Assalamualaikum, halo adik-adik, ketemu lagi dengan kakak di channel Kimatika. Di video kali ini kita akan belajar materi kimia kelas 10 yaitu tentang bilangan kuantum. Bilangan kuantum adalah bilangan yang menentukan kedudukan posisi suatu elektron dalam atom.
Setiap elektron memiliki nilai bilangan kuantum. Tetapi biasanya di dalam soal, bilangan kuantum yang sering ditanyakan adalah bilangan kuantum untuk elektron terakhir. Bagaimana cara menentukan bilangan kuantum? Ikuti penjelasannya sampai selesai ya. Bilangan kuantum ada 4 jenis.
Yang pertama adalah bilangan kuantum utama. Bilangan kuantum utama adalah bilangan kuantum yang menyatakan nomor kulit yang dilambangkan dengan N. Jadi misal jika elektron terakhirnya terletak pada kulit pertama, maka n-nya sama dengan 1. Dan jika elektron terakhirnya berada pada kulit kedua, berarti n-nya sama dengan 2. Dan jika berada pada kulit ketiga, maka n-nya sama dengan 3, dan seterusnya. Jadi, bilangan kuantum utama Pertama nilainya bisa 1, 2, 3, 4, dan seterusnya maksimal 7 ya.
Sesuai dengan kedudukan elektron dalam kulit. Atau sesuai dengan kulit yang ditempati elektron yang ditanyakan atau elektron terakhir. Oke, kita lanjut ke bilangan kuantum yang kedua, yaitu bilangan kuantum azimut.
Bilangan kuantum azimut adalah bilangan yang menyatakan subkulit, yang dilambangkan dengan L. Ingat, subkulit ada 4 jenis, ada subkulit S, P, D, dan F. Jika suatu elektron berada pada subkulit S, maka L-nya sama dengan 0. Jika suatu elektron berada pada subkulit P, maka L-nya sama dengan 1. Jika elektron berada pada subkulit D, maka L-nya sama dengan 2. Dan jika elektron berada pada subkulit F, maka L-nya sama dengan 3. Oke, jelas ya?
Nah, yang perlu diingat juga adalah, bilangan kuantum azimut atau L nilainya pasti selalu lebih rendah dibandingkan dengan bilangan kuantum utamanya. Artinya, untuk elektron yang sama, nilai L tidak mungkin sama dengan nilai N. Oke, kita lanjut ke bilangan kuantum yang ketiga, yaitu bilangan kuantum magnetik.
Bilangan kuantum magnetik adalah bilangan kuantum yang menyatakan orbital atau dilambangkan dengan M. Orbital adalah ruang-ruang atau kamar. kamar yang ditempati elektron di dalam subkulit. Makanya nilai M itu tergantung dari nilai L-nya, yaitu nilai M dimulai dari negatif L sampai dengan positif L. Jadi misal, jika suatu elektron berada pada subkulit S, maka nilai M-nya sama dengan 0. Kenapa?
Karena nilai L-nya juga sama dengan 0. Kemudian, karena kemungkinan nilai M pada subkulit S hanya ada 1, yaitu 0, maka orbital dalam subkulit S juga hanya 1. Di mana, Nah, untuk satu orbital ini maksimal dapat menampung dua elektron. Kemudian, jika elektronnya berada pada subkulit P, maka nilai M-nya dimulai dari negatif 1, 0, dan positif 1. Kenapa? Karena nilai L-nya sama dengan 1 ya. Nah, ingat untuk menentukan nilai M itu dimulai dari negatif L sampai dengan positif L. Lalu, kemungkinan nilai M pada subkulit P itu ada 3, yaitu min 1, 0, dan positif 1, berarti orbital yang dimiliki subkulit P juga ada 3. Nah ingat, masing-masing orbital ini menampung maksimum 2 elektron.
Jadi misal jika elektron terakhir atau elektron yang ditanyakan berada pada orbital yang di tengah, maka nilai M-nya sama dengan 0. Kemudian kalau misal berada pada orbital yang paling kanan, maka nilai M-nya sama dengan positif 1. Jelas ya? Sekarang kita lanjut. Jika elektron yang ditanyakan berada pada subkulit D, maka kita lihat untuk subkulit D, L-nya sama dengan 2. Berarti nilai M-nya atau kemungkinan nilai M-nya itu dimulai dari negatif 2, negatif 1, 0, positif 1, atau positif 2. Jadi, ada 5 kemungkinan untuk nilai M ya. Berarti, pada subkulit D juga terdapat 5 orbital. Kita gambarkan.
Ada 1, 2, 3, 4, dan 5. Oke, berikutnya jika elektron berada pada subkulit F, maka kemungkinan nilai M-nya dimulai dari negatif 3, negatif 2, negatif 1, 0, positif 1, positif 2, dan positif 3. Karena kemungkinan nilai M-nya ada 7, berarti jumlah orbital pada subkulit F juga ada 7. 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7. Oke? Oke, jelas ya? Sekarang kita lanjut ke jenis bilangan kuantum yang keempat, yaitu bilangan kuantum spin. Bilangan kuantum spin adalah bilangan yang menyatakan arah rotasi atau perputaran elektron.
Jadi, ada yang searah jarum jam dan ada yang tidak searah jarum jam. Ingat, dalam satu orbital, maksimum terdapat dua elektron. Jadi misal, jika elektron yang ditanyakan atau elektron terakhir di dalam orbital bentuknya seperti ini, ini berarti arah rotasi elektronnya searah dengan jarum jam, sehingga nilai bilangan kuantum spin atau S-nya sama dengan positif setengah. Tetapi, jika elektron yang ditanyakan atau elektron terakhir di dalam orbital berbentuk seperti ini, maka ini berarti dia tidak searah jarum jam ya, maka nilai bilangan kuantum spin atau S-nya sama dengan negatif 1 per 2 atau setengah. Nah, untuk lebih jelasnya, kita akan langsung ke contoh soal.
Harga keempat bilangan kuantum untuk elektron terakhir dari atom Cl yang bernomor atom 17 adalah Perhatikan, pada soal nomor 1 ini yang ditanyakan adalah bilangan kuantum elektron terakhir. Nah, untuk menjawab soal ini, pertama kita buat dulu konfigurasi elektron dari atom Cl. Cl bernomor atom 17, berarti jumlah elektronnya juga 17. Kita buat konfigurasi elektronnya S, S, P, S, P. Ingat, untuk subkulit S itu dimulai dari nomor 1, 2, 3. Dan untuk subkulit P itu dimulai dari nomor 2, 3, dan seterusnya ya. Di sini karena jumlah elektronnya hanya 17, makanya kita tulis sampai 3P saja.
Lanjut kita isi elektronnya, ingat subkulit S menampung maksimal 2 elektron. P 6 elektron, S 2. Nah kita hitung dulu ya total elektronnya disini sudah ada 12 sedangkan atom Cl jumlah elektronnya adalah 17 berarti masih ada 5 elektron lagi kita isi di 3P Lalu, di mana posisi elektron terakhirnya? Jelas ya, elektron terakhirnya berada di subkulit 3P atau elektron kelima di subkulit 3P. Langsung saja kita tentukan bilangan kuantumnya. Kita mulai dari bilangan kuantum utama.
Ingat, bilangan kuantum utama adalah bilangan kuantum yang menyatakan nomor kulit. Nah, pada konfigurasi elektron, yang menyatakan nomor kulit adalah angka yang ada di sebelah kiri huruf subkulit. Jadi, karena elektron terakhirnya berada di 3P, di nomor 3 ya, berarti bilangan kuantum utama atau N-nya itu sama dengan 3. Berikutnya, kita tentukan bilangan kuantum yang kedua, yaitu bilangan kuantum azimut.
Bilangan kuantum azimut adalah bilangan kuantum yang menyatakan subkulit. Karena elektron terakhirnya berada di subkulit P, maka bilangan kuantum azimut atau L nya sama dengan 1 oke lanjut ke bilangan kuantum magnetik bilangan kuantum magnetik atau M juga ditentukan dari subkulitnya ya atau dari nilai L nya jadi jika L nya sama dengan 1 maka kemungkinan nilai M-nya dimulai dari min 1, 0 sampai positif 1 berarti ada 3 orbital lalu kita isi elektronnya ke dalam orbital subkulit P memiliki 5 elektron berarti 5 elektron ini akan kita sebar ke 3 orbital ingat penyebaran elektron harus mengikuti aturan Han yaitu semua orbital atau masing-masing orbital harus kita isi dulu 1 elektron setelah terisi 1 elektron baru kita lanjutkan mengisi isi untuk elektron kedua jadi disini ada 5 elektron kita isi satu-satu dulu ya untuk masing-masing orbital ketiga orbitalnya sudah terisi masing-masing 1 elektron berarti sisa 2 elektron lagi kita lanjutkan pengisiannya 1, 2, pas 5 elektron karena posisi elektron terakhirnya disini berarti nilai bilangan kuantum magnetik atau M nya sama dengan 0 Berikutnya, bilangan kuantum spin. Untuk bilangan kuantum spin, langsung kita lihat bentuk elektron terakhirnya saja ya. Bentuknya seperti ini, berarti bilangan kuantum spin atau S-nya sama dengan negatif 1 per 2. Oke, jelas ya?
Sekarang kita lanjut ke contoh yang kedua. Berikut ini deretan bilangan kuantum yang tidak mungkin ada dalam atom F dengan nomor atom 9 adalah Jadi disini kita ditanya manakah bilangan kuantum yang tidak mungkin untuk atom F Kita buat dulu konfigurasi elektron untuk atom F, 1s2, 2s2, 2p, disini sudah 4 elektron berarti sisa 5 elektron. Setelah membuat konfigurasi elektron, kemudian kita lihat nilai n pada masing-masing pilihan. Pada pilihan A, N sama dengan 1, berarti elektron berada pada kulit ke-1. Kita cek pada konfigurasi elektron, adakah elektron yang berada pada kulit ke-1?
Ada ya, berarti pilihan yang A benar. Kemudian pilihan yang B, N juga sama dengan 1, berarti juga benar. Pilihan C, N sama dengan 2, kita cek apakah ada elektron di kulit ke-2? Ada ya, ini elektronnya, berarti pilihan yang C juga benar.
Lanjut yang D, N-nya juga sama dengan 2, berarti juga benar. Kemudian yang E, N sama dengan 3. Kita lihat, tidak ada elektron yang berada pada kulit ketiga. Berarti, N sama dengan 3 itu salah. Maka, jawaban bilangan kuantum yang tidak mungkin untuk atom F adalah yang E. Jadi, untuk soal ini, yang kita periksa hanya nilainya saja ya.
Lalu bagaimana jika misal semua nilai n untuk masing-masing pilihan benar? Jika semua nilai n-nya benar atau mungkin, maka kita periksa nilai l-nya. Ingat aturannya, nilai l tidak mungkin sama dengan nilai n.
Jadi misal jika pada salah satu pilihan ada nilai l yang sama dengan nilai n, berarti itulah jawaban yang tidak mungkin. Atau nilai l-nya lebih besar dari n juga tidak mungkin. Berarti nilai L harus lebih kecil dari nilai N ya. Contoh di sini N-nya sama dengan 1, berarti L-nya sama dengan 0. Lalu, bagaimana jika nilai L di masing-masing pilihan benar?
Berarti yang kita cek adalah nilai M-nya ya. Ingat, nilai M berkisar dari negatif L sampai dengan positif L. Jadi misal jika nilai L-nya sama dengan 1, maka nilai M-nya bisa negatif 1, bisa 0, dan bisa positif 1. Nah di sini positif 1 berarti benar ya atau sesuai dengan nilai L-nya. Tetapi jika nilai M-nya di sini positif 2, maka salah.
Kemudian untuk nilai S, hanya ada dua jenis ya, positif setengah dan negatif setengah. Berarti untuk soal ini, kita tidak bisa menentukan mana bilangan kuantum yang tidak mungkin berdasarkan dari nilai S-nya saja. Oke, bisa dipahami ya? Nah, sekian dulu untuk video kali ini.
Terima kasih. Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.