KOMPAS.com - Bilangan kuantum adalah bilangan yang menggambarkan kedudukan suatu elektron dalam model atom mekanika kuatum yang dicetuskan oleh Erwin Schrodinger.
Dilansir dari Khan Academy, model atom mekanika kuantum berangkat dari hipotesis Louis de Broglie dan prinsip ketidakpastian Heisenbersg.
Model atom mekanika kuantum adalah model atom yang paling diyakini karena bisa menjelaskan sifat-sifat atom secara gamblang.
Dalam model mekanika kuantum, atom dapat dianalogikan sebagai Tata Surya. Matahari adalah inti atom yang terdiri dari proton dan neutron, sedangkan planet-planet yang mengelilinginya adalah elektron.
Planet-planet tersebut bergerak dengan tingkat energi dan orbitnya masing-masing tanpa pernah saling bertabrakan, begitu pula dengan elektron.
Baca juga: Menentukan Bilangan Kuantum
Elektron tidak mengelilingi atom secara serempak di posisi yang sama, mereka memiliki orbitnya masing-masing dan tidak saling menganggu satu sama lain.
Ada empat buah bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum utama, azimuth, magnetik, dan spin. Berikut penjelasannya:
- Bilangan kuantum utama (n)
Bilangan kuantum utama (n) adalah bilangan kuantum yang menyatakan kulit elektron dan tingkat energinya. Dilansir dari Lumen Learning, bilangan kuantum utama bergantung pada jarak antara elektron dan nukleus (inti atom).
Bilangan kuantum utama dituliskan dengan bilangan bulat 1, 2, 3, 4, 5, dan seterusnya. Karena n menyatakan tingkat energi, maka tidak ada kulit ke 0 (tidak ada enelktron yang tidak memiliki energi).
Jika suatu elektron berada pada n=1, maka ia berada paling dekat dengan nukleus yaitu pada kulit pertama (kulit paling dalam) dengan tingkat energi dasar. Semakin tinggi tingkat energinya, maka akan semakin besar bilangan kuantum utama elektron tersebut.
Baca juga: Bilangan yang Terdiri atas Tiga Angka yang Jumlahnya 9
- Bilangan Kuantum azimuth (l)
Dilansir dari Purdue University College of Science Welcome, bilangan kuantum azimuth atau bilangan kuantum momentum sudut orbital menyatakan bentuk orbital.
Bilangan kuantum azimuth ditulis dengan bilangan bulat 0, 1, 2, 3, 4, dan seterusnya. l=0 disebut dengan orbital s dan memiliki bentuk seperti bola, l=1 disebut dengan orbital p dan memiliki bentuk seperti kutub, l=3 disebut dengan orbital d dan memiliki bentuk semanggi, serta l=4 disebut dengan orbital f dengan bentuk semanggi berdaun lima.
Sehingga bilangan azimuth tidak hanya menggambarkan bentuk orbital elektron, namun juga subkulit elektron dalam suatu atom.
Subkulit atom menggambarkan bagaimana elektron tersebar secara merata, tidak bertumpuk pada satu tempat.
- Bilangan kuantum magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik adalah bilangan kuantum yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang tiga dimensi.
Jika kulit atom adalah asrama bertingkat dan subkulit atom adalah lantai yang berisi kamar-kamar, maka bilangan kuantum magnetik (m) menggambarkan distribusi elektron dalam kamar-kamar di setiap lantai. Bilangan kuantum magnetik menentukan orientasi elektron dalam ruang orbital.
Baca juga: Contoh Soal Induksi Matematika untuk Semua Bilangan Asli n
Bilangan kuatum magnetik bergantung pada bilangan kuantum azimuth, sehingga dituliskan dengan m= -l, …, 0, …, l. Misalnya suatu elektron mamiliki bilangan azimuth l=2 dan berada pada orbital d, maka bilangan kuantum magnetiknya adalah m= -2, -1, 0, 1, 2.
- Bilangan kuantum spin (s)
Bilangan kuantum spin (s) menunjukkan arah putaran elektron dan tidak bergantung pada bilangan kuantum lainnya.
Bilangan kuantum spin dilambangkan dengan +1/2 dan -1/2, ketika positif maka elektron memiliki arah putaran ke atas (spin up) dan ketika negatif berarti elektron memiliki arah putaran ke bawah.
Keberadaan bilangan kuantum spin dapat menunjukkan sifat kemagnetan elektron. Dilansir dari Chemistry LibreTexts, ketika elektron dengan spin berlawanan disatukan, tidak ada medan magnet bersih karena keduanya saling meniadakan.
Dalam suatu subkulit, ruang orbital akan diisi penuh oleh elektron dengan spin up terlebih dahulu.
Baca juga: Barisan Bilangan dan Menemukan Pola Barisan