Sebelumnya kita sudah mengetahui tentang perkembangan model atom yang salah satunya adalah model atom mekanika kuantum. Menurut model atom ini kita hanya dapat menentukan daerah dengan peluang terbesar untuk menentukan elektron, dimana daerah tersebut disebut dengan orbital.
Dalam hal ini, satu kulit tersusun dari subkulit-subkulit, satu subkulit tersusun dari orbital-orbital dan satu orbital menampung maksimal dua elektron. Nah, untuk menyatakan kedudukan tingkat energi, bentuk serta orientasi suatu orbital digunakanlah bilangan kuantum.
Pengertian Bilangan Kuantum
Bilangan kuantum merupakan suatu cara yang digunakan untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom. Bilangan kuantum adalah bilangan-bilangan yang menyatakan keadaan energi dan posisi elektron dalam suatu atom berdasarkan model atom mekanika kuantum. Penemuan bilangan kuantum dikemukakan oleh seorang ilmuwan bernama Erwin Schrodinger yang didasarkan pada teori mekanika kuantum.
Fungsi Bilangan Kuantum
Berdasarkan pengertiannya, bilangan kuantum digunakan untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom. Hal ini dibuktikan karena bilangan kuantum mampu menggambarkan sifat elektron dalam atom dan menentukan elektron terakhir suatu atom.
Selain itu, bilangan kuantum dapat menentukan tingkat energi utama atau jarak dari inti, bentuk orbital, orientasi orbital, dan spin elektron. Dalam sistem kuantum dapat memiliki satu atau lebih bilangan kuantum. Berdasarkan hal tersebut, bilangan kuantum bersifat spesifik sesuai dengan azas larangan Pauli.
Asas larangan Pauli merupakan prinsip dalam mekanika kuantum pada tahun 1925 yang diungkapkan oleh fisikawan Austria Wolfgang Pauli. Pauli mengatakan bahwa tidak ada elektron yang memiliki bilangan kuantum yang sama, maksudnya adalah dua elektron dapat memiliki bilangan kuantum n, l, dan m yang sama namun harus memiliki bilangan kuantum spin (s) yang berbeda. Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu:
- Subkulit terdiri dari s, p, d, f saja yang dapat ditempati oleh elektron, sedangkan subkulit g, h, i, j dan sub kulit lainnya masih kosong dan belum terisi oleh elektron.
- Pada sebuah atom, kulit pertama memiliki subkulit s, kemudian kulit kedua memiliki subkuli s, dan p, dan seterusnya.
Macam-Macam Bilangan Kuantum
Dalam teori kuantum, suatu bilangan bulat n tidak dapat menyatakan keadaan stasioner, melainkan dinyatakan dengan sekumpulan bilangan kuantum.
Berdasarkan penjabaran persamaan Schrodinger untuk atom hidrogen menunjukkan bahwa energi suatu elektron ditentukan oleh bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l), bilangan kuantum magnetik (m) dan bilangan kuantum spin (s). Maka dari itu, untuk menjelaskan elektron secara lengkap dibutuhkan empat macam bilangan kuantum, yaitu:
- Bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan tingkat energi
- Bilangan kuantum azimuth (l) yang menyatakan bentuk orbital
- Bilangan kuantum magnetik (m) yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang tiga dimensi
- Bilangan kuantum spin (s) yang menyatakan spin elektron pada sebuah atom