Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital

Materi.ID| Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital| Hai sahabat MateriID kali ini kita akan membahas bilangan kuantum dan bentuk orbital yang sebenarnya dipelajari di kelas XI (11) SMA. Dasar dari materi ini adalah materi yang sebelumnya kita bahas yaitu perkembangan teori atom. Terutama perkembangan teori Bohr dan mekanika kuantum. Teori atom modern atau yang dipahami masakini menyatakan bahwa elektron-elektron dalam atom menempati suatu ruang yang disebut dengan orbital. Orbital adalah tempat yang paling mungkin menemukan elektron.

Orbital juga menyatakan tingkat energi tertentu dalam atom. Pauli pada tahun 1928 mengemukakan bahwa setiap orbital mampu menampung masing-masing dua elektron. Elektron-elektron bergerak mengelilingi inti pada tingkat energi atau kulit-kulit tertentu seperti halnya planet-planet mengelilingi matahari pada sistem tatasurya. Untuk mengimbangi gaya tolak-menolak di antara kedua elektron tersebut maka dua elektron dalam satu orbital selalu berotasi dalam arah yang berlawanan.

Jenis-jenis Bilangan Kuantum

Perlu sahabat ketahui bahwa energi elektron dalam suatu orbital ditentukan oleh berbagai bilangan kuantum. Berikut ini Jenis bilangan kuantum yang ada yaitu bilangan kuantum (lebih enaknya kita singkat bilkuan) utama (n), bilkuan azimuth (l), dan bilkuan magnetik (m). Energi perputaran elektron pada sumbunya ditentukan oleh bilkuan spin (s).

Bilangan Kuantum Utama (n)

Bil Kuant utama (n) menyatakan kulit tempat orbital berada. Bilangan kuantum utama (n) diberi nilai atau berharga dari n = 1 sampai dengan n = tak hingga. Kulit-kulit tersebut disimbolkan dengan huruf, dimulai huruf K, L, M, N, dan seterusnya.

Sebagai contoh, perhatikan tabel berikut ini yang menyatakan beberapa kulit berdasarkan bil kuant utamanya.

Bilangan kuantum utama

Bilangan kuant utama (n) juga menyatakan jarak antar elektron berada dengan inti atom. Jadi semakin besar nilai n maka semakin jauh letak elektron dengan inti atomnya. Bilangan kuantum utama ini kemudian terdiri atas orbital-orbital yang diberi simbol s, p, d, f, g, h, i, dan seterusnya, yang kemudian dikenal dengan bilangan kuantum azimut.

Bilangan Kuantum Azimut

Azimut ini menunjukkan di subkulit mana elektron bergerak dan juga menentukan bentuk orbital. Azimut membagi kulit atau bilangan kuantum utama menjadi orbital-orbital yang lebih kecil. Untuk setiap kulit n, memiliki bilangan kuantum azimuth (l) mulai l = 0 sampai l = (n – 1).

Untuk lebih memahami, perhatikan tabel berikut ini yang menyatakan subkulit pada bilangan  azimut.

Bilangan kuantum azimut

Berikut ini bilangan kuantum azimut

  • subkulit l = 0 juga disebut orbital s (sharp)
  • subkulit l = 1 juga disebut orbital p (principle)
  • subkulit l = 2 juga disebut orbital d (diffuse)
  • subkulit l = 3 juga disebut orbital f (fundamental)

Bilangan kuantum Magnetik (m)

Bilangan kuant magnetik (m) membagi bilangan kuantum azimut menjadi orbital-orbital. Jumlah atau harga dari bilangan kuantum magnetik (m) untuk setiap bilangan kuantum azimut (l) dimulai dari m = –l sampai m = +l.

Untuk memahami lebih lanjut mengenai ketiga bilangan diatas yaitu utama, azimut dan bmagnetik maka saya berikan tabel Hubungan bilangan kuantum utama (n), azimuth (l), dan magnetik (m) berikut ini:

Hubungan bilangan kuantum

Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan  spin (s) menunjukkan arah putaran atau spin atau rotasi sebuah elektron pada sumbunya. Seperti yang sudah saya jelaskan diatas, pauli menyatakan bahwa untuk mengimbangi gaya tolak diantara elektron, maka kedua elektron memiliki arah yang berbeda atau berlawanan. Arah rotasi elektron bisa searah jarum jam (clockwise) atau berlawanan arah dengan jarum jam (anticlockwise). Nilai dari bilangan kuantum spin adalah + 1/2 dan – 1/2.

Bentuk Orbital dan Orientasi Orbital

Bentuk orbital terkait dengan bilangan kuantum azimuth (l) yaitu subkulit. Jika atom memiliki Orbital-orbital yang memiliki bilangan azimuth (l) yang sama makan sudah dapat dipastikan akan memiliki bentuk yang sama pula.  Sedangkan orientasi orbital terkait dengan bilangan magnetik (m).

Bentuk Orbital S

Bentuk orbital s memiliki satu orbital dengan bentuk seperti bola, sehingga tidak tergantung pada sudut manapun. Untuk gambar bentuk orbital s bisa anda perhatikan gambar dibawah ini:

Bentuk orbital s

Bentuk Orbital P

Orbital p berbentuk bola berpilin. Subkulit memiliki tiga orbital, sehingga memiliki nilai bilangan magnetik (-1, 0, 1) sehingga terdapat tiga kemungkinan orientasi yang satu sama lain membentuk sudut 90. Bentuk dari orbital P dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Bentuk orbital p

Bentuk Orbital d

Orbital d memiliki bentuk yang kompleks. Empat orbital pertama memiliki bentuk yang sama, sedangkan satu orbital memiliki bentuk yang berbeda.

bentuk Orbital d

Orbital F

Orbital f (mempunyai 7 orbital) dan dikelompokan menjadi tiga kelompok. Perhatikan gambar berikut ini:

Bentuk Orbital f

Demikianlah pembahasan singkat mengenai bilangan kuantum dan bentuk orbital dari sebuah atom. Bilangan ini terdiri dari bilangan kuantum utama,  azimut, spin dan magnetik. Untuk bentuk orbital hal ini terkati dengan bilangan azimut dan magnetik.

Leave a Reply