1. Bilangan Kuantum Utama
Dalam teori mekanika kuantum, kita bisa mengibaratkan elektron dalam sebuah atom itu sebagai bola yang berada pada anak tangga. Elektron bisa berada di anak tangga mana saja, namun ia tidak bisa berada di antara anak tangga. Analogi ini membantu dalam memahami kulit atom atau tingkat energi elektron yang dilambangkan dengan bilangan kuantum utama.
Jadi, kulit atom kita analogikan sebagai anak tangga, dan elektron sebagai bola. Sehingga, elektron bisa berada di kulit berapapun, namun tidak mungkin bagi elektron untuk berada di antara dua kulit atom. Bilangan kuantum utama memiliki nilai bulat positif, yaitu 1, 2, 3, 4, dst kulitnya dinamai K, L, M, N, dst. Jadi 1 = K, 2 = L, dst. Misalkan jika suatu elektron berada pada kulit M, maka bilangan kuantum utamanya adalah 3. Begitu pula sebaliknya, jika bilangan kuantum utama (n) suatu elektron adalah 4, maka ia berada pada kulit N.
2. Bilangan Azimut (l)
Mari kita analogikan, anak-anak tangga (kulit atom) terdiri dari sub-anak tangga yang berbeda-beda jumlahnya. Anak tangga paling bawah hanya mempunyai satu sub-anak tangga, anak tangga kedua mempunyai 2 sub-anak tangga, anak tangga ketiga mempunyai 3 sub-anak tangga, dst. Setiap segmen pada anak tangga mempunyai nama. Satu-satunya segmen yang ada pada anak tangga paling bawah dinamai 0. Sub-anak tangga pada anak tangga kedua dinamai 0 dan 1. Analogi tersebut berguna untuk memahami bilangan azimut (nama sub-anak tangga) yang mewakili subkulit/orbital (sub-anak tangga).
3. Bilangan Magnetik (m)
Kalau tadi bilangan subkulit dianalogikan sebagai sub-anak tangga, sekarang setiap sub-anak tangga dibagi lagi atas ruang-ruang yang berbeda-beda jumlahnya sesuai nama sub-anak tangga. Sub-anak tangga s mempunyai 1 ruang, namanya 0. Sub-anak tangga p mempunyai tiga ruang, namanya -1, 0, dan +1, sub anak tangga d mempunyai 5 ruang, namanya -2, -1, 0, +1, +2, sub-anak tangga f mempunyai 7 ruang, namanya -3, -2, -2, 0, +1, +2, dan +3. Itu bisa menjadi analogi bagi kita memahami bilangan magnetik yang mewakili orbital.
Rumus jumlah ruang dalam suatu orbital (diwakili oleh nilai bilangan azimut (l)) adalah 2l + 1. Jadi misalkan nilai bilangan azimut adalah 3 (orbital f), maka banyak ruang dalam orbital d adalah sebanyak 2(3) + 1 = 7.
4. Bilangan Spin (s)
Elektron mempunyai dua arah putaran, dilambangkan dengan +1/2 dan -1/2. Setiap ruang (diwakili oleh bilangan magnetik) dalam orbital dapat diisi oleh maksimal 2 elektron yang mempunyai spin berlawanan.
Contoh Soal 1
Suatu elektron berada pada kulit L dan
subkulit p. Berapakah harga dari n dan l ?
Penyelesaian:
Untuk n:
K = 1, L = 2, M = 3, dst. Karena elektron
pada soal berada pada kulit L, maka harga n = 2.
Untuk l:
1 = s, 2 = p, 3 = d, 4 = f, dst. Karena
elektron pada soal berada pada subkulit p, maka harga l adalah 2.
Contoh Soal 2
Sebuah elektron berada pada orbital 2s.
Sebutkan nilai-nilai bilangan kuantumnya!
Penyelesaian:
Karena berada pada kulit 2, maka n = 2.
Karena berada pada subkulit s, maka l
= 0.
Karena berada pada subkulit s, maka untuk
bilangan magnetik hanya ada 1 kemungkinan, yaitu 0.
