Di atas juga telah diterangkan, bahwa meskipun elektron bersifat sebagai gelombang, tetapi tetap mempunyai tingkatan energi diskontinu yang terkuantifikasi. Teori mekanika kuantum juga menjelaskan bahwa atom tersusun atas kulit-kulit dan masing-masing kulit terdiri atas subkulit-subkulit. Untuk menggambarkan letak elektron-elektron dalam atom dikenalkan istilah bilangan kuantum. Dalam teori mekanika kuantum, dikenal empat macam bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama($n$), bilangan kuantum azimuth($l$), bilangan kuantum magnetik($m$), dan bilangan kuantum spin($s$).
Bilangan kuantum utama($n$)
Bilangan kuantum utama ($n$) terkait dengan jarak rata-rata lautan elektron dari inti (jari-jari = $r$). Jika nilai n semakin besar, maka jaraknya dengan inti semakin besar pula. Bilangan kuantum utama terdiri atas orbital-orbital yang diberi simbol s, p, d, f, g, h, i, dan seterusnya, yang kemudian dikenal dengan bilangan kuantum azimut.
Contoh:
Tentukan kulit dari elektron yang mempunyai nilai n = 1, 2, dan 3.
Jawab:
Nilai n = 1 menunjukkan kulit K
Nilai n = 2 menunjukkan kulit L
Nilai n = 3 menunjukkan kulit M
Bilangan kuantum azimuth ($l$)
Contoh soal 1:
Tuliskan lambang subkulit untuk elektron yang menempati:
1. Subkulit s dari kulit K
2. Subkulit p dari kulit L
Jawab:
1. Subkulit s dari kulit K
Kulit K menunjukkan nilai n = 1
Sehingga lambang subkulit ditulis 1s
2. Subkulit p dari kulit L
Kulit L menunjukkan nilai n = 2
Sehingga lambang subkulit ditulis 2p
Contoh soal 2:
Tentukan notasi elektron, apabila diketahui elektron menempati:
1. Kulit n = 1 dan subkulit = 0
2. Kulit n = 2 dan subkulit = 1
Jawab:
1. Kulit n = 1 dan subkulit = 0
Subkulit = 0, menunjukkan subkulit s
Sehingga notasi elektronnya adalah 1s
2. Kulit n = 2 dan subkulit = 1
Subkulit = 1, menunjukkan subkulit p
Sehingga notasi elektronnya adalah 2p
Bilangan kuantum magnetik ($m$)
Dari Tabel di atas terlihat subkulit s mempunyai 1 orbital, subkulit p mempunyai 3 orbital, subkulit d mempunyai 5 orbital, dan subkulit f mempunyai 7 orbital. Sehingga, bilangan kuantum magnetik (m) dapat dirumuskan sebagai berikut:
Nilai $ \, m = - l \, $ sampai $ \, +l $
Bilangan kuantum spin ($s$)
Arah rotasi pertama ditunjukkan ke atas $ \uparrow$ dengan notasi $ s = + \frac{1}{2} $ atau rotasi searah dengan arah putaran jarum jam. Sedangkan arah ke bawah $\downarrow $ menunjukkan notasi $ s = -\frac{1}{2} $ atau berlawanan dengan arah putaran jarum jam.
Bilangan kuantum spin merupakan dasar pengisian elektron dalam orbital. Perhatikan gambar berikut ini:
Gambar: elektron mengelilingi sumbunya menimbulkan medan magnet
Elektron-elektron yang ada dalam atom tidak mungkin berada dalam keadaan yang sama persis antara satu atom dengan atom lain. Keberadaan elektron dalam atom bersifat khas. Prinsip ini dikemukakan oleh Wolfgang Pauli, 1925 (dikenal Pauli). Pauli mengusulkan postulat bahwa sebuah elektron dapat berada dalam dua kemungkinan keadaan yang ditandai dengan bilangan kuantum spin $ + \frac{1}{2} $ atau $ - \frac{1}{2} $ , atau dengan kata lain setiap orbital hanya dapat ditempati oleh maksimal dua elektron dengan spin yang berbeda.
Demikian pembahasan materi Bilangan Kuantum dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan "kaidah penentuan konfigurasi elektron".
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.