BILANGAN KUANTUM
Summary
TLDRThis video explains the development of atomic models, focusing on the quantum mechanical model. It covers key concepts such as orbitals, quantum numbers, and their roles in determining electron positions and energy levels. The four types of quantum numbers—principal, azimuthal, magnetic, and spin—are discussed in detail, along with examples for calcium and chlorine atoms. The video uses electron configurations to clarify how these quantum numbers describe energy levels, subshells, orbitals, and electron spin, providing viewers with a deeper understanding of atomic structure.
Takeaways
- 🔬 Quantum mechanics describes atomic structure through the concept of orbitals, which are regions where the probability of finding an electron is highest.
- 🔢 There are four quantum numbers: principal quantum number (n), azimuthal quantum number (l), magnetic quantum number (m), and spin quantum number (s).
- 💡 The principal quantum number (n) indicates the main energy level or electron shell in an atom, with values starting from 1 (K shell), 2 (L shell), and so on.
- 🧪 For calcium (Ca), the electron configuration shows the last electron in the 4th shell (n = 4), confirming its principal quantum number.
- 📊 Azimuthal quantum number (l) determines the subshell within a given electron shell. Its values range from 0 to (n-1), representing subshells such as s (l=0), p (l=1), d (l=2), and f (l=3).
- 🔗 For calcium (Ca), the last electron occupies the 4s subshell, with an azimuthal quantum number (l) of 0.
- 🔍 The magnetic quantum number (m) specifies the orientation of an orbital and ranges from -l to +l. For example, the p subshell (l=1) has m values of -1, 0, and +1, corresponding to three orbitals.
- 🌀 The spin quantum number (s) has two possible values, +1/2 and -1/2, indicating the direction of electron spin within an orbital.
- ⚛️ Subshell s has only one orbital (m=0), subshell p has three orbitals (m=-1, 0, +1), subshell d has five orbitals, and subshell f has seven orbitals.
- 💡 Electron spin determines whether the rotation of an electron is clockwise or counterclockwise, represented by spin quantum numbers of +1/2 or -1/2.
Q & A
What is the primary concept of the quantum mechanical model of the atom?
-The quantum mechanical model of the atom states that we can only determine the region with the highest probability of finding an electron, called the orbital.
How are energy levels and sub-levels related in an atom?
-Each energy level (or shell) consists of sub-levels, and each sub-level consists of orbitals. Each orbital can hold a maximum of two electrons.
What are the four quantum numbers used to describe an electron in an atom?
-The four quantum numbers are: Principal quantum number (n), Azimuthal quantum number (l), Magnetic quantum number (m), and Spin quantum number (s).
What does the principal quantum number (n) represent?
-The principal quantum number (n) represents the main energy level or shell of an electron. It is denoted by integers starting from 1 (e.g., n=1 for the K-shell, n=2 for the L-shell, and so on).
How do you determine the principal quantum number of the last electron in calcium (Ca)?
-For calcium (Ca), the last electron is located in the 4th shell (n=4), which is determined by the electron configuration of calcium: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².
What does the azimuthal quantum number (l) describe?
-The azimuthal quantum number (l) describes the sub-level or shape of the orbital. It can take values from 0 to n-1, where each value corresponds to a different sub-shell (e.g., s, p, d, f).
What is the azimuthal quantum number (l) for the last electron in calcium?
-The last electron in calcium (Ca) is in the 4s sub-shell, where the azimuthal quantum number (l) is 0, as it is an s-orbital.
What does the magnetic quantum number (m) represent?
-The magnetic quantum number (m) specifies the orientation of the orbital in space. It can take integer values between -l and +l, depending on the azimuthal quantum number (l).
How many orbitals are there in the p-sublevel, and what are their magnetic quantum numbers?
-There are three orbitals in the p-sublevel, and their magnetic quantum numbers are -1, 0, and +1.
What does the spin quantum number (s) indicate?
-The spin quantum number (s) indicates the direction of electron spin within an orbital, with possible values of +1/2 (clockwise) or -1/2 (counterclockwise).
Outlines
🔬 Quantum Mechanics and Quantum Numbers
This paragraph discusses the development of atomic models, particularly focusing on the quantum mechanical model. It explains that electrons are found in regions called orbitals, where their probability is highest. A shell consists of subshells, and subshells consist of orbitals, each of which can hold a maximum of two electrons. Quantum numbers are introduced to describe the energy level, shape, and orientation of orbitals. There are four types of quantum numbers: principal, azimuthal, magnetic, and spin. The focus then shifts to explaining the principal quantum number (n), which indicates the main energy level or shell of an atom, denoted by letters K, L, M, N, etc. The example of calcium is used to demonstrate how the principal quantum number for its last electron is determined to be 4.
🔢 Azimuthal Quantum Number and Subshells
This paragraph explains the azimuthal quantum number (l), which determines the subshell within a shell. The values of l range from 0 to n-1 and correspond to different subshells (s, p, d, f). For example, for a shell with n=2, l can be 0 or 1, representing the s and p subshells, respectively. The example of calcium (Ca) and chlorine (Cl) is used to illustrate how the azimuthal quantum number is identified for the last electron. In calcium, the last electron is in the 4s subshell, and in chlorine, it is in the 3p subshell. The azimuthal quantum numbers are 0 for s and 1 for p.
Mindmap
Keywords
💡Quantum Mechanical Model
💡Orbital
💡Quantum Number
💡Principal Quantum Number (n)
💡Azimuthal Quantum Number (l)
💡Magnetic Quantum Number (m)
💡Spin Quantum Number (s)
💡Electron Configuration
💡Sub-shell
💡Electron Orbital Filling
Highlights
Introduction to quantum mechanical atomic model, where electron locations are described by orbitals.
Orbital is the region with the highest probability of finding an electron, with each orbital holding a maximum of two electrons.
Quantum numbers describe the position, energy, and orientation of orbitals; they are divided into four types: principal, azimuthal, magnetic, and spin quantum numbers.
Principal quantum number (n) determines the main energy level or electron shell and is labeled K, L, M, N, etc.
For Calcium (Ca), the electron configuration is 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s², with the last electron in the 4s² orbital.
The principal quantum number for the last electron in Calcium is 4, indicating that the electron is in the fourth energy level.
Azimuthal quantum number (l) determines the subshell and is linked to the principal quantum number (n) with values ranging from 0 to (n-1).
Each azimuthal quantum number corresponds to a specific subshell: l = 0 for s, l = 1 for p, l = 2 for d, and l = 3 for f.
For Calcium, the last electron is in the 4s² subshell, where the azimuthal quantum number (l) is 0.
Magnetic quantum number (m) specifies the particular orbital within a subshell, with values ranging from -l to +l.
For s subshells (l = 0), there is only one possible orbital with a magnetic quantum number of m = 0.
In p subshells (l = 1), there are three possible orbitals with magnetic quantum numbers of m = -1, 0, and +1.
In d subshells (l = 2), there are five orbitals with magnetic quantum numbers ranging from m = -2 to +2.
The spin quantum number (s) indicates the electron's spin direction, either +1/2 for clockwise or -1/2 for counterclockwise.
The electron spin quantum number helps explain Pauli’s exclusion principle, where no two electrons in an atom can have the same set of four quantum numbers.
Transcripts
[Musik]
Wu pada video sebelumnya kita sudah
membahas tentang perkembangan model atom
yang salah satunya adalah model atom
mekanika kuantum menurut model atom ini
kita hanya dapat menentukan daerah
dengan peluang terbesar untuk menemukan
elektron Dimana daerah tersebut disebut
dengan orbital nah dalam hal ini satu
kulit tersusun dari subkulit-subkulit
satu subkulit tersusun dari
orbital-orbital dan satu orbital mampu
menampung maksimal dua elektron Nah
untuk menyatakan kedudukan tingkat
energi bentuk serta orientasi suatu
orbital digunakanlah bilangan kuantum
bilangan kuantum terbagi menjadi 4 yaitu
bilangan kuantum utama azimut magnetik
dan spin kita
satu persatu yang pertama adalah
bilangan kuantum utama yang dilambangkan
dengan n nah bilangan kuantum ini
menyatakan tingkatan energi utama atau
kulit atom kulit-kulit dalam atom diberi
lambang mulai dari k-l-m-n dan
seterusnya nah kulit pertama
dilambangkan dengan K bilangan kuantum
utama nya adalah satu kulit kedua
dilambangkan dengan l bilangan kuantum
utama nya adalah dua kulit ketiga
dilambangkan dengan m bilangan kuantum
utama nya adalah 3 dan kulit keempat
dilambangkan dengan n bilangan kuantum
utama nya adalah empat supaya lebih
paham kita coba bahas satu contoh
Tentukan bilangan kuantum utama dari
elektron terakhir pada unsur kalsium
dari lambang unsurnya kita
saya mengetahui bahwa jumlah elektron
kalsium adalah 20 untuk mengetahui
elektron terakhirnya berada pada kulit
keberapa kita Tuliskan terlebih dahulu
konfigurasi elektronnya pertama kita
coba buat konfigurasi elektron
berdasarkan teori atom Bohr dimana
konfigurasinya adalah pada kulit pertama
yaitu kulit K terisi Dua elektron pada
kulit kedua yaitu kulit l terisi 8
elektron kulit ketiga yaitu kulit M
berisi delapan elektron dan kulit
keempat yaitu kulit n terisi Dua
elektron dari konfigurasi elektron ini
kita bisa melihat bahwa elektron
terakhirnya berada pada kulit ke-4 yang
dilambangkan dengan huruf N sehingga
bilangan kuantum utama nya adalah 4 nah
sekarang kita coba menentukan bilangan
kuantum utama berdasarkan konfigurasi
on mekanika kuantum nah berdasarkan
teori atom mekanika kuantum konfigurasi
elektron dari kalsium adalah 1 s22 s22
p63 s23 P6 dan 4S dua Nah bagi
teman-teman yang masih bingung tentang
konfigurasi elektron seperti ini bisa
dipelajari pada video tentang
konfigurasi elektron kita lanjutkan dari
konfigurasi ini terlihat bahwa elektron
terakhir dari atom kalsium terletak pada
4 S2 nah bilangan kuantum utama nya
adalah empat yaitu angka yang tertulis
di depan huruf s kita lanjut ke bilangan
kuantum yang kedua yaitu bilangan
kuantum azimut nah bilangan kuantum
azimut ini dilambangkan dengan l dan
digunakan untuk menentukan subkulit Nah
nilai-nilai untuk bilang
kuantum azimut dikaitkan dengan bilangan
kuantum utamanya yaitu semua bilangan
bulat dari nol sampai inminds satu
Perhatikan tabel berikut untuk kulit K
dengan bilangan kuantum utama atau N = 1
hanya ada satu bilangan kuantum azimut
yaitu nol artinya pada kulit ke ini
hanya terdapat satu subkulit yaitu
subkulit F Nah untuk kulit l dengan
bilangan kuantum utama n = 2 ada dua
nilai bilangan kuantum azimut yaitu 0
dan 1 artinya pada kulit l terdapat dua
subkulit yaitu subkulit dengan nilai l =
0 dan Subkulit yang memiliki nilai l = 1
untuk kulit M dengan bilangan kuantum
utama n = 3 terdapat tiga
Lay bilangan kuantum azimut yaitu 0 1
dan 2 yang menunjukkan bahwa dalam kulit
M ini terdapat tiga subkulit selanjutnya
dalam hal ini masing-masing sekulit
dilambangkan dengan S PDF dan seterusnya
jika subkulitnya adalah es maka bilangan
kuantum azimut nya adalah nol jika
subkulitnya adalah p maka bilangan
kuantum azimut nya adalah satu nah untuk
subkulit D bilangan kuantum azimut nya
adalah 2 dan jika subkulitnya adalah F
maka bilangan kuantum azimut nya adalah
tiga Nah Supaya paham kita coba bahas
satu contoh Tentukan bilangan kuantum
azimut untuk elektron terakhir dari
unsur C A dan CL kita coba atom CL
terlebih dahulu kita tulis
konfigurasi elektronnya C A = 1 s22 s22
p63 s23 P6 dan 4S dua Nah dari
konfigurasi ini terlihat bahwa elektron
terakhirnya berada pada 4 S2 artinya
elektron terakhirnya ini berada pada
subkulit s dimana untuk subkulit s
bilangan kuantum azimut nya adalah
Hai selanjutnya untuk unsur CL
konfigurasi elektronnya adalah 1 s22 s22
p63 s23 dan 35 dari sini terlihat bahwa
elektron terakhirnya berada pada 35
artinya elektron terakhir tersebut
terletak pada subkulit P dimana bilangan
kuantum azimut untuk subkulit P adalah
Ayo kita lanjut ke bilangan kuantum yang
ketiga yaitu bilangan kuantum magnetik
yang dilambangkan dengan m nah bilangan
kuantum magnetik ini menyatakan orbital
khusus yang ditempati elektron pada
suatu subkulit nilai bilangan kuantum
magnetik bergantung pada bilangan
kuantum azimut yaitu semua bilangan
bulat mulai dari minel sampai dengan
positif l Mari kita Perhatikan tabel
berikut ini untuk subkulit s bilangan
kuantum azimut atau l-nya adalah nol
sehingga bilangan kuantum magnetik nya
adalah nol artinya pada subkulit s hanya
terdapat satu orbital yang digambarkan
dengan satu kotak seperti ini
Hai untuk subkulit P bilangan kuantum
azimut atau l-nya adalah satu sehingga
bilangan kuantum magnetik nya adalah
minus 10 dan positif satu artinya pada
subkulit P ini terdapat tiga orbital
yang dapat digambarkan dengan tiga kotak
seperti ini untuk subkulit D bilangan
kuantum azimut nya adalah dua sehingga
bilangan kuantum magnetik nya adalah
minus 2 minus 10 positif satu dan
positif dua yang artinya subkulit P ini
memiliki lima orbital yang dapat
digambarkan dengan 5 kotak seperti ini
Adapun untuk subkulit F terdapat tujuh
orbital dengan bilangan kuantum magnetik
minus 3 minus 2 minus 10 positif satu
positif
dan positif tiga bilangan kuantum yang
terakhir adalah bilangan kuantum spin
yang dilambangkan dengan F bilangan
kuantum ini menggambarkan arah rotasi
atau perputaran elektron dalam satu
orbital bilangan kuantum ini memiliki
dua harga yang berlawanan tanda yaitu
positif 1/2 dan negatif 1/2 tanda
positif menunjukkan putaran searah jarum
jam dan tanda negatif menunjukkan
putaran berlawanan arah jarum jam
[Musik]
5.0 / 5 (0 votes)