A+ Menjawab Soal Kimia Tentang Bilangan Kuantum Kelas 10 SMA

Bilangan kuantum merupakan materi kimia yang termasuk dalam bab struktur atom. Bilangan kuantum merupakan sederet angka yang melambangkan posisi elektron di dalam atom. Dalam artikel ini terdapat lebih dari 10 contoh soal kimia berkaitan dengan bilangan kuantum yang dapat kamu pelajari untuk meningkatkan pemahaman kamu tentang materi ini. Berikut adalah soal-soalnya.

Bilangan Kuantum 

Soal 1: Menentukan Pengertian, Fungsi dan Nilai Bilangan Kuantum 

Bilangan yang menyatakan pada tingkat energi mana suatu elektron terdapat adalah . . . . .
A. Bilangan kuantum  

B. Bilangan kuantum utama 

C. Bilangan kuantum azimuth 

D. Bilangan kuantum magnetik 

E. Bilangan kuantum spin

Pembahasan :

Bilangan kuantum ada 4 macam

Bilangan kuantum utama (n) 

Nilai = 1, 2, 3, 4 .....dan seterusnya

Kegunaan = Menentukan tingkat energi atau kulit suatu elektron berada.

Jika:
n = 1 ==> Kulit K ==> tingkat energi 1

n = 2 ==> Kulit L ==> tingkat energi 2

n = 3 ==> Kulit M ==> tingkat energi 3

Dan seterusnya.

Bilangan kuantum azimuth (l) 

Nilai = 0, 1, 2 .......sampai (n-1)

Jika:
n = 1 ==> l = 0

n = 2 ==> l = 0, 1

n = 3 ==> l = 0, 1, 2

Dan seterusnya.

Kegunaan = Menyatakan di subkulit mana elektron berada 

Jika:
l = 0 ==> subkulit s

l = 1 ==> subkulit p

l = 2 ==> subkulit d

l = 3 ==> subkulit f

Dan seterusnya.

Bilangan kuantum magnetik (m)
Nilai = - l, 0, +l

Kegunaan = Menyatakan di orbital mana elektron berada

Jika:

l = 0 ==> m = 0 ==> 1 orbital

l = 1 ==> m = -1, 0, +1 ==> 3 orbital

l = 2 ==> m = -2, -2, 0, +1, +2 ==> 5 orbital

Dan seterusnya.

Bilangan Kuantum Spin(s)
Nilai = +1/2 dan -1/2

Kegunaan = Menyatakan arah perputaran elektron

=> Jika arah panahnya keatas = +1/2

=> Jika arah panahnya kebawah = -1/2

Jawaban : B 

Soal 2

Bilangan kuantum azimuth (l) yang masih dimungkinkan untuk l = 4 adalah . . . .

A. 1, 2, 3

B. 0, 1, 2, 3

C. 1, 2, 3, 4,

D. 0, 1, 2, 3, 4

E. Tidak bergantung pada harga n

Pembahasan :

Jika n = 4, maka :

Harga l = 0, .....(n-1) = 0, 1, 2, 3

Jawaban : B

Soal 3

Bilangan kuantum magnetik (m) = -3 dimiliki oleh elktron dari atom yang memiliki kulit elektron minimal sebanyak. . . . 
A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

D. 6

Pembahasan :

Jika memiliki m = -3, artinya nilai bilangan kuantum azimuth elektron dalam atom itu minimal adalah 3 karena nilai m itu bergantung pada harga l ( jika l = 3, maka harga m -nya = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3).

Untuk l = 3, maka minimal sebuah atom harus memiliki harga bilangan kuantum utama (n) adalah 4 karena nilai l itu dimulai dari 0, 1, ......sampai (n-1).  Jadi jika n = 4, maka harga l = 0, 1, 2, 3.

Pada pembahasan soal no satu diatas sudah djelaskan bahwa bilangan kuantum utama menyatakan kulit atom. n = 4 artinya elektron berada pada tingkat energi ke empat atau kulit keempat (kulit N). Jadi agar suatu elektron memiliki nilai bilangan kuantum magnetik (m ) = - 3, maka atom itu harus memiliki setidaknya 4 buah kulit atom.

Jawaban : C

Soal 4: Menentukan Kemungkinan harga keempat bilangan kuantum yang mengisi suatu subkulit

Diantara harga keempat bilangan kuantum di bawah ini yang mungkin untuk pengisian elektron pada orbital 3p adalah . . . . .
A. n = 3, l = 2, m = -1, s = +1/2

B. n = 3, l = 1, m = -1, s = +1/2

C. n = 3, l = 2, m = +1, s = +1/2

D. n = 3, l = 2, m = 0, s = +1/2

E. n = 3, l = 2, m = +2, s = +1/2

Pembahasan :

Dari orbital 3p kita dapatkan :

Harga n = 3

Harga l = 1 (karena sub kulitnya adalah p)

Jika l = 1, maka harga m yang mungkin adalah -1, 0, +1

Harga s yang mungkin hanya dua yaitu +1/2 dan -1/2

Jadi kemungkina nilai keempat bilangan kuantum suatu elektron yang menempati subkulit/ orbital 3p adalah :

n = 3, l = 1, m = -1, 0, +1 dan s = +1/2 atau -1/2

Jawaban : B

Soal 5

Nilai keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari Zn (30) adalah…..

A. n = 3, l = 2, m = +2, s = +1/2

B. n = 3, l = 2, m = +2, s = -1/2

C. n = 3, l = 2, m = -2, s = -1/2

D. n = 3, l = 1, m = +1, s = -1/2

E. n = 3, l = 1, m = -1, s = +1/2

Pembahasan:

Yang harus kita lakukan pertama kali adalah membuat konfigurasi elektron Zn (30).

Zn (30) = 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10

Atau

Zn (30) = [Ar] 4s^2 3d^10

Berarti, elektron terakhir Zn berada pada orbital 3d^10.

Dari sini, kita bisa mengetahui nilai bilangan kuantum utamanya dan bilangan kuantum azimut elektron terakhir Zn yaitu:

n = 3

l = 2

Keterangan:

Angka 3 pada 3d^10 menyatakan bilangan kuantum utama dan nilai l untuk sub kulit d adalah 2.

Langkah selanjutnya adalah mengambar orbital 3d^10 untuk mengetahui letak elektron terakhir Zn.

Kita tahu, sub kulit d terdiri dari lima orbital (kotak). 10 elektron pada orbital 3d Zn mengisi penuh semua kotak dengan elektron berpasangan.

Karena nilai l untuk sub kulit d adalah 2, maka tentu ada lima nilai m-nya yaitu -2, -1, 0, +1, +2. Setiap kotak diatas mewakili satu nilai m yang berurut dari kiri ke kanan

Dari gambar diatas dapat kalian lihat bahwa elektron terakhir atom Zn berada di kotak dengan nilai m = +2 dan arah panah elektronnya mengarah ke bawah yang berarti nilai s-nya = - ½.


Maka, nilai keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom Zn adalah:

n = 3

l = 2

m = +2

s = - ½


Nah, mudah bukan!

Jawaban: B

Soal 6

Konfigurasi elektron untuk unsur P adalah sebagai berikut.

[Ne] 3s² 3p³

Nilai keempat bilangan kuantum elektron terakhir unsur P tersebut adalah……

A. n = 3, l = 1, m = -1, s = -1/2

B. n = 3, l = 1, m = 0, s = +1/2

C. n = 3, l = 1, m = +1, s = -1/2

D. n = 3, l = 1, m = -1, s = +1/2

E. n = 3, l = 1, m = +1, s = +1/2

 

Pembahasan:

Konfigurasi elektron unsur P sudah diketahui dalam soal. Kita bisa melihat bahwa elektron terakhir unsur P berada pada orbital 3p^3.

Artinya, nilai n dan l untuk elektron terakhir P berturut-turut adalah 3 dan 1.

Langkah selanjutnya adalah mengambar diagram orbital 3p^3. Yang perlu kalian perhatikan adalah bagaimana cara mengisi tiga buah elektron pada orbital p ini.

Diagram orbital yang benar untuk 3p^3 adalah:

Setiap kotak pada diagram orbital diatas mewakili satu nilai m. Jika l = 1, maka nilai m-nya adalah -1, 0, +1.

Maka, nilai keempat bilangan kuantum elektron terakhir atom P adalah: n = 3, l = 1, m = +1 dan s = +½.

Jawaban: E

 

Contoh Soal 7

Berikut ini adalah konfigurasi elektron untuk ion X^²-: 1s² 2s² 2p⁶. Harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari unsur X adalah……..

A. n = 2, l = 1, m = -1, dan s = -½

B. n = 2, l = 1, m = +1, dan s = -½

C. n = 2, l = 1, m = -1, dan s = +½

D. n = 3, l = 1, m = -1, dan s = -½

E. n = 2, l = 1, m = 0, dan s = -½

 

Pembahasan:

Ion X2- terbentuk ketika atom X menankap dua buah elektron. Berarti, jumlah elektron unsur X adalah:

= jumlah elektron ion X²- - 2

= 10 - 2

= 8

 

Maka, konfigurasi elektron unsur X adalah:

1s² 2s² 2p⁴

 

Elektron terakhir unsur X berada di orbital 2p⁴. Diagram orbital untuk 2p⁴ adalah:

Maka, harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir unsur X adalah:

n = 2, l = 1, m = -1, dan s = -½

Jawaban: A

 

Catatan:

Kalau yang diketahui adalah konfigurasi ion positif, misalnya X²+ = 1s² 2s² 2p⁶, maka jumlah elektron unsur X = jumlah e X²+ + 2 = 10 + 2 = 12. Hal ini disebabkan karena ion positif terbentuk ketika suatu unsur melepaskan sejumlah elektron.

 

Contoh Soal 8

Konfigurasi elektron dari ion P^3+adalah: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³. Tentukanlah harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom P!

A. n = 3, l = 2, m = -1, s =+ 1/2

B. n = 3, l = 2, m = +1, s = - 1/2

C. n = 3, l = 2, m = +1, s =+ 1/2

D. n = 3, l = 1, m = +1, s =+ 1/2

E. n = 3, l = 0, m = +1, s =+ 1/2

 

Pembahasan:

Sama seperti soal sebelumnya karena ion P bermuatan +3, maka artinya atom P telah melepaskan 3 buah elektron untuk membentuk ion P^3+.

Jumlah elektron P^3+ = 21 (hitung dari konfigurasi elektronnya)

Maka jumlah elektron P mula-mula adalah = 21 + 3 = 25

Konfigurasi elektron P dengan jumlah elektron 24 =  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴

Elektron terakhir atom P berada di orbital 3d^4. Gambar dari diagram orbital ini adalah:

Maka dapat dilihat bahwa harga keempat bilangan kuantum dari elektron terakhir atom P adalah:

n = 3

l = 2

m = +1

s = +½

Jawaban: D

Soal 9: Menentukan nilai bilangan kuantum suatu elektron dalam atom yang tidak diizinkan

Elektron yang memiliki bilangan kuantum yang tidak diizinkan adalah . . . . .

A. n = 3, l = 0, m = 0, s = - 1/2

B. n = 3, l = 1, m = 1, s = + 1/2

C. n = 3, l = 2, m = -1, s = + 1/2

D. n = 3, l = 1, m = 2, s = - 1/2

E. n = 3, l = 1, m = 2,  s = + 1/2

Pembahasan :

Kita lihat optionnya, biasanya soal soal seperti ini punya ciri ciri yang sama yaitu harga n-nya sama untuk semua option, sehingga kita tidak perlu mengecek satu per-satu. Kalau berbeda?? ya...berarti harus di cek satu persatu ....

Pada option soal diatas nilai n = 3, maka:
Harga l = 0, 1, 2
Untuk l = 0 ==> m = 0
Untuk l = 1 ==> m = -1, 0, +1
Untuk l = 2 ==> m = -2, -1, 0 +1, +2

Harga s yang mungkin adalah +1/2 dan -1/2

Kemungkinan harga bilangan kuantum yang diizinkan :
n = 3, l = 0, m= 0, s = +1/2 atau -1/2

n = 3, l =1, m = -1, 0, +1, s = +1/2 atau -1/2

n = 3, l = 2, m = -2, -1, 0, +1, +2, s = +1/2 atau -1/2

Option A, B, C dan E benar menurut kemungkinan diatas, Option D dengan n = 3, l = 1, m = 2, s = - 1/2 adalah salah karena jika harga l = 1, tidak memungkinkan untuk m-nya memiliki nilai 2.

Jawaban : D

Soal 10 

Diantara bilangan kuantum berikut ini yang tidak diizinkan untuk dimiliki oleh sebuah elektron adalah……

A. n = 3, l = 1, m = 0,  s = +½

B. n = 3, l = 2, m = 0, s = -½

C. n = 3, l = 2, m = +2, s = -½

D. n = 3, l = 1, m = -2, s = +½

E. n = 3, l = 2, m = +1, s = +½

Pembahasan:

Pada soal diatas, sengaja dibuat nilai n-nya sama untuk setiap opsi, karena ini adalah contoh soal pertama.

Jika: n = 3, maka nilai l yang diperbolehkan adalah 0, 1, dan 2. Semua opsi jawaban diatas memenuhi syarat ini.

Sekarang, perhatikan opsi A dan D yang l-nya sama-sama 1.

Jika l = 1, maka nilai m yang diperbolehkan adalah -1, 0, dan +1. Ternyata opsi D tidak memenuhi kriteria ini.

Maka, jawaban soal diatas ini adalah D.

Tapi, agar kamu lebih paham, mari kita cek yang opsi B, C dan E dimana l-nya sama-sama 2.

Jika l = 2, maka nilai m yang diperbolehkan adalah -2, -1, 0, +1, +2. Nah, terlihat bahwa opsi B, C dan E memenuhi syarat ini.

Jawaban: D

Soal 11

Bilangan kuantum di bawah ini yang diperbolehkan untuk dimiliki oleh suatu elektron adalah……..

A. n = 4, l = 2, m = +3, s = +½

B. n = 3, l = 3, m = -2, s = +½

C. n = 3, l = 1, m = +3, s = -½

D. n = 2, l = 1, m = +1, s = -½

E. n = 2, l = 0, m = -1, s = -½

Pembahasan:

Pada soal ini yang akan dicari adalah mana bilangan kuantum yang diizinkan dimiliki oleh suatu elektron.


Opsi A memiliki harga n = 4. Harga l yang diperbolehkan adalah 0, 1, 2, 3.


Tapi, jika harga l = 2, tidak boleh m-nya bernilai +3. Yang diperbolehkan adalah -2, -1, 0, +1, +2. Maka, opsi A salah ya.


Opsi B dan C memiliki n yang sama yaitu 3. Jika n = 3, maka nilai l yang diperbolehkan adalah 0, 1, 2.


Opsi B memiliki nilai l = 3, tidak sesuai dengan aturan diatas. Maka, opsi B juga salah.


Pada opsi C, l = 1, maka tidak boleh nilai m-nya +3. Yang memungkinkan adalah -1, 0, dan +1.


Tinggal opsi D dan E. Kalau kita lihat, nilai l untuk kedua opsi tersebut diperbolehkan ya. Tapi, pada opsi E, jika l = 0, tidak boleh m-nya bernilai -1. Nilai m yang diperbolehkan untuk l = 0 adalah 0 juga.


Maka, jawaban soal kedua ini adalah D ya.

Jawaban: D

Contoh Soal 12

Suatu elektron berada di kulit ketiga dan menempati sub kulit p, maka bilangan kuantum yang mungkin dimiliki oleh elektron tersebut adalah………

Pembahasan:

Jika suatu elektron berada pada kulit ketiga dan menempati subkulit p maka elektron tersebut berada di orbital 3p.


Artinya harga bilangan kuantum utama dan azimuth nya adalah:

n = 3

l = 1


Kalian sudah mengetahui bahwa subkulit p terdiri dari 3 buah orbital seperti gambar di bawah ini.

Karena tidak disebutkan elektron tersebut berada di kotak yang mana, maka kemungkinan elektron tersebut dapat menempati kotak yang paling kiri, yang di tengah atau yang paling kanan.


Karena setiap kotak menunjukkan nilai bilangan kuantum magnetik, maka ada tiga kemungkinan nilai m dari elektron tersebut yaitu: -1, 0 dan +1.


Begitu juga dengan bilangan kuantum spin nya. Karena tidak disebutkan pada soal maka elektron tersebut dapat +½  atau -½.


Jadi keempat bilangan kuantum yang memungkinkan untuk dimiliki oleh elektron yang menempati orbital 3p adalah:

n = 3

l = 1

m = -1, 0, +1

s = + ½ atau - ½

Contoh Soal 13: Menentukan Harga Bilangan Kuantum Lainnya Jika Salah Satu Bilangan Kuantum Diketahui

Jika suatu elektron mempunyai bilangan kuantum utama , n = 2, kemungkinan bilangan kuantumlainnya adalah . . . . 

A. l = 1, m = 0, s = +1/2

B. l = 1, m = 2, s = -1/2

C. l = 2, m = -2, s = +1/2

D. l = 2, m = 2, s = -1/2

E. l = 2, m = 0, s = +1/2

Pembahasan :

Jika n = 2, maka

Harga l = 0, 1

Untuk l = 0 ==> m = 0

Untuk l = 1 ==> m = -1, 0, +1

Harga s yang mungkin tentunya hanya dua yaitu +1/2 dan -1/2

Ada beberapa kemungkinan jawaban untuk bilangan kuantum lainnya

n = 2, l = 0, m = 0 , s = +1/2 atau -1/2

n = 2, l =1, m = -1, 0, +1, s = +1/2 atau -1/2

Jawaban : A

Contoh Soal 14: Menentukan nilai keempat bilangan kuantum elektron terakhir suatu atom

Suatu atom mempunyai konfigurasi elektron 

[Ar] 4s² 3d¹⁰

Elektron terakhir akan mempunyai bilangan kuantum . . . .

A. n = 3, l = 2, m = 2

B. n = 3, l = 1, m = -1

C. n = 3, l = 3, m = 0

D. n = 3, l = 3, m = -3

E. n = 3, l = 3, m = -2

Pembahasan :

[Ar] 4s² 3d¹⁰

Elektron terakhir tentu berada pada orbital 3d. Di bagian mana tepatnya?? kita harus membuat diagram orbitalnya terlebih dahulu.

[Ar] 4s² 3d¹⁰

Dari orbital 3d kita dapatkan :

Harga n = 3

Harga l = 2 (karena sub kulitnya d)

Untuk l = 2, maka harga m yang mungkin adalah = -2, -1, 0, +1, +2. Setiap harga m mewakili satu kotak pada orbital 3d (lihat gambar). Elektron terakhir berada pada m = 2 dan arah perputaran elektron adalah ke bawah sehingga nilai s-nya adalah -1/2.

Jadi harga keempat bilangan kuantum untuk elektron terakhir atom tersebut adalah :

n = 3, l = 2, m = 2, s = - 1/2

Jawaban : A

Contoh Soal 15: Menentukan Nilai Keempat Bilangan Kuantum Elektron Terakhir Jika diketahui ionnya

Ion memiliki konfigurasi elektron 

1s² 2s² 2p⁶
Nilai keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom X adalah . . . . .

A. n = 3, l = 1, m = -1, s = +1/2

B. n = 3, l = 1, m = +1, s = +1/2

C. n = 3, l = 1, m = 0, s = -1/2

D. n = 2, l = 1, m = +1, s = +1/2

E. n = 2, l = 1, m = -1, s = -1/2

Pembahasan :

Ion memiliki konfigurasi elektron :

1s² 2s² 2p⁶

Jumlah elektron ion = 10

Ion terbentuk ketika atom X melepas 3 elektronnya, sehingga jumlah elektron atom X mula- mula adalah = 10 + 3 = 13 elektron

Konfigurasi elektron atom X dengan 13 elektron

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹

Atau

[Ne] 3s² 3p¹

Diagram Orbital

Elektron terakhir berada pada orbital 3p, sehingga harga :

n = 3

l = 1 (sub kulit p)

m = -1 (lihat gambar, elektron berada pada kotak dengan m = -1)

s = +1/2 (karena arah panahnya keatas)

Jawaban : A

Contoh Soal 16: Menentukan Nomor Atom Suatu Unsur Berdasarkan Data Nilai Keempat Bilangan Kuantum Elektron Terakhir.

Elektron terakhir atom X memiliki 4 bilangan kuantum sebagai berikut.

n = 4, l = 1, m= 0, s = -1/2

Nomor atom unsur X tersebut adalah . . . .

A. 20

B. 25

C. 30

D. 35

E. 36 

 

Pembahasan:

Jika n = 4, artinya elektron terakhir berada di tingkat energi ke empat.

Harga l = 1, artinya elektron berada pada subkulit p

Jadi, elektron terakhir berada pada orbital 4p.

Sekarang tugas selanjutnya adalah menentukan berapa jumlah elektron yang ada pada orbital 4p tersebut. Jika kita lihat nilai m = 0 artinya elektron terakhir berada pada kotak ditengah dari orbital p, dan s = -1/2 artinya arah panah elektron itu adalah ke bawah. Jika sudah diisi elektron dengan arah ke bawah artinya yang arah keatas sudah penuh terisi terlebih dahulu. Berarti jumlah elektron yang terdapat pada orbital 4p itu adalah 5 buah. Untuk lebih jelasnya silahkan perhatikan gambar berikut :

Elektron terakhir berada pada orbital 4p⁵

Langkah selanjutnya adalah menulis konfigurasi apa sebelum 4p⁵, yaitu :

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

Jumlah elektron = Nomor atom = 35

Jawaban : D

Artikel ini telah diupdate pada tanggal 4 September 2022.

List Postingan Terkait Bab Struktur Atom

Teori Atom

• Teori Atom Dalton 
• Teori atom Thomson 
• Teori atom Rutherford 
• Teori Atom Bohr 

Contoh Soal

• Contoh Soal dan Pembahasan Tentang Teori Atom 
• Contoh Soal 1
• Contoh Soal 2
• Contoh Soal dan Pembahasan Tentang Konfigurasi elektron 

Bilangan Kuantum

• Menentukan Bilangan KUantum Mana Yang Mungkin Dimiliki Oleh Suatu elektron 
• Jenis-Jenis, Fungsi, Serta Nilai Masing-Masing Bilangan Kuantum 
• Cara Menentukan Nilai Keempat Bilangan Kuantum elektron Terakhir Suatu Elektron 

Diagram Orbital

• Menentukan Letak Unsur Dalam Tabel Periodik Jika Diketahui JUmlah ELKtron Berpasangan Atau Tidak Berpasangannya 

Contoh Soal Struktur Atom Secara Keseluruhan

• Contoh Soal 1 
• Contoh Soal 2 
• Contoh Soal 3 
• Contoh Soal 4 

Location:

Berbagi :