Terkait dengan elektron dan keadaan elektron, apa yang ditentukan oleh masing-masing dari keempat bilangan kuantum tersebut?
Dalam ilmu mekanika kuantum, posisi elektron di dalam atom tidak digambarkan seperti planet mengelilingi matahari, melainkan menggunakan bilangan kuantum. Keempat bilangan kuantum ini berfungsi seperti “alamat” bagi elektron untuk menentukan keadaan energi dan bentuk ruang tempat elektron tersebut kemungkinan besar ditemukan.
Bilangan Kuantum Utama ($n$)
Bilangan kuantum ini menentukan tingkat energi utama (atau tepatnya kulit atom), tempat elektron berada, dan menentukan ukuran orbital.
Semakin besar nilai $n$, semakin besar ukuran orbital, semakin jauh jarak rata-rata elektron dari inti atom, dan semakin besar tingkat energi utama. Nilainya berupa bilangan positif ($n = 1,2,3,4$). Dalam tabel periodik, ini sering dikaitkan dengaan baris atau periode
Bilangan Kuantum Azimut ($l$)
Bilangan kuantum ini menentukan bentuk geometris dari orbital (atau tepatnya subkulit atom)
Bilangan ini membagi kulit utama ($n$) menjadi beberapa subkulit yang menentukan momentum sudut orbital elektron. Setiap nilai $l$ melambangkan bentuk tertentu:
- $l = 0$: subkulit $s$
- $l = 1$: subkulit $p$
- $l = 2$: subkulit $d$
- $l = 3$: subkulit $f$
Nilainya berkisar dari 0 hingga 1 ($n – 1$)
Bilangan Kuantum Magnetik ($m$)
Bilangan kuantum ini menentukan orientasi spasial (arah) orbital di dlam ruang tiga dimensi
Jika subkulit ($l$) memberi tahu kita seperti apa bentuknya, bilangan magnetik ($m_l$) memberi tahu kita ada berapa banyak jalur arah yang dimiliki bentuk tersebut di bawah pengaruh medan magnet. Angka ini menentukan jumlah orbital dalam satu subkulit.
- $l = 0$: $m$ maksimal 0
- $l = 1$: $m$ maksimal 1 dan m minimal -1 ($-1 \leq m \leq +1$)
- $l = 2$: $m$ maksimal 2 dan m minimal -2 ($-2 \leq m \leq +2$)
- $l = 3$: $m$ maksimal 3 dan m minimal -3 ($-3 \leq m \leq +3$)
Nilainya dibatasi oleh $-\ell \leq m \leq +\ell$
Bilangan Kuantum Spin ($l$)
Bilangan kuantum ini menentukan arah perputaran (spin) intrinsik elektron pada porosnya sendiri
Elektron berperilaku seolah-olah mereka adalah magnet kecil yang berputar. Karena hanya ada dua arah putaran yang berlawanan (searah atau berlawanan arah jarum jam), maka hanya ada dua kemungkinan nilai spin. Berdasarkan Prinsip Larangan Pauli, dua elektron yang berbagi orbital yang sama harus memiliki arah spin yang berlawanan.
Nilainya hanya ada dua kemungkinan, yaitu positif (panah ke atas) dan negatif (panah ke bawah)
Untuk memudahkan kita mengingatnya, kita bisa menggunakan konsep sederhana
- $n$ (utama): Kota (kulit ke berapa)
- $l$ (azimut): Jalan (lokasi semakin spesifik)
- $m$ (magnetik): Rumah (lingkup semakin mengecil)
- $s$ (spin): Penghuni (laki laki atau perempuan bisa dianggap seperti arah elektron)
