Bilangan Kuantum – Pengertian, Contoh Soal, Bentuk Orbital – Pada pembahasan kali ini kita akan membahas bilangan kuantum yang dimiliki oleh elektron dalam sebuah atom. Dengan bilangan kuantum tersebut kita dapat memprediksi posisi elektron, untuk lebih jelasnya perhatikan penjelasan di bawah ini :
Table of Contents
Pengertian Bilangan Kuantum
Bilangan kuantum adalah suatu bilangan untuk menentukan kedudukan sebuah elektron dalam sebuah atom. Berdasarkan konsep orbital, maka kedudukan elektron dapat ditentukan lewat ke-4 bilangan kuantum. Ke-4 bilangan kuantum tersebut adalah :
Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama menunjukkan lintasan utama atau kulit utama atau tingkat energi. Harga n adalah adalah bilangan asli dari 1 sampai 7.
- kulit K → n = 1
- kulit L → n = 2
- kulit M → n = 3
- kulit N → n = 4
- kulit O → n = 5
- kulit P → n = 6
- kulit Q → n = 7
Bilangan Kuantum Azimuth (l)
Bilangan kuantum azimuth menunjukkan sub kulit atau sub tingkat energi penyusun kulit. Bilangan azimuth menyatakan bentuk orbital. Harga l mulai dari 0 s/d (n – 1).
Contoh :
- Kulit K (n = 1), maka harga l dari 0 s/d (1-1) atau 0 s/d 0
- Jadi ada 1 harga l, yaitu l = 0
- Kulit L (n = 2), maka harga l dari 0 s/d (2-1) atau 0 s/d 1
- Jadi ada 2 harga l, yaitu l = 0 dan l = 1
- Kulit M (n = 3), maka harga l dari 0 s/d (3-1) atau 0 s/d 2
- Jadi ada 3 harga l, yaitu l = 0 , l = 1 dan l = 2
Setiap harga l dinyatakan sebagai subkulit dengan notasi s, p, d dan f.
- l = 0 dinyatakan sebagai sub kulit s
- l = 1 dinyatakan sebagai sub kulit p
- l = 2 dinyatakan sebagai sub kulit d
- l = 3 dinyatakan sebagai sub kulit f
Banyaknya subkulit dari suatu kulit tergantung pada banyaknya nilai bilangan azimuth yang diijinkan untuk kulit itu.
Contoh :
- Kulit K (n = 1) → ada 1 nilai l (yaitu l = 0), berarti kulit K terdiri dari 1 subkulit yaitu subkulit 1s.
- Kulit L (n = 2) → ada 2 nilai l (yaitu l = 0 dan l = 1), berarti kulit L terdiri dari 2 subkulit yaitu subkulit 2s dan 2p.
- … dst
Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik menunjukkan orientasi ruang orbital penyusun sub kulit, tempat elektron berada. Harga m mulai dari -l s/d +l
Banyaknya nilai m untuk setiap harga l menyatakan jumlah orbital yang terdapat pada subkulit tersebut.
Contoh :
- sub kulit s → l = 0, harga m-nya dari -0 s/d +0, harga m nya ada 1 yaitu m = 0
- sub kulit p → l = 1, harga m-nya dari -1 s/d +1, harga m nya ada 3 yaitu m = -1, m = 0, m = +1
- sub kulit d → l = 2, harga m-nya dari -2 s/d +2, harga m nya ada 5 yaitu m = -2, m = -1, m = 0, m = +1, m = +2
- sub kulit f → l = 3, harga m-nya dari -3 s/d +3, harga m nya ada 7 yaitu m = -3, m = -2, m = -1, m = 0, m = +1, m = +2, m = +3
Bilangan Kuantum Spin (s)
Bilangan kuantum spin menunjukkan arah rotasi atau putaran electron. Harga s memiliki 2 bilangan kuantum yaitu :
- +1/2 (searah jarum jam)
- -1/2 (berlawanan arah jarum jam)
Baca juga : Hukum-hukum dasar kimia: Lavoisier, Proust, Dalton, Avogadro & Gay lussac
Contoh Soal Bilangan kuantum
Tentukan ke-4 bilangan kuantum untuk elektron terakhir dari 35Cl :
Penyelesaian :
35Cl : [18Ar] 4s2 3d10 4p5
- n = 4 → karena sub kulit terakhirnya di 4p maka n = 4
- l = 1 → karena sub kulit terakhirnya huruf p maka l = 1
- m = 0 → karena elektron terakhir menempati m = 0
- s = -1/2 → karena elektron terakhirnya telah berpasangan
Bentuk Orbital
Setiap orbital dilambangkan dengan angka dan huruf. Angka tersebut menunjukkan tingkat energi elektron dalam orbital sedangkan huruf nanti terdiri dari s, p, d, f dan seterusnya.
Bentuk Orbital s
Orbital s berbentuk seperti bola di sekitar inti atom. Ketika tingkat energi elektron meningkat, maka bentuk orbitalnya semakin besar.
Dari gambar kelihatan bahwa ukuran orbital 1s < 2s < 3s
Bentuk Orbital p
orbital p berbentuk seperti bola terpilin dan menunjuk ke sumbu-sumbu ruang tertentu.
- orbital yang berada pada sumbu X maka disubut Px
- orbital yang berada pada sumbu Y maka disubut Py
- orbital yang berada pada sumbu Z maka disubut Pz
Bentuk Orbital d
Orbital d berbentuk seperti bola terpilin
Ada 5 orbital subkulit d, yaitu dx-y, dy-z, dx-z, dx2-y2, dz2
Tiga orbital d terletak diantara sumbu ruang dan 2 orbital d terletak pada sumbu ruang.
- orbital dx-y berada diantara sumbu X dan Y
- orbital dy-z berada diantara sumbu Y dan Z
- orbital dx-z berada diantara sumbu X dan Z
- orbital dx2-y2 berada pada sumbu X dan Y
- orbital dz2 berada pada sumbu X dimana ada lingkaran di tengah-tengahnya
Bentuk Orbital f
Ada 7 orbital subkulit (ce{f}), yaitu :
- Orbital f y3-3x2y
Enam lobus menunjuk ke sudut-sudut segi enam biasa pada bidang xy, dengan sepasang lobus sepanjang sumbu-x. Tiga bidang nodal melewati antara lobus dan memotong pada sumbu z. - Orbital f xyz
Delapan lobus mengarah ke sudut sebuah kubus, dengan empat lobus di atas dan empat lobus di bawah bidang xy. Sumbu x dan y melewati pusat empat wajah kubus (di antara lobus). Tiga bidang nodal ditentukan oleh sumbu x, y, dan z. - Orbital f 5yz2-yr2
Enam lobus mengarah ke sudut hexagon reguler pada bidang yz, dengan sepasang lobus sepanjang sumbu x. Tiga bidang nodal melewati antara lobus dan memotong pada sumbu y. - Orbital f z3-3zr2
Dua titik lobus sepanjang sumbu z, dengan dua cincin berbentuk mangkuk di atas dan di bawah bidang xy. Permukaan nodal adalah bidang xy dan permukaan kerucut melewati inti dan antara cincin dan lobus. - Orbital f 5xz2-xr2
Enam lobus mengarah ke sudut hexagon reguler pada bidang xz, dengan sepasang lobus sepanjang sumbu y. Tiga bidang nodal melewati antara lobus dan berpotongan pada sumbu x. - Orbital f zx2-zy2
Ini memiliki bentuk yang sama dengan orbital f xyz, tetapi sudut-sudut kubus berada di bidang yang ditentukan oleh sumbu x, y, dan z dan tiga bidang nodal memotong antara lobus dan memotong sepanjang sumbu z. - Orbital f x3-3xy2
Ini identik dengan orbital dengan m = -3
Lobus terletak di sepanjang sumbu y dan bukan di sepanjang sumbu x.
Baca juga : Konfigurasi Elektron – Pengertian, Aturan, Contoh