Untuk memahami struktur atom berdasarkan model atom mekanika kuantum, kita perlu mengenal dahulu konsep orbital dan bilangan kuantum. Orbital adalah ruang dalam atom di mana elektron dapat di temukan. Untuk menggambarkan posisi elektron dalam suatu atom, di gunakan istilah bilangan kuantum. Ada empat jenis bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan Kuantum azimut (l), bilangan kuantum magnetik (m) dan bilangan kuantum Spin (s).
a. Bilangan kuantum Utama (n)
Posisi elektron dalam kulit elektron dapat di tentukan menggunakan bilangan kuantum utama. Hubungan antara bilangan kuantum utama (n) dan kulit elektron di simpulkan dalam tabel berikut.
n | 1 | 2 | 3 | 4 |
Kulit elektron | K | L | M | N |
Selain menyatakan posisi elektron dalam kulit elektron, bilangan kuantum utama juga dapat menjelaskan tingkat energi atom. Semakin besar nilai n, jarak rata-rata awan elektron ke inti atom semakin jauh. Semakin besar nilai n, tingkat energi atom semakin tinggi.
b. Bilangan kuantum azimut (l)
Kulit elektron terbagi lagi menjadi beberapa subkulit. Subkulit-subkulit tersebut di beri nama s, p, d, dan f. penamaan subkulit ini berasal dari kata sharp, principal, diffuse, dan fundamental. Setiap subkulit mempunyai bilangan kuantum azimut yang berbeda-beda.
l | 0 | 1 | 2 | 3 |
Subkulit | s | p | d | f |
Berapakan jumlah subkulit yang dimiliki suatu kulit elektron ? jumlah subkulit di tentukan menggunakan rumus berikut.
l = 0, 1, 2, 3, ... (n – 1)
contoh soal :
berapakah subkulit yang dimiliki kulit L ?
solusi : l = 0, 1, 2, 3, ... (n - 1)
kulit L mempunyai harga n = 2 (lihat tabel di bilangan kuantum utama)
l = 0, 1
jadi, kulit L memiliki dua subkulit, yaitu s (l = 0) dan p (l = 1)
Subkulit- subkulit yang dimiliki setiap kulit elektron di bedakan dengan menambahkan angka 1,2,3 dan seterusnya, di sesuaikan dengan kulit elektron yang di tempatinya. Jadi, subkulit s yang terdapat dalam kulit K di beri nama 1s, sedangkan subkulit yang terdapat dalam kulit M di beri nama 3s.
c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Suatu subkulit terdiri atas orbital-orbital yang dinyatakan dengan bilangan kuantum magnetik (m). nilai bilangan kuantum magnetik (m) setiap orbital berbeda-beda dan bergantung pada nilai l.
m = -l sampai + l
berdasarkan rumus tersebut, jumlah orbital yang di miliki kulit dan subkulit dapat di ketahui. Orbital yang terletak dalam suatu subkulit biasanya di beri nama sesuai dengan nama subkulit tersebut. Misal, orbital yang menempati subkulit 1s di sebut orbital 1s.
Contoh soal:
Suatu elektron memiliki bilangan kuantum utama (n) = 2. Terletak di kulit manakah elektron tersebut? Berapakah orbital yang dimiliki kulit tersebut?
Solusi:
n = 2, berarti elektron menempati kulit L.
l = 0, 1, 2, ... (n – 1)
l = 0, 1
kulit L memiliki dua subkulit (2s dan 2p). subkulit 2s mempunyai 1 nilai m (m = 0), sedangkan subkulit 2p mempunyai 3 nilai m (-1, 0, +1).
Jadi, jumlah orbital dalam subkulti 2s = 1; jumlah orbital dalam subkulit 2p = 3; jumlah orbital dalam kulit L = 1 + 3 = 4.
Bentuk dari orbital yang dimiliki setiap subkulit juga berbeda-beda. Hal ini di pengaruhi nilai l. orbital dengan l yang sama memiliki bentuk orbital yang sama juga. Gambar berikut menunjukkan bentuk-bentuk orbital.
d. Bilangan Kuantum Spin (s)
Saat model atom mekanika kuantum pertama kali di umumkan, bilangan kuantum tidak mengikutsertakan bilangan kuantum spin. Di masukkannya bilangan kuantum spin berawal dari percobaan Stern- Gerlach. Logam perak (Ag) di uapkan dalam oven, lalu di tembakkan dengan batuan cahaya ke medan magnet melewati suatu celah. Ternyata, cahaya tersebut terpecah menjadi 2 bagian. Hal ini menunjukkan bahwa elektron dalam atom mempunyai sifat seperti magnet, yaitu mempunyai 2 kutub. Arah rotasi elektron akhrinya di nyatakan dalam bilangan kuantum spin. Ada dua nilai bilangan kuantum spin, yaitu – ½ dan + ½ . kedua nilai s tersebut berkaitan dengan arah rotasi yang searah atau berlawanan dengan arah jarum jam.
Share ke :
0 comments:
Posting Komentar