Bilangan kuantum (bahasa Inggris:Quantum number) adalahbilangan yang menyatakan kedudukan atau posisielektron dalamatom yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam sistem dinamis. Bilangan kuantum menggambarkan sifat elektron dalamorbital.[1]
Bilangan kuantum menentukan tingkatenergi utama atau jarak dari inti, bentuk orbital, orientasi orbital, dan spin elektron. Setiap sistem kuantum dapat memiliki satu atau lebih bilangan kuantum.[2]
Bilangan kuantum merupakan salah satu ciri khas dari model atommekanika kuantum atau model atom modern yang dicetuskan olehErwin Schrödinger. Dalam mekanika kuantum,bilangan kuantum diperlukan untukmenggambarkan distribusi elektron dalam atomhidrogen dan atom-atom lain. Bilangan-bilangan ini diturunkandari penyelesaian matematispersamaan Schrödinger untuk atom hidrogen.
Bilangan kuantum utama (primer) digunakan untuk menyatakan tingkat energi utama yang dimiliki oleh elektron dalam sebuah atom. Bilangan kuantum utama tidak pernah bernilai nol. Bilangan kuantum utama dapat mempunyai nilai semua bilangan positif, yaitu 1,2,3,4 dan seterusnya. Sedangkan kelopak atom dinyatakan dengan huruf K,L,M,N dan seterusnya.[3]
n=4 elektron berada pada kelopak N; dan seterusnya
Bilangan kuantum utama juga berhubungan dengan jarak rata-rata elektron dariinti dalam orbital tertentu. Semakin besarn, semakin besar jarak rata-rata elektron dalam orbital tersebut dari inti dan oleh karena itu semakin besar orbitalnya.[3]
Bilangan kuantum azimut sering disebutbilangan kuantum anguler (sudut). Energi sebuah elektron berhubungan dengan gerakan orbital yang digambarkan denganmomentum sudut. Momentum sudut tersebut dikarakterisasi menggunakan bilangan kuantum azimut. Bilangan azimut menyatakan bentuk suatu orbital dengan simbol "huruf L kecil". Bilangan kuantum azimut juga berhubungan dengan jumlahsubkelompok. Nilai ini menggambarkan subkelompok yang di mana elektron berbeda. Untuk subkelompoks,p,d,f bilangan kuantum azimut berturut-turut adalah 0,1,2,3.[2]
Nilai bilangan kuantum azimut atau "" ini bergantung pada nilai bilangan kuantum utama atau"n" . Untuk nilain tertentu, mempunyai nilaibilangan bulat yang mungkin dari 0 sampai (n-1). Bilan-1, hanya ada satu nilai yakni. Bilan=2, ada dua nilai, yakni 0 dan 1. Bilan=3, ada tiga nilai, yakni 0,1, dan 2. Nilai-nilai biasanya ditandai dengan hurufs, p, d, f...sebagai berikut:[3]
0
1
2
3
Nama orbital
s
p
d
f
Jadi bila=0, kita mempunyai sebuah orbitals; bila=1, kita mempunyai orbitalf; dan seterusnya.
Sekumpulan orbital-orbital dengan nilain yang sama sering kali disebut kulit. Satu atau lebih orbital dengan nilain dan yang sama dirujuk selalu subkelopak. Misalnya kelopak dengann=2 terdiri atas 2 subkelopak,=0 dan 1 (nilai-nilai yang diizinkan untukn=2). Subkelopak-subkelopak ini disebut subkelopak2s dan subkelopak2p di mana 2 melambangkan nilain, sedangans danp melambangkan nilai.[3]
Tabel di bawah ini menunjukkan keterkaitan jumlah kelopak dengan banyaknya subkelopak serta jenis subkelopak dalam suatu atom.
Bilangan kuantum magnetik menyatakan tingkah laku elektron dalammedan magnet. Tidak adanya medan magnet luar membuat elektron atau orbital mempunyai nilain dan lyang sama tetapi berbedam.Namun dengan adanya medan magnet, nilai tersebut sedikit berubah. Hal ini dikarenakan timbulnya interaksi antara medan magnet sendiri dengan medan magnet luar.[2]
Bilangan kuantum magnetik ada karena momentum sudut elektron, gerakannya berhubungan aliranarus listrik. Karena interaksi ini, elektron menyesuaikan diri di wilayah tertentu sekitar inti. Daerah khusus ini dikenal sebagai orbital. Orientasi elektron di sekitar inti dapat ditentukan dengan menggunakan bilangan kuantum magnetikm.[2]
Di dalam satu subkulit, nilaimbergantung pada nilai bilangan kuantum azimut/momentum sudutl.Untuk nilailtertentu, ada (2l + 1)nilai bulatmsebagai berikut: -l, (-l + 1), ..., 0, ..., (+l - 1), +l
Bilal =0, makam=0. Bila l =1, maka terdapat tiga nilai m yaitu -1,0,dan -1. Bila l =2, maka terdapat lima nilai m yaitu -2,-1,0,+1, dan +2. Jumlah m menunjukkan jumlah orbital dalam subkulit dengan nilai l tertentu.[3]
Bilangan kuantum putaran menyatakanmomentum sudut suatu partikel. Putaran mempunyai simbol"s"atau sering ditulis denganms(bilangan kuantum putaran magnetik). Suatu elektron dapat mempunyai bilangan kuantum spins= +1/2 atau -1/2.[1]
Nilai positif atau negatif dari putaran menyatakan putaran atau rotasi partikel pada sumbu. Sebagai contoh, untuk nilais=+1/2berarti berlawanan arah jarum jam (ke atas), sedangkans=-1/2berarti searah jarum jam (ke bawah). Diambil nilai setengah karena hanya ada dua peluang orientasi, yaitu atas dan bawah. Dengan demikian, peluang untuk mengarah ke atas adalah 50% dan peluang untuk ke bawah adalah 50%.[3]
