Kegagalan teori atom Bohr
dalam menerangkan spektra atom hidrogen dalam medan magnet dan medan listrik,
mendorong Erwin Schrodinger mengembangkan teori atom yang didasarkan pada
prinsip-prinsip mekanika kuantum. Teori
atom mekanika kuantum mirip dengan yang diajukan oleh model atom Bohr, yaitu
atom memiliki inti bermuatan positif dikelilingi oleh elektron-elektron
bermuatan negatif. Perbedaannya terletak pada posisi elektron dalam
mengelilingi inti atom.
Menurut Bohr, keberadaan
elektron-elektron dalam mengelilingi inti
atom berada dalam orbit dengan jarak tertentu
dari inti atom, yang disebut jari-jari atom (perhatikan Gambar 1.4). Menurut
teori atom mekanika kuantum, posisi elektron dalam mengelilingi inti atom tidak
dapat diketahui secara pasti sesuai prinsip ketidakpastian Heisenberg. Oleh
karena itu, kebolehjadian (peluang) terbesar ditemukannya elektron berada pada
orbit atom tersebut. Dengan kata lain, orbital adalah daerah kebolehjadian terbesar
ditemukannya elektron dalam atom.
Menurut model atom mekanika
kuantum, gerakan elektron dalam mengelilingi inti atom memiliki sifat dualisme
sebagaimana diajukan oleh de Broglie. Oleh karena gerakan elektron dalam
mengelilingi inti memiliki sifat seperti gelombang maka persamaan gerak
elektron dalam mengelilingi inti harus terkait dengan fungsi gelombang. Dengan
kata lain, energi gerak (kinetik) elektron harus diungkapkan dalam bentuk
persamaan fungsi gelombang.
Persamaan yang menyatakan
gerakan elektron dalam mengelilingi inti atom dihubungkan dengan sifat dualisme
materi yang diungkapkan dalam bentuk koordinat Cartesius. Persamaan ini dikenal
sebagai
persamaan Schrodinger.
Dari persamaan Schrodinger
ini dihasilkan tiga bilangan kuantum,
yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan
kuantum azimut(l), dan bilangan kuantum magnetik(m). Ketiga bilangan kuantum
ini merupakan bilangan bulat sederhana yang menunjukkan peluang adanya elektron
di sekeliling inti atom. Penyelesaian persamaan Schrodinger menghasilkan tiga
bilangan kuantum. Orbital diturunkan dari persamaan Schrodinger sehingga
terdapat hubungan antara orbital dan ketiga bilangan kuantum tersebut.
