Kimia kuantum atau yang bisa juga disebut dengan mekanika kuantum merupakan cabang ilmu kimia yang menerapkan suatu prinsip dan persamaan mekanika kuantum untuk mempelajari molekul. Fokus dari materi ini adalah menjelaskan tentang perilaku partikel kuantun dalam suatu atom yang disebut dengan partikel subatom.
Niels Bohr mengemukakan pendapatnya bahwa elektron merupakan suatu partikel, sedangkan berdasarkan Louis de Broglie elektron dapat bersifat gelombang maupun sebagai suatu partikel.
Fungsi gelombang dapat menjelaskan lebih lanjut mengenai bentuk dan ruang serta energi yang berkemungkinan merupakan gerakan elektron dari dalam atom.
Persamaan Schrodinger yang menyatakan H Psi = E Psi akan didapat satu set persamaan matematika yang disebut dengan fungsi gelombang ( Psi) yang mana fungsi gelombang menggambarkan probilitas menemukan elektron pada energi tertentu tingkat pada atom.
Fungsi gelombang dalam suatu elektron pada sebuah atom disebut dengan orbital atom, yang merupakan daerah kebolehjadian tertinggi ditemukannya elektron.
Total energi perubahan dari atom merupakan hasil perubahan elektron dari pola gelombang dengan satu energi pola gelombang dengan energi yang berbeda-beda yang pada saat itu pula terjadi ataupun disertai emisi foton cahaya. Bilangan kuantum merupakan suatu harga yang menyatakan suatu keadaan pada orbital tertentu dari suatu atom.
Pada setiap elektron memiliki empat bilangan kuantum yang berbeda diantaranya Tiga yang pertama (n, l, ml) menentukan orbital tertentu yang diinginkan, dan yang keempat (ms) menentukan berapa banyak elektron yang dapat menempati orbital tersebut.
Keempat bilangan kuantum tersebut disebut dengan bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik serta bilangan kuantum spin. Bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetic didapatkan dari suatu fungsi gelombang sedangkan bilangan kuantum spin diperoleh dari perilaku elektron yang berputar pada sumbunya yang disebut dengan rotasi.
Adapun keempat bilangan kuantum yang dimaksud adalah:
1. Bilangan kuantum utama (n)
Bilangan kuantum utama atau bisa juga disebut dengan bilangan kuantum principal yang dilambangkan dengan huruf (n) merupakan suatu harga yang menyatakan tingkat energi tertentu atau kulit tertentu dalam suatu atom.