Orbital adalah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku seperti gelombang dari satu elektron tunggal atau sepasang elektron dalam atom. Pada dasarnya, ini adalah area di mana kita dapat menemukan elektron pada titik tertentu pada saat tertentu.

Namun, pergerakan elektron tidak terjadi di jalur tetap. Dengan demikian, orbital bukanlah jalur melingkar tetap sebagai orbit. Selain itu, kita tidak dapat menentukan posisi pasti elektron atau pergerakannya. Kita hanya dapat menentukan probabilitas menemukan elektron di sekitar inti atom. Oleh karena itu, orbital adalah wilayah spesifik dalam atom.

Selain itu, ada satu set nilai unik yang dapat kita gunakan untuk mengkarakterisasi orbital atom secara detail. Kita menyebutnya bilangan kuantum.

Apa itu Orbital

Dalam kimia dan mekanika kuantum, orbital adalah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku seperti gelombang dari elektron, pasangan elektron, atau (kurang umum) nukleon. Orbital juga dapat disebut orbital atom atau orbital elektron. Meskipun kebanyakan orang berpikir tentang “orbit” mengenai sebuah lingkaran, daerah kepadatan probabilitas yang mungkin mengandung elektron mungkin berbentuk bola, berbentuk halter, atau bentuk tiga dimensi yang lebih rumit.

Tujuan dari fungsi matematika adalah untuk memetakan kemungkinan lokasi suatu elektron di suatu wilayah sekitar (atau secara teoritis di dalam) sebuah inti atom.

Orbital dapat merujuk ke awan elektron yang memiliki keadaan energi yang dijelaskan oleh nilai bilangan kuantum n, ℓ, dan mℓ. Setiap elektron dijelaskan oleh satu set unik bilangan kuantum.

Orbital dapat mengandung dua elektron dengan pasangan berpasangan dan sering dikaitkan dengan wilayah spesifik atom. Orbital s, orbital p, orbital d, dan orbital f mengacu pada orbital yang memiliki bilangan kuantum momentum sudut ℓ = 0, 1, 2, dan 3. Huruf s, p, d, dan f berasal dari deskripsi garis spektroskopi logam alkali yang tampak tajam, utama, difus, atau mendasar.

Setelah s, p, d, dan f, nama orbital di luar ℓ = 3 adalah abjad (g, h, i, k, …). Huruf j dihilangkan karena tidak berbeda dengan i dalam semua bahasa.

Contoh Orbital

Orbital 1s2 berisi dua elektron. Ini adalah tingkat energi terendah (n = 1), dengan jumlah kuantum momentum sudut ℓ = 0.

Elektron dalam orbital 2px atom umumnya ditemukan dalam awan berbentuk halter terkait sumbu x.

Sifat-sifat Elektron dalam Orbit

Elektron menampilkan dualitas gelombang-partikel, yang berarti mereka menunjukkan beberapa sifat partikel dan beberapa karakteristik gelombang.

Sifat Partikel

  • Elektron memiliki sifat seperti partikel. Misalnya, satu elektron memiliki muatan listrik -1.
  • Ada sejumlah bilangan bulat elektron di sekitar inti atom.
  • Elektron bergerak di antara orbital seperti partikel. Misalnya, jika foton cahaya diserap oleh atom, hanya satu elektron yang mengubah tingkat energi.

Sifat Gelombang

Pada saat yang sama, elektron berperilaku seperti gelombang.

  • Meskipun umum untuk menganggap elektron sebagai partikel padat individu, dalam banyak hal mereka lebih seperti foton cahaya.
  • Tidak mungkin menentukan dengan tepat lokasi elektron, hanya menggambarkan probabilitas menemukan satu di dalam wilayah yang dijelaskan oleh fungsi gelombang.
  • Elektron tidak mengorbit nukleus seperti Bumi mengorbit Matahari. Orbit adalah gelombang berdiri, dengan tingkat energi seperti harmonik pada string yang bergetar. Tingkat energi terendah elektron adalah seperti frekuensi fundamental dari string yang bergetar, sementara tingkat energi yang lebih tinggi seperti harmonik. Wilayah yang mungkin mengandung elektron lebih seperti awan atau atmosfer, kecuali probabilitas bola hanya berlaku ketika atom hanya memiliki satu elektron!

Orbit dan Inti Atom

Meskipun diskusi tentang orbital hampir selalu merujuk pada elektron, ada juga tingkat energi dan orbital di dalam inti. Orbital-orbital yang berbeda memunculkan isomer nuklir dan kondisi metastabil.