Bilangan Kuantum

Bilangan Kuantum

Bilangan Kuantum merupakan istilah yang digunakan untuk menggambarkan letak elektron-elektron dalam atom. Bilangan Kuantum terdiri dari :

a. Bilangan Kuantum Utama (n)
    ↪ Bilangan kuantum utama disimbolkan dengan huruf (n). Bilangan kuantum menunjukkan ukuran dan tingkat-tingkat energi utama orbital, yang dianalogikan sebagai kulit. Semakin besar nilai n, maka semakin besar ukuran orbital dan semakin tinggi tingkat energinya.

Subkulit	l
s	0
p	1
d	2
f	3

b. Bilangan Kuantum Azimuth (l)
    ↪ Bilangan kuantum azimuth disimbolkan dengan huruf (l). Bilangan kuantum azimuth menunjukkan subkulit atom dan bentuk geometri orbital.

Nilai l = (n-1)

Kulit	n
K	1
L	2
M	3
N	4

c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

    ↪ Bilangan kuantum magnetik disimbolkan dengan huruf (m). Bilangan kuantum magnetik menunjukkan orientasi atau arah orbital. Nilai m = - l sampai dengan + l.

Orbital	m	Jumlah Orbital	Jumlah Elektron Maksimal
s	0	1	2
p	-1, 0, 1	3	6
d	-2, -1, 0, 1, 2	5	10
f	-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3	7	14

d. Bilangan Kuantum Spin (s)

    ↪ Bilangan kuantum spin disimbolkan dengan huruf (s). Bilangan kuantum spin menunjukkan arah putaran/rotasi elektron pada sumbunya.

↑↓

↳ 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 (↓).


Kesimpulan:

Bentuk-Bentuk Orbital

Bentuk orbital ditentukan oleh bilangan kuantum azimutnya. Jadi, apabila suatu elektron memiliki bilangan kuantum azimut sama, maka bentuk orbitalnya juga sama, sehingga yang membedakan hanyalah tingkat energinya.

1. Orbital s

Orbital s memiliki bentuk seperti bola simetri. Hal ini menunjukkan bahwa elektron memiliki kerapatan yang sama, jika jarak dari inti atom juga sama. Semakin jauh letak elektron dari inti atom, kerapatannya semakin rendah.





2. Orbital p

Orbital p memiliki bentuk seperti satu balon yang dipilin atau dua bola. 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.

3. Orbital d

Orbital d memiliki bentuk seperti dua balon yang dipilin. Setiap orbital mempunyai 4 “lobe” kepadatan elektron. Adapun perbedaannya terletak pada arah berkumpulnya kepadatan elektron. Sementara itu, satu orbital lagi mempunyai bentuk berbeda, tetapi memiliki energi yang sama dengan keempat orbital d lainnya.


4. Orbital f

Orbital f memiliki bentuk seperti 4 buah balon yang  dipilin. Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.

Diagram Orbital

Diagram orbital menunjukkan distribusi elektron dalam semua orbital yang mungkin atau disebut juga susunan elektron-elektron dalam kulit-kulit atom. Diagram orbital harus sesuai dengan penulisan konfigurasi elektron mengikuti beberapa aturan, yaitu:

1. Prinsip Aufbau
Pengisian elektron pada orbital dimulai dari tingkat energi yang lebih rendah kemudian ke tingkat energi yang lebih rendah.

Contoh konfigurasi elektron berdasarkan prinsip Aufbau:

11Na → 1s1 2s2 2p6 3s1

26Fe → 1s1 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3p6

2. Aturan Hund

Pada pengisian orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama, yaitu orbital-orbital dalam satu subkulit, mula-mula elektron akan menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan.

Contoh pengisian yang benar:

Contoh pengisian yang salah:

➠ Penyimpangan pengisian subkulit yang terjadi di sub kulit d. Subkulit d stabil apabila terisi 5 atau 10 elektron.

3. Larangan Pauli

Dalam satu atom tidak boleh ada dua elektron yang mempunyai keempat bilangan kuantum (n, l, m, dan s) yang sama. Satu orbital maksimum terisi oleh dua elektron dengan spin yang berbeda. 

Contoh:

20Ca= (Ar) 4s2

n = 4, l = 0, m = 0, dan s = - ½

Referensi

Farasi, S. A. (2013, Oktober 14). Prinsip Aufbau, Aturan Hund dan Larangan Pauli, Asas, Kaidah, Konfigurasi Elektron, Kimia. Dipetik September 7, 2019, dari Salman Project: https://salmanproject.blogspot.com/2013/10/prinsip-aufbau-aturan-hund-dan-larangan.html

Nafiun. (2013, April 4). Orientasi dan Bentuk Orbital s p d f, Elektron, Bilangan Kuantum, Atom. Dipetik September 7, 2019, dari Nafiun.com: http://www.nafiun.com/2013/04/orientasi-dan-bentuk-orbital-s-p-d-f-elektron-bilangan-kuantum-atom.html

Unknown. (2019, Juni 24). Bilangan Kuantum – Pengertian, Jenis-Jenis, Contoh Soal. Dipetik September 7, 2019, dari RumusBilangan.com: https://rumusbilangan.com/bilangan-kuantum/