Bilangan Kuantum – Pengertian, Contoh Soal, Bentuk Orbital

oleh syarief · Dipublikasikan 30 April 2020 · Di update 2 Agustus 2020

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)

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 d_x-y, d_y-z, d_x-z, d^x2-y2, d^z2

Tiga orbital d terletak diantara sumbu ruang dan 2 orbital d terletak pada sumbu ruang.

orbital d_x-y berada diantara sumbu X dan Y
orbital d_y-z berada diantara sumbu Y dan Z
orbital d_x-z berada diantara sumbu X dan Z
orbital d^x2-y2 berada pada sumbu X dan Y
orbital d^z2 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.

Bilangan Kuantum – Pengertian, Contoh Soal, Bentuk Orbital