Kuliah 3. KIMIA TEORI ATOM

Kuliah 3.

KIMIA – TEORI ATOM

Tim Teaching Kimia Teknik Sipil

Perkembangan Teori Atom

A. TEORI ATOM DALTON

1)Zat terdiri dari partikel-partikel kecil yang disebut atom.

2)Atom suatu zat murni bersifat kekal, tidak dapat diuraikan menjadi partikel yang lebih kecil dan tidak dapat diubah menjadi atom zat lain.

3)Atom-atom setiap zat bersifat identik, memiliki bentuk, ukuran dan massa yang sama.

4)Atom suatu zat mempunyai sifat dan ukuran yang berbeda dengan atom zat lain.

5)Persekutuan 2 atom atau lebih akan menghasilkan “atom senyawa”

Perkembangan Teori Atom

B. TEORI ATOM THOMSON

“Atom merupakan suatu bola yang kompak yang bermuatan positif dengan elektron yang tersebar di dalamnya.” Model atom ini biasa dikenal orang dengan model roti kismis, karena mirip denagn roti yang ditaburi “kismis” di permukaannya.

C. TEORI ATOM RUTHERFORD

Atom terdiri dari suatu inti atom yang bermuatan positif sebagian besar massa atom berpusat pada intinya. Elektron mengelilingi inti atom pada orbit tertentu pada jarak yang relatif besar. (Sehingga banyak ruang hampa pada inti atom). Jumlah atom sama

Perkembangan Teori Atom

D. TEORI ATOM BOHR

1)Elektron mengitari inti atom pada masing-masing lintasannya saja.

2)Elektron yang bergerak pada suatu lintasan tidak meradiaikan energi (stabil)

3)Elektron yang berpindah dari lintasan yang berenergi tinggi (E₁) ke lintasan yang lebih rendah energinya (E₂) akan meradiasi energi.

E. TEORI ATOM MODERN

Suatu atom terdiri dari inti atom dan elektron yang mengelilingi pada lintasan tertentu. Partikel-partikel penyusun atom terdiri dari:

•Proton : partikel penyusun inti atom yang bermuatan positif.

•Neutron : partikel penyusun inti atom yang tidak bermuatan listrik.

•Elektron : partikel bermuatan negatif yang mengelilingi inti

Partikel Atom - ELEKTRON

A. ELEKTRON

Tahun 1875, Crookes membuat tabung kaca yang kedua ujungnya dilengkapi electrode. Kemudian tabung divacuum dan kedua electrode dihubungkan dengan arus searah tegangan tinggi ternyata timbul sinar yang bergerak dari electrode negative (katoda) menuju electrode positif (anode), sehingga sinar tersebut disebut sinar katoda.

Partikel Atom - ELEKTRON

A. ELEKTRON

Penelitian lanjutan menunjukkan:

1)Sinar tersebut merambat tegak lurus, dari katode menuju anode.

2)Sinar tersebut dapat menggerakkan baling-baling di dalam tabung, (sinar matahari atau gelombang radio, tidak dapat menggerakkan baling-baling).

3)Sinar katoda dibelokkan menuju medan listrik positif, yang menunjukkan muatan sinar katoda adalah negatif.

Partikel Atom - ELEKTRON

A. ELEKTRON

•J.J. Thomson yang mengganti elektode dengan logam lain, juga mendapatkan hasil yang sama dengan percobaan Crookes. Sehingga disimpulkan bahwa sinar katoda adalah partikel negative yang terdapat dalam semua atom, yang selanjutnya disebut dengan elektron.

•Dari beberapa percobaan diperoleh, massa elektron diperoleh sebesar 9,11 x 10^-28 g

Partikel Atom - PROTON

B. PROTON

Pada tahun 1886, Goldstein membuat alat yang mirip tabung Crookes. Namun pada alat tersebut, katoda (electrode negatif) dibuat berlubang dan diletakkan agak kedalam. Tabung tersebut diisi gas hydrogen bertekanan rendah, kemudian dialiri arus listrik. Pada tabung akan muncul 2 buah sinar, yaitu pertama sinar katoda dan yang kedua adalah sinar yang bergerak menuju katoda dan menerobos lubang, sehingga gas dibelakang katoda menjadi pijar/ terang.

Partikel Atom - PROTON

B. PROTON

Sinar yang menerobos lubang katoda diberi nama sinar saluran. penelitian selanjutnya, sifat sinar saluran adalah:

a)Apabila diuji dengan medan listrik atau medan magnet menunjukkan, sinar tersebut bermuatan positif, maka disebut juga sinar positif.

b)Merupakan radiasi partikel (dapat memutar baling-baling)

c)Jika isi gas di dalam tabung diganti dengan gas lain seperti helium, oksigen dan nitrogen menghasilkan sinar positif yang berbeda. Berarti sinar positif tergantung gas yang berada di dalam tabung.

Partikel tersebut selanjutnya dikenal sebagai proton, yang bermuatan positif, dimana massa proton diperoleh sebesar 1,67 x 10^-24 g (1.836 kali massa elektron)

Partikel Atom - NEUTRON

C. NEUTRON

Setelah berkembangnya kimia inti, pertanyaan pertama yang timbul adalah, apakah inti atom hanya terdiri dari proton? Seandainya inti atom hanya terdiri dari proton, dan 1 proton = 1 sma (satuan massa atom), maka massa atom = jumlah proton (ingat..

massa electron sangat kecil, sehingga diabaikan).

Namun kenyataannya massa atom  jumlah proton, misalnya:

•Massa atom He = 4 x massa proton, padahal He hanya mengandung 2 proton

•Massa atom Na = 23 x massa proton, padahal Na hanya mengandung 11 proton

Dengan demikian disimpulkan inti atom tidak hanya terdiri dari proton, namun juga mengandung neutron yang tidak bermuatan (netral) dengan massa setara dengan massa proton.

Satuan massa atom

• 1 sma = 1/12 dari massa 1 atom C-12

• atau dengan kata lain bahwa satuan massa atom (sma) digunakan sebagai satuan untuk nilai Massa Atom Relatif (Ar) suatu unsur.

• Massa 1 atom C-12 = 12 sma

• jika dinyatakan dalam satuan gram, maka:

• 1 sma = 1,66 x 10⁻²⁴ gram.

• Jadi, penggunaan satuan massa atom (sma) oleh para ahli untuk kepraktisan dalam menyatakan massa partikel penyusun atom saat itu, dimana proton memiliki massa 1 sma, neutron 1 sma, dan

elektron adalah 1/1840 atau 0,000056 sma atau secara ringkas massa elektron dianggap 0.

• 1 mol = 6,02 x 10

Struktur atom

Pada 1910 Ernest Rutherford bersama Hans Geiger dan Ernest Marsden melakukan percobaan untuk mengetahui struktur atom. Dari percobaan tersebut disimpulkan struktur atom terdiri atas inti atom dan electron yang mengelilingi inti atom. Jari-jari inti atom sekitar 10^-13 cm sedang jari-jari atom (jarak inti atom ke electron kulit terluar) sekitar 10^-8 cm. Bila ukuran inti atom diibaratkan mata uang logam Rp 100,- maka electron mengelilingi atom dalam bidang seluas ukuran lapangan bulat dengan diameter 2,8 km….!!!! (sungguh perbandingan yang luar biasa). Jadi sebagian besar ruangan atom adalah beruapa ruang hampa.

Nomor atom dan nomor massa

• Dalam tabel sistem periodik unsur-unsur terdapat 2 keterangan penting, yaitu nomor atom dan nomor ,massa.

• Nomor atom menunjukkan jumlah elektron yang mengelilingi inti atom. Pada atom yang stabil jumlah proton = jumlah elektron.

• Nomor massa adalah jumlah massa partikel penyusun atom. Karena massa elektron sangat kecil sehingga diabaikan, maka

massa atom = massa Proton + massa

Partikel Atom - ION

• Apabila atom menangkap atau melepaskan elektron, maka atom menjadi tidak stabil (jumlah elektron  jumlah proton) dan disebut ion. Apabila atom yang stabil menangkap elektron, terbentuk ion negatif (anion) sedang apabila melepas elektron akan terbentuk ion positif (kation).

• Tentukan jumlah proton, elektron dan neutron dari unsur berikut :

a) ₂₃A jml. Proton = 23 elektron = 23 neutron = 23 b) ₂₃A⁺² jml. Proton = 23 elektron = 21 neutron = 23 c) ₂₃A^- jml. Proton = 23 elektron = 24 neutron = 23

Partikel Atom - ISOTOP

Atom-atom yang memiliki nomor atom yang sama namun memiliki nomor massa yang berbeda. Hal ini disebabkan jumlah neutron yang dikandung suatu unsur dapat berbeda.

Contoh :

•Isotop-isotop Hidrogen ¹₁H ²₁H ³₁H

•Isotop-isotop Khlor ³⁵₁₇Cl ³⁷₁₇Cl

Spektograf massa

Spektograf massa adalah alat yang digunakan untuk membandingkan bobot atom secara cermat.

Cara kerja spektrograf A.J. Dempster 1919

1.Atom suatu unsur dibom oleh electron yang mengakibatkan electron unsur terpental, sehingga terbentuk ion positif.

2.Lengkapi prosedur ini … (tugas)

Konfigurasi Lintasan Elektron

Konfigurasi Lintasan Elektron

Elektron yang bermuatan negatif mengelilingi inti atom yang bermuatan positif pada lintasan (kulit) masing-masing. Susunan elektron mengelilingi inti atom pada kulitnya masing-masing, disebut konfigurasi elektron.

No. Kulit Jml. Sub kulit Jml. Elektron maksimum

Keterangan

ke-1 (K) s 2 s max 2 elektron

ke-2 (L) s p 8 p max 6 elektron

ke-3 (M) s p d 18 d max 10 elektron

ke-4 (N) s p d f 32 f max 14 elektron

ke-5 (O) s p d f 32

ke-6 (P) s p d 18

ke-7 (Q) s p 8

Konfigurasi Lintasan Elektron

Pengisian elektron pada kulit atom mengikuti prinsip

“Aufbau” sbb. :

•₁₆ S : 1 s² , 2 s², 2 p⁶, 3 s², 3 p⁴

K = 2 e; L = 8 e; M = 6 e

•₂₅ Na : 1 s² , 2 s², 2 p⁶, 3 s², 3 p⁶, 4 s², 3d⁵

K = 2 e; L = 8 e; M = 13 e; N = 2 e

•₃₈ X : 1 s² , 2 s², 2 p⁶, 3 s², 3 p⁶, 4 s², 3 d¹⁰, 4 p⁶, 5 s² K = 2 e; L = 8 e; M = 18 e; N = 8 e; O = 2 e

TERIMA KASIH