Bilangan kuantum: Perbedaan antara revisi

'''''Bilangan kuantum''''' ({{lang-en|Quantum number}}) adalah [[bilangan]] yang menyatakan kedudukan atau posisi [[elektron]] dalam [[atom]] yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam sistem dinamis. Bilangan kuantum menggambarkan sifat elektron dalam [[orbital atom|orbital]].<ref name=":0">James E. Brady (1990)</ref>

Bilangan kuantum merupakan salah satu ciri khas dari model atom [[mekanika kuantum]] atau model atom modern yang dicetuskan oleh [[ErnestErwin Schrödinger]]. Dalam mekanika kuantum, ''bilangan kuantum'' diperlukan untuk ''menggambarkan distribusi elektron dalam atom [[hidrogen]] dan atom-atom lain. ''. Bilangan-bilangan ini diturunkan ''dari solusipenyelesaian matematis [[persamaan Schrödinger]] untuk atom hidrogen''.

# [[Bilangan kuantum utama|Bilangan kuantum utama ''(n)'']] yang menyatakan [[tingkat energi]].

== Bilangan kuantum utama (''(n)'') ==

''[[Bilangan kuantum utama]]'' (primer) digunakan untuk menyatakan tingkat energi utama yang dimiliki oleh elektron dalam sebuah atom. Bilangan kuantum utama tidak pernah bernilai nol. Bilangan kuantum utama dapat mempunyai nilai semua bilangan positif, yaitu 1,2,3,4 dan seterusnya. Sedangkan kulitkelopak atom dinyatakan dengan huruf K,L,M,N dan seterusnya.<ref name=":2" />.

''n=1'' elektron berada pada kulit[[kelopak elektron|kelopak]] K;'' ''

''n=2 ''elektron berada pada kulitkelopak L;

''n=3'' elektron berada pada kulitkelopak M;

''n=4'' elektron berada pada kulitkelopak N; dan seterusnya

''Bilangan kuantum utama'' juga berhubungan dengan jarak rata-rata elektron dari [[inti atom|inti]] dalam orbital tertentu. Semakin besar ''n, '', semakin besar jarak rata-rata elektron dalam orbital tersebut dari inti dan oleh karena itu semakin besar orbitalnya.<ref name=":2" />.

== Bilangan kuantum azimut / momentum sudut ''(''ℓ'')'' ==

''[[Bilangan kuantum azimut]]'' sering disebut ''bilangan kuantum anguler (sudut)''. Energi sebuah elektron berhubungan dengan gerakan orbital yang digambarkan dengan [[momentum sudut]]. Momentum sudut tersebut dikarakterisasi menggunakan bilangan kuantum azimut. Bilangan azimut menyatakan bentuk suatu orbital dengan simbol ''(l)''<math>\ell</math> "huruf L kecil". Bilangan kuantum azimut juga berhubungan dengan jumlah subkulit[[kelopak elektron|subkelompok]]. Nilai ini menggambarkan subkulitsubkelompok yang dimanadi mana elektron berbeda. Untuk subkulitsubkelompok ''s'', ''p'', ''d'', ''f'' bilangan kuantum azimut berturut-turut adalah 0,1,2,3.<ref name=":1" />.

Nilai bilangan kuantum azimut atau ''"l<math>\ell</math>" ''ini bergantung pada nilai bilangan kuantum utama atau "''"n"'' . ''Untuk nilai'' n'' tertentu, ''l''<math>\ell</math> mempunyai nilai [[bilangan bulat]] yang mungkin dari 0 sampai (''n''-1). Bila ''n''-1, hanya ada satu nilai ''l<math>\ell</math> ''yakni'' l ''<math>\ell=n-1=1-1=0</math>. Bila ''n''=2, ada dua nilai ''l<math>\ell</math>, ''yakni 0 dan 1. Bila ''n''=3, ada tiga nilai ''l<math>\ell</math>, ''yakni 0,1, dan 2. Nilai-nilai ''l<math>\ell</math> ''biasanya ditandai dengan huruf ''s, p, d, f... ''sebagai berikut:<ref name=":2" />

Jadi bila ''l <math>\ell</math>=0, ''kita mempunyai sebuah orbital ''s''; bila ''l <math>\ell</math>=1, ''kita mempunyai orbilatorbital ''f''; dan seterusnya.

Sekumpulan orbital-orbital dengan nilai ''n '' yang sama seringkalisering kali disebut kulit. Satu atau lebih orbital dengan nilai ''n'' dan l ''<math>\ell</math> yang sama dirujuk selalu subkulitsubkelopak. Misalnya kulitkelopak dengan ''n''=2 ''terdiri atas 2 subkulitsubkelopak, ''l<math>\ell</math>=0 dan 1 ''(nilai-nilai ''l''<math>\ell</math> yang diizinkan untuk ''n''=2). ''SubkulitSubkelopak-subkulitsubkelopak ini disebut subkulitsubkelopak ''2s'' dan subkulitsubkelopak ''2p'' di mana 2 melambangkan nilai ''n'', sedangan ''s'' dan ''p'' melambangkan nilai ''l''<math>\ell</math>.<ref name=":2" />''.''

Tabel dibawahdi bawah ini menunjukkan keterkaitan jumlah kulitkelopak dengan banyaknya subkulitsubkelopak serta jenis subkulitsubkelopak dalam suatu atom.

!Jenis subkulitsubkelopak

|SubkulitSubkelopak s

|SubkulitSubkelopak p

|SubkulitSubkelopak d

|SubkulitSubkelopak f

''[[Bilangan kuantum magnetik]]'' menyatakan tingkah laku elektron dalam [[medan magnet]]. Tidak adanya medan magnet luar membuat elektron atau orbital mempunyai nilai ''n dan l ''yang sama tetapi berbeda ''m. ''Namun dengan adanya medan magnet, nilai tersebut sedikit berubah. Hal ini dikarenakan timbulnya interaksi antara medan magnet sendiri dengan medan magnet luar.<ref name=":1" />.

Bilangan kuantum magnetik ada karena momentum sudut elektron, gerakannya berhubungan aliran [[arus listrik]]. Karena interaksi ini, elektron menyesuaikan diri di wilayah tertentu sekitar inti. Daerah khusus ini dikenal sebagai orbital. Orientasi elektron di sekitar inti dapat ditentukan dengan menggunakan bilangan kuantum magnetik ''m ''.<ref name=":1" />.

Di dalam satu subkulit, nilai ''m ''bergantung pada nilai bilangan kuantum azimut/momentum sudut ''l. ''Untuk nilai ''l ''tertentu, ada (2''l + 1) ''nilai bulat ''m ''sebagai berikut: -''l, (-l + 1), ..., 0 , ... , (+l - 1), +l''

Bila ''l =0'', maka ''m=0. Bila l =1, maka terdapat tiga nilai m yaitu -1,0,dan -1. Bila l =2, maka terdapat lima nilai m yaitu -2,-1,0,+1, dan +2. Jumlah m menunjukkan jumlah orbital dalam subkulit dengan nilai l tertentu''.<ref name=":2" />.

== Bilangan kuantum spinputaran ''(s)'' ==

''Bilangan kuantum spinputaran'' menyatakan [[momentum]] sudut suatu partikel. SpinPutaran mempunyai simbol ''"s" ''atau sering ditulis dengan ''m_s''(bilangan kuantum spinputaran magnetik). Suatu elektron dapat mempunyai bilangan kuantum spin ''s ''= +1/2 atau -1/2.<ref name=":0" />.

Nilai positif atau negatif dari spinputaran menyatakan spinputaran atau rotasi partikel pada sumbu. Sebagai contoh, untuk nilai ''s=+1/2 ''berarti berlawanan arah jarum jam (ke atas), sedangkan ''s=-1/2 ''berarti searah jarum jam (ke bawah). Diambil nilai setengah karena hanya ada dua peluang orientasi, yaitu atas dan bawah. Dengan demikian, peluang untuk mengarah ke atas adalah 50% dan peluang untuk ke bawah adalah 50%.<ref name=":2" />