Orbital atom: Pengertian, jenis, contoh

Orbital atom adalah wilayah dan ruang energik di sekitar atom, dan di mana ada kemungkinan lebih besar untuk menemukan elektron, yang melakukan pergerakan gelombang.

Harus diingat bahwa atom terdiri dari proton dan neutron, serta awan elektronik (zona ekstra-nuklir), tempat di mana terdapat kemungkinan lebih besar untuk menemukan elektron yang mengorbit di sekitar inti atom, karena mereka menempati orbital yang berada pada level yang berbeda. Energi.

Oleh karena itu, atom dianggap sebagai awan difus, tetapi dengan kerapatan elektron yang tinggi di mana terdapat persentase yang tinggi untuk menemukan elektron dan menentukan di wilayah mana.

Pengertian

Orbital adalah penyempurnaan mekanika kuantum dari orbit Bohr. Berbeda dengan konsepnya tentang orbit lingkaran sederhana dengan jari-jari tetap, orbital adalah daerah ruang yang diturunkan secara matematis dengan probabilitas berbeda untuk memiliki elektron.

Orbital atom adalah fungsi matematika yang memberikan wawasan tentang sifat gelombang elektron (atau pasangan elektron) yang ada di sekitar inti atom. Dalam bidang mekanika kuantum dan teori atom, fungsi matematika ini sering digunakan untuk menentukan kemungkinan menemukan elektron (milik atom) di wilayah tertentu di sekitar inti atom.

Penting untuk dicatat bahwa istilah ‘orbital atom’ juga dapat digunakan untuk merujuk pada ruang fisik atau wilayah fisik di sekitar inti atom yang probabilitas keberadaan elektron tertentu adalah maksimum. Kehadiran elektron di wilayah seperti itu diprediksi oleh bentuk matematis dari orbital atom.

Penting untuk diperhatikan bahwa karakteristik setiap orbital atom bergantung pada nilai bilangan kuantum berikut:

  • Bilangan kuantum utama (dilambangkan dengan simbol ‘n’)
  • Bilangan kuantum azimut, juga dikenal sebagai bilangan kuantum momentum sudut orbital (dilambangkan dengan simbol ‘l’)
  • Bilangan kuantum magnetik (dilambangkan dengan simbol ‘m’)

Lebih lanjut, dapat dicatat bahwa setiap orbital atom dapat menampung maksimal dua elektron. Dalam orbital atom yang terisi penuh, yaitu orbital atom yang mengandung dua elektron, masing-masing elektron memiliki putaran yang sama dan berlawanan jika dibandingkan dengan yang lain.

Pemahaman tentang spin elektron diberikan oleh nilai bilangan kuantum spin, yang dilambangkan dengan simbol ‘ms’. Dengan demikian, wawasan tentang elektron apa pun yang berada di orbital atom mana pun dalam atom tertentu dapat diperoleh dengan menentukan nilai empat bilangan kuantum yang mendeskripsikannya, yaitu bilangan kuantum utama, bilangan kuantum azimut, bilangan kuantum magnetik, dan elektron. putar bilangan kuantum.

Jenis orbital

Posisi pasti elektron tidak dapat ditentukan karena pergerakan gelombangnya, yang dipelajari melalui persamaan Schrödinger menggunakan tiga bilangan kuantum yang memungkinkan untuk menentukan jenis orbital atom yang ada.

Huruf “n” adalah bilangan kuantum utama dan menunjukkan tingkat energi dan ukuran orbital. Ini direpresentasikan sebagai, n: 1, 2, 3.

Huruf “l” mewakili sublevel energi dan tipe orbital (s, p, d, f). Ini direpresentasikan sebagai, l: integer dari 0 hingga n-1.

Huruf “m” digunakan untuk merujuk pada bilangan kuantum magnetik, yang menunjukkan orientasi spasial orbital. Ini direpresentasikan sebagai, m: angka antara +1 dan -1, termasuk 0.

Orbital s

Namanya berasal dari Sharp, yang berarti ‘tajam’. Orbital ini memiliki ciri berbentuk bulat. Nilai bilangan kuantum sekunder yang mendefinisikannya adalah l = 0. Bilangan kuantum magnetiknya adalah 0. Dua elektron cocok di setiap orbital s.

Orbital p

Namanya diambil dari Principal. Ini terdiri dari dua lobus yang menonjol di sepanjang sumbu, dan semuanya memiliki bentuk dan energi yang sama, tetapi dengan orientasi yang berbeda. Nilai bilangan kuantum sekunder yang mendefinisikannya adalah l = 1. Ia memiliki tiga orbital yang bilangan kuantum magnetnya -1, 0, 1. Dalam orbital p terdapat 6 elektron.

Orbital d

Namanya diambil dari Difuse. Ini ditandai dengan memiliki banyak bentuk. Nilai bilangan kuantum sekundernya adalah l = 2, dan bilangan kuantum magnetiknya adalah -2, -1, 0, 1 dan 2. Ada 5 jenis orbital, sehingga orbital ini memiliki 10 elektron.

Orbital f

Namanya berasal dari Fundamental. Orbital ini berbentuk multilobular. Nilai bilangan kuantum sekundernya adalah l = 3. Ada tujuh jenis orbital f, sehingga memiliki 14 elektron.

Nama Orbital Atom dan Hubungan Antara Bilangan Kuantum

Nama orbital atom biasanya dinyatakan dalam kombinasi bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimut (l). Nama sederhana dari orbital atom dan nilai bilangan kuantum azimut yang sesuai tercantum di bawah ini.

  • Orbital s, di mana nilai bilangan kuantum azimut sama dengan 0.
  • Orbital p, di mana nilai bilangan kuantum azimut sama dengan 1.
  • Orbital d, di mana nilai bilangan kuantum azimut sama dengan 2.
  • Orbital f, di mana nilai bilangan kuantum azimut sama dengan 3.
  • Orbital g, di mana nilai bilangan kuantum azimut sama dengan 4.
  • Orbital h, di mana nilai bilangan kuantum azimut sama dengan 5.

Dapat dicatat bahwa orbital atom berikutnya dapat diberi nama menurut abjad, dengan menghilangkan huruf ‘j’ (yang dilakukan karena bahasa tertentu tidak membedakan antara huruf ‘j’ dan ‘i’). Oleh karena itu, jika l = 6, nama orbital atomnya adalah ‘i’ dan jika l = 7, nama orbital atomnya adalah ‘k’. Dapat juga dicatat bahwa nama empat orbital pertama (s, p, d, dan f) diturunkan dari deskripsi yang pada awalnya diberikan oleh spektroskopi yang mempelajari garis spektroskopi logam alkali dan menggambarkannya sebagai ‘sharp’,’ principal ‘,’ diffuse ‘, dan’ fundamental ‘.

Saat menamai orbital atom tertentu, nilai bilangan kuantum utama harus ditambahkan sebagai awalan pada deskripsi alfabetis bilangan kuantum azimut. Penting untuk diperhatikan bahwa nilai bilangan kuantum azimut bergantung pada nilai bilangan kuantum utama.

Untuk nilai ‘n’ yang diberikan, nilai ‘l’ dapat berkisar dari nol hingga (n-1). Misalnya, jika nilai ‘n’ sama dengan 3, kemungkinan nilai ‘l’, yang berkisar dari nol hingga (3-1), adalah 0, 1, dan 2. Nama orbital atom ini adalah 3s (untuk n = 3 dan l = 0), 3p (untuk n = 3 dan l = 1), dan 3d (untuk n = 3 dan l = 2).

Dapat juga dicatat bahwa orbital 3f tidak mungkin ada karena akan membutuhkan nilai ‘n’ dan ‘l’ keduanya sama dengan 3, yang tidak mungkin karena nilai bilangan kuantum azimut harus selalu lebih rendah dari bilangan kuantum utama.

Tabel Semua Kemungkinan Orbital Atom di mana Nilai ‘n’ Berkisar dari 0 sampai 5:

Nilai Bilangan Kuantum Utama (n) Nilai yang Mungkin dari Bilangan Kuantum Azimuthal (l) Nama dari semua Kemungkinan Orbital Atom untuk Nilai yang Diberikan ‘n’
1
  • l = 0 (orbital s)
  • Orbital 1s
2
  • l = 0 (orbital s)
  • l = 1 (orbital p)
  • Orbital 2s
  • Orbital 2p
3
  • l = 0 (orbital s)
  • l = 1 (orbital p)
  • l = 2 (orbital d)
  • Orbital 3s
  • Orbital 3p
  • Orbital 3d
4
  • l = 0 (orbital s)
  • l = 1 (orbital p)
  • l = 2 (orbital d)
  • l = 3 (orbital f)
  • Orbital 4s
  • Orbital 4p
  • Orbital 4d
  • Orbital 4f
5
  • l = 0 (orbital s)
  • l = 1 (orbital p)
  • l = 2 (orbital d)
  • l = 3 (orbital f)
  • l = 5 (orbital g)
  • Orbital 5s
  • Orbital 5p
  • Orbital 5d
  • Orbital 5f
  • Orbital 5g