Bilangan Kuantum - Kelas 10

A. Pendahuluan

Bilangan kuantum adalah suatu harga yang menyatakan keadaan orbital suatu atom. Bilangan kuantum terdiri dari:

1. Bilangan kuantum utama (n), menyatakan tingkat energi/kulit atom.
2. Bilangan kuantum azimuth (l), menyatakan sub-kulit atom dan bentuk geometri orbital.
3. Bilangan kuantum magnetik (m), yaitu menyatakan banyak dan posisi/orientasi orbital.
4. Bilangan kuantum spin (s), menyatakan kedudukan elektron dalam suatu orbital.

B. Bilangan Kuantum Utama 

Bilangan kuantum utama/prinsipal (n) adalah suatu harga yang menyatakan tingkat energi atau kulit dalam atom. Bilangan kuantum utama merupakan dasar penentu harga bilangan kuantum lainnya. Bilangan kuantum utama antara lain:

C. Bilangan Kuantum Azimuth

Bilangan kuantum azimuth/orbital (l) adalah suatu harga yang menyatakan sub-kulit atom dan bentuk geometri orbital. Harga l yang diijinkan di setiap kulitnya adalah:

0 ≤ l ≤ (n-1)

Kulit-kulit atom dalam keadaan penuh terisi elektron beserta harga b.k. azimuth: 

D. Bilangan Kuantum Magnetik

Bilangan kuantum magnetik (ml atau m) adalah suatu harga yang menyatakan banyak dan posisi/orientasi orbital. Harga m yang diijinkan di setiap sub-kulitnya:

-l ≤ m ≤ +l

Posisi/orientasi atau orbital adalah tempat dimana elektron bergerak di dalam atom, dan masing-masing orbital maksimal menampung sepasang elektron. Sub-kulit atom dalam keadaan terisi penuh elektron beserta harga b.k. magnetik:

E. Bilangan Kuantum Spin

Bilangan kuantum spin (ms atau s) adalah suatu harga yang menyatakan kedudukan dan arah rotasi elektron pada suatu orbital. Bilangan kuantum spin tidak digunakan dalam menentukan keadaan orbital, hanya untuk menentukan perbedaan elektron pada orbital. Karena terdapat dua elektron dalam satu orbital, sedangkan keduanya memiliki kutub padanya, maka nilai elektron yang berpasangan dalam orbital tersebut harus berbeda nilai.
Harga bilangan kuantum spin terdiri dari:

F. Bentuk Orbital

Bentuk orbital bergantung pada harga bilangan kuantum azimuth (l), dan setiap nilai l memiliki bentuk orbital berbeda. 
Orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku elektron pada suatu atom sebagai partikel gelombang. Orbital atom mempunyai tiga buah sumbu, yaitu sumbu x, y dan z, dan kemungkinan terbesar  ditemukannya elektron terdapat pada titik pertemuannya yang disebut daerah orbital.

Orbital s berbentuk satu buah balon atau satu bola.

Orbital p berbentuk satu buah balon yang dipilin atau dua bola sebagai berikut.

Orbital d berbentuk dua buah balon yang dipilin atau empat bola.

Orbital f berbentuk empat buah balon yang dipilih atau delapan bola. 

Hibridisasi adalah gabungan orbital-orbital atom dalam suatu senyawa membentuk orbital hibrid molekul.

F. Diagram Orbital

Diagram orbital menggambarkan urutan konfigurasi elektron dalam setiap kulit atom. Konfigurasi elektron yang ditulis menggunakan bilangan kuantum harus memenuhi kaidah berikut.

1. Azas Aufbau

Pengisian elektron pada sub-kulit diisi dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih besar.

Aturan pengisian sub-kulit:

Contoh:
8O : \(1s^2 2s^2 2p^4\)
19K : \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1\)
26Fe : \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^8\)