Bagi kamu yang pernah memelajari Fisika dan Kimia di bangku sekolah menengah, pasti sudah tidak asing lagi dengan bilangan kuantum, bukan?
Mengutip dari Wikipedia, bilangan kuantum, yang dalam bahasa Inggris disebut 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 ini sendiri menggambarkan sifat elektron dalam orbital.
Sejarah Teori Kuantum
Sebelum membahas lebih jauh, mari kita simak terlebih dahulu bagaimana perkembangan teori kuantum, yang mana dari teori ini kemudian muncul-lah bilangan kuantum.
Sejarah teori kuantum atom berawal dari pemikiran Louis de Broglie dengan hipotesis gelombang materinya pada tahun 1923. Broglie mengungkapkan bahwa ada sifat gelombang dalam gerakan partikel yang mendekati cahaya, layaknya gerakan elektron yang mengelilingi inti atom. Dugaan ini kemudian diperkuat oleh Davidson dan Germer yang melakukan pengamatan pola-pola difraksi elektron yang berenergi tertentu yang ditembakkan pada lempeng logam nikel.
Di sisi lain, Thomson juga menemukan bahwa elektron sama seperti sinar X, memberikan sifat difraksi. Pada mikroskop elektron, sifat gelombang elektron inilah yang kemudian digunakan.
Hingga pada tahun 1926, Erwin Schrodinger yang dikenal sebagai penemu teori kuantum saat ini, sukses merumuskan persamaan gelombang guna menggambarkan bentuk dan tingkat energi orbital. Model temuan ilmuwan Fisika asal Austria ini kemudian dikenal hingga sekarang sebagai model atom mekanika kuantum. Dalam hal energi, model atom ini sama dengan model atom Bohr, namun lintasan elektronnya berbentuk elips, bukan lingkaran seperti pada umumnya yang kita kenal dengan sebutan orbital.
Jenis-Jenis Bilangan Kuantum
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bentuk lintasan elektron model atom mekanika kuantum berbentuk elips. Agar kamu memiliki gambaran terkait model atom mekanika kuantum, kamu dapat membayangkan tata surya. Yang mana inti atom dianalogikan sebagai matahari yang memiliki kandungan proton dan neutron, sedangkan planet-planet yang mengelilingi matahari adalah elektronnya. Terdapat 4 (empat) jenis bilangan kuantum, yakni sebagai berikut :
Bilangan Kuantum Utama (n)
Besarnya energi total elektron pada orbit atau lintasan elektron pada kulit atom ditentukan oleh bilangan kuantum jenis ini. Bilangan kuantum utama bernilai positif, yakni 1, 2, 3, 4 dan seterusnya. Nama kulit atomnya dinyatakan dalam huruf besar seperti K, L, M, N dan seterusnya. Itu artinya, K (n = 1), L (n = 2), M (n = 3), N (n = 4) dan berlanjut. Mengapa tidak ada 0? Karena n menyatakan tingkat energi, sementara semua elektron memiliki energi. Oleh karena itulah tidak ada 0.
Pada intinya, semakin tinggi tingkat energi, maka akan semakin besar bilangan kuantum utamanya.
Bilangan Kuantum Azimuth (I)
Bilangan kuantum jenis ini dinyatakan dalam bilangan bulat, yaitu 0, 1, 2, 3 dan seterusnya.
Bilangan kuantum azimuth dikenal juga sebagai bilangan kuantum momentum sudut orbital yang menyatakan bentuk orbital. Yang mana l = 0 (orbital s) berbentuk seperti bola, kemudian l = 1 (orbital p) berbentuk seperti kutub, lalu l = 2 (orbital d) berbentuk seperti semanggi, serta l = 3 (orbital f) berbentuk semanggi berdaun lima. Selain menyatakan bentuk orbital, bilangan kuantum jenis ini juga menggambarkan subkulit elektron di dalam sebuah atom. Subkulit ini menggambarkan bahwa keberadaan elektron tidak hanya di satu titik saja, melainkan merata tersebar.
Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik menggambarkan distribusi elektron. Orientasi elektron dalam ruang orbital ditentukan oleh bilangan kuantum jenis ini.
Bilangan kuantum magnetik memiliki keterkaitan dengan bilangan kuantum azimuth, yang mana angkanya dinyatakan dengan m = -l, …, 0, …, l. Contohnya, jika suatu elektron mempunyai bilangan azimuth l = 3 dan posisinya ada di orbital f, maka bilangan kuantum magnetiknya, m = -3, -2, 0, 3, 2.
Bilangan Kuantum Spin (s)
Bersifat mandiri, bilangan kuantum jenis ini tidak bergantung dengan bilangan kuantum jenis lainnya. Bilangan kuantum spin menggambarkan arah putaran elektron. Dengan adanya bilangan kuantum ini, sifat kemagnetan yang dimiliki oleh elektron dapat ditunjukkan.
Jika lambangnya +1/2, maka itu artinya elektron mempunyai arah putaran ke atas, yang mana dalam suatu subkulit, ruang orbital akan dipenuhi dengan elektron ini. Sedangkan jika -1/2 itu berarti elektron mempunyai arah putaran ke bawah.
Demikianlah pembahasan mengenai bilangan kuantum yang dilengkapi dengan sejarah dan jenis-jenisnya. Apabila kamu ingin mengakses lebih banyak lagi artikel informatif penambah wawasan lainnya, maka kamu dapat mengunjungi website Universitas123.
