Membongkar Sandi Kuantum Ion & Atom

Mundur Selangkah: Dari Ion ke Netral

Pernah bingung kenapa ion bermuatan positif malah dikurang elektronnya? Kebalikannya, untuk mengembalikan ion positif menjadi atom netral, kita justru harus menambahkan elektron yang hilang.

Di soal, kita punya ion X⁺. Tanda +1 ini artinya atom X sudah melepas 1 elektron. Jika konfigurasi elektron ion X⁺ adalah 1s² 2s² 2p⁶ (total 10 elektron), maka untuk mencari atom netralnya (X), kita harus mengembalikan 1 elektron tersebut.

Jadi, atom netral X memiliki 10 + 1 = 11 elektron.

Ke mana elektron ke-11 ini pergi? Sesuai aturan Aufbau (mengisi dari energi terendah), setelah 2p⁶ penuh, kamar selanjutnya yang harus diisi adalah 3s. Maka, konfigurasi atom netral X adalah: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.

Jika suatu ion Y²⁺ diketahui memiliki 18 elektron, berapakah jumlah elektron pada atom netral Y?

  • A. 16 elektron
  • B. 18 elektron
  • C. 20 elektron
  • D. 22 elektron

Jawaban: C. 20 elektron

Ion Y²⁺ (muatan +2) artinya atom Y telah kehilangan 2 elektron. Untuk kembali menjadi netral, kita harus menambahkan 2 elektron tersebut: 18 + 2 = 20 elektron.

Atom netral didapatkan dengan cara menambahkan kembali elektron yang telah hilang pada ion positif.

Pola Cepat: Kulit & Subkulit (n & l)

Sekarang kita fokus ke elektron terakhir dari atom netral X tadi, yaitu yang berada di 3s¹. Kita akan mencari identitas utamanya: kulit (n) dan subkulit (l).

Nah, ini bagian yang sering bikin kepleset: menentukan bilangan kuantum azimut (l). Banyak yang ngira subkulit pertama ('s') itu nilainya 1. Salah besar!

Hafalkan pola cepat huruf ke angka ini:

Karena elektron kita nongkrong di subkulit 's', maka nilai l-nya sudah pasti 0. (Nilai l = 1 itu miliknya subkulit 'p').

Tentukan apakah pernyataan mengenai bilangan kuantum ini benar atau salah!

  • Bilangan kuantum utama (n) untuk elektron di subkulit 4p adalah 4. — Benar
  • Nilai bilangan kuantum azimut (l) untuk subkulit 's' adalah 1. — Salah

Nilai n sesuai dengan angka besar di depannya (4p berarti n=4). Nilai l untuk subkulit 's' selalu 0, bukan 1 (nilai 1 adalah milik subkulit 'p').

Bilangan kuantum utama (n) sesuai dengan angka di depan subkulit, sedangkan nilai azimut (l) untuk subkulit s selalu 0.

Menuntaskan Kamar (m) dan Rotasi (s)

Setelah tahu subkulitnya (l = 0), kita perlu cari tahu di "kamar" mana elektron itu berada, alias bilangan kuantum magnetik (m).

Pola cepat untuk magnetik (m) adalah rentangnya dari -l sampai +l. Coba bayangkan: kalau nilai l = 0, rentang dari -0 sampai +0 ya cuma ada 0.

Terakhir, kita cek arah rotasi elektron alias spin (s). Di kamar 3s¹ ini, cuma ada 1 elektron. Aturannya, elektron pertama yang masuk kamar selalu menghadap ke atas. Arah atas ini disimbolkan dengan nilai s = +1/2.

Jadi, kalau digabung semua untuk elektron terakhir di 3s¹: n = 3, l = 0, m = 0, s = +1/2.

Berapa banyak 'kamar' (orbital) yang dimiliki oleh subkulit dengan bilangan kuantum azimut l = 1 (subkulit p), dan apa saja nilai magnetiknya (m)?

  • A. 1 kamar (m = 0)
  • B. 3 kamar (m = -1, 0, +1)
  • C. 5 kamar (m = -2, -1, 0, +1, +2)
  • D. 2 kamar (m = -1, +1)

Jawaban: B. 3 kamar (m = -1, 0, +1)

Nilai magnetik (m) memiliki rentang dari -l sampai +l. Jika l = 1, maka nilai m yang mungkin adalah -1, 0, dan +1, sehingga subkulit p memiliki total 3 kamar.

Jumlah orbital (kamar) dan nilai magnetik (m) ditentukan oleh rentang -l hingga +l.