Dalam fisika dan kimia kuantum, bilangan kuantum adalah nilai-nilai yang dapat diukur dan diberikan kepada atribut fisik tertentu dari suatu partikel subatomik, seperti elektron dalam suatu atom. Ada empat bilangan kuantum utama: bilangan kuantum utama, bilangan kuantum azimutal, bilangan kuantum magnetik, dan bilangan kuantum spin.
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama, yang sering diberi simbol n, mengidentifikasi kulit elektron atau tingkat energi utama dari atom. Nilai n adalah bilangan bulat positif, dimulai dari 1. Semakin tinggi nilai n, semakin jauh elektron dari inti dan semakin tinggi energi elektron tersebut. Nilai n juga menentukan jumlah maksimum elektron yang dapat diisi dalam tingkat energi tersebut, yang diberikan oleh rumus 2n^2.
2. Bilangan Kuantum Azimutal (ℓ)
Bilangan kuantum azimutal, atau bilangan kuantum orbital, sering diberi simbol ℓ. Nilai ℓ dapat berkisar dari 0 hingga n-1 untuk setiap tingkat energi atau kulit. Nilai ℓ menunjukkan bentuk dari orbital (daerah di mana kemungkinan menemukan elektron) dan sering dikaitkan dengan subkulit atom. Subkulit biasanya diberi label berdasarkan nilai ℓ: 0 (s), 1 (p), 2 (d), dan 3 (f).
3. Bilangan Kuantum Magnetik (mℓ)
Bilangan kuantum magnetik, sering diberi simbol mℓ, dapat memiliki nilai antara -ℓ hingga +ℓ, termasuk nol. Ini menggambarkan orientasi dari orbital dalam ruang tiga dimensi. Misalnya, untuk subkulit p (ℓ=1), terdapat tiga orbital yang dapat memiliki mℓ = -1, 0, dan 1.
4. Bilangan Kuantum Spin (ms)
Bilangan kuantum spin, sering diberi simbol ms, merujuk pada sifat kuantum intrinsik partikel yang disebut spin. Untuk elektron, nilai ms dapat +½ atau -½, yang sering dianggap sebagai “spin up” atau “spin down”. Ini penting karena dua elektron dalam satu orbital harus memiliki spin yang berlawanan, suatu aturan yang dikenal sebagai Prinsip Pengecualian Pauli.
Bilangan kuantum memainkan peran penting dalam mekanika kuantum dan kimia kuantum. Mereka mendefinisikan struktur elektronik atom dan menentukan bagaimana elektron diatur dalam atom. Bilangan kuantum juga mempengaruhi bagaimana atom bereaksi satu sama lain untuk membentuk senyawa, dan berkontribusi pada berbagai fenomena fisik dan kimia lainnya.
