BILANGAN KUANTUM

 

Oleh : Reva Liandri (@Z17-REVA)

 

Abstrak

Bilangan kuantum merupakan bilangan yang menyatakan kedudukan atau posisi elektron dalam atom yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam sistem dinamis. Bilangan kuantum menggambarkan sifat elektron dalam orbital. Bilangan kuantum bisa diartikan sebagai bilangan yang terdiri dari beberapa jumlah nilai integral maupun setengah integral. Keberadaan dari bilangan kuantum biasanya akan mampu menjelaskan mengenai sistem fisik seperti atom, nukleus, maupun subatomik.

 

Pendahuluan

Pada tahun 1926, Erwin Schrodinger yang juga dikenal sebagai penemu teori kuantum telah berhasil merumuskan persamaan gelombang untuk menggambarkan bagaimana bentuk serta tingkatan energi orbital. Model temuan dirinya selanjutnya lebih banyak dikenal sebagai mekanika kuantum hingga saat ini. Pada energi, model atom akan sama dengan model atom Bohr akan tetapi untuk lintasan elektron yang dimilikinya akan berbentuk elips bukan lingkaran seperti pada umumnya dan kita kenal dengan istilah  orbital. Bilangan kuantum menentukan tingkat energi utama atau jarak dari inti, bentuk orbital, orientasi orbital, dan spin elektron. Setiap sistem kuantum dapat memiliki satu atau lebih bilangan kuantum. Bilangan kuantum merupakan salah satu ciri khas dari model atom mekanika kuantum atau model atom modern yang dicetuskan oleh Erwin Schrödinger. Dalam mekanika kuantum, bilangan kuantum diperlukan untuk menggambarkan distribusi elektron dalam atom hidrogen dan atom-atom lain.

 

Rumusan Masalah

1.       Apa itu bilangan kuantum ?

2.       Apa jenis-jenis bilangan kuantum ?

 

Tujuan

1.       Untuk mengetahui bilangan kuantum

2.       Untuk mengetahui jenis-jenis bilangan kuantum

 

Pembahasan

1.      Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah sekelompok angka atau nilai yang digunakan dalam mekanika kuantum untuk menggambarkan sifat-sifat fisik suatu partikel subatom. Bilangan kuantum bisa diartikan sebagai bilangan yang terdiri dari beberapa jumlah nilai integral maupun setengah integral. Keberadaan dari bilangan kuantum biasanya akan mampu menjelaskan mengenai sistem fisik seperti atom, nukleus, maupun subatomik. Secara sederhana bilangan kuantum akan berguna untuk menyatakan suatu kondisi elektro yang ada di dalam atom dan diwakili oleh suatu nilai.

 

2.       Jenis-jenis Bilangan Kuantum

Ada empat bilangan kuantum utama yang digunakan untuk menggambarkan suatu elektron dalam suatu atom, yaitu :

A.     Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama merupakan bilangan yang dapat menjelaskan mengenai tingkat energi utama elektron yang terdapat pada atom. Bilangan kuantum utama tidak pernah bernilai nol. Bilangan kuantum utama dapat mempunyai nilai semua bilangan positif, yaitu 1,2,3,4 dan seterusnya. Sedangkan kelopak atom dinyatakan dengan huruf K,L,M,N dan seterusnya. Perlu diketahui jika semakin besar bilangan kuantum utamanya atau n, maka kondisi dari ukuran orbital yang  ada di dalam elektronnya akan semakin besar juga.

 

 

B.      Bilangan Kuantum Azimut / Momentum Sudut (ℓ)

Bilangan kuantum azimut atau bisa juga disebut sebagai bilangan kuantum momentum adalah bilangan yang akan digunakan untuk menjelaskan mengenai bentuk orbital atau subkulit atom. Bilangan kuantum azimut sering disebut bilangan kuantum anguler (sudut). Energi sebuah elektron berhubungan dengan gerakan orbital yang digambarkan dengan momentum sudut. Momentum sudut tersebut dikarakterisasi menggunakan bilangan kuantum azimut. Bilangan azimut menyatakan bentuk suatu orbital dengan simbol (ℓ) "huruf L kecil".

Bilangan kuantum azimut juga berhubungan dengan jumlah subkelopak. Nilai ini menggambarkan subkelopak yang di mana elektron berbeda. Untuk subkelopak s, p, d, f bilangan kuantum azimut berturut-turut adalah 0,1,2,3

 

 

C.      Bilangan Kuantum Putaran (s)

Bilangan kuantum spin adalah bilangan yang dapat menggambarkan tentang arah putaran elektron. Karena hal inilah nilai dari bilangan kuantum spin atau s tidak akan bergantung pada jenis bilangan kuantum lainnya. Wolfgang Paul seorang fisikawan Australia menjelaskan jika elektron adalah partikel bermuatan dengan gerak berputar pada porosnya. Dimana pada sebuah elektron akan mampu bertemu dengan dua jenis spin. Dua jenis spin tersebut adalah yang searah dengan jarum jam (clock wie spin) dan yang berlawanan arah dengan jarum jam (anti clockwise spin). Ketika hasilnya positif, maka elektron akan memiliki arah ke putaran arah dan jika hasilnya negatif, maka elektron akan memiliki arah putaran ke bawah.

D.     Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Bilangan kuantum magnetik merupakan bilangan yang akan menjelaskan mengenai orientasi orbital yang ada di ruang tiga dimensi. Nilai dari bilangan kuantum magnetik sendiri akan ditentukan dari harga yang ada di bilangan azimuth dengan rentan angka satuan bulat. Bilangan kuantum magnetik ada karena momentum sudut elektron, gerakannya berhubungan aliran arus listrik. Karena interaksi ini, elektron menyesuaikan diri di wilayah tertentu sekitar inti. Daerah khusus ini dikenal sebagai orbital. Orientasi elektron di sekitar inti dapat ditentukan dengan menggunakan bilangan kuantum magnetik.

 

Kesimpulan

Bilangan kuantum adalah angka atau nilai-nilai yang digunakan dalam mekanika kuantum untuk menggambarkan properti dan karakteristik partikel subatom, seperti elektron dalam sebuah atom. Dengan menggunakan kombinasi bilangan kuantum, kita dapat memberikan deskripsi yang lengkap tentang bagaimana elektron berada dalam atom dan bagaimana mereka berperilaku dalam berbagai situasi.

Contoh Soal

1.     1. Suatu elektron memiliki harga bilangan kuantum utama (n) = 5. Tentukan bilangan kuantum yang lainnya !

Pembahasan :

Nilai n = 5

Nilai l = 0, 1, 2, dan 3

Nilai m = antara -1 dan +1

Untuk nilai l =3

Maka, nilai m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

 

2.   2.  Di antara bilangan kuantum berikut yang tidak diperbolehkan adalah…

a.       n = 3, l =2, m =1

b.       n = 2, l = 1, m = 1

c.       n = 3, l = 3, m = -1

d.       n = 3, l = 0, m = 0

e.       n = 3, l = 2, m = -1

Pembahasan :

Jika harga bilangan kuantum utama (n) = 3, maka harga bilangan kuantum azimut (l) maksimum adalah

 n-1 = 3-1 = 2.

 Oleh karena itu, bilangan kuantum n = 3, l = 3 pada option C tidak diizinkan.

 

Daftar Pusaka

https://www.studiobelajar.com/bilangan-kuantum/

https://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_kuantum

https://www.gramedia.com/literasi/bilangan-kuantum-pengertian-dan-contoh-soal/#Sejarah_Teori_Kuantum

https://p2k.stekom.ac.id/ensiklopedia/Bilangan_kuantum

https://www.kelaspintar.id/blog/edutech/apa-yang-dimaksud-bilangan-kuantum-4151