Bilangan Kuantum dan Konfigurasi Elektron.

Di judul kali ini kita akan membahas tentang Bilangan Kuantum dan Konfigurasi Elektron,

Maka mari kita sama sama membahas materi ini di bawah ini.  

1.Bilangan kuantum.

(bahasa Inggris: Quantum number) adalah bilangan yang menyatakan kedudukan atau posisi elektron dalam atomyang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam sistem dinamis. Bilangan kuantum menggambarkan sifat elektron dalam 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. Bilangan-bilangan ini diturunkan dari penyelesaian matematis persamaan Schrödinger untuk atom hidrogen.

Jenis bilangan kuantum adalah:

1. Bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan tingkat energi.
2. Bilangan kuantum Azimuth  (ℓ) yang menyatakan bentuk orbital.
3. Bilangan kuantum magnetik (m) yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang tiga dimensi.
4. Bilangan kuantum spin (s) yang menyatakan spin elektron pada sebuah atom.

A. Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama (primer) digunakan untuk menyatakan tingkat energi utama yang dimiliki oleh elektron dalam sebuah atom. Bilangan kuantum utama tidak pernah bernilai nol. Bilangan kuantum utama dapat mempunyai nilai semua bilangan positif, yaitu 1,2,3,4,5,6,7. Sedangkan kelopak atom dinyatakan dengan huruf K,L,M,N,O,P,Q.

(Sumber : docplayer.info)

contoh:

n=1 elektron berada pada kelopak K;

n=2 elektron berada pada kelopak L;

n=3 elektron berada pada kelopak M;

n=4 elektron berada pada kelopak N; dan seterusnya

Bilangan kuantum utama juga berhubungan dengan jarak rata-rata elektron dari inti dalam orbital tertentu. Semakin besar n, semakin besar jarak rata-rata elektron dalam orbital tersebut dari inti dan oleh karena itu semakin besar orbitalnya

B. Bilangan Kuantum Azimuth. (ℓ).

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   "huruf L kecil". Bilangan kuantum azimut juga berhubungan dengan jumlah subkelopak. Nilai ini menggambarkan subkelopak yang dimana elektron berbeda. Untuk subkulit s, p, d, f bilangan kuantum azimut berturut-turut adalah 0,1,2,3[2].

(Sumber : utakatikotak.com)

Nilai bilangan kuantum azimut atau " " ini bergantung pada nilai bilangan kuantum utama atau "n" . Untuk nilain tertentu,   mempunyai nilai bilangan bulat yang mungkin dari 0 sampai (n-1). Bila n-1, hanya ada satu nilai   yakni  . Bila n=2, ada dua nilai  , yakni 0 dan 1. Bila n=3, ada tiga nilai  , yakni 0,1, dan 2. Nilai-nilai   biasanya ditandai dengan huruf s, p, d , f .

(Sumber : tanya-tanya.com)

C.Bilangan Kuantum magnetik ( m ).

Bilangan kuantum magnetik menyatakan tingkah laku elektron dalam medan magnet. Tidak adanya medan magnet luar membuat elektron atau orbital mempunyai nilai n dan l yang sama tetapi berbeda m. Namun dengan adanya medan magnet, nilai tersebut sedikit berubah. Hal ini dikarenakan timbulnya interaksi antara medan magnet sendiri dengan medan magnet luar.

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 m .

(Sumber : http://www.ilmukimia.org/2013/05/bilangan-kuantum.html )

Di dalam satu subkulit, nilai m bergantung pada nilai bilangan kuantum azimut/momentum sudut l. Untuk nilai l tertentu, ada (2l + 1) nilai bulat m sebagai berikut: -l, (-l + 1), ..., 0, ..., (+l - 1), +l

Bila l =0, maka m=0. Bila l =1, maka terdapat tiga nilai m yaitu -1,0,dan -1. Bila l =2, maka terdapat lima nilai m yaitu -2,-1,0,+1, dan +2. Jumlah m menunjukkan jumlah orbital dalam subkulit dengan nilai l tertentu.

D. Bilangan Kuantum spin (s).

Bilangan kuantum spin menyatakan momentum sudut suatu partikel. Spin mempunyai simbol "s" atau sering ditulis dengan m_s (bilangan kuantum spin magnetik). Suatu elektron dapat mempunyai bilangan kuantum spin s = +1/2 atau -1/2.

Nilai positif atau negatif dari spin menyatakan spin atau rotasi partikel pada sumbu. Sebagai contoh, untuk nilai s=+1/2 berarti berlawanan arah jarum jam (ke atas), sedangkan s=-1/2 berarti searah jarum jam (ke bawah). Diambil nilai setengah karena hanya ada dua peluang orientasi, yaitu atas dan bawah. Dengan demikian, peluang untuk mengarah ke atas adalah 50% dan peluang untuk ke bawah adalah 50%.

2. Konfigurasi Elektron.

 konfigurasi elektron adalah susunan elektron-elektron pada sebuah atom,molekul, atau struktur fisik lainnya. Dengan mengetahui konfigurasi elektron, jumlah elektron pada kulit terluar dapat ditentukan.

A. Prinsip Aufbau.

Asas Aufbau (berasal dari Bahasa Jerman Aufbau yang berarti "membangun, konstruksi") adalah bagian penting dalam konsep konfigurasi elektron awal Bohr. Ia dapat dinyatakan sebagai:Terdapat maksimal dua elektron yang dapat diisi ke dalam orbital dengan urutan peningkatan energi orbital: orbital berenergi terendah diisi terlebih dahulu sebelum elektron diletakkan ke orbital berenergi lebih tinggi.

Orbital diisi dengan urutan peningkatan n+l;Asas ini bekerja dengan baik (untuk keadaan dasar atom-atom) untuk 18 unsur pertama; ia akan menjadi semakin kurang tepat untuk 100 unsur sisanya. Bentuk modern asas Aufbau menjelaskan urutan energi orbital berdasarkan kaidah Madelung, pertama kali dinyatakan oleh Erwin Madelung pada tahun 1936.Apabila terdapat dua orbital dengan nilai n+l yang sama, maka orbital yang pertama diisi adalah orbital dengan nilai n yang paling rendah.

Sehingga, menurut kaidah ini, urutan pengisian orbital adalah sebagai berikut:

(Sumber : blog.ruang.guru.)

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Asas Aufbau dapat diterapkan, dalam bentuk yang dimodifikasi, ke proton dan neutron dalam inti atom.

B. Aturan Hund.

Untuk menyatakan distribusi elektron-elektron pada orbital-orbital dalam suatu subkulit, konfigurasi elektron dapat dituliskan dalam bentuk diagram orbital. Suatu orbital dilambangkan dengan strip, sedangkan dua elektron yang menghuni satu orbital dilambangkan dengan dua anak panah yang berlawanan arah. Jika orbital hanya mengandung satu elektron, anak panah dituliskan mengarah ke atas.

Dalam Aturan Hund, dikemukakan oleh Friedrich Hund (1894 – 1968) pada tahun 1930, disebutkan bahwa elektron-elektron dalam orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidak berpasangan. Elektron-elektron baru berpasangan apabila pada subkulit itu sudah tidak ada lagi orbital kosong.

(Sumber : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgF1GMkIw07100FsMgRlrk8uAiC2tRYtmYbDEbgl8DjB0q-QnipXq1dMWno-Rbg5QNhXov6pHHMShtd1KhfCHzgRv_AnSLJg5mr9S2UGneybeVj7EzcUDmJUCb57eCSZgy8IemFVbnYg-UE/s1600/aturan-hund.jpg)

Contoh penggunaan Aturan Hund.

3. Larangan Pauli.

Pauli mengemukakan hipotesisnya yang menyatakan bahwa dalam satu atom tidak mungkin dua elektron mempunyai keempat bilangan kuantum sama. Misal, 2 elektron akan menempati subkulit 1s. Tiga bilangan kuantum pertama akan mempunyai nilai yang sama (n = 1, l = 0, m = 0). Untuk itu bilangan kuantum yang terakhir, yaitu bilangan kuantum spin(s) harus mempunyai nilai berbeda (+1/2 atau -1/2)

Dengan kata lain, setiap orbital maksimal hanya dapat terisi 2 elektron dengan arah spin berlawanan. Sebagai contoh, pengisian elektron pada orbital 1s digambarkan sebagai berikut. [1]

Mengapa pada satu orbital hanya dapat ditempati maksimal oleh dua elektron? Karena jika ada elektron ketiga, maka elektron tersebut pasti akan mempunyai spin yang sama dengan salah satu elektron yang terdahulu dan itu akan melanggar asas larangan Pauli dengan demikian tidak dibenarkan. Jumlah elektron maksimal untuk tiap subkulit sama dengan dua kali dari jumlah orbitalnya. [1]

• orbital s maksimal 2 elektron,
• orbital p maksimal 6 elektron,
• orbital d maksimal 10 elektron, dan
• orbital f maksimal 14 elektron,

Karena satu orbital hanya ditempati 2 elektron, maka 2 elektron tersebut dibedakan berdasarkan arah putaran (spin) yang berbeda atau dapat dinyatakan bahwa elektron itu mempunyai bilangan kuantum spin berbeda. 

3. Bentuk-bentuk Orbital.

A. Orbital s. 

Orbital yang paling sederhana adalah orbital s. Setiap subkulit s terdiri atas 1 buah orbital yang berisi 2 elektron. Orbital s berbentuk bola simetri yang menunjukkan bahwa elektron memiliki kerapatan yang sama, jika jarak dari inti atom juga sama. Semakin jauh letak elektron dari inti atom, kerapatannya semakin rendah. Nilai bilangan kuantum utama suatu orbital memengaruhi ukuran orbital. Semakin besar nilai bilangan kuantum utama, ukuran orbitalnya juga semakin besar.

(Sumber : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEis4n9COlUv1jh-VY2v8zIUxitVB9Hg_qscGrexRv_WINtCSPELDhw4YgI3PS3cLilQ78kREXtls386ElQz4319n6I1Zn30g8FEhrHZuC13-rbo72Sd0LGu-bMTslqk8M5jyxr-zNbw8Dc/s1600/Bentuk-orbital-s-442013.jpg)

B. Orbital P.

Bentuk orbital p seperti balon terpilin (cuping-dumbbell). Kepadatan elektron tidak tersebar merata, melainkan terkonsentrasi dalam dua daerah yang terbagi sama besar dan terletak pada dua sisi berhadapan dari inti yang terletak di tengah.

Subkulit p terdiri atas 3 orbital, tiap orbital mempunyai bentuk yang sama. Perbedaan ketiga orbital terletak pada arah, di mana terkonsentrasinya kepadatan elektron. Biasanya orbital p digambarkan menggunakan satu kumpulan sumbu x, y, dan z, sehingga diberi tanda px, py dan pz. 

(Sumber :https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjpbAUSrC-EkDUYse74Px0XeIHAjVh5t-9Lkp_FHcwtN_G9LOCfbzo1aAcQNAbng2cCF28gRyLrW9_-tadN8wReT_ww8RzGH_09RlocX0ewh3wvhV2zixL4U8AsKcI6xrAJ-gAemL6hZ1A/s1600/Bentuk-orbital-px-px-dan-pz-442013.jpg )

C. Orbital d.

Orbital d memiliki 5 orbital dengan bentuk yang kompleks dan orientasi yang berbeda. Empat orbital pertama memiliki bentuk yang sama, sedangkan satu orbital memiliki bentuk yang berbeda. Kelima orbital itu adalah dxy, dxz, dyz, dx2y2, dan dz2.

( Sumber : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjV8sn-bCFcq1rHx2Va-QobS8RIgebedMLzFuWJMpyI5YOzURCGuXXpifmUcIAfS3YZ96lxRiXNrd3TWYm9OAttXZeUM9oIu67_fhPbY6XHjMGEJTUAneGveJDteaGmKYc2_cALvQTCJdY/s640/Bentuk-orbital-dz2-dx2-y2-dxy-dxz-dyz-442013.jpg)

D. Orbital F.

Orbital f mempunyai bentuk orbital yang lebih rumit dan lebih kompleks daripada orbital d. Setiap subkulit f mempunyai 7 orbital dengan energi yang setara.

(Sumber : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgckkM13bBZu82mAbWQV53rBx-C8BTqIDbUIhHRnmdit8ZIWj_PwiV9dr-aIhpvnGdtHzmEfvuZgwtQN8-3hp0T-N8iWBmDbz4pO7wdslfnZ7EoxlCZjLLeJNO7CB9-R_CLDkQczfLxSTU/s320/bentuk-Orbitals-f-442013.jpg)

sekian dan terimakasih atas kunjungan anda pada judul blog ini semoga anda yang melihat blog ini sungguh diberkahi dalam kesehatan.

Sumber :

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_kuantum&action=edit&section=1 

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

http://www.rumuskimia.net/2016/04/aturan-hund.html

http://www.nafiun.com/2013/04/prinsip-aufbau-aturan-hund-dan-larangan-pauli-asas-kaidah-konfigurasi-elektron-kimia.html

http://www.nafiun.com/2013/04/orientasi-dan-bentuk-orbital-s-p-d-f-elektron-bilangan-kuantum-atom.html

 NAMA : JUVERNANDO YOFRAN EFFATA.

NIM      : C1061191096.

KELAS  : ITP B.