b. Asas larangan Pauli: Tidak ada dua elektron dalam satu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yang sama. Setiap orbital maksimum diisi oleh 2 elektron yang memiliki spin yang berlawanan (m_s = +½ dan m_s = −½).

c. Kaidah Hund: Jika ada orbital dengan tingkat energi yang sama, konfigurasi elektron dengan energi terendah adalah dengan jumlah elektron tak berpasangan dengan spin paralel yang paling banyak.