Bilangan Kuantum

       Atom adalah partikel paling kecil yang masih memiliki sifat unsur. Jari-jari atom hanya sekitar 0,1 nm (0,1 x 10-9m). Atom tidak membelah diri secara spontan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Semua atom mengandung electron bermuatan negative, namun netral. Jika sebuah atom atau sekumpulan atom kita ganggu dengan gaya yang cukup kuat, elektronnya akan terpancarkan. Melalui beberapa percobaan, kita memperoleh sejumlah pengetahuan yang kemudain dapat digunakan untuk membangun suatu model atom, guna memahami struktur atom. 

         Setelah Rutherford mengemukakan bahwa massa dan muatan positif atom terhimpun pada suatu daerah kecil di pusatnya, fisikawan Denmark, Niels Bohr, pada 1913, mengemukakan bahwa atom ternyata mirip system planet mini, dengan electron-elektron mengedari inti atom seperti halnya planet-planet mengedari matahari. Dengan alasan yang sama bahwa system tata surya tidak runtuh karena tarikan gravitasi antara matahari dan tiap planet, atom juga tidak runtuh karena tarikan elektrostatik Coulomb anatara inti atom dan tiap electron. Model atom Bohr juga menerangkan bahwa electron-elektron dalam mengelilingi inti berada dalam tingkat-tingkat energy (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energy, dan juga dapat berpindah dari kulit luar ke kulit yang lebih dalam dengan memancarkan energy atau sebaliknya. Untuk menentukan kedudukan suatu electron dalam atom, digunakan empat bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama n, bilangan kuantum azimuth l, bilangan kuantum magnetic m, dan bilangan kuantum spin s.

A.    Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah suatu harga yang menyatakan keadaan orbital suatu atom. Bilangan kuantum terdiri dari :

1.      Bilangan kuantum utama (n)

2.      Bilangan kuantum Azimuth (l)

3.      Bilangan kuantum magnetic (m_l).

4.      Bilangan kuantum spin (s).

I.       Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama (n) adalah suatu harga yang menyatakan tingkat energy atau kulit dalam atom. Bilangan kuantum utama n, bernilai bulat, 1,2,3 …. Dan merupakan dasar penentu harga bilangan kuantum lain. Bilangan kuantum utama antara lain :

Kulit	K	L	M	N
Harga	1	2	3	4

II.       Bilangan kuantum Azimuth (l)

            Bilangan kuantum azimuth atau orbital adalah suatu harga yang menyatakan sub kulit atom dan bentuk geometri orbital. Bilangan kuantum l dibatasi oleh nilai n . bilangan kuantum l bernilai bulat dari 0 hingga n – 1. Sebagai contoh, untuk n = 1, hanya nilai l = 0 yang diperkenankan; untuk nilai n = 2, hanya nilai  l = 0 dan l  = 1 yang diperkenankan.

Sub-kulit atom ditentukan oleh harga bilangan kuantum azimuth sesuai data berikut :

Sub-Kulit	s	p	d	f
Harga	0	1	2	3

Kulit-kulit atom dalam keadaan penuh terisi electron adalah :

Kulit	K	L	M	N
Harga	0	0,1	0,1,2	0,1,2,3
Sub-kulit atom	1s	2s 2p	3s 3p 3d	4s 4p 4d 4f
Total elektron	2	8	18	32

III.         Bilangan Kuantum magnetic (m_l)

          Bilangan kuantum magnetic (m_l)  adalah suatu harga yang menyatakan banyak dan posisi/ orientasi orbital. Untuk tiap nilai l, bilangan kuantum magnetic m_l memiliki nilai 0, ±1, ±2, …. , ± l.

Posisi/ orientasi atau orbital adalah tempat dimana electron bergerak di dalam atom, dan masing-masing orbital maksimum menampung sepasang electron. Sub-kulit atom dalam keadaan terisi penuh electron adalah :

Sub-kulit	s	P	d	f
Harga	0	-1 s.d +1	-2 s.d +2	-3 s.d +3
Diagram	0	-1 0 1	-2 -1 0 1 2	-3 -2 -1 0 1 2 3
Jumlah Orbital	1	3	5	7
Jumlah Elektron	2	6	10	14

IV.     Bilangan kuantum spin (s)

         Bilangan kuantum spin s adalah suatu harga yang menyatakan kedudukan dan arah rotasi electron pada suatu orbital. Bilangan kuantum spin tidak digunakan dalam menentukan keadaan orbital, hanya untuk menentukan perbedaan electron pada orbital. Karena terdapat dua electron dalam satu orbital, sedangkan keduanya memiliki kutub padanya, maka nilai electron yang berpasangan dalam orbital tersebut harus berbeda nilai. 

Harga	s = +1/2	S = -1/2
Elektron
Arah	Berlawanan jarum jam	Searah jarum jam
Kutub	terbalik	normal
posisi