Bilangan Kuantum
A. Pengertian
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.
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. Konfigurasi elektron adalah sebuah penggambaran mengenai posisi elektron di dalam suatu atom. Namun sebelum memahami lebih lanjut mengenai konfigurasi electron, terlebih dahulu kita pahami teori atom dan mekanika kuantum. Serta apa itu orbital?.
ORBITAL Orbital adalah daerah yang terletak di sekitar inti atom dimana merupakan kemungkinan terbesar elektron bisa ditemukan. Terdapat banyak orbital di dalam atom yang masing-masing memiliki ukuran, bentuk, maupun arah orientasi yang berbeda dan ditentukan oleh bilangan kuantum. Semua orbital tersebut tergabung menjadi satu membentuk subkulit. Subkulit juga bergabung menjadi kulit. Dalam pembahasan kali ini kita akan mengenal kulit s, p, d, dan f. Subkulit s tersusun atas orbital-orbital dengan bilangan kuantum l=0. Subkulit p tersusun atas 3 orbital yaitu px, py, dan pz serta bilangan kuantum l = 1. Subkulit d tersusun dari 5 orbital yaitu dxy, dyz, dxz, dx2-y2, dan dz2.
B. JENIS-JENIS BILANGAN KUANTUM
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama (primer) digunakan untuk menyatakan tingkat energi utama yang dimiliki oleh elektron dalam sebuah atom. Bilangan kuantum utama tidak pernah bernilai nol. Bilangan kuantum utama dapat mempunyai nilai semua bilangan positif, yaitu 1,2,3,4 dan seterusnya. Sedangkan kelopak atom dinyatakan dengan huruf K,L,M,N dan seterusnya. contoh: n=1 elektron berada pada kelopak K; n=2 elektron berada pada kelopak L; n=3 elektron berada pada kelopak M; n=4 elektron berada pada kelopak N; dan seterusnya Bilangan kuantum utama juga berhubungan dengan jarak rata-rata elektron dari inti dalam orbital tertentu. Semakin besar n, semakin besar jarak rata-rata elektron dalam orbital tersebut dari inti dan oleh karena itu semakin besar orbitalnya.
2. Bilangan Kuantum Azimut (l)
Bilangan kuantum azimut sering disebut bilangan kuantum anguler (sudut). Energi sebuah elektron berhubungan dengan gerakan orbital yang digambarkan dengan momentum sudut. Momentum sudut tersebut dikarakterisasi menggunakan bilangan kuantum azimut. Bilangan azimut menyatakan bentuk suatu orbital dengan simbol "huruf L kecil". Bilangan kuantum azimut juga berhubungan dengan jumlah subkelopak. Nilai ini menggambarkan subkelopak yang dimana elektron berbeda. Untuk subkelopak s, p, d, f bilangan kuantum azimut berturut-turut adalah 0,1,2,3. Nilai bilangan kuantum azimut atau " ℓ" ini bergantung pada nilai bilangan kuantum utama atau "n" . Untuk nilai n tertentu, mempunyai nilai bilangan bulat yang mungkin dari 0 sampai (n-1). Bila n-1, hanya ada satu nilai ℓ yakni ℓ. Bila n=2, ada dua nilai ℓ, yakni 0 dan 1. Bila n=3, ada tiga nilai ℓ, yakni 0,1, dan 2. Nilai-nilai ℓ biasanya ditandai dengan huruf s, p, d, f. Jadi bila ℓ =0, kita mempunyai sebuah orbital s; bila ℓ =1, kita mempunyai orbital f; dan seterusnya. Sekumpulan orbital-orbital dengan nilai n yang sama seringkali disebut kulit. Satu atau lebih orbital dengan nilai n dan ℓ yang sama dirujuk selalu subkelopak. Misalnya kelopak dengan n=2 terdiri atas 2 subkelopak, ℓ =0 dan 1 (nilai-nilai ℓ yang diizinkan untuk n=2). Subkelopak-subkelopak ini disebut subkelopak 2s dan subkelopak 2p di mana 2 melambangkan nilai n, sedangan s dan p melambangkan nilai ℓ.
3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik menyatakan tingkah laku elektron dalam medan magnet. Tidak adanya medan magnet luar membuat elektron atau orbital mempunyai nilai n dan l yang sama tetapi berbeda m. Namun dengan adanya medan magnet, nilai tersebut sedikit berubah. Hal ini dikarenakan timbulnya interaksi antara medan magnet sendiri dengan medan magnet luar. Bilangan kuantum magnetik ada karena momentum sudut elektron, gerakannya berhubungan aliran arus listrik. Karena interaksi ini, elektron menyesuaikan diri di wilayah tertentu sekitar inti. Daerah khusus ini dikenal sebagai orbital. Orientasi elektron di sekitar inti dapat ditentukan dengan menggunakan bilangan kuantum magnetik m. Di dalam satu subkulit, nilai m bergantung pada nilai bilangan kuantum azimut/momentum sudut l. Untuk nilai l tertentu, ada (2l + 1) nilai bulat m sebagai berikut: -l, (-l + 1), ..., 0, ..., (+l - 1), +l Bila l =0, maka m=0. Bila l =1, maka terdapat tiga nilai m yaitu -1,0,dan -1. Bila l =2, maka terdapat lima nilai m yaitu -2,-1,0,+1, dan +2. Jumlah m menunjukkan jumlah orbital dalam subkulit dengan nilai l tertentu.
4. Bilangan Kuantum Spin (s)
Bilangan kuantum spin menyatakan momentum sudut suatu partikel. Spin mempunyai simbol "s" atau sering ditulis dengan ms (bilangan kuantum spin magnetik). Suatu elektron dapat mempunyai bilangan kuantum spin s = +1/2 atau -1/2. Nilai positif atau negatif dari spin menyatakan spin atau rotasi partikel pada sumbu. Sebagai contoh, untuk nilai s=+1/2 berarti berlawanan arah jarum jam (ke atas), sedangkan s=-1/2 berarti searah jarum jam (ke bawah). Diambil nilai setengah karena hanya ada dua peluang orientasi, yaitu atas dan bawah. Dengan demikian, peluang untuk mengarah ke atas adalah 50% dan peluang untuk ke bawah adalah 50%.
C. TUJUAN BILANGAN KUANTUM
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 :
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.
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. Konfigurasi elektron adalah sebuah penggambaran mengenai posisi elektron di dalam suatu atom. Namun sebelum memahami lebih lanjut mengenai konfigurasi electron, terlebih dahulu kita pahami teori atom dan mekanika kuantum. Serta apa itu orbital?.
ORBITAL Orbital adalah daerah yang terletak di sekitar inti atom dimana merupakan kemungkinan terbesar elektron bisa ditemukan. Terdapat banyak orbital di dalam atom yang masing-masing memiliki ukuran, bentuk, maupun arah orientasi yang berbeda dan ditentukan oleh bilangan kuantum. Semua orbital tersebut tergabung menjadi satu membentuk subkulit. Subkulit juga bergabung menjadi kulit. Dalam pembahasan kali ini kita akan mengenal kulit s, p, d, dan f. Subkulit s tersusun atas orbital-orbital dengan bilangan kuantum l=0. Subkulit p tersusun atas 3 orbital yaitu px, py, dan pz serta bilangan kuantum l = 1. Subkulit d tersusun dari 5 orbital yaitu dxy, dyz, dxz, dx2-y2, dan dz2.
B. JENIS-JENIS BILANGAN KUANTUM
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama (primer) digunakan untuk menyatakan tingkat energi utama yang dimiliki oleh elektron dalam sebuah atom. Bilangan kuantum utama tidak pernah bernilai nol. Bilangan kuantum utama dapat mempunyai nilai semua bilangan positif, yaitu 1,2,3,4 dan seterusnya. Sedangkan kelopak atom dinyatakan dengan huruf K,L,M,N dan seterusnya. contoh: n=1 elektron berada pada kelopak K; n=2 elektron berada pada kelopak L; n=3 elektron berada pada kelopak M; n=4 elektron berada pada kelopak N; dan seterusnya Bilangan kuantum utama juga berhubungan dengan jarak rata-rata elektron dari inti dalam orbital tertentu. Semakin besar n, semakin besar jarak rata-rata elektron dalam orbital tersebut dari inti dan oleh karena itu semakin besar orbitalnya.
2. Bilangan Kuantum Azimut (l)
Bilangan kuantum azimut sering disebut bilangan kuantum anguler (sudut). Energi sebuah elektron berhubungan dengan gerakan orbital yang digambarkan dengan momentum sudut. Momentum sudut tersebut dikarakterisasi menggunakan bilangan kuantum azimut. Bilangan azimut menyatakan bentuk suatu orbital dengan simbol "huruf L kecil". Bilangan kuantum azimut juga berhubungan dengan jumlah subkelopak. Nilai ini menggambarkan subkelopak yang dimana elektron berbeda. Untuk subkelopak s, p, d, f bilangan kuantum azimut berturut-turut adalah 0,1,2,3. Nilai bilangan kuantum azimut atau " ℓ" ini bergantung pada nilai bilangan kuantum utama atau "n" . Untuk nilai n tertentu, mempunyai nilai bilangan bulat yang mungkin dari 0 sampai (n-1). Bila n-1, hanya ada satu nilai ℓ yakni ℓ. Bila n=2, ada dua nilai ℓ, yakni 0 dan 1. Bila n=3, ada tiga nilai ℓ, yakni 0,1, dan 2. Nilai-nilai ℓ biasanya ditandai dengan huruf s, p, d, f. Jadi bila ℓ =0, kita mempunyai sebuah orbital s; bila ℓ =1, kita mempunyai orbital f; dan seterusnya. Sekumpulan orbital-orbital dengan nilai n yang sama seringkali disebut kulit. Satu atau lebih orbital dengan nilai n dan ℓ yang sama dirujuk selalu subkelopak. Misalnya kelopak dengan n=2 terdiri atas 2 subkelopak, ℓ =0 dan 1 (nilai-nilai ℓ yang diizinkan untuk n=2). Subkelopak-subkelopak ini disebut subkelopak 2s dan subkelopak 2p di mana 2 melambangkan nilai n, sedangan s dan p melambangkan nilai ℓ.
3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik menyatakan tingkah laku elektron dalam medan magnet. Tidak adanya medan magnet luar membuat elektron atau orbital mempunyai nilai n dan l yang sama tetapi berbeda m. Namun dengan adanya medan magnet, nilai tersebut sedikit berubah. Hal ini dikarenakan timbulnya interaksi antara medan magnet sendiri dengan medan magnet luar. Bilangan kuantum magnetik ada karena momentum sudut elektron, gerakannya berhubungan aliran arus listrik. Karena interaksi ini, elektron menyesuaikan diri di wilayah tertentu sekitar inti. Daerah khusus ini dikenal sebagai orbital. Orientasi elektron di sekitar inti dapat ditentukan dengan menggunakan bilangan kuantum magnetik m. Di dalam satu subkulit, nilai m bergantung pada nilai bilangan kuantum azimut/momentum sudut l. Untuk nilai l tertentu, ada (2l + 1) nilai bulat m sebagai berikut: -l, (-l + 1), ..., 0, ..., (+l - 1), +l Bila l =0, maka m=0. Bila l =1, maka terdapat tiga nilai m yaitu -1,0,dan -1. Bila l =2, maka terdapat lima nilai m yaitu -2,-1,0,+1, dan +2. Jumlah m menunjukkan jumlah orbital dalam subkulit dengan nilai l tertentu.
4. Bilangan Kuantum Spin (s)
Bilangan kuantum spin menyatakan momentum sudut suatu partikel. Spin mempunyai simbol "s" atau sering ditulis dengan ms (bilangan kuantum spin magnetik). Suatu elektron dapat mempunyai bilangan kuantum spin s = +1/2 atau -1/2. Nilai positif atau negatif dari spin menyatakan spin atau rotasi partikel pada sumbu. Sebagai contoh, untuk nilai s=+1/2 berarti berlawanan arah jarum jam (ke atas), sedangkan s=-1/2 berarti searah jarum jam (ke bawah). Diambil nilai setengah karena hanya ada dua peluang orientasi, yaitu atas dan bawah. Dengan demikian, peluang untuk mengarah ke atas adalah 50% dan peluang untuk ke bawah adalah 50%.
C. TUJUAN BILANGAN KUANTUM
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 :
Komentar
Posting Komentar