Bilangan Kuantum Utama
Bilangan kuantum utama menentukan
besarnya energi total elektron pada orbit/lintasan elektron pada kulit atom. Besarnya
energi total elektron pada atom bersifat kekal dan besarnya energi pada
masing-masing kulit atom ditentukan oleh bilangan kuantum utama. Bilangan
kuantum utama mempunyai harga positif yaitu 1, 2, 3, … dst. Bilangan kuantum
utama menyatakan tempat lintasan /orbit elektron dalam atom yang disebut kulit
atom yang diberi nama dengan huruf besar, yaitu kulit K untuk n = 1, L untuk n = 2, M untuk n = 3, dan seterusnya.
|
bilangan kuantum utama (n)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Nama kulit atom
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
P
|
Q
|
de Broglie memberikan satu
argumen bahwa keliling orbit elektron sama dengan perkalian bilangan bulat
dengan panjang gelombangnya
2π r = nλ
panjang gelombang de Broglie λ =
h/m v
h
2π r = n ------ atau
m v
h
v = n ------
m 2π r
energi
total elektron = energi kinetik elektron + energi potensial elektron
jika 1 eV = 1,6 × 10-19
J
13,6
En
= - ------- eV
n2
Sedangkan untuk atom lain yang
memiliki sebuah elektron seperti halnya
He+, Li +2 atau Be+3 energi total elektronnya dinyatakan :
13,6 Z2
En
= - ------------ eV
n2
Dimana : n = bilangan kuantum utama
Z = nomor atom
Banyaknya elektron maksimal yang dapat mengisi setiap kulit dapat
dituliskan dengan rumus
Banyaknya elektron = 2n2 dengan
n = 1, 2, 3,..
misalnya bilangan kuantum utama n=2, banyaknya elektron adalah 2.22
= 8 elektron
Contoh
1.
Tentukan energi total elektron ion Li 2+
(Z = 3) pada keadaan bilangan kuantum utama n = 2 !
Penyelesaian
Energi total elektron ion Li 2+ pada tingkatan energi n = 2 memenuhi:
13,6 Z2 13,6. 32
En = - ------------ eV = - -------------- = -30,6 eV
n2 22
2.
Atom P memiliki 15 elektron. Tentukan ada berapa kulit dan berapa
elektron pada setiap kulit.
Jawab:
Berdasarkan konfigurasi elektron (rumus 2n2) didapatkan kulit K memiliki 2 elektron, kulit L
memiliki 8 elektron dan 5 elektron menempati kulit M sehingga 15P = 2, 8, 5. Jadi, pada atom P terdapat 3 kulit (K -
L - M).
Latihan Soal
1.
Tentukan energi total elektron
ionHe+ (Z = 2) pada keadaan bilangan kuantum utama n = 2 !
2.
Tentukan besranya momentum sudut
elektrondari atom hidrogen untuk electron yang menempati orbit M jika diketahui
h = 6,63 × 10–34 Js.