HAL 4 BAB 2 KIMIA DASAR 1 STKIP MUHAMMADIYAH SORONG 2012-2013

Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah suatu penjabaran persamaan Schrodinger untuk atom yang berelektron banyak. Masing-masing bilangan kuantum diberi nama bilangan kuantum utama atau n, bilangan kuantum angular atau bilangan kuantum azimut atau l dan bilangan kuantum magnetik atau m. setiap bilangan kuantum dapat memiliki harga tertentu yang berkaitan satu sama lain.

Setiap kombinasi bilangan kuantum yang dibolehkan akan memberikan penyelesaian persamaan gelombang tersebut yang kemudian persamaan tersebut diberi nama fungsi gelombang. Kombinasi bilangan gelombang yang diperbolehkan adalah kombinasi yang menghasilkan fungsi gelombang yang mempuanyai arti fisis, artinya gelombang elektron itu harus continue dan nilai kuadrat fungsi harus bernilai satu.

Kombinasi bilangan gelombang yang melambangkan sifat khas elektron dalam posisi energi terendah pada suatu atom atau energi dalam keadaan dasar suatu elektron dalam suatu atom adalah n=1, l=0 dan m=0. Energi elektron dalam atom memiliki energi yang tertentu sehingga nomor bilangan kuantum juga tertentu. Hal ini sesuai dengan model atom Bohr. Disamping itu, setiap penyelesaian yang berkaitan dengan orbital elektron yang menentukan energi dan distribusi ruang suatu elektron dalam suatu atom.

Karakter spektra atom-atom dalam medan magnet memunculkan satu bilangan kuantum selain dari ketiga bilangan kuantum sebelumnya. Bilangan kuantum hasil spektra tersebut adalah bilangan kuantum spin. Spektranya dirangkumkan di Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Spekra

            Bilangan kuantum utama adalah bilangan yang memberikan gambaran tentang besarnya tingkat energi yang dimilki oleh suatu elektron dalam atom. Bilangan kuantum utama memiliki harga 1, 2, 3, 4, dan seterusnya. Bilangan kluantum utama juga menggambarkan besarnya ukuran orbital yang dihuni oleh elektron dalam atom.

Bilangan kuantum angular atau bilangan kuantum azimut memberikan gambaran tentak bentuk orbital yang ditempati oleh suatu elektron dalam atom. Suatu orbital dengan harga l (bilangan azimuth) yang berbeda maka memiliki bentuk yang berbeda pula. Oleh karena itu, penamaan suatu orbital disesuaikan dengan harga l yang dimilikinya. Orbital l dengan harga  disebut sebagai orbital s, untuk orbital l = 1 disebut p, l = 2 disebut dan l = 3 disebut f.

Nama s, p,d dan f diberikan berdasarkan karakter spectra garis yang dihasilkan dalam spektroskopi dimana s berarti sharp, p adalah principle, d adalah diffuse dan f adalah fundament. Suatu pemisahan garis spectra dapat diterangkan dengan menggunakan pengertian bilangan kuantum, karena setiap tingkat energi elektron akan memiliki sejumlah orbital dengan energi tertentu.

Suatu energi dengan bilangan kuantum utama n akan memiliki sebanyak n orbital, masing-masing dengan harga l = 0, 1, 2, 3,…(n-1/. Tingkat energi dengan n = 1 hanya memiliki satu orbital dengan bilangan kuantum l = 0.

Bilangan kuantum magnetik (m) menunjukkan arah orbital dalam ruang. Harga m untuk suatu orbital dengan bilangan kuantum l = 1 maka memiliki kemungkinan bilangan kuantum m = -1, 0, +1.

Bilangan kuantum spin menunjukkan arah pergerakan rotasi elektron dalam sumbunya pada saat mengelilingi inti. Harga bilangan kuantum spi adalah -1/2 dan +1/2. Tanda positif menyatakan arah rotasi elektron pada sumbunya searah dengan arah rotasi elektron mengelilingi inti atom, sedangkan sebaliknya, tanda negative menunjukkan arah rotasi elektron berlawanan dengan arah rotasi elektron tersebut pada saat mengelilingi inti atom.

Setiap elektron akan mempunyai bilangan kuantum yang berbeda dan tidak ada elektron dari satu atom yang memiliki bilangan kuantum yang sama. Urutan bilangan kuantum elektron secara singkat dapat digambarkan seperti pada tabel 2.1. dan gambar pergeran elektron dalam mengelilingi inti atom ditampilkan pada Gambar 2. 5.

Tabel. 2.1. Skema bilangan kuantum.

n	l	m	s
1	o	0	-1/2
			+1/2
2	1	-1	-1/2
			+1/2
		0	-1/2
			+1/2
		+1	-1/2
			+1/2
3	2	-2	-1/2
			+1/2
		-1	-1/2
			+1/2
		0	-1/2
			+1/2
		+1	-1/2
			+1/2
		+2	-1/2
			+1/2
4	3	-3	-1/2
			+1/2
		-2	-1/2
			+1/2
		-1	-1/2
			+1/2
		0	-1/2
			+1/2
		+1	-1/2
			+1/2
		+2	-1/2
			+1/2
		+3	-1/2
			+1/2

Gambar 2. 5. Ilustrasi lintasan elektron saat mengelilingi inti atom.