QUANTUM NUMBERS and ATOMIC ORBITALSModel atom Bohr suatu model satu dimensi yang menggunakan sebuah bilangan kuantum untuk menggambarkan distribusi atau penyebaran electron dalam atom. Informasi itu hanya berhubungan dengan ukuran orbit electron dalam suatu atom, yang digambarkan dengan bilangan kuantum n.

Model atom Schrodinger memperbolehkan electron-elektron untuk menempati ruang tiga dimensi, oleh karena itu untuk menggambarkan orbital-orbital dimana electron dapat ditemukan dalam atom diperlukan tiga buah koordinat atau tiga buah bilangan kuantum.

Tiga buah koordinat atau bilangan kuantum yang berasal dari penyelesaian eksak persamaan gelombang Schrodinger tersebut adalah bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth atau bilangan kuantum anguler (l ) dan bilangan kuantum magnetic (m). Bilangan-bilangan kuantum tersebut menggambarkan ukuran, bentuk dan orientasi orbital dalam atom.

Konfigurasi ElektronikSifat-sifat atom dapat dipahami berdasarkan konfigurasi elektronik atau susunan elektronik atom itu. Konfigurasi electron menggambarkan penyebaran atau susunan dari elektron dalam atom.

Kedudukan/ posisi elektron dalam atom ditentukan tiga bilangan kuantum, yaitu:1. Bilangan kuantum utama (n)2. Bilangan kuantum azimuth (l)3. Bilangan kuantum magnetik (m)

Bilangan KuantumKeadaan elektron dalam suatu atom ditentukan oleh 4 macam bilangan kunantun yaitu :1. Bilangan kuantum utama (n)2. Bilangan kuantum azimuth (l)3. Bilangan kuantum magnetik (m)4. Bilangan kuantum spin (s)

BILANGAN KUANTUM:

Quantum number = bilangan bulat atau setengah bulat yang memberikan nilai-nilai pada suatu sistem atom atau molekul seperti energi spektrum atau sifat magnetiknya.

atau bilangan yang menyatakan kedudukan ( tingkat energi), orientasi electron dan arah rotasi electron da;lam orbital

1. The principle quantum number ( symbol n) = bilangan bulat positif yang menggambarkkan kedudukan atau jarak relatif electron terhadap intinya.

The principle quantum number menunjukkan tingkatan energi utama tempat elektron berada.

2. The angular quantum number ( symbol l) = bilangan bulat positif yang besarnya bergantung pada nilai bilangan kuantum utama dan menggambarkan jenis sub kulit (bentuk orbital) electron dalan atom.

Jika l = 0 bentuk orbital s

Jika l = 1 bentuk orbital p

Jika l = 2 bentuk orbital d

Jika l = 3 bentuk orbital f

Orbital s maksimal terisi 2 elektron,

Orbital p maksimal terisi 6 elektron

Orbital d maksimal terisi 10 elektron

Orbital f maksimal terisi 14 elektron

3. The magnetic quantum number (symbol m) = bilangan bulat yang besarnya bergantung pada nilai bilangan kuantum azimut dan menentukan orientasi orbital serta banyaknya orbital electron dalam atom.

4. The electron spins (symbol s) = bilangan yang mencirikan arah rotasi electron di sekitar sumbu dan menggambarkan sifat spektrum dengan nilai + ½ atau – ½ .

Tanda + atau – hanya menunjukkan arah rotasi yang berlawanan.

Untuk anak panah menghapap atas ( )maka nilai s = + ½

Untuk anak panah menghapap bawah ( )maka nilai s = - ½

Bil kuantum utama (n) menyatakan tingkat energi elektron dalam atom menunjukkan kulit elektron.

Bil kuantum azimut (l) menyatakan bentuk orbital (s, p, d, f ) menunjukkan sub tingkat energi (sub kulit elektron).

Bil kuantum magnetik (m) menyatakan orientasi orbital dalam atom menunjukan letak elektron dalam ruang / nomororbiotal.

Bil kuantum spin (s) menyatakan arah rotasi elektron dalam orbital.

Harga spin yaitu + 1/2 jika rotasi elektron berlawanana arah jarum jam.

Harga spin yaitu – 1/2 jika rotasi elektron sesuai arah jarum jam

Orbital s maksimal terisi 2 elektron,

Orbital p maksimal terisi 6 elektron

Orbital d maksimal terisi 10 elektron

Orbital f maksimal terisi 14 elektron

BilanganKuantum

Simbol Nilai Keterangan

1. Utama n n =1,2,3,4 ....

Menyatakan tingkat energi elektron (nomor kulit).

Jenis kulitnya K,L,M,N …..

2. Azimut ℓ ℓ =0,1,2,3,4….……(n-1)

Menyatakan jenis sub kulit / bentuk orbital

Jenis sub kulitnya s,p,d,f ….. Sub kulit s ℓ = 0p ℓ = 1 d ℓ = 2f ℓ = 3 …

3. Magnetik m m = -ℓ ..0..+ℓ

Atau m = ..-2,-1,0,1,2..

Menyatakan orientasi electron dalam orbital. ℓ = 0 maka m = 0 saja ℓ = 1 maka m = -1,0,1 ℓ = 2 maka m = -2,-1,0,1,2 dan seterusnya

4. Spin s =± ½ -½ , ½ Menyatakan arah rotasi elektron dalam orbital. Untuk s = -½ (↓) dan s = ½ (↑)

Arah spin elektron yang searah dengan jarum jam mengarah ke bawah, sedangkan elektron dengan spin berlawanan dengan jarum jam mengarah atas.

Dari keterangan di atas maka jumlah elektron maksimum kulit atom dirumuskan :n = kulit yang ke-n 2

max 2ne Untuk menuliskan konfigurasi elektronik suatu atom perlu dicermati aturan-aturan sebagai berikut :

a. Aturan aufbauPrinsip Aufbau menyatakan bahwa pengisian sub kulit oleh elektron selalu dimulai dari sub kulit dengan energi lebih rendah ke sub kulit dengan energi lebih tinggi. Hal ini dapat digambarkan sebagai berikut :

1s

2s

3s

2p

3p

4s

3d

4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f

K

6s 6p 6d

N

M

L

7s 7p

P

O

Q

n = 7 7 p

6 d5 f

7 s

6 p

n = 6 5 d

4 f 6 s 5 p

n = 5 3 d 5 s

4 pn = 4 3 d

4 s

3 p n = 3 3 s

2 p n = 2 2 s n = 1 1 s

TINGKAT ENERGI ORBITAL

KONFIGURASI ELEKTRON

b. Azas larangan Pauli (prinsip eksklusi Pauli)Azas larangan Pauli menyatakan tidaklah mungkin dua buah electron dalam satu orbital mempunyai empat jenis bilangan kuantum yang sama. Hal ini berarti bahwa satu orbital maksimum ditempati 2 elektron yang berbeda spinnya.

c. Aturan HundPada atom yang mempunyai sub kulit yang terdiri dari beberapa orbital, pengisisan elektron, pada orbital berlangsung sedemikian rupa sehingga masing-masing orbital akan ditempati oleh masing – masing sebuah electron yang arah spinnya sama (setengah penuh) baru kemudian elektron – elektron dalam orbital tersebut membentuk pasangan elektron penuh.

Contoh konfigurasi elektronik beberapa unsur :

11Na : 2. 8. 1 12Mg : 2. 8. 2 13Al : 2. 8. 3 14Si : 2. 8. 4 15P : 2. 8. 5

LARANGAN PAULI

Tiga macam penggambaran orbital 1s

Bentuk Orbital

s

Orbital 2s

Tiga gambaran orbital 2p

Ketiga orbital p

Kelima orbital d

Orbital p

Orbital d

Salah satu dari 7 orbital f

dz2

dx2-y

2

dxydxzdyz

Exercise

1. Write the electron configuration and orbital diagram for the following atoms.

a. 32Ge d. 24Cr

b. 52Te e. 29Cu

c. 56Ba f. 74W

2. Write the electron configuration and orbital diagram for the following ions.

a. Cr3+ d. Cu+

b. O2- e. Fe3+

c. 35Br- f. 80Hg2+

3. Determine the combination of four quantum numbers for the latest electron for the following atoms or ions.

a. 26Fe d. O2-

b. Fe2+ e. 50Sn4+

c. 17Cl f. 21Sc3+

4.