Belajar Kimia Asyik!: Bilangan Kuantum

Assalamu'alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh...

Haii teman-teman gimana..gimana ? masih semangat mengenal materi kimia yang satu ini ?? Well, seperti judulnya kali ini kita akan membahas materi tentang Bilangan Kuantum. Wow... apaan tuh Bilangan Kuantum? Cekidot!

(Elektron mengelilingi atom dengan teratur)

A. PENDAHULUAN

Bilangan kuantum adalah suatu harga yang menyatakan keadaan orbital suatu atom.

Jenis-jenis Bilangan Kuantum terdiri dari 4 yaitu :

Bilangan kuantum utama (n)

Bilangan kuantum azimuth (l)

Bilangan kuantum magnetik (m)

Bilangan kuantum spin (s)

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:

Kulit K L M N

Harga 1 2 3 4

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)

Sub-kulit Nama Harga Bentuk orbital

s sharp 0 1 balon

p principal 1 1 balon terpilin

d diffuse 2 2 balon terpilin

f fundamental 3 4 balon terpilin

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

Kulit K L

Harga 0 0,1

Sub-kulit 1s 2s 2p

Elektron maks 2 8

Kulit M N

Harga 0, 1, 2 0, 1, 2, 3

Sub-kulit 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f

Elektron maks 18 32

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 didalam atom, dan masing-masing orbital maksimal menampung sepasang elektron.

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 di gunakan 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 s = +1/2 s = -1/2

Arah (berlawanan jarum jam) (searah jarum jam)

Kutub terbalik tidak terbalik

Posisi pada orbital ↑ ↓

F. BENTUK ORBITAL

Bentuk orbital bergantung pada harga bilangan kuantum azimuth (l), dan setiap nilai l memiliki bentuk orbital berbeda.

a. Orbital s

Orbital yang paling sederhana adalah orbital s. Setiap subkulit s terdiri atas 1 buah orbital yang berisi 2 elektron.

b. Orbital p

Bentuk orbital p seperti balon terpilin. 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.

Sub kulit p terdiri atas 3 orbital, tiap orbital mempunyai bentuk yang sama. Perbedaan ketiga orbital terletak pada arah, di mana terkonsentrasinya kepadatan elektron. Biasanya orbital p digambarkan menggunakan satu kumpulan sumbu x, y, dan z, sehingga diberi tanda px, py dan pz.

c. Orbital d dan f

Setiap subkulit d terdiri atas 5 orbital dengan bentuk kelima orbital yang tidak sama. Orientasi orbital d dilambangkan dengan dxy, dxz, dyz, dx2-y2 dan dz2.

Empat orbital mempunyai bentuk yang sama dan 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.

Orbital f mempunyai bentuk orbital yang lebih rumit dan lebih kompleks daripada orbital d. Setiap subkulit f mempunyai 7 orbital dengan energi yang setara. Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.

G. DIAGRAM ORBITAL

Diagram orbital menggambarkan urutan konfigurasi elektron dalam setiap kulit atom.

Konfigurasi elektron yang ditulis menggunakan bilangan kuantum harus memenuhi kaidah berikut:

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

Aturan pengisian sub-kulit:

Contoh :

2. Aturan Hund
Pengisian elektron pada orbital yang satu sub-kulit, mula-mula elektron mengisi satu di tiap orbital, baru kemudian berpasangan.
Contoh :

3. Larangan Pauli

Pauli mengemukakan hipotesisnya yang menyatakan bahwa dalam satu atom tidak mungkin dua elektron mempunyai keempat bilangan kuantum sama. Misal, 2 elektron akan menempati subkulit 1s. Tiga bilangan kuantum pertama akan mempunyai nilai yang sama (n = 1, l = 0, m = 0). Untuk itu bilangan kuantum yang terakhir, yaitu bilangan kuantum spin(s) harus mempunyai nilai berbeda ( + 1/2 atau -1/2 ).

Dengan kata lain, setiap orbital maksimal hanya dapat terisi 2 elektron dengan arah spin berlawanan. Sebagai contoh, pengisian elektron pada orbital 1s digambarkan sebagai berikut.

Mengapa pada satu orbital hanya dapat ditempati maksimal oleh dua elektron? Karena jika ada elektron ketiga, maka elektron tersebut pasti akan mempunyai spin yang sama dengan salah satu elektron yang terdahulu dan itu akan melanggar asas larangan Pauli dengan demikian tidak dibenarkan. Jumlah elektron maksimal untuk tiap subkulit sama dengan dua kali dari jumlah orbitalnya.

orbital s maksimal 2 elektron

orbital p maksimal 6 elektron

orbital d maksimal 10 elektron, dan

orbital f maksimal 14 elektron.

Sumber :
https://materi78.files.wordpress.com/2014/04/kuant_kim1_4.pdf
https://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/09/konfigurasi-elektron-dan-diagram.html
https://sainsmini.blogspot.com/2015/10/konfigurasi-elektron-asas-aufbau.html
https://www.studiobelajar.com/bilangan-kuantum/
https://belajarkimiaonlineyuk.wordpress.com/konfigurasi-elektron-pada-atom/materi/larangan-pauli/
https://rinioktavia19942.wordpress.com/kimia-kelas-xi/semester-i/struktur-atom/bentuk-orbital/