Cara Mencari Bilangan Kuantum dan Contoh Soal Lengkap

Posted in: Mapel Pelajar

Cara Mencari Bilangan Kuantum dan Contoh Soal Lengkap – Untuk mempermudah pengertian tentang bilangan kuantum, kamu bisa mengingat bagaimana planet-planet di tata surya mengelilingi matahari dengan teratur. Anggap saja matahari itu atom, sementara planet-planetnya adalah elektron dengan energi tertinggi.

Kurang lebih penggambarannya seperti itu, yakni keteraturan yang membuat alam semesta ini seimbang. Itu sebabnya manusia sampai saat ini bisa menjalani kehidupan seperti normalnya keadaan. Jika ada ketidakseimbangan sedikit saja maka timbul kekacauan.

Cara Mencari Bilangan Kuantum

unsplash.com/@markusspiske

Atom terdiri atas proton atau muatan positif, neutron yang netral, dan terakhir adalah elektron atau negatif. Ketiganya menjalankan fungsi masing-masing. Uniknya satu atom sama belum tentu proton dan neutronnya sama, tapi elektron biasanya akan lebih seimbang.

4 Jenis Bilangan Kuantum yang Perlu Dipahami

Bilangan kuantum terdiri atas 4 bagian, kami akan mengulasnya satu per satu dalam poin per poin berikut ini:

Bilangan Utama atau n

Pertama ada bilangan kuantum utama yang menyatakan nomor kulit, seperti kulit pertama dinyatakan sebagai 1, kulit kedua 2, kulit ketiga 3, dan seterusnya hingga selesai. Lambang dari quantum utama sama dengan n. Kulit atom bukan semata berupa lapisan saja.

Lebih dari itu, ada energi terkandung di dalamnya sekaligus ukuran orbital juga terdapat pada kulit atom tersebut. Akan jauh lebih mudah jika kamu melihat penggambaran secara langsung, di mana atom berada di tengah, sementara lapisan kulitnya ada beberapa tingkatan.

Kuantum Azimut atau l

Kedua ada bilangan kuantum azimut yang dinyatakan dengan simbol khusus l. Jika sebelumnya quantum utama menyatakan kulit, kini azimuth lebih ke subkulitnya. Subkulit atau bentuk orbital nantinya akan disimbolkan dengan s, p, d, dan f.

Ketentuan nilai dari s adalah 0, p adalah 1, d adalah 2, dan f adalah 3. Nilai-nilai pada subkulit tersebut akan menunjukkan di mana keberadaan masing-masing elektron. Dari pengetahuan dasar ini bisa berguna ketika nanti kamu bertemu dengan soal-soal.

Bilangan Mekanik atau m

Lanjut ketiga ada bilangan kuantum magnetik dengan lambang m yang menyatakan orbital dengan ketentuan kotak paling kiri sama dengan quantum azimut naik satu satuan hingga ke kanan. Untuk lebih mudah memahaminya kamu bisa melihat contoh soal.

Jenis yang satu ini sudah menarik karena menggunakan quantum jenis lain dalam definisinya. Hal seperti ini menjadi bukti bahwa antara satu elemen dengan elemen lainnya di muka bumi ini saling berkaitan hingga membentuk keserasian bagi seluruh alam semesta.

Kuantum Spin atau s

Terakhir adalah bilangan kuantum spin, artinya menyatakan arah spin elektron di mana ketentuannya adalah terisi satu elektron sama dengan +½, sementara jika terisi dua elektron maka sama dengan =½. Spin disimbolkan dengan huruf s.

Arah putaran elektron ini berpola, pertama bisa searah dengan jarum jam, kedua bisa juga berlawanan dengan arah jarum jam. Dari satu orbital terdapat dua spin dengan arah putaran berlawanan. Pengetahuan terkait ketiga bilangan membantu kamu mengerjakan soal.

Beberapa Contoh Soal Bilangan Kuantum

Untuk mempermudah pemahamanmu akan materi ini kami merangkum beberapa contoh soal sekaligus pembahasan berikut:

Soal A

Tentukan konfigurasi elektron dari 12 C!

Jawabannya:

Konfigurasi elektron dari 12 C adalah 1s2 2 s2 2p2

Karena di sini kamu harus mencari quantum akhir, maka harus membuat diagram orbital dari konfigurasi elektron paling akhir atau 2p2. Jika dibentuk menjadi sebuah diagram, maka jawabannya begini bentuk tiga kotak dan isi kotak satu serta dua dengan angka 1. 

Nantinya tepat di bawah kotak tersebut tuliskan angka -1 0 +1. Demikian diagram dari 2p2.

Sekarang untuk menentukan quantum paling akhir, jawabannya begini:

  • Sesuai penjabaran bahwa elektron terakhir adalah 2, sehingga quantum akhirnya sama dengan 2.
  • Elektron terakhir adalah orbital p, maka l sama dengan 1.
  • Letak elektron terakhir di kotak kedua orbital p yang apabila dinyatakan maka m sama dengan 0, sementara untuk s sama dengan +½.

Sekarang kamu tinggal rangkum bilangan kuantum dari jawaban tersebut menjadi: n = 2, l = 1, m = 0, dan s = +½. Selesai!

Soal B

Tentukan konfigurasi elektron berikut 16S!

Jawabannya:

Konfigurasi elektron untuk 16S sama dengan 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. 

Dari konfigurasi elektron tersebut, mudah menemukan quantum utama karena lokasinya paling akhir, yaitu n sama dengan 3.

Sementara untuk quantum azimut atau p tinggal mengurutkan dari ketentuan bahwa jika f atau kulit terluar sama dengan 3, maka hitung mundur bahwa d adalah 2, p adalah 1, dan s adalah 0. Ingat bahwa azimut sama dengan p. Itu artinya jawabannya l sama dengan 1.

Sekarang menentukan bilangan kuantum dengan cara membuat tiga kota, di mana masing-masing kotak diisi begini:

↑↓ ↑ ↓

-1 0 +1

Jawabannya adalah -1, kenapa begitu? karena acuannya ada pada 3p4, di mana angka 4 menandakan posisi kotak keempat. Dapat disimpulkan bahwa m sama dengan -1.

Terakhir, quantum spin adalah tanda panah terakhir. Ingat, jika panah menghadap ke atas maka sama dengan +½ namun jika panah menghadap bawah sama dengan -½. Karena tanda panah terakhir menghadap ke bawah maka quantum spin atau s sama dengan -½.

Rangkuman jawaban untuk pertanyaan kali ini adalah n = 3, l = 1, m = -1, dan s = -½.

Soal C

Tentukan konfigurasi elektron dari 28Ni!

Jawabannya:

Konfigurasi elektronnya adalah (Ar) 4s2 3d8

Kita ambil yang paling akhir, yaitu 3d8, di mana menandakan bahwa lapisan kulit terakhir adalah 3 maka n sama dengan 3.

Sementara untuk mencari azimut, tinggal diurutkan dari lapisan terluar, yakni jika f sama dengan 3, maka d sama dengan 2, kemudian p sama dengan 1, dan s sama dengan 0. Karena azimut sama dengan p maka jawabannya l adalah 1.

Lanjut lagi ke magnetik yang digambarkan dengan simbol s atau kulit terdalam. Telah diketahui dari penyelesaian bilangan kuantum bahwa s adalah 0, maka m adalah 0.

Terakhir, menentukan spin dengan kepastian sebelum nol, maka jawabannya s sama dengan -½.

Jadi, rangkuman jawaban dari soal ini adalah n = 3, m = 0, l = 1, dan s = -½.

Soal D

Jika n dari sebuah elektron adalah 5, maka berapa nilai dari setiap quantum lainnya?

Jawabannya:

Jabarkan dulu, bahwa bilangan kuantum yang utama atau n = 5.

Sementara itu nilai l atau quantum azimut sama dengan 0, 1, 2, dan 3…. artinya l = 3.

Sementara itu untuk m atau mekanik antara -1 dan +1, jika dijabarkan menjadi -3 -2 -1 0 +1 +2 +3. 

Bagaimana dengan penyelesaian soal-soal di atas, apakah sudah cukup membantu kamu dalam memahami materi bilangan quantum di kelas XI? Untuk semakin memantapkan pemahaman, kamu bisa terus berlatih soal dari lebih banyak sumber lagi.

Hubungan Antara Kimia, Matematika, dengan Fisika 

Mata pelajaran Kimia kelas X terkait pembahasan ini bersinggungan dengan dua cabang ilmu pengetahuan alam lainnya, yaitu Fisika dan Matematika. Matematika secara praktik membantu kamu menyelesaikan soal ketika harus menghitung mundur suatu elektron.

Sementara Fisika, pembahasannya lebih mengarah ke segala sesuatu praktis atau dapat dirasakan dalam kehidupan sehari-hari. Fisika juga menerapkan rumus, namun fokusnya bukan ke elektron saja, tapi lebih ke energi, efek fotolistrik, cahaya, sampai dengan radiasi.

Intinya, antara Matematika, Kimia, maupun Fisika akan membentuk satu-kesatuan yang melengkapi keseluruhan materi tentang bilangan kuantum secara utuh. Jika diteliti lebih jauh, ketiga mata pelajaran tersebut membahas satu materi sama, namun penjabarannya panjang.

Karena banyaknya ulasan yang harus dipahami oleh para siswa, dibuatlah menjadi tiga cabang ilmu berbeda. Sains adalah ilmu pasti, tidak mengherankan apabila dari setiap penjelasan harus sedetail mungkin karena harus memberikan pemahaman secara akurat.

Kamu bisa melihat fakta atau penerapan fisika kuantum dari film garapan Marvel, seperti Ant Man yang berubah menjadi sangat kecil dan tertarik ke dunia quantum. Fenomena di film bukan sepenuhnya fantasi, namun bisa dijelaskan secara ilmiah atau keilmuan Fisika.

Ada banyak fakta menarik seputar bilangan kuantum yang menjadikan alam semesta ini seimbang. Mulai dari perputaran bumi sampai ke hal terkecil, semua dilandasi oleh keseimbangan setiap elemen paling kecil hingga kamu sendiri tidak bisa melihatnya, yaitu atom.

Fakta Menarik Tentang Alam Semesta

Setelah mempelajari berbagai contoh soal bilangan kuantum di atas, selanjutnya kami akan membawa kamu ke fakta-fakta menarik seputar kuantum fisika yang merupakan kelanjutan dari bilangan quantum Kimia. Kami rangkum fakta tersebut dalam poin berikut ini:

Satu Objek pada Dua Tempat Berbeda

Ketika ada orang berkata bahwa si A berada pada dua tempat dalam waktu bersamaan, hal tersebut bukan kisah misteri. Jika dijelaskan secara sains maka ada hubungannya dengan quantum. Dalam materi yang dipelajari, kamu akan diperkenalkan dengan probabilitas.

Probabilitas tinggi didapatkan dari berbagai kondisi, bisa karena fungsi gelombang kolaps sampai menghadirkan superposisi yang terganggu. Kamu akan memahaminya lebih jauh setelah lebih dulu membuat diri sendiri paham akan materi bilangan kuantum yang menjadi unsur terkecilnya.

Multiverse Sungguh Nyata

Tidak asing dengan istilah multiverse atau dunia berbeda? jika kamu penonton setia Avenger pasti tahu akan istilah ini. Apa yang diangkat dalam film action kawakan sutradara Amerika Serikat itu bukan tanpa teori, namun para ahli bahkan menuangkan dalam teori decoherence.

Misteri Bintang-bintang

Banyak orang tertarik akan cahaya berkilauan di langit atau bintang. Pantulan cahaya yang hanya hadir saat malam hari tersebut juga meliputi bilangan kuantum sebagai unsur pembentuknya. Dengan mempelajari materi ini, kamu tidak sekedar menikmati cahaya bintang.

Kamu akan dibuat lebih paham kenapa bintang hanya muncul saat malam, kenapa cahayanya bisa begitu banyak, dan apa sebenarnya bintang itu. Berbagai fenomena alam ternyata bisa dijelaskan dalam banyak materi sains, salah satunya terkait quantum ini.

Misteri Alam Semesta

Fakta paling menarik dari keseluruhan fakta yang sudah dijelaskan terkait bilangan kuantum adalah bahwa Fisika Kuantum masih menjadi misteri ilmu pengetahuan yang belum bisa seutuhnya dimengerti. Sadarkah kamu bahwa sudah sejauh ini manusia hidup tapi alam semesta masih berupa misteri?

Ada banyak sekali teka-teki untuk dipecahkan oleh ilmu pengetahuan, semakin belajar maka semakin ingin tahu. Jika Fisika sudah mempelajari ke hal-hal yang aplikatif, maka tidak demikian dengan Kimia, di mana fokusnya adalah ke hal terkecil, seperti atom dan elektron.

Meskipun ilmunya berbeda, namun antara Kimia dan Fisika jelas berkesinambungan. Dengan memahami bilangan kuantum Kimia, kamu akan mendapat beberapa jawaban kenapa Captain America bisa tetap awet muda, lalu menjadi tua setelah memasuki lubang hitam.


Klik dan dapatkan info kost di dekatmu:

Kost Jogja Harga Murah

Kost Jakarta Harga Murah

Kost Bandung Harga Murah

Kost Denpasar Bali Harga Murah

Kost Surabaya Harga Murah

Kost Semarang Harga Murah

Kost Malang Harga Murah

Kost Solo Harga Murah

Kost Bekasi Harga Murah

Kost Medan Harga Murah