Berapa banyak unsur yang elektron terakhirnya memiliki bilangan kuantum n=4 dan l = 1

Semua benda yang ada di alam semesta ini disusun oleh atom yang terdiri dari proton, neutron, dan juga elektron. Jumlah proton yang dimiliki atom menentukan jenis unsur yang dibentuk. Neutron adalah partikel netral. Semua atom dari unsur yang sama memiliki jumlah proton yang sama, namun belum tentu memiliki jumlah neutron yang sama. Elektron adalah partikel subatomik yang stabil dengan muatan listrik negatif. Setiap elektron membawa satu unit muatan negatif sekaligus memiliki massa yang sangat kecil dibandingkan dengan neutron atau proton. Bila proton dan neutron berada di inti atom, elektron-elektron tersebar di sekeliling atom secara teratur berdasarkan tingkat energinya. Tingkat energi inilah yang digambarkan dengan bilangan kuantum.

Apakah kamu sudah tahu cara menentukan bilangan kuantum?

Cara Menentukan Bilangan Kuantum

Posisi elektron di sekitar inti atom ditentukan dengan bilangan kuantum. Bilangan ini menunjukkan letak elektron pada kulit dan subkulit atom, orientasi orbital dalam ruang, dan juga arah rotasi elektron. Ada empat bilangan kuantum yang harus kamu ketahui:

• Bilangan kuantum utama (n)
• Bilangan kuantum azimut (l)
• Bilangan kuantum magnetik (m)
• Bilangan kuantum spin (s)

Bilangan kuantum juga merupakan salah satu ciri khas dari model atom mekanika kuantum atau biasa disebut juga model atom modern yang dicetuskan oleh seorang ilmuwan fisika, Ernest Schrodinger. Sebelum kita mencari tahu cara menentukan bilangan kuantum, mari kita mengenal jenis-jenis dari bilangan kuantum.

Bilangan Kuantum Utama

Bilangan kuantum utama disimbolkan dengan huruf n. Bilangan ini akan menunjukkan ukuran orbital dan tingkat energi elektron, yang disebut kulit atom. Bilangan kuantum ini memiliki nilai 1,2,3,4,… dan seterusnya.

Bilangan Kuantum Azimut

Bilangan kuantum azimut memiliki simbol huruf l. Bilangan ini berguna untuk menunjukkan bentuk orbital dan sub tingkatan energi elektron (ditandai dengan s,p,d,f). Bilangan kuantum ini memiliki nilai dengan ketentuan s=0, p=1, d=2, f=3. Nilai ini akan menunjukkan di subkulit manakah elektron tersebut berada.

Bilangan Kuantum Magnetik

Bilangan kuantum magnetik disimbolkan dengan huruf m. Bilangan ini menunjukkan posisi orbital terhadap orbital lain di dalam subkulit atom. Dan memiliki ketentuan sebagai berikut:

Sumber: rumus.co.id

Bilangan Kuantum Spin

Memiliki simbol s, bilangan ini menunjukkan arah putaran elektron pada sumbunya (rotasi). Hanya terdapat dua kemungkinan arah rotasi elektron, yakni searah atau berlawanan dengan arah jarum jam. Satu orbital hanya bisa ditempati oleh maksimum dua elektron, di mana kedua elektron tersebut harus memiliki spin yang berlawanan. Sehingga nilainya antara +½ atau -½ .

Setelah mengetahui apa saja jenis bilangan kuantum, kini saatnya kamu mengetahui cara menentukan bilangan kuantum.

Contoh Soal

Sebelum menentukan bilangan kuantum, kamu terlebih dahulu harus menentukan konfigurasi elektron dari sebuah unsur. Contohnya adalah:

16S mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Dalam menentukan bilangan kuantum, kita akan mengambil konfigurasi elektron yang paling akhir, yaitu:

3p4

Bilangan Kuantum Utama

Dari konfigurasi di atas, bilangan kuantum utamanya adalah 3. Karena angka 3 tersebut menunjukkan ukuran orbital atau kulit.

Bilangan Kuantum Azimut

p adalah subkulit dari elektron tersebut, sehingga akan diperoleh nilai l = 1. Sesuai dengan ketentuan bahwa:

Bilangan Kuantum Mekanik:

Karena berada pada subkulit p, maka bilangan kuantum akan ada di antara -1, 0, +1. Untuk bisa menentukannya, mari kita gambar kotak orbitalnya. Biasanya kita dapat menggunakan arah panah untuk mengisi kotak ini.

Isi setiap kotak dengan panah menghadap ke arah atas, setelah itu baru mengisinya dengan panah ke arah bawah.

Angka 4 dari 3p4 adalah jumlah dari panah yang harus kamu isi. Sehingga didapatkanlah hasil seperti ini:

Panah yang ke empat berada di kotak -1, sehingga bilangan kuantum mekanik dari elektron ini adalah m=-1

Bilangan Kuantum Spin:

Panah yang mengarah ke atas memiliki nilai +½ , sedangkan panah yang mengarah ke bawah bernilai -½. Dari hasil di atas, panah yang terakhir adalah panah yang menghadap ke bawah, sehingga nilai dari bilangan kuantum spin adalah s= -½.

Nah, itu dia cara menentukan bilangan kuantum yang bisa membantu kamu dalam mengerjakan soal-soal bilangan kuantum. Apakah kamu memiliki pertanyaan mengenai hal ini? Silahkan tuliskan pertanyaan kamu di kolom komentar ya, dan jangan lupa untuk share pengetahuan ini.

Bilangan kuantum digunakan untuk menyatakan tempat kedudukan elektron dalam suatu atom. Terdapat 4 bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l), bilangan kuantum magnetik (m), dan bilangan kuantum spin (s).

Bilangan kuantum didasarkan pada konfigurasi elektron suatu unsur, sehingga bilangan kuantum dapat juga digunakan untuk menentukan nomor atom suatu unsur.

Berikut langkah-langkah menentukan nomor atom unsur yang mempunyai elektron terakhir dengan bilangan kuantum:

n=3; l=2; m=−1; s=−21​ 

1. $$n=3$$ 
   Bilangan kuantum utama menyatakan kulit terluar yang ditempati elektron. Pada konfigurasi elektron, nilai n ditulis berupa angka di depan subkulit.
    
2. $$l=2$$ 
   Bilangan kuantum azimut menyatakan subkulitnya. Nilai l = 2 berarti elektron terakhir menempati subkulit d.
    
3. m=−1 dan s=−21​ 
   Bilangan kuantum magnetik menyatakan orbital yang ditempati elektron. Bilangan kuantum spin menyatakan arah rotasi elektron dalam orbital. Untuk nilai m=−1 dan s=−21​ menyatakan elektron terakhir berada pada orbital dengan nilai $$m=-1$$ dan disimbolkan dengan panah ke bawah, diagram orbitalnya adalah:

           ↑↓​↑↓​↑   ​↑   ​↑   ​m :   −2  −1   0   +1 +2 

   
    
4. Jika digabungkan, maka konfigurasi elektron terakhir unsur yang dimaksud adalah:

   3d7 

    Konfigurasi elektron lengkapnya adalah:

   1s2  2s2  2p6  3s2  3p6  4s2  3d7 

   
    
5. Nomor atom
   Nomor atom pada atom netral setara dengan jumlah elektron atom tersebut. Jumlah elektron disimbolkan dengan angka pangkat pada subkulit. Berdasarkan konfigurasi elektron atom X di atas, nomor atom X adalah 27.

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.