Bilangan kuantum magnetik yang tidak mungkin dimiliki oleh subkulit d adalah

Semua benda yang ada di alam semesta ini disusun oleh atom yang terdiri dari proton, neutron, dan juga elektron. Jumlah proton yang dimiliki atom menentukan jenis unsur yang dibentuk. Neutron adalah partikel netral. Semua atom dari unsur yang sama memiliki jumlah proton yang sama, namun belum tentu memiliki jumlah neutron yang sama. Elektron adalah partikel subatomik yang stabil dengan muatan listrik negatif. Setiap elektron membawa satu unit muatan negatif sekaligus memiliki massa yang sangat kecil dibandingkan dengan neutron atau proton. Bila proton dan neutron berada di inti atom, elektron-elektron tersebar di sekeliling atom secara teratur berdasarkan tingkat energinya. Tingkat energi inilah yang digambarkan dengan bilangan kuantum.

Apakah kamu sudah tahu cara menentukan bilangan kuantum?

Cara Menentukan Bilangan Kuantum

Posisi elektron di sekitar inti atom ditentukan dengan bilangan kuantum. Bilangan ini menunjukkan letak elektron pada kulit dan subkulit atom, orientasi orbital dalam ruang, dan juga arah rotasi elektron. Ada empat bilangan kuantum yang harus kamu ketahui:

  • Bilangan kuantum utama (n)
  • Bilangan kuantum azimut (l)
  • Bilangan kuantum magnetik (m)
  • Bilangan kuantum spin (s)

Bilangan kuantum juga merupakan salah satu ciri khas dari model atom mekanika kuantum atau biasa disebut juga model atom modern yang dicetuskan oleh seorang ilmuwan fisika, Ernest Schrodinger. Sebelum kita mencari tahu cara menentukan bilangan kuantum, mari kita mengenal jenis-jenis dari bilangan kuantum.

Bilangan Kuantum Utama

Bilangan kuantum utama disimbolkan dengan huruf n. Bilangan ini akan menunjukkan ukuran orbital dan tingkat energi elektron, yang disebut kulit atom. Bilangan kuantum ini memiliki nilai 1,2,3,4,… dan seterusnya.

Bilangan Kuantum Azimut

Bilangan kuantum azimut memiliki simbol huruf l. Bilangan ini berguna untuk menunjukkan bentuk orbital dan sub tingkatan energi elektron (ditandai dengan s,p,d,f). Bilangan kuantum ini memiliki nilai dengan ketentuan s=0, p=1, d=2, f=3. Nilai ini akan menunjukkan di subkulit manakah elektron tersebut berada.

Bilangan Kuantum Magnetik

Bilangan kuantum magnetik disimbolkan dengan huruf m. Bilangan ini menunjukkan posisi orbital terhadap orbital lain di dalam subkulit atom. Dan memiliki ketentuan sebagai berikut:

Bilangan Kuantum Azimut (l) Tanda Orbital Bilangan Kuantum Magnetik (m) 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

Sumber: rumus.co.id

Bilangan Kuantum Spin

Memiliki simbol s, bilangan ini menunjukkan arah putaran elektron pada sumbunya (rotasi). Hanya terdapat dua kemungkinan arah rotasi elektron, yakni searah atau berlawanan dengan arah jarum jam. Satu orbital hanya bisa ditempati oleh maksimum dua elektron, di mana kedua elektron tersebut harus memiliki spin yang berlawanan. Sehingga nilainya antara +½ atau -½ .

Setelah mengetahui apa saja jenis bilangan kuantum, kini saatnya kamu mengetahui cara menentukan bilangan kuantum.

Contoh Soal

Sebelum menentukan bilangan kuantum, kamu terlebih dahulu harus menentukan konfigurasi elektron dari sebuah unsur. Contohnya adalah:

16S mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Dalam menentukan bilangan kuantum, kita akan mengambil konfigurasi elektron yang paling akhir, yaitu:

3p4

Bilangan Kuantum Utama

Dari konfigurasi di atas, bilangan kuantum utamanya adalah 3. Karena angka 3 tersebut menunjukkan ukuran orbital atau kulit.

Bilangan Kuantum Azimut

p adalah subkulit dari elektron tersebut, sehingga akan diperoleh nilai l = 1. Sesuai dengan ketentuan bahwa:

Bilangan Kuantum Mekanik:

Karena berada pada subkulit p, maka bilangan kuantum akan ada di antara -1, 0, +1. Untuk bisa menentukannya, mari kita gambar kotak orbitalnya. Biasanya kita dapat menggunakan arah panah untuk mengisi kotak ini.

Isi setiap kotak dengan panah menghadap ke arah atas, setelah itu baru mengisinya dengan panah ke arah bawah.

Angka 4 dari 3p4 adalah jumlah dari panah yang harus kamu isi. Sehingga didapatkanlah hasil seperti ini:

Panah yang ke empat berada di kotak -1, sehingga bilangan kuantum mekanik dari elektron ini adalah m=-1

Bilangan Kuantum Spin:

Panah yang mengarah ke atas memiliki nilai +½ , sedangkan panah yang mengarah ke bawah bernilai -½. Dari hasil di atas, panah yang terakhir adalah panah yang menghadap ke bawah, sehingga nilai dari bilangan kuantum spin adalah s= -½.

Nah, itu dia cara menentukan bilangan kuantum yang bisa membantu kamu dalam mengerjakan soal-soal bilangan kuantum. Apakah kamu memiliki pertanyaan mengenai hal ini? Silahkan tuliskan pertanyaan kamu di kolom komentar ya, dan jangan lupa untuk share pengetahuan ini.

TSeptember 14, 2020

Artikel ini menjelaskan tentang bagaimana cara menentukan bilangan kuantum yang mungkin dimiliki atau tidak mungkin dimiliki oleh suatu elektron.

Sebagaimana yang kamu ketahui, ada empat jenis bilangan kuantum dan masing-masing bilangan kuantum tersebut memiliki nilai yang menyatakan kedudukan elektron di dalam orbital.

Bilangan kuantum seperti azimut dan magnetik, nilainya bergantung pada bilangan kuantum utama.

Contoh: 

Jika harga n adalah 2, maka harga l yang memungkinkan atau diizinkan adalah 0 dan 1. Tidak boleh 2, 3 atau yang lebih besar dari itu. Hal ini disebabkan karena nilai l bergantung pada n yaitu dari 0…….. sampai (n - 1). Begitu juga dengan m yang nilainya bergantung pada l (m = - l… 0…+l).

Contoh:

Jika nilai l = 1, maka nilai m tidak boleh -2 atau +3. Nilai m yang diperbolehkan untuk l = 1 adalah -1, 0 dan +1.

Contoh Soal dan Pembahasannya

Salah satu soal yang sering muncul ketika mempelajari bilangan kuantum adalah soal tentang mengecek manakah deretan bilangan kuantum yang diperbolehkan atau tidak diperbolehkan dimiliki oleh suatu elektron.

Contoh Soal 1

Diantara bilangan kuantum berikut ini yang tidak diizinkan untuk dimiliki oleh sebuah elektron adalah…… n = 3, l = 1, m = 0,  s = +½ n = 3, l = 2, m = 0, s = -½ n = 3, l = 2, m = +2, s = -½ n = 3, l = 1, m = -2, s = +½ n = 3, l = 2, m = +1, s = +½

Pembahasan:

Pada soal diatas, sengaja dibuat nilai n-nya sama untuk setiap opsi, karena ini adalah contoh soal pertama. Jika: n = 3, maka nilai l yang diperbolehkan adalah 0, 1, dan 2. Semua opsi jawaban diatas memenuhi syarat ini. Sekarang, perhatikan opsi A dan D yang l-nya sama-sama 1. Jika l = 1, maka nilai m yang diperbolehkan adalah -1, 0, dan +1. Ternyata opsi D tidak memenuhi kriteria ini. Maka, jawaban soal diatas ini adalah D. Tapi, agar kamu lebih paham, mari kita cek yang opsi B, C dan E dimana l-nya sama-sama 2.

Jika l = 2, maka nilai m yang diperbolehkan adalah -2, -1, 0, +1, +2. Nah, terlihat bahwa opsi B, C dan E memenuhi syarat ini.


Bilangan kuantum di bawah ini yang diperbolehkan untuk dimiliki oleh suatu elektron adalah…….. n = 4, l = 2, m = +3, s = +½ n = 3, l = 3, m = -2, s = +½ n = 3, l = 1, m = +3, s = -½ n = 2, l = 1, m = +1, s = -½ n = 2, l = 0, m = -1, s = -½

Pembahasan:

Pada soal ini yang akan dicari adalah mana bilangan kuantum yang diizinkan dimiliki oleh suatu elektron. Opsi A memiliki harga n = 4. Harga l yang diperbolehkan adalah 0, 1, 2, 3.  Tapi, jika harga l = 2, tidak boleh m-nya bernilai +3. Yang diperbolehkan adalah -2, -1, 0, +1, +2. Maka, opsi A salah ya. Opsi B dan C memiliki n yang sama yaitu 3. Jika n = 3, maka nilai l yang diperbolehkan adalah 0, 1, 2. Opsi B memiliki nilai l = 3, tidak sesuai dengan aturan diatas. Maka, opsi B juga salah. Pada opsi C, l = 1, maka tidak boleh nilai m-nya +3. Yang memungkinkan adalah -1, 0, dan +1. Tinggal opsi D dan E. Kalau kita lihat, nilai l untuk kedua opsi tersebut diperbolehkan ya. Tapi, pada opsi E, jika l = 0, tidak boleh m-nya bernilai -1. Nilai m yang diperbolehkan untuk l = 0 adalah 0 juga. Maka, jawaban soal kedua ini adalah D ya.

Contoh Soal 3

Suatu elektron berada di kulit ketiga dan menempati sub kulit p, maka bilangan kuantum yang mungkin dimiliki oleh elektron tersebut adalah………

Pembahasan:

Jika suatu elektron berada pada kulit ketiga dan menempati subkulit p maka elektron tersebut berada di orbital 3p. Artinya harga bilangan kuantum utama dan azimuth nya adalah: n = 3 l = 1 Kalian sudah mengetahui bahwa subkulit p terdiri dari 3 buah orbital seperti gambar di bawah ini.

Bilangan kuantum magnetik yang tidak mungkin dimiliki oleh subkulit d adalah

Karena tidak disebutkan elektron tersebut berada di kotak yang mana, maka kemungkinan elektron tersebut dapat menempati kotak yang paling kiri, yang di tengah atau yang paling kanan. Karena setiap kotak menunjukkan nilai bilangan kuantum magnetik, maka ada tiga kemungkinan nilai m dari elektron tersebut yaitu: -1, 0 dan +1. Begitu juga dengan bilangan kuantum spin nya. Karena tidak disebutkan pada soal maka elektron tersebut dapat +½  atau -½. Jadi keempat bilangan kuantum yang memungkinkan untuk dimiliki oleh elektron yang menempati orbital 3P adalah: n = 3 l = 1 m = -1, 0, +1 s = + ½ atau - ½

Sekian pembahasan tentang bagaimana cara menentukan bilangan kuantum yang mungkin dimiliki atau tidak mungkin dimiliki oleh suatu elektron. Semoga bermanfaat.

Bantu Orang Untuk Temukan Artikel Ini Lewat Tombol Share Di Bawah Ini