Contoh Soal Bilangan Kuantum Utama, Azimut, Magnetik, dan Spin beserta Jawabannya
Contoh Soal Bilangan Kuantum Utama, Azimut, Magnetik, dan Spin beserta Jawabannya – Bilangan kuantum merupakan konsep penting dalam kimia yang membantu untuk memahami posisi dan energi elektron dalam atom. Materi ini sering muncul dalam soal ujian.
Nah, bagi kamu yang ingin memahami bilangan kuantum, tidak perlu khawatir.
Meskipun terdengar cukup sulit, dengan belajar secara giat dan mempelajari contoh soal, kamu pasti bisa menguasainya. Yuk, simak contoh soalnya!
Ringkasan Materi Bilangan Kuantum
Daftar Isi
Daftar Isi
Sebelum kita masuk ke pembahasan mengenai contoh soal bilangan kuantum dan jawabannya, ada baiknya kamu mengulas kembali materi bilangan kuantum. Dengan mengingat kembali konsep ini, kamu akan lebih siap dalam menjawab soal dan memahami materi yang telah diajarkan di kelas.
Bilangan kuantum adalah konsep penting dalam pelajaran Kimia SMA Kelas 10 yang membantu untuk memahami posisi elektron dalam atom berdasarkan model atom mekanika kuantum. Konsep ini pada dasarnya pertama kali diperkenalkan oleh Erwin Schrödinger pada tahun 1926.
Melalui model mekanika kuantum, kamu dapat memahami bagaimana elektron berada dan bergerak dalam inti atom. Bilangan kuantum ini menggambarkan berbagai aspek penting seperti tingkat energi, bentuk orbital, orientasi dalam ruang, dan arah putaran elektron.
Model mekanika kuantum juga dapat memberikan gambaran yang lebih jelas tentang sifat-sifat atom dibandingkan dengan model sebelumnya, yaitu teori dualisme partikel-gelombang.
Jika kita analogikan, atom bisa digambarkan seperti dengan Tata Surya. Inti atom, yang terdiri dari proton dan neutron, berperan sebagai matahari, sementara elektron-elektron yang mengelilingi inti, diibaratkan planet-planet yang mengorbit di sekitar matahari.
Setiap elektron bergerak pada orbitnya masing-masing, mirip dengan planet yang mengelilingi matahari pada lintasannya tanpa akan saling bertabrakan.
Nah, dengan analogi ini dapat membantu kamu memahami bagaimana elektron tersebar di sekitar inti atom dan saling berinteraksi dengan partikel lainnya.
Jenis-jenis Bilangan Kuantum
Pada dasarnya, bilangan kuantum terbagi dalam empat jenis kuantum, dan masing-masing punya peran penting dalam menentukan posisi dan sifat elektron dalam inti atom. Berikut penjelasan mengenai jenis-jenis bilangan kuantum.
Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama adalah bilangan kuantum yang menentukan tingkat energi (kulit) dari elektron dalam atom. Semakin besar nilai n, maka semakin jauh jarak elektron dari inti atom, dan semakin tinggi pula energinya. Bilangan kuantum Utama mulai dari 1,2,3 dan seterusnya.
Kulit yang terdekat dengan inti atom akan memiliki tingkat energi yang paling rendang, yakni n = 1, disebut dengan K.
Kemudian, kulit yang kedua dari inti atom disebut dengan L dengan nilai n = 2. Lalu, kulit ketiga n = 3 atau disebut M. Dan selanjutnya, kulit keempat disebut N dengan nilai n = 4, dan begitupun seterusnya.
Semakin jauh posisi kulit atom dari inti, semakin besar ukuran kulit tersebut, sejalan dengan bertambahnya nilai bilangan kuantum utama. Untuk mengetahui jumlah maksimum elektron yang bisa menempati sebuah kulit, kita bisa gunakan rumus 2(n²).
Bilangan Kuantum Azimut (l)
Bilangan kuantum azimut adalah salah satu dari empat bilangan kuantum yang digunakan untuk menggambarkan posisi dan energi elektron dalam sebuah atom. Bilangan ini berfungsi untuk menentukan jenis dan bentuk orbital, tempat di mana elektron berada di dalam atom.
Dalam teori mekanika kuantum, setiap kulit (atau tingkat energi utama) terdiri dari beberapa subkulit yang lebih kecil. Subkulit ini kemudian akan ditentukan oleh bilangan kuantum azimut, yang sering disimbolkan dengan huruf “l.
Nilai dari bilangan kuantum azimut ini dimulai dari 0 dan dapat mencapai nilai maksimal (n-1), di mana “n” adalah bilangan kuantum utama yang menunjukkan tingkat energi utama.
Nilai “l” tidak pernah negatif dan tidak boleh lebih besar dari (n-1). Berikut di bawah ini adalah hubungan antara bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimut (l) :
- Jika n = 1, maka l hanya bisa bernilai 0
- Jika n = 2, maka l bisa bernilai 0 atau 1
- Jika n = 3, maka l bisa bernilai 0, 1, atau 2
Dan seterusnya.
Setiap nilai “l” mewakili subkulit yang berbeda, yang diberi nama dengan huruf-huruf seperti s, p, d, f, dan seterusnya. Huruf-huruf tersebut berasal dari istilah sharp (tajam), principal (utama), diffuse (kabur), dan fundamental (pokok).
Istilah tersebut dipakai untuk notasi spektroskopi deret-deret spektrum unsur alkali. Hubungan antara nilai l dan simbol subkulit bisa kamu perhatikan pada urauan di Bawah :
- Nilai l = 0 disebut subkulit s
- Nilai l = 1 disebut subkulit p
- Nilai l = 2 disebut subkulit d
- Nilai l = 3 disebut subkulit f
Dan seterusnya.
Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik berperan dalam menentukan orientasi orbital di dalam ruang. Selain itu, bilangan ini memberikan informasi tentang jumlah orbital dalam suatu subkulit serta bagaimana orbital tersebut terarah.
Bilangan kuantum magnetik memiliki nilai dari -l hingga +l, termasuk nol, dimana l adalah bilangan kuantum azimut yang menunjukkan bentuk orbital. Sebagai contoh, untuk l = 1 nilai m_l dapat berupa -1, 0, atau +1, yang menunjukkan tiga orbital berbeda dengan orientasi yang berbeda pula dalam ruang.
Bilangan Kuantum Spin (s)
Apabila sebelumnya, bilangan kuantum di atas saling berhubungan, maka sebenarnya bilangan kuantum spin tidak bergantung pada tiga bilangan kuantum sebelumnya sama sekali.
Bilangan kuantum spin (s) merupakan bilangan kuantum yang dapat menunjukkan putaran elektron. Nilai yang mungkin dari bilangan ini yaitu +1/2 dan -1/2.
Nilai s = +1/2 dengan tanda panah ke atas, menunjukkan bahwa elektron tersebut akan berotasi atau berputar searah dengan putaran jarum jam. Kemudian, nilai s = -1/2 dengan tanda panah mengarah ke bawah menunjukkan bahwa elektron berputar melawan arah jarum jam.
Contoh Soal Bilangan Kuantum Utama, Azimut, Magnetik, dan Spin
Setelah memahami penjelasan mengenai bilangan kuantum dan jenis-jenisnya, kini saatnya kamu menguji pemahaman dengan mencoba beberapa contoh soal di bawah ini.
- Tentukan nilai keempat bilangan kuantum (n, l, m, dan s) untuk elektron terakhir pada atom :
4Be 12Mg 18Ar 20Ca
Jawab :
4Be
Konfigurasi Elektron : [He] 2s2
- Bilangan kuantum utama (n) = 2
- Bilangan kuantum azimuth (l) = 0
- Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
- Bilangan kuantum spin (s) = – ½
12Mg
Konfigurasi Elektron : [Ne] 3s2
- Bilangan kuantum utama (n) = 3
- Bilangan kuantum azimuth (l) = 0
- Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
- Bilangan kuantum spin (s) = – ½
18Ar
Konfigurasi Elektron : [Ne] 3s2 3p6
- Bilangan kuantum utama (n) = 3
- Bilangan kuantum azimuth (l) = 1
- Bilangan kuantum magnetik (m) = + 1
- Bilangan kuantum spin (s) = – ½
20Ca
Konfigurasi Elektron : [Ar] 4s2
- Bilangan kuantum utama (n) = 4
- Bilangan kuantum azimuth (l) = 0
- Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
- Bilangan kuantum spin (s) = – ½
- Tentukan nilai keempat bilangan kuantum (n, l, m, dan s) untuk elektron terakhir pada atom berikut :
7N 14Si 19K 26Fe
Jawab :
7N
Konfigurasi elektron: 1s2 2s2 2p3
- Bilangan kuantum utama (n) = 2
- Bilangan kuantum azimut (l) = 1
- Bilangan kuantum magnetik (m) = +1
- Bilangan kuantum spin (s) = +½
14Si
Konfigurasi elektron : [Ne] 3s2 3p2
- Bilangan kuantum utama (n) = 3
- Bilangan kuantum azimut (l) = 1
- Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
- Bilangan kuantum spin (s) = -½
19K
Konfigurasi elektron : [Ar] 4s1
- Bilangan kuantum utama (n) = 4
- Bilangan kuantum azimut (l) = 0
- Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
- Bilangan kuantum spin (s) = +½
26Fe
Konfigurasi elektron : [Ar] 4s1 3d6
- Bilangan kuantum utama (n) = 3
- Bilangan kuantum azimut (l) = 2
- Bilangan kuantum magnetik (m) = -2
- Bilangan kuantum spin (s) = +½
- Tentukan nilai keempat bilangan kuantum (n, l, m, dan s) untuk elektron terakhir pada atom berikut :
8O 16S 24Cr 29Cu
Jawab :
8O
Konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p4
- Bilangan kuantum utama (n) = 2
- Bilangan kuantum azimut (l) = 1
- Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
- Bilangan kuantum spin (s) = -½
16S
Konfigurasi elektron : [Ne] 3s2 3p4
- Bilangan kuantum utama (n) = 3
- Bilangan kuantum azimut (l) = 1
- Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
- Bilangan kuantum spin (s) = -½
24Cr
Konfigurasi elektron : [Ar] 4s2 3d5
- Bilangan kuantum utama (n) = 3
- Bilangan kuantum azimut (l) = 2
- Bilangan kuantum magnetik (m) = -2
- Bilangan kuantum spin (s) = +½
29Cu
Konfigurasi elektron : [Ar] 4s1 3d10
- Bilangan kuantum utama (n) = 3
- Bilangan kuantum azimut (l) = 2
- Bilangan kuantum magnetik (m) = 0
- Bilangan kuantum spin (s) = +½
Penutup
Demikianlah pembahasan mengenai rangkuman materi contoh soal bilangan kuantum utama, azimut, magnetik, dan spin beserta jawabannya. Dengan menyimak penjelasan contoh soal bilangan kuantum di atas, kamu dapat memahami materi bilangan kuantum.
Semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasanmu tentang materi bilangan kuantum. Jika kamu mencari informasi tambahan atau artikel bermanfaat lainnya, jangan ragu untuk mengunjungi blog Mamikos. Temukan berbagai informasi dan tips menarik lainnya di sana.
FAQ
Struktur atom merupakan satuan zat yang tersusun dari inti atom serta dikelilingi oleh elektron dengan muatan negatif. Inti dari atom terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron dengan muatan netral.
Struktur atom menggambarkan bagaimana cara dari proton neutron elektron tersusun serta berinteraksi dalam sebuah atom.
Molekul adalah kelompok atom yang terikat bersama oleh ikatan kimia dan merupakan unit terkecil dari suatu zat yang masih mempertahankan sifat-sifat kimianya.
Ikatan Kovalen
Ikatan Logam
Ikatan Ion atau Elektrovalen
Ikatan Kovalen Koordinasi
Senyawa campuran merupakan penggabungan dua jenis zat tunggal atau lebih tanpa adanya reaksi kimia. Dibagi atas dua jenis yaitu campuran homogen dan heterogen.
Reaksi redoks merupakan sebuah reaksi kimia yang terjadi dari gabungan reduksi dan reaksi oksidasi. Dalam reaksi redoks mencakup semua proses kimia, yang mana atom atau ion melibatkan perubahan keadaan bilangan oksidasi (biloks).
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: