BILANGAN KUANTUM

RUSTAM

0402513148

S2 Pendidikan IPA (Fisika)

Untuk menentukan kedudukan atau posisi elektron dalam atom secara

teoretis dilakukan dengan menggunakan bilangan kuantum.

Ada empat bilangan kuantum, yaitu

1. bilangan kuantum utama (n)

2. bilangan kuantum azimut (l),

3. bilangan kuantum magnetik (m),

4. bilangan kuantum spin (s)

Bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik menyatakan posisi suatu

elektron dalam atom, sedangkan bilangan kuantum spin menyatakan arah

putaran elektron.

Elektron berada pada tingkat energi tertentu. Bilangan kuantum utama

(n) menyatakan di tingkat energi utama (kulit) mana elektron berada.

Nilai n dari bilangan kuantum utama adalah satu sampai dengan tujuh.

Jumlah Elektron Maksimal pada Tingkat Energi Utama (Kulit)Jumlah Elektron Maksimal pada Tingkat Energi Utama (Kulit)

Bilangan kuantum utama (n)

mencirikan kuantisasi tenaga total

sistem atom.

Besarnya kuantisasi energi:

Bilangan kuantum azimut menyatakan di subkulit mana elektron berada.

Orbital dinyatakan dalam lambang s untuk l = 0, p untuk l = 1, d untuk l =

2, dan f untuk l = 3. Banyaknya orbital pada tiap tingkat energi utama

(kulit) sesuai dengan harga n. Harga l dimulai dari 0 sampai dengan n–1.

Bilangan Kuantum Azimut pada Tingkat Energi UtamaBilangan Kuantum Azimut pada Tingkat Energi Utama

Energi kinetik elektron terdiri dari dua bagian yaitu EK radial yang ditimbulkan oeh gerak mendekati atau menjauhi inti dan EK orbital yang ditimbulkan oleh gerak mengelilingi inti.

2

2

2

)1(

mr

llE orbitalK

+= 2

2

2 rm

LE orbitalK =

)1( += llL

π2h=

)1.......(3,2,1,0 −= nl

=l Bilangan kuantum orbital

L = momentum sudut elektron

Bilangan kuantum magnetik menyatakan di orbital mana elektron berada. Nilai

bilangan kuantum magnetik (m) tergantung pada harga bilangan kuantum

azimut (l), yaitu dari – l sampai dengan + l . Orbital biasanya digambarkan

dalam bentuk segi empat.

1. Orbital s (l = 0) mempunyai harga m =

0. Artinya, orbital s hanya ada satu.

2. Orbital p (l = 1) mempunyai harga m =

–1, 0, +1. Artinya, orbital p ada tiga. Ketiga

orbital itu mempunyai tingkat energi yang

sama.

3. Orbital d (l = 2) mempunyai harga m =

–2, –1, 0, +1, +2. Artinya, orbital d ada lima

yang tingkat energinya sama.

4. Orbital f (l = 3) mempunyai harga m =

–3, –2, –1, 0, +1, +2, +3. Artinya orbital f

ada tujuh, yang memiliki tingkat energi

yang sama.

contoh: ℓ = 2:

Bilangan Kuantum Magnetik mℓ

Dari solusi T mℓ : integer dan berhubungan dengan komponen L pada sumbu z.

Sehingga:

• Menunjukan arah dari momentum sudut orbital

12 +=∑ lml

llml +−= ,........0,......

Arah momentum sudut dikuantisasi dengan acuan ke medan magnet luar

lZ mL =

Bilangan kuantum spin menyatakan ke arah mana elektron berputar.

Jika arah putaran berlawanan maka elektron akan berlaku sebagai kutub

magnet yang berlawanan, jadi akan tarik-menarik.

Jika arah putaran searah maka elektron akan tolak-menolak, sehingga

satu orbital maksimal hanya berisi dua elektron.

Masing-masing elektron mempunyai harga s = (searah jarum jam) dan s

= (berlawanan arah jarum jam).

1

2+

1

2−

Elektron di dalam orbital digambarkan dengan anak panah, yang dikenal

dengan diagram orbital.

Harga s = digambarkan dengan anak panah ke atas:

Harga s = digambarkan dengan anak panah ke bawah:

Jika orbital terisi penuh elektron maka digambarkan dengan

anak panah ke atas dan ke bawah: .

1

2+

1

2−

1

2+

1

2−

Satu orbital maksimal berisi dua elektron maka:

– orbital s maksimal berisi 2 elektron:

– orbital p maksimal berisi 6 elektron:

– orbital d maksimal berisi 10 elektron:

– orbital f maksimal berisi 14 elektron:

Bilangan kuantum spin

• Menunjukan arah perputaran elektron pada sumbunya

Ada 2 nilai2

1±=sm

Besar momentum sudut spin

Terimakasih