Bilangan Kuantum

BILANGAN KUANTUM

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

Bilangan kuantum terdiri dari :

1. Bilangan Kuantum Utama (n)

Menggambarkan tingkat energi dan ukuran orbital.

        Harga n = 1, 2, 3, 4, dan seterusnya

2. Bilangan Kuantum Azimut (l)

Menggambarkan sub-kulit atom dan bentuk geometri orbital.

        Harga l = 0, dan seterusnya hingga (n-1)

untuk n = 1, maka l yang mungkin adalah l = 0

untuk n = 2, maka l yang mungkin adalah l = 0 dan 1

untuk n = 3, maka l yang mungkin adalah l = 0,1, dan 2

l = 0 disebut orbital s (sharp), berbentuk bola

l = 1 disebut orbital p (principal), berbentuk satu bola terpilin

l = 2 disebut orbital d (diffuse), berbentuk dua bola terpilin

l = 3 disebut orbital f (fundamental), berbentuk tiga bola terpilin

3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Menggambarkan orientasi atau arah orbital (menyatakan orbital yang ditempati oleh elektron).

        Harga m = -l, 0 hingga +l

untuk l = 0 (jenis orbital s), maka m = 0 (hanya 1 orbital)

untuk l = 1 (jenis orbital p), maka m = -1, 0, +1 (ada 3 orbital)

untuk l = 2 (jenis orbital d), maka m = -2, -1, 0, +1, +2 (ada 5 orbital)

untuk l = 3 (jenis orbital f), maka m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 (ada 7 orbital)

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Wolfgang Ernst Pauli mengusulkan adanya bilangan kuantum spin. Bilangan kuantum spin menyatakan arah rotasi elektron pada sumbunya (searah atau berlawanan jarum jam). Dua elektron dalam satu orbital harus memiliki spin yang berlawanan sehingga menghasilkan medan magnet yang berlawanan. Medan magnet yang berlawanan berguna untuk mengimbangi gaya tolak menolak karena muatan jenis elektron (negatif).

         Nilai s = +1/2 (rotasi elektron searah jarum jam)

                   s = -1/2  (berlawanan jarum jam)

Lambang elektron dalam orbital

Satu orbital, hanya berisi maksiamal 2 elektron.

KONFIGURASI ELEKTRON

        Konfigurasi elektron adalah gambaran distribusi elektron dalam orbital-orbital atom.

1. Azas Aufbau (Membangun)

        Pengisian elektron pada orbital dimulai dari subkulit dengan tingkat energi paling rendah kemudian ketingkat energi yang lebih tinggi.

2. Larangan Pauli

        Jika dua elektron memiliki bilangan kuantum utama, azimut dan  magnetik yang sama, maka spinnya harus berbeda.

orbital s ➡️ nilai l = 0, m = 0 (1 orbital) maksimum 2 elektron 

orbital p ➡️ nilai l = 1, m = -1, 0, +1 (3 orbital) maksimum 6 elektron 

orbital d ➡️ nilai l = 2 m = -2, -1, 0, +1, +2 (5 orbital) maksimum 10 elektron 

orbital f ➡️ nilai l = 3 m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 (7 orbital) maksimum 14 elektron

11 Na : 1s2  2s2  2p6  3s1

20Ca : 1s2  2s2  2p6  3s2  3p6  4s2 

26Fe : 1s2  2s2  2p6  3s2  3p6  4s2  3d6

Penulisan konfigurasi elektron dapat disingkat dengan lambang gas mulia

16S : 1s2  2s2  2p6 3s2  3p4, dapat ditulis  [Ne] 3s2  3p4

20Ca : 1s2  2s2  2p6 3s2  3p6  4s2,  dapat ditulis  [Ar] 4s2 

25Mn : 1s2  2s2  2p6 3s2  3p6  4s2  3d5, dapat ditulis  [Ar] 4s2  3d5 

3. Kaidah Hund

        Mula-mula elektron akan menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang searah (paralel), baru setelah semua orbital penuh, elektron akan berpasangan.

KONFIGURASI ELEKTRON SUATU ION 

Ion negatif (Anion) = Menangkap elektron.

Elektron yang ditangkap akan menempati orbital sesuai dengan urutan kenaikan tingkat energinya. 

Ion Positif (Kation) = Melepas elektron.

Elektron yang dilepas adalah elektron pada harga n terbesar (kulit terluar) 

ATURAN SETENGAH PENUH DAN ATURAN PENUH 

ATURAN ½ PENUH : Bila konfigurasi elektron berakhir pada d4, maka 1 buah elektron pada s disampingnya (tingkat energi tepat dibawahnya) akan tereksitasi ke orbital d sehingga membentuk konfigurasi ½ penuh d5. Konfigurasi 3d4 tidak stabil, sehingga 1 buah elektron pada orbital 4s dieksitasi ke 3d membentuk 4s1   3d5.

ATURAN  PENUH : Bila konfigurasi elektron berakhir pada d9, maka 1 buah elektron pada s disampingnya (tingkat energi tepat dibawahnya) akan tereksitasi ke orbital d sehingga membentuk konfigurasi d10. Konfigurasi 3d9 tidak stabil, sehingga 1 buah elektron pada orbital 4s dieksitasi ke 3d membentuk 4s1   3d10.

  

                  

Daftar  Pustaka

Sutardi, S. M. (2016). KIMIA ITU MUDAH. YOGYAKARTA: DEEPUBLISH.