Struktur Atom & SPU 2

Strutur Atom & SPU
Nelli Dwi K

a. Partikel dasar : partikel-partikel pembentuk atom yang terdiri dari elektron, proton den neutron.
1. Proton : partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sama dengan satu sma (amu) dan bermuatan +1.
2. Neutron : partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma (amu) dan netral.
3. Elektron : partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1.

b. Nukleus : Inti atom yang bermuatan positif, terdiri dari proton den neutron.
c. Notasi unsur : zA A dengan X : tanda atom (unsur)
Z : nomor atom = jumlah elektron (e)
= jumlah proton (p)
A : bilangan massa = jumlah proton + neutron
Pada atom netral, berlaku: jumlah elektron = jumlah proton.
Contoh :
1. Tentukan jumlah elektron, proton den neutron dari unsur 2656 Fe !
Jawab :
Jumlah elektron = jumlah proton = nomor atom = 26
Jumlah neutron = bilangan massa - nomor atom = 56 - 26 = 30
2. Berikan notasi unsur X, jika diketahui jumlah neutron = 14 dan jumlah elektron = 13 !
Jawab :
Nomor atom = jumlah elektron = 13
Bilangan massa = jumlah proton + neutron = 13 + 14 = 27
Jadi notasi unsurnya: 13 27 X

d. Atom tak netral : atom yang bermuatan listrik karena kelebihan atau kekurangan elektron bila dibandingkan dengan atom netralnya.
Atom bermuatan positif bila kekurangan elektron, disebut kation.
Atom bermuatan negatif bila kelebihan elektron, disebut anion.
Contoh:
- Na+ : kation dengan kekurangan 1 elektron
- Mg2- : kation dengan kekurangan 2 elektron
- Cl- : anion dengan kelebihan 1 elektron
- O2 : anion dengan kelebihan 2 elektron
e. Isotop : unsur yang nomor atomnya sama, tetapi berbeda bilangan massanya.
Contoh: Isotop oksigen: 816 O ; 817 O ; 818 O
f. Isobar : unsur yang bilangan massanya sama, tetapi berbeda nomor atomnya.
Contoh: 2759 CO dengan 2859 Ni
g. Isoton : unsur dengan jumlah neutron yang sama.
Contoh: 613 C dengan 714 N
h. Iso elektron: atom/ion dengan jumlah elektron yang sama.
Contoh: Na+ dengan Mg2+
K+ dengan Ar

Model Atom

A. MODEL ATOM JOHN DALTON
- atom adalah bagian terkecil suatu unsur
- atom tidak dapat diciptakan, dimusnahkan, terbagi lagi, atau diubah menjadi zat lain
- atom-atom suatu unsur adalah same dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom-atom dari unsur lain
- reaksi kimia merupakan proses penggabungan atau pemisahan atom dari unsur-unsur yang terlihat
Kelemahan teori atom Dalton: tidak dapat membedakan pengertian atom den molekul. Dan atom ternyata bukan partikel yang terkecil.

B. MODEL ATOM J.J. THOMPSON
- atom merupakan suatu bola bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron-elektron seperti kismis
- jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif, sehingga atom bersifat netral

C. MODEL ATOM RUTHERFORD
- atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dengan muatan positif yang massanya merupakan massa atom tersebut
- elektron-elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti tersebut
- banyaknya elektron dalam atom sama dengan banyaknya proton dalam inti dan ini sesuai dengan nomor atomnya

D. MODEL ATOM BOHR
- elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi
- elektron dapat berpindah dari kulit luar ke kulit yang lebih dalam dengan memancarkan energi, atau sebaliknya

bilangan kuantum

Bilangan-Bilangan Kuantum
Untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom, digunakan 4 bilangan kuantum.
1. Bilangan kuantum utama (n): mewujudkan lintasan elektron dalam atom.
n mempunyai harga 1, 2, 3, .....
- n = 1 sesuai dengan kulit K
- n = 2 sesuai dengan kulit L
- n = 3 sesuai dengan kulit M
- dan seterusnya
Tiap kulit atau setiap tingkat energi ditempati oleh sejumlah elektron. Jumlah elektron maksimmm yang dapat menempati tingkat energi itu harus memenuhi rumus Pauli = 2n2.
Contoh:
kulit ke-4 (n=4) dapat ditempati maksimum= 2 x 42 elektron = 32 elektron
2. Bilangan kuantum azimuth (l) : menunjukkan sub kulit dimana elektron itu bergerak sekaligus menunjukkan sub kulit yang merupakan penyusun suatu kulit.
Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari 0 sampai dengan (n-1).
n = 1 ; l = 0 ; sesuai kulit K
n = 2 ; l = 0, 1 ; sesuai kulit L
n = 3 ; l = 0, 1, 2 ; sesuai kulit M
n = 4 ; l = 0, 1, 2, 3 ; sesuai kulit N
dan seterusnya
Sub kulit yang harganya berbeda-beda ini diberi nama khusus:
l = 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp)
l = 1 ; sesuai sub kulit p (p = principle)
l = 2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse)
l = 3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental)
Bilangan kuantum magnetik (m): mewujudkan adanya satu atau beberapa tingkatan energi di dalam satu sub kulit. Bilangan kuantum magnetik (m) mempunyai harga (-l) sampai harga (+l).
Untuk:

l = 0 (sub kulit s), harga m = 0 (mempunyai 1 orbital)
l = 1 (sub kulit p), harga m = -1, O, +1 (mempunyai 3 orbital)
l = 2 (sub kulit d), harga m = -2, -1, O, +1, +2 (mempunyai 5 orbital)
l = 3 (sub kwit f) , harga m = -3, -2, O, +1, +2, +3 (mempunyai 7 orbital)
4. Bilangan kuantum spin (s): menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya.
Dalam satu orbital, maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing-masing diberi harga spin +1/2 atau -1/2.
Pertanyaan:
Bagaimana menyatakan keempat bilangan kuantum dari elektron 3s1 ?
Jawab:
Keempat bilangan kuantum dari kedudukan elektron 3s1 dapat dinyatakan sebagai,
n= 3 ; l = 0 ; m = 0 ; s = +1/2 ; atau -1/2
Konfigurasi Elektron
Dalam setiap atom telah tersedia orbital-orbital, akan tetapi belum tentu semua orbital ini terisi penuh. Bagaimanakah pengisian elektron dalam orbital-orbital tersebut ?
Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan. antara lain:
1. Prinsip Aufbau : elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan seterusnya.
Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya dan untuk mempermudah dibuat diagram sebagai berikut:

Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur:
Atom H : mempunyai 1 elektron, konfigurasinya 1s1
Atom C : mempunyai 6 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p2
Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p6 3S2 3p6 4s1
2. Prinsip Pauli : tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan keempat bilangan kuantum yang sama.
Hal ini berarti, bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, maka bilangan kuantum spinnya harus berlawanan.
3. Prinsip Hund : cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.
Contoh:

- Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara Pengisian orbitalnya adalah:


Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron. Sehingga di alam terdapat senyawa CH4 atau CCl4, tetapi tidak terdapat senyawa CCl3 atau CCl5.


Sistem Periodik Unsur-Unsur


MACAM-MACAM SISTEM PERIODIK
1. TRIADE DOBEREINER DAN HUKUM OKTAF NEWLANDS
TRIADE DOBEREINER
Dobereiner menemukan adanya beberapa kelompok tiga unsur yang memiliki kemiripan sifat, yang ada hubungannya dengan massa atom.
Contoh kelompok-kelompok triade: - Cl, Br dan I
- Ca, Sr dan Ba
- S, Se dan Te
HUKUM OKTAF NEWLANDS
Apabila unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom, maka unsur kesembilan mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan unsur pertama, unsur kesepuluh mirip dengan unsur kedua dan seterusnya. Karena setelah unsur kedelapan sifat-sifatnya selalu terulang, maka dinamakan hukum Oktaf.

2. SISTEM PERIODIK MENDELEYEV
- Disusun berdasarkan massa atomnya dengan tidak mengabaikan sifat-sifat unsurnya.
- Lahirlah hukum periodik unsur yang menyatakan bahwa apabila unsur disusun menurut massa atomnya, maka unsur itu akan menunjukkan sifat-sifat yang berulang secara periodik.
- Beberapa keunggulan sistem periodik Mendeleyev, antara lain:
- Ada tempat bagi unsur transisi.
- Terdapat tempat-tempat kosong yang diramalkan akan diisi dengan unsur yang belum ditemukan pada waktu itu.
- Kekurangan sistem periodik ini:
- Adanya empat pasal anomali, yaitu penyimpangan terhadap hukum perioditas yang disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya. Keempat anomali itu adalah: Ar dengan K, Te dengan I, Co dengan Ni dan Th dengan Pa.

3. SISTEM PERIODIK BENTUK PANJANG
Sistem ini merupakan penyempurnaan dari gagasan Mendeleyev, disusun berdasarkan nomor atomnya.
Sistem ini terdiri dari dua deret, deret horisontal disebut periodik dan deret vertikal disebut golongan.
4. SISTEM PERIODIK DAN HUBUNGANNYA DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON
A. HUBUNGAN ANTARA PERIODA DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON

Dalam sistem periodik, perioda menunjukkan banyaknya kulit yang telah terisi elektron di dalam suatu atom.
Sehingga sesuai dengan banyaknya kulit yaitu K, L, M, N, O, P, Q maka sistem periodik mempunyai 7 perioda.
B. HUBUNGAN ANTARA GOLONGAN DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON

C. CARA PENENTUAN PERIODA DAN GOLONGAN SUATU UNSUR

D. BEBERAPA SIFAT PERIODIK UNSUR-UNSUR

Hubungan Antara Golongan Dengan Konfigurasi Elektron
Unsur yang terletak pada satu golongan mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip (hampir sama).
Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan unsur-unsur golongan B disebut unsur transisi (peralihan), semua unsur transisi diberi simbol B kecuali untuk triade besi, paladium dan platina disebut "golongan VIII''.
- LAMBANG UNSUR-UNSUR GOLONGAN A
Lambang Golongan Nama Golongan Konfigurasi Elektron Orbital Terluar
I - A Alkali ns1
II - A Alkali tanah ns2
III - A Boron ns2 - np1
IV - A Karbon - Silikon ns2 - np2
V - A Nitogen - Posphor ns2 - np3
VI - A Oksigen ns2 - np4
VII - A Halogen ns2 - np5
VIII - A Gas mulia ns2 - np6
- LAMBANG UNSUR-UNSUR GOLONGAN B
Konfigurasi Elektron Lambang Golongan
(n - 1) d1 ns2 III - B
(n - 1) d2 ns2 IV - B
(n - 1) d3 ns2 V - B
(n - 1) d4 ns2 VI - B
(n - 1) d5 ns2 VII - B
(n - 1) d6-8 ns2 VIII
(n - 1) d9 ns2 I - B
(n - 1) d10 ns2 II - B
- GOLONGAN LANTANIDA DAN AKTINIDA, DIBERI LAMBANG
nS2 (n-2)f1-14

Jika :
n = 6 adalah lantanida
n = 7 adalah aktinida
Cara Penentuan Perioda Dan Golongan Suatu Unsur
1. Unsur dengan nomor atom 11, konfigurasinya : 1s2 2s2 2p6 3s1

- n = 3, berarti periode 3 (kulit M).
- elektron valensi (terluar) 3s sebanyak 1 elektron, berarti termasuk golongan IA.

2. Unsur Ga dengan nomor atom 31, konfigurasinya : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- elektronvalensi 4s2 4p1, berarti golongan IIIA.

3. Unsur Sc dengan nomor atom 21, konfigurasinya : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- 3d1 4s2 berarti golongan IIIB.

4. Unsur Fe dengan nomor atom 26, konfigurasinya : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- 3d6 4s2 , berarti golongan VIII.

Beberapa Sifat Periodik Unsur-Unsur
1. Jari jari atom adalah jarak dari inti atom ke lintasan elektron terluar.
- Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan jari jari atom berkurang.
- Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jari-jari atom bertambah.
- Jari-jari atom netral lebih besar daripada jari-jari ion positifnya tetapi lebih kecil dari jari-jari ion negatifnya.

Contoh:
jari-jari atom Cl < jari-jari ion Cl-
jari-jari atom Ba > jari-jari ion Ba2+

2. Potensial ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang paling lemah/luar dari atom suatu unsur atau ion dalam keadaan gas.
- Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan potensial ionisasi bertambah.
- Dalam satu golongan, dari atas ke bawah potensial ionisasi berkurang.

3. Affinitas elektron adalah besarnya energi yang dibebaskan pada saat atom suatu unsur dalam keadaan gas menerima elektron.
- Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan affinitas elektron bertambah.
- Dalam satu golongan, dari atas ke bawah affinitas elektron berkurang.

4. Keelektronegatifan adalah kemampuan atom suatu unsur untuk menarik elektron ke arah intinya dan digunakan bersama.
Keterangan: tanda-tanda panah di atas mempunyai arti sebagai berikut
 : artinya, dalam satu periode dari kiri ke kanan
 : artinya, dalam satu periode dari kanan ke kiri
 : artinya, dalam satu golongan dari atas ke bawah
 : artinya, dalam satu golongan dari bawah ke atas

SOAL LATIHAN
Pilihlah salah satu jawaban yang benar (a,b dan c) !
1. Partikel penyusun atom yang tidak mempunyai muatan adalah ……….
a. Elektron d. Proton dan Elektron
b. Proton e. Proton dan Neutron
c. Neutron
2. Bilangan massa unsur X adalah 28 dan mempunyai 14 buah elektron. Jumlah neutron unsur tersebut adalah ……..
a. 28 d. 18
b. 26 e. 14
c. 22
3. Kelemahan model atom Bohr adalah………
a. Belum ada muatan dalam atom
b. Hanya tepat untuk atom – atom dengan nomor atom kecil
c. Belum menggambarkan lintasan dan letak elektron dalam atom
d. Elektron akan jatuh ke inti
e. Elektron bergerak stasioner pada lintasannya
4. Pembagian unsur – unsur untuk pertama kalinya didasarkan pada ……….
a. Kenaikan nomor massa d. Sifat fisis
b. Sifat kimia e. Kenaikan nomor atom
c. Logam dan non logam
5. Pernyataan yang benar tentang energi ionisasi dalam SPU adalah………….
a. Dari kiri ke kanan semakin besar
b. Dari kiri ke kanan semakin kecil
c. Tidak berubah / tetap
d. Dari bawah ke atas semakin kecil
e. Dari atas ke bawah semakin besar

Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan benar !

1. Sebutkan pertikel dasar penyusun atom !
2. Jelaskan pengertian atom dan inti atom !
3. Mengapa teori atom Dalton sudah tidak sesuai ?
4. Jelaskan kelemahan model atom Rutherford !
5. Teori apakah yang mendasari teori atom modern !

RANGKUMAN MATERI

1. Teori atom yang pertama dikemukakan oleh John Dolton.
2. Elektron ditemukan oleh J.J Thomsom melalui percobaan-percobaan dengan tabung sinar katoda.
3. Muatan elektron ditemujan oleh R.A. Millikan melalui percobaan tetes minyak.
4. Inti atom ditemukan oleh Erners Ruterford melalui percobaan penghamburan sinar alfa.
5. Proton ditemukan oleh Goldstein melalui percobaan tabung sinar terusan.
6. Neutron ditemukan oleh J. Chadwick melalui suatu reaksi inti.
7. Menurut J.J Thomson, atom terdiri dari materi bermutan positif dan elektron-elektron yang tersebar di dalamnya bagaikan kismis dalam roti kismis.
8. Menurut Rutherford, atom terdiri dari inti yang pejal dan bermuatan positif serta elektron-elektron yang beredar mengitarinya pada lintasan yang jauh, sehingga sebagian besar dari atom merupakan ruang hampa.
9. Menurut Niels Bohr, elektron beredar mengitari inti pada lintasan-lintasan tertentu bagaikan planet-planet mengitari matahari.
10. Menurut teori atom modern, elektron berada dalam orbital, yaitu daerah dengan peluang terbesar menemukan elektron.
11. Jumlah neutron = nomor massa –nomor atom.
Jumlah neutron tidak khas untuk suatu unsur ( atom dari unsur yang sama dapat mempunyai jumlah neutron yang berbeda.
12. Atom dapat melepas elektron atau menyerap elektron tambahan. Atom yang melepas elektron berubah menjadi ion positif; atom yang menyerap elektron berubah menjadi ion negatif. muatan ion sama dengan jumlah elektron yang dilepas atau diserap.
13. Jumlah maksimum elektron yang dapat menempati satu kulit sesuai dengan rumus 2n2 (n = nomor kulit ).
14. Sistem periodik modern disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat.
15. Letak unsur dalam periodik berkaitan dengan konfigurasi elektronnya.
Nomor periode = jumlah kulit.
Nomor golongan = jumlah elektron valensi.
16. Unsur-unsur segolongan memiliki kemiripan sifat karena mempunyai elektron valensi yang sama.
17. Sistem periodik Mendeleev merupakan sistem periodik yang pertama.
Sistem periodik Mendeleev disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatif dan kemiripan sifat.
Hukum periodik Mendeleev: Sifat-sifat unsur adalah fungsi periodik dari massa atom relatifnya.
18 Dalam sistem periodik unsur, logam terletak disebelah kiri bawah, sedangkan unsur nonlogam terletak disebelah kanan-atas. Unsur-unsur metaloid terdapat dibagian tengah sistem periodik.

GLOSARIUM

1. Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat-sifat unsur itu.
2. jumlah proton dalam atom disebut nomor atom. Nomor atom khas bagi setiap unsur. Jumlah proto dan neutron disebut nomor massa. Massa elektron diabaikan.
3. Atom-atom dari unsur yang sama tetapi mempunyai nomor massa berbeda disebut isotop.
4. Atom-atom dari unsur yang berbeda ( berbeda nomor atom ) tetapi nomor massa sama disebut isobar.
5. Atom-atom yang mempunyai jumlah neutron sama disebut isoton.
6 Massa atom relatif ( Ar ) Adalah perbandingan massa rata-rata satu atom unsur dengan 1/12 massa satu atom C-12
7. Elektron valensi adalah elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kimia . Elektron valensi golongan utama adalah elektron pada kulit terluar.
8 Sifat periodik adalah sifat-sifat unsur yang berubah secara beraturan seiring pertambahan nomor atomnya.
9. Periode adalah lajur-lajur horizontal. Unsur-unsur dalam satu periode disusun berdasarkan kenaikan nomor atom. Sistem periodik modern terdiri atas 7 periode.
10.Golongan adalah lajur-lajur vertikal. Sistem periodik modern terdiri atas 8 golongan utama ( Golongan A ) dan 8 golongan tambahan ( Golongan B ). Unsur-unsur golongan B disebut juga unsur transisi.
11.Unsur-unsur golongan VIII A disebut unsur gas mulia karena sifatnya yang sangat stabil ( sukar sekali bereaksi ). Unsur-unsur gas mulia terdapat dialam berupa atom atom yang berdiri sendiri ( molekul monoatomik ).
12. Unsur-unsur golongan VII A disebut halogen, merupakan kelompok nonlogam yang paling reaktif ( mudah sekali bereaksi ). Unsur halogen semuanya berupa molekul diatomic, berwarna dan bersifat racun.
13.Unsur-unsur logam dalam golongan I A disebut logam alkali. Logam alkali adalah kelompok logam yang paling reaktif ( mudah sekali bereaksi ). Semua logam alkali larut dalam air membentuk senyawa yang disebut alkali ( basa yang larut dalam air ).
14.Unsur-unsur golongan II A disebut logam alkali tanah. Logam alkali tanah juga tergolong logam yang reaktif, tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan golongan logam alkali.
15.Unsur-unsur golongan B disebut unsur-unsur transisi. Semua unsur transisi tergolong logam dengan berbagai sifat berbeda dari logam golongan utama.

DAFTAR PUSTAKA


- Drs. Michael Purba, M.Si, Kimia untuk SMA kelas x . Jakarta: Erlangga. 2001.

- Tim penyusun PR Kimia, Kimi 1 A SMA, Klaten : PT. Intan Pariwara, 2002.

- ( http://free.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Kimia/0223%20Kim%202-10a.htm ).