KIMIA ANORGANIK: ILMU KIMIA " BILANGAN KUANTUM"

Sabtu, 07 September 2019

ILMU KIMIA " BILANGAN KUANTUM"

Assalamu'alaikum warohmatullahi wabarokatuh

Hallo teman-teman , salam kimia ! oh iya teman-teman ,dipostingan ini saya MUHAMMAD ARIAL ILAMY ILHAM (BOY) akan menjelaskan materi lanjutan dari struktur atom , materi kali ini yaitu Bilangan Kuantum Atom Dan Konfigurasi Elektron , nah disini kita dapat mengetahui apa saja bilangan kuantum itu , konfigurasi elektron , serta bentuk bentuk orbital atom nya . jika teman-teman belum memahaminya teman-teman berada ditempat yang tepat untuk mempelajarinya ,semoga pengetahuan teman-teman , makin bertambah dengan membaca , semakin banyak membaca semakin tahu . oh ya tanpa basa pahit lagi mari kita masuk kematerinya !

Bilangan kuantum

Model atom bohr merupakan suatu model satu dimensi yang menggunakan sebuah bilangan kuantum untuk menggambarkan distribusi atau penyebaran elektron elektron dalam suatu atom . informasi tersebut hanya berhubungan dengan ukuran orbit elektron dalam suatu atom , yang digambarkan dengan bilangan kuantum n . model atom schrdinger memperbolehkan elektron atom elektron untuk menepati ruangan tiga dimensi . oleh karena itu , unuk menggambarkan orbital orbital dimana elektron elektron dapat ditemukan dalam suatu atom diperlukan tiga buah koordinat atau tiga buah bilangan kuantum .

Empat buah koordinat atau bilangan kuantum yang berasal dari penyelesaiannya eksak persamaan gelombang schrodinger tersebut adalah bilangan kuantum utama (n) , bilangan kuantum azimuth atau bilangan kuantum anguler (l) , bilangan kuantum magnetik (m) , dan bilangan kuantum spin . bilangan bilangan kuantum tersebut menggambarkan ukuran , bentuk dan orientasi dalam suatu atom.

1. Bilangan kuantum utama (n)

Elektron berada pada tingkat energy tertentu . bilangan kuantum utama (n) menyatakan ditingkat energi elektron berada. Tingkat energy biasanya dinyatakan dengan kulit . Nilai n dari bilangan kuantum utama , adalah satu sampai dengan tujuh . elektron berada dikulit pertama , kedua , ketiga dan seterusnya . kulit kulit ini diberi nama K,L,M,N,O,P,Q. kulit K dengan harga n =1 paling dekat dengan inti . elektron elektron yang beredar dikulit K mempunyai energi paling kecil . kulit L dengan harga n = 2 jaraknya lebih jauh dari inti disbanding kulit K . elektron yang berdar dikulit L mempunyai energy yang lebih besar disbanding elektron elektron dikulit K . bilangan kuantum utama paling banyak ditempati oleh 2n² elektron.

Kulit	Bilangan kuantum (n)	Daya tampung elektron (2n²)
K L M N O P Q	n =1 n = 2 n = 3 n = 4 n = 5 n = 6 n = 7	2 X 1² = 2 2 X 2² = 8 2 X 3² = 18 2 X 4² = 32 2 X 5² = 50 2 X 6² = 72 2 X 7² = 98

2. Bilangan kuantum azimuth (l)

Harga orbital	Symbol orbital	Nama orbital
0	s	Sharp
1	p	Principal
2	d	diffuse
3	f	Fundamental

Kulit terdiri dari orbital berupa orbital dengan energy yang tidak sama . bilanagan kuantum azimuth menyatakan besar momentum sudut elektron dan subkulit atom yang menentukan bentuk bentuk orbital. Orital dinyatakan dalam lambang s untuk l = 0 , p untuk l = 1 , d untuk l = 2 , dan f untuk l = 3 , banyak nya irbital pada tiap kulit sesuai dengan harga n . harga l dimulai dari 0 sampai dengan n-1.

3. Bilangan kuantum magnetik (m)

Daerah atau ruang tempat elektron bias ditemukan disebut orbital . bilangan kuantum magnetik menyatakan arah diorbital mana elektron beredar . dinamakan bilangan kuantum magnetik karena efek dari orientasi orbital yang beredar nilai bilangan kuantum magnetik (m) bergantung pada harga bilangan kuantum azimuth (l), yaitu dari – l sampai dengan + l , termasuk nol .

orbital s( l =0) mempunyai harga , m = 0 . artinya , orbital s hanya mempunyai satu orbital .

orbital p (l = 1) mempunyai harga m = -1 , 0 , +1 artinya , orbital p mempuyai tiga orbital . ketiga orbital itu mempuyai tingkat energi yang sama .

orbital d (l = 2) mempunyai harga m = -2 , -1 , 0 , +1 , +2 artinya , orbital d mempuyai lima orbital . lima orbital itu mempuyai tingkat energi yang sama .

orbital f (l = 3) mempunyai harga m =-3 , -2 , -1 , 0 , +1 , +2 , +3 artinya , orbital d mempuyai tujuh orbital . tujuh orbital itu mempuyai tingkat energi yang sama .

Orbital	Harga	Harga m (-l sampai + l)	Jumlah orbital
s	0	0	1
p	1	-1 , 0 , +1	2
d	2	-2 , -1 , 0 , +1 , + 2	3
f	3	-3 , -2 , -1 , 0 , +1 , + 2 ,+3	4

4. Bilangan kuantum spin (s)

Elektron pada atom tidak hanya mengelilingi inti atom , tetapi juga berotasi terhadap sumbunya . rotasi elektron terhadap sumbunya disebut spin dan keadaan ini dinyatakan dengan bilangan kuantum spin.

Arah spin elektron hanya mempunyai dua kemungkinan yaitu searah dengan jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Elektron yang mempunyai spin searah dengan jarum jam mengarah kebawah ,sedangkan elektron yang mempunyai spin berlawan dengan jarum jam mengarah atas , hal ini ditunjukkan pada gambar berikut.

Karena spin elektron terdiri dari dua kemungkinan maka bilangan kuantum spin juga mempunyai dua buah nilai yaitu s = + ½ (untuk spin keatas) dan s = – ½ (untuk spin kebawah)

Berdasarkan keadaan spin elektron tersebut , maka tentu tiap tiap orbital elektron hanya ditempati oleh dua buah elektron . kedua elektron tersebut harus mempunyai spin berlawanan , sehingga menghilkan medan magnet yang berlawanan yang diperlukan untuk mengimbangi gaya tolak (gaya coulomb) dari elektron elektron yang terdapat dalam orbital tersebut.

Konfigurasi Elektron

Untuk menentukan konfigurasi elektron harus memperhatikan beberapa aturan dibawah ini :

· Asas Aufbau, dimana elektron harus berada dalam orbital dengan tingkat energi paling redah dahulu, mulai dari 1s, 2s, 2p, dan sebagainya menurut urutan sub kulit. Berikut gambarnya :

· Asas larangan Pauli, dimana dua elektron tidak terdapat dalam satu atom yang mempunyai empat bilangan kuantun sama. Maksimal setiap orbital dapat terisi dengan 2 elektron yang spinnya berlawanan.

· Kaidah Hund, apabila orbitalnya memiliki tingkat energi sama, maka konfigurasi elektronnya menggunakan energi paling rendah. Dengan begitu jumlah elektron yang tidak memiliki pasangan akan mempunyai spin pararel terbanyak.

Konfigurasi Elektron dan Diagram Orbital 10 Unsur Pertama

Dalam konfigurasi elektron terdapat anomali, dimana sub kulit d yang terdensi dapat diisi sampai penuh. Misalnya Cr (Z = 24) : [Ar] 4s1 3d5 yang lebih stabil daripada [Ar] 4s2 3d4 , serta Cu (Z = 29) : [Ar] 4s1 3d10 yang lebih stabil daripada [Ar] 4s2 3d9. Konfigurasi elektron pada Ion Monoatomik K+, S2-, Na+, Br- dan Ca+ ditentukan dari aton netral. Untuk kation pada ion monoatomik Ac+ dengan muatan x+ akan melepas/mengurangi x elektron pada kulit terluar dalam atom netral A. Kemudian untuk anion pada ion monoatomik By- dengan muatan y- akan menangkap/menambah y elekron dari orbital energi yang paling rendah sebelum dipenuhi elektron.

Bentuk Orbital

Bentuk Orbital s p d f, Elektron, Bilangan Kuantum, Atom - Bentuk orbital ditentukan oleh subkulit dari elektron atau ditentukan bilangan kuantum azimutnya. Jadi, apabila suatu elektron memiliki bilangan kuantum azimut sama, maka bentuk orbitalnya juga sama, sehingga yang membedakan hanyalah tingkat energinya. Bentuk orbital merupakan fungsi Ψ² dari fungsi gelombang Schrödinger. Sedangkan orientasi orbital terkait dengan bilangan kuantum magnetik (m). [1]

Gambar 1. Macam-macam bentuk orbital. [2]

Dengan memahami uraian berikut, kalian akan mengetahui bentuk orbital s, p, d, dan f.

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.

Gambar 2. Bentuk orbital s.

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.

Gambar 3. Bentuk orbital px py pz.

Pada subkulit p ini terdapat 3 nilai m (–1, 0, +1) sehingga terdapat 3 orientasi yang satu dan lainnya membentuk sudut 90 ^o. [1]

Gambar 4. Orbital p digambar menggunakan satu kumpulan sumbu xyz.

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.

Untuk lebih jelas, perhatikan gambaran orbital subkulit d di bawah ini

Gambar 5. bentuk orbital dxy, dxz, dyz, dx2y2, dan dz2

Setiap orbital mempunyai 4 “lobe” kepadatan elektron. Adapun perbedaannya terletak pada arah berkumpulnya kepadatan elektron. Sementara itu, satu orbital lagi mempunyai bentuk berbeda, tetapi memiliki energi yang sama dengan keempat orbital d lainnya.

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.

Gambar 6. Bentuk orbital f. [3]

Orbital f (mempunyai 7 orbital) dan dikelompokan menjadi tiga kelompok, yaitu : [1]

1) kelompok pertama : f_xyz

2) kelompok kedua : f_x(z²_-
y²₎, f_y(z²_{- x}²₎, f_z(x²_{- y}²₎

3) kelompok ketiga : f_x³, f_y³, f_z³

Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.

Materi Kimia :

Distribusi kerapatan elektron dalam orbital 1s, 2s, dan 3s dalam suatu atom. Bila suatu area banyak titiknya menunjukkan kerapatan elektron tinggi. Sedangkan daerah dalam ruang dengan tidak adanya kebolehjadian ditemukan elektron disebut simpul.

Sekian dari saya,terimakasih atas perhatian dan kunjunganya, mohon maaf atas segala kekurangan semoga apa yg telah disampaikan dapat bermanfaat, dan jangan lupa untuk tinggalkan komentar anda.

Wassalamu'alaikum warohmatullahi wabarokatuh.

Sumber :
https://jempolkimia.com/2018/09/11/bilangan-kuantum/
http://materi4belajar.blogspot.com/2017/12/penjelasan-konfigurasi-elektron-lengkap_13.html
http://www.nafiun.com/2013/04/orientasi-dan-bentuk-orbital-s-p-d-f-elektron-bilangan-kuantum-atom.htm