Materi Bilangan Kuantum

Bilangan Kuantum – Pengertian, Jenis-Jenis, Contoh Soal

By_ulfiyannaputri   Posted on september, 2019

Daftar Isi Artikel :

·         Pengertian Bilangan Kuantum

·         Jenis – Jenis Bilangan Kuantum

o    1. Bilangan kuantum utama

o    2. Bilangan Kuantum Azimut atau Momentum Sudut (ℓ)

o    3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

o    4. Bilangan Kuantum Spin (s)

 contoh  soal

·      Pengertian Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum atau  Quantum Number ialah bilangan yang menentukan suatu kedudukan posisi elektron atom yang mana posisi elektron atom itu diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan tentang kuantitas kekal dinamis.

Bilangan kekal dinamis adalah bilangan yang menyatakan kedudukan  posisi elektron dalam suatu atom yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan tenang kuantitas kekal dalam sistem dinamis. Kemudian Sifat elektron, digambarkan didalam suatu orbital.

Gambar Sifat Elektron Dalam Orbital

Salah satu ciri khas dari model mekanika kuantum atau model atom modern yang dicetuskan oleh Erwin Schrodinger seorang ilmuan Fisikawan yang berasal dari Austria ialah  Bilangan Kuantum. Yang mana bilangan kuantum itu sendiri memiliki kegunaan untuk menggambarkan distribusi elektron dalam atom jenis hedrogen dan jenis atom-atom lainnya.

·      Jenis – Jenis Bilangan Kuantum

1. Bilangan kuantum utama. Disimbolkan dengan huruf (n) yang menyatakan tingkat energi
2. Bilangan kuantum azimut atau momentum sudut. Disimbolkan (ℓ) yang menyatakan bentuk orbital
3. Bilangan kuantum magnetik. Disimbolkan dengan huruf (m) yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang tiga   dimensi
4. Bilangan kuantum spin. Disimbolkan dengan huruf (s) yang menyatakan spin elektron pada sebuah atom

Penjelasan :

1. Bilangan kuantum utama

Bilangan kuantum utama menunjukkan tingkat energi yang oleh  Bohr disebut  kulit  atom.  Makin besar nilai n,  makin besar energi elektron yang menempati kulit  itu. Seperti  dalam  model  atom Bohr,  n dapat  bernilai 1,2,3,..... sampai tak  berhingga.  Jika dijabarkan maka:

Elektron yang berada pada kelopak K adalah n=1
Elektron yang berada pada kelopak L adalah n=2
Elektron yang berada pada kelopak M adalah n=3
Elektron yang berada pada kelopak N adalah n=4
Dst...

2. Bilangan Kuantum Azimut atau Momentum Sudut (ℓ)

Bilangan kuantum azimut menentukan bentuk orbital dan sub tingkatan energi. Nilai l  bergantung pada nilai bilangan kuantum utama, n. Setiap kulit pada bilangan kuantum azimut memiliki nilai l=0 sampai l= (n-1). Biasanya nya subkulit ditulis l=1,2,3,…, (n-1) diberi simbol s, p, d, f dan seterusnya. Lihat gambar :

Gambar Bilangan Kuantum Azimut

3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Bilangan kuantum magnetik menyatakan orientasi orbital atau posisi orbital terhadap orbital lain didalam ruang. Bilangan kuantum magnetik ini membagi bilangan kuantum azimut menjadi orbital-orbital.

Bilangan kuantum magnetik (m) ini jumlahnya untuk setiap bilangan kuantum azimut (l) dimulai dari m= -l sampai m= +l. Lihat tabel :

Bilangan Kuantum Magnetik

Tabel diatas menunjukan hubungan antara bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik (m).

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan kuantum spin (s) ini menunjukan arah perputaran (spin) atau rotasi di sebuah elektron pada sumbunya. Arahnya bisa searah jarum jam ataupun  berlawanan dengan arah jarum jam. Untuk itu bilangan kuantum spin (s) ini diberi nama ± 1/2 atau -1/2.

Perhatikan gambar dibawah terlebih dahulu berikut :

Gambar Bilangan Kuantum Spin (s)

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 (↓).

Bilangan kuantum spin merupakan dasar pengisian elektron dalam suatu orbital, oleh karenanya setiap orbital hanya dapat ditempati oleh maksimal dua elektron dengan spin yang berbeda, maksudnya bahwa elektron-elektron didalam atom itu berbeda-beda antara atom satu dengan atom yang lain sebagaimana yang disampaikan oleh Wolfgang Pauli (tahun 1925) seorang fisikawan teoretis Amerika, yang mempelopori bidang fisika kuantum yang juga dikenal dengan teori spin-nya dalam ilmu fisika.

Tujuan  bilangan  kuantum adalah untuk mengetahui atau menyatakan posisi atau kedudukan di dalam atom. Dari beberapa penjelasan ke-4 bilangan kuantum diatas, maka kita dapat ketahui hubungan antara ke-4 jenis bilangan kuantum tersebut seperti yang tertera pada gambar tabel dibawah :

Hubungan Ke-4 Bilangan Kuantum

·    Contoh  soal

Tentukan bilangan kuantum unsur – unsur berikut!

a. ₁₆S

b. ₂₈Ni

c. ₃₅Br

Pembahasan:

a.  ₁₆S = 1s² 2s²2p⁶ 3s² 3p⁴ 3p⁴ artinya,

n = 3; l = 1; m = -1; s = – ½

b. ₂₈Ni = [Ar] 4s² 3d⁸ 3d⁸ artinya,

n = 3; l = 2; m = 0; s = – ½

c. ₃₅Br = [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵ 4p⁵ artinya,

n = 4; l = 1; m = 0; s = – ½

Demikian lah pembahasan kita mengenai masalah bilangan kuantum serta jenis-jenisnya, semoga bermanfaat.

Referensi

1.     ^ Eisberg, Robert (1974). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles. New York: John Wiley & Sons Inc. hlm. 114–117. ISBN 978-0-471-23464-7.

2.     ^ R.B. Lindsay (1927). "Note on "pendulum" orbits in atomic models". Proc. Natl. Acad. Sci. 13: 413–419. Bibcode:1927PNAS...13..413L. doi:10.1073/pnas.13.6.413. PMC 1085028 . PMID 16587189.