BILANGAN ORBITAL
Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital | Materi Kimia SMA Kelas XI Semester 1
Persamaan
gelombang oleh Erwin Schrodinger memperjelas kemungkinan ditemukannya
elektron melalui bilangan-bilangan kuantum. Daerah paling mungkin
ditemukannya elektron disebut orbital, sehingga bilangan-bilangan akan
memperjelas posisi elektron dalam atom.
Pada teori atom mekanika
kuantum, untuk menggambarkan posisi elektron digunakan bilangan-bilangan
kuantum. Daerah kemungkinan elektron berada disebut orbital. Orbital
memiliki bentuk yang berbeda-beda. Untuk memahami bilangan kuantum dan
bentuk-bentuk orbital perhatikan uraian berikut.
A. Bilangan Kuantum
Ada
empat bilangan kuantum yang akan kita kenal, yaitu bilangan kuantum
utama (n), bilangan kuantum Azimut (I), bilangan kuantum magnetic (m)
dan bilangan kuantum spin (s).
1). Bilangan Kuantum Utama
Di
dalam model atom Bohr, elektron dikatakan berada di dalam lintasan
stasioner dengan tingkat energi tertentu. Tingkat energi ini berkaitan
dengan bilangan kuantum utama dari elektron. Bilangan kuantum utama
dinyatakan dengan lambang n sebagaimana tingkat energi elektron pada
lintasan atau kulit ke-n.
Bisa dikatakan bahwa bilangan kuantum
utama berkaitan dengan kulit elektron di dalam atom. Bilangan kuantum
utama membatasi jumlah elektron yang dapat menempati satu lintasan atau
kulit berdasarkan persamaan berikut.
Jumlah maksimum elektron pada kulit ke-n adalah 2n2
Tabel 1. Hubungan jenis kulit dan nilai bilangan kuantum utama.
Jenis Kulit Nilai (n)
K 1
L 2
M 3
N 4
2). Bilangan Kuantum Azimut (I)
Elektron
yang bergerak mengelilingi inti atom memiliki momentum sudut. Efek
Zeeman yang teramati ketika atom berada di dalam medan magnet berkaitan
dengan orientasi atau arah momentum sudut dari gerak elektron
mengelilingi inti atom. Terpecahnya garis spektum atomik menandakan
orientasi momentum sudut elektron yang berbeda ketika elektron berada di
dalam medan magnet.
Bilangan kuantum azimut menyatakan sub kulit
tempat elektron berada dan bentuk orbital, serta menentukan besarnya
momentum sudut elektron terhadap inti.
Banyaknya subkulit tempat
elektron berada tergantung pada nilai bilangan kuantum utama (n). Nilai
bilangan kuantum azimut dari 0 sampai dengan (n – 1). Bila n = 1, maka
hanya ada satu subkulit yaitu l = 0. Sedangkan n = 2, maka ada dua
subkulit yaitu l = 0 dan l = 1.
Seandainya dibuat dalam tabel maka akan tampak sebagai berikut :
Tabel 2. Hubungan bilangan kuantum utama dan azimut serta subkulit.
Bilangan Kuantum
Utama (n) Bilangan Kuantum
Azimut (I) Banyaknya SubKulit
1 0 1
2 0
1 2
3 0
1
2 3
4 0
1
2
3 4
Sub kulit yang harganya berbeda-beda ini diberi nama khusus:
l = 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp)
l = 1 ; sesuai sub kulit p (p = principle)
l = 2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse)
l = 3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental)
Tabel 3. Hubungan subkulit sejenis dalam kulit yang berbeda pada atom.
Kulit Nilai n Nilai I Jenis Subkulit
K 1 0 1s
L 2 0 2s
1 2p
M 3 0 3s
1 3p
2 3d
N 4 0 4s
1 4p
2 4d
3 4f
3). Bilangan Kuantum Magnetic (m)
Momentum
sudut elektron L merupakan sebuah vektor. Jika vektor momentum sudut L
diproyeksikan ke arah sumbu yang tegak atau sumbu-z secara tiga dimensi
akan didapatkan besar komponen momentum sudut arah sumbu-z dinyatakan
sebagai Lz. bilangan bulat yang berkaitan dengan besar Lz adalah m.
bilangan ini disebut bilangan kuantum magnetik. Karena besar Lz
bergantung pada besar momentum sudut elektron L, maka nilai mjuga
berkaitan dengan nilai l.
m = ?l, … , 0, … , +l
misalnya, untuk nilai l = 1, nilai m yang diperbolehkan adalah ?1, 0, +1.
Bilangan
kuantum magnetik menyatakan orbital tempat ditemukannya elektron pada
subkulit tertentu dan arah momentum sudut elektron terhadap inti.
Sehingga nilai bilangan kuantum magnetik berhubungan dengan bilangan
kuantum azimut. Nilai bilangan kuantum magnetik antara – l sampai + l.
Hubungan antara bilangan kuantum azimut dengan bilangan kuantum magnetik dapat Anda perhatikan pada tabel 6.
Tabel 6. Hubungan bilangan kuantum azimut dengan bilangan kuantum magnetik.
Bilangan Kuantum Azimut Tanda
Orbital Bilangan Kuantum
Magnetik Gambaran
Orbital Jumlah
Orbital
0 s 0 1
1 p -1, 0, +1 3
2 d -2, -1, 0, +1, +2 5
3 f -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 7
4). bilangan kuantum spin (s).
Bilangan
kuantum spin diperlukan untuk menjelaskan efek Zeeman anomali. Anomali
ini berupa terpecahnya garis spektrum menjadi lebih banyak garis
dibanding yang diperkirakan. Jika efek Zeeman disebabkan oleh adanya
medan magnet eksternal, maka efek Zeeman anomali disebabkan oleh rotasi
dari elektron pada porosnya. Rotasi atau spin elektron menghasilkan
momentum sudut intrinsik elektron. Momentum sudut spin juga mempunyai
dua orientasi yang berbeda, yaitu spin atas dan spin bawah. Tiap
orientasi spin elektron memiliki energi yang berbeda tipis sehingga
terlihat sebagai garis spektrum yang terpisah.
Bilangan kuantum
spin (s): menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya. Dalam satu
orbital, maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini
berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing-masing
diberi harga spin +1/2 atau -1/2.
Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital | Materi Kimia SMA Kelas XI Semester 1
B. Bentuk Orbital
Elektron-elektron
bergerak pada setiap orbitalnya. Orbital-orbital mempunyai. Bentuk yang
berbeda-beda sesuai dengan arah gerakan elektron di dalam atom. Bentuk
berbagai orbital adalah sebagai berikut.
a. Orbital s
Perhatikan Gambar 1.2. Orbital s digambarkan berbentuk bola dengan inti sebagai pusat.
b. Orbital p
Orbital
p terdiri atas 3 orbital, masing-masing berbentuk balon terpilin dengan
arah dalam ruang sesuai dengan sumbu x, y, dan z.
c. Orbital d
Tidak ada komentar:
Posting Komentar