atom, molekul, ion

ATOM, MOLEKUL, ION

ATOM

Democritus (460-370 B.C)

John Dalton (1766-

1844) JJ Thomson (1856-1940)

Robert A. Millikan (1868-1953)

Eugene Goldstein (1850-1930)

James Chadwick (1871-1974) Earnest

Rutherford (1871-1937) Erwin Schroedinger

(1887-1961)

• Democritus (460 SM)

• Hipotesa Democritus bahwa materi tersusun atas atoma (indivisible units)

• yang pertama kali memunculkan ide adanya atom

Teori Atom

John Dalton

Eksperimennya tentang pengukuran berat

atom memunculkan teori atom

Kesimpulan

Dalton’s Atomic Theory

1. Elements are composed of extremely small particles, called atoms.

2. All atoms of a given element are identical, having the same size, mass, and chemical properties. The atoms of one element are different from the atoms of all other elements.

3. Compounds are composed of atoms of more than one element. In any compound, the ratio of the numbers of atoms of any two of the elements present is either an integer or a simple fraction.

4. A chemical reaction involves only the separation, combination, or rearrangement of atoms; it does not result in their creation or destruction.

JJ Thomson

Dalam eksperimen ini, Thomson menggunakan tabung sinar katoda, mengukur perbandingan massa terhadap muatan electron, dengan melihat seberapa banyak sinar dibelokkan oleh medan magnet.

• Postulat ini menyatakan adanya electron ketika menggunakan tabung sinar katoda

• Penentuan perbandingan muatan terhadap massa electron

• Atom megandung partikel positif yang

balance dengan muatan negative dari

partikel yang kemudian dikenal dengan

elektron

Plum Pudding Model.

Robert A. Millikan

(1868-1953)

 R Milikan berhasil menemukan muatan elektron dalam percobaan tetes minyaknya pada tahun 1909

 Minyak disemprot dengan penyemprot A sehingga satu tetes minyak jatuh pada pelat P melalui lubang kecil. Jika udara di antara kedua plat P disinari dengan sinar –X maka molekul udara D melepaskan elektron

D + sinar –X → D⁺ + e

 Elektron yang dilepaskan ditangkap oleh tetes minyak. Dengan mengatur potensial pada pelat P, gerakan tetes minyak dapat diatur turun atau naik dan gerakan ini diamati dengan teleskop.

Eugene Goldstein

 E Goldstein Bereksperimen dengan Sinar Katoda.

 Mengatakan Bahwa Atom mengandung partikel bermuatan + yang disebut Proton.

 Jika Atom memiliki muatan (-), maka atom juga juga harus memiliki muatan (+).

Model atom Rutherford: model inti, di mana dalam atom yang sebagian besar merupakan ruang kosong terdapat inti yang padat pejal dan masif bermuatan positif yang disebut sebagai inti atom; dan elektron-elektron bermuatan negatif yang

mengitari inti atom.

Rutherford 1918

Setiap lintasan orbit elektron berada tingkat energi yang

berbeda; semakin jauh lintasan orbit dari inti, semakin tinggi tingkat energi.

Lintasan orbit elektron ini disebut juga kulit elektron. Ketika elektron jatuh dari orbit yang lebih luar ke orbit yang lebih dalam, sinar yang diradiasikan bergantung pada tingkat energi dari kedua lintasan orbit tersebut.

Neils Bohr 1913

James Chadwick

J Chadwick mengusulkan bahwa ada partikel subatom ke 3 yang dia sebut Neutron. Neutron ini membantu

menstabilkan proton di Inti.

Model Quantum Mechanical Model

• Max Planck --- gelombang cahaya termasuk dalam gelom bang dan suatu partikel.

• Werner Heisenberg--- teori ketidakpastian. Hal ini karen a posisi dan momentum elektron tidak bisa ditentukan sec ara pasti.

• Teori Atom Mekanika Kuantum didasarkan pada dualism e sifat elektron yaitu sebagai gelombang dan sebagai parti kel. Louis de Broglie

• E. Schrodinger --- posisi dan momentum elektron tidak bis a ditentukan secara pasti. Yang bisa ditentukan adalah pro babilitas (kemungkinan daerahnya) menemukan elektron.

Daerah dengan probabilitas menemukan elektron terbesar disebut dengan orbital

MEKANIKA KUANTUM

• Atom terdiri dari proton, neutron dan elektron . Proton dan neutron berada di dalam inti ato mSedangkan elektron berputar mengelilingi

• inti atom karena muatan listriknya.

• Semua elektron bermuatan negatif (-)

• Semua proton bermuatan positif (+)

• Sementara itu neutron bermuatan netral.

Struktur Atom

• Nomor atom adalah angka yang menunjuk kan jumlah proton dalam inti atom

• Massa atom adalah jumlah semua proton, neutron, dan elektron dalam satu atom ata u molekul

• Isotop adalah unsur sejenis yang memiliki nomor atom sama, tetapi memiliki nomor massa yang berbeda, atau memiliki jumlah proton yang sama tetapi jumlah neutron ya ng berbeda

Nomor atom, massa atom dan isotop

• Jumlah proton = nomor atom (p = Z)

• Jumlah elektron = nomor atom (e = Z)

• Jumlah neutron = nomor massa – nomo r atom

(n = A – Z)

Massa Atom

Isotop

 Bilangan kuantum utama (n) adalah bulat positif (1, 2, 3..) menunjukkan tingkat energi atom

 n=1 menggambarkan tingkat energy pertama n=2 menggambarkan tingkat energy kedua Etc.

Red n = 1 Orange n = 2 Yellow n = 3 Green n = 4 Blue n = 5 Indigo n = 6 Violet n = 7

Tingkatan/kulit atom memiliki subkulit yang ditandai dengan bentuk orbital berdasarkan

l = 0 ditandai subkulit s (sharp)

l = 1 ditandai subkulit p (principal) l = 2 ditandai subkulit d (diffuse) dan l = 3 ditandai subkulit f (fundamental)

 Setiap tingkatan energy mempunyai satu atau lebih sub level yang menggambarkan orbital atom spesifik pada tingkatan tersebut.

 n = 1 has 1 sub-level (the “s” orbital)

 n = 2 has 2 sub-levels (“s” and “p”)

 n = 3 has 3 sub-levels (“s”, “p” and “d”)

 n = 4 has 4 sub-levels (“s”, “p”, “d” and “f”)

Each of these sub-levels represent the blocks on the periodic table.

Blue = s block

 Bilangan yang menyatakan arah dan orientasi orbital

 Bilangam kuantum magnetik (m_l) adalah bilangan bulat dari -l ,0 hingga +l. jika l = 0, maka m_l = 0, namun jika l

= 1 maka nilai m_l bisa diantara -1, 0 dan +1

In the s block, electrons are going into s orbitals.

In the p block, the s orbitals are full. New electrons are going into the p orbitals.

In the d block, the s and p orbitals are full. New electrons are going into the d orbitals.

 Complete the chart in your notes as we discuss this.

 The first level (n=1) has an s orbital. It has only 1.

There are no other orbitals in the first energy level.

 We call this orbital the 1s orbital.

Energy

Level Sub-

levels Total Orbitals Total

Electrons Total Electrons per Level

n = 1 s 1 (1s orbital) 2 2

n = 2 s

p 1 (2s orbital)

3 (2p orbitals) 2

6 8

n = 3 s

p d

1 (3s orbital) 3 (3p orbitals) 5 (3d orbitals)

2 6 10

18

n = 4 s

p d f

1 (4s orbital) 3 (4p orbitals) 5 (4d orbitals) 7 (4f orbitals)

2 6 10 14

32

 menunjuk pada probabilitas arah putaran elektron pada sumbunya, jadi berharga ½

 Sedang bilangan kuantum magnetik spin menunjuk pada arah putaran atau spin atau rotasi sebuah elektron pada sumbunya yaitu searah (clockwise) dan

berlawanan arah (anti clockwise) dengan arah putaran jarum jam dan oleh karena itu diberikan nilai ± 1/2.

 3 rules yang mengatur pengisian konfigurasi elektron

 Aufbau Principle

 Pauli Exclusion Principle

 Hund’s Rule

 Start with the 1s orbital. Fill each orbital completely and then go to the next one, until all of the elements have been

acounted for.

 Aufbau Principle

menyatakan bahwa electron masuk pertamakali pada

orbital energy terendah

 energy level, s orbitals are the lowest energy, followed by p, d and then f. F orbitals are the highest energy for that level.

Low Energy High Energy

Wolfgang Pauli,

mengemukakan bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang boleh mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama.

Orbital yang sama akan mempunyai bilangan kuantum n, l, m yang sama. Dengan demikian, yang dapat membedakan hanya bilangan kuantum spin (s). Setiap orbital hanya dapat berisi 2 elektron

dengan spin (arah putar) yang berlawanan.

 elektron yang mengisi subkulit dengan jumlah orbital lebih dari satu akan tersebar pada orbital yang mempunyai kesamaan energi (equal-energy orbital)

dengan arah putaran (spin) yang sama.

 Contoh pengisian yang salah

Don’t pair up the 2p electrons until all 3 orbitals are half full.

Element Configuration Element Configuration

H Z=1 1s¹ He Z=2 1s²

Li Z=3 1s²2s¹ Be Z=4 1s²2s² B Z=5 1s²2s²2p¹ C Z=6 1s²2s²2p² N Z=7 1s²2s²2p³ O Z=8 1s²2s²2p⁴ F Z=9 1s²2s²2p⁵ Ne Z=10 1s²2s²2p⁶

(2p is now full) Na Z=11 1s²2s²2p⁶3s¹ Cl Z=17 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

K Z=19 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ Sc Z=21 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹ Fe Z=26 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶ Br Z=35 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁵

Note that all the numbers in the electron configuration add up to the atomic number for that element. Ex: for Ne (Z=10), 2+2+6 = 10

 Molekul adalah jumlah dua atau lebih atom yang terikat melalui ikatan kimia (Chemical Bonds)

1.Molekul unsur

 Contoh O² oksigen, Fluorine (F²), Chlorine (Cl²), bromine (Br²), and iodine (I²).

2. Molekul senyawa

 Molecules yang mengandung dua atau lebih atom yang berbeda disebut dengan polyatomic molecules

 Ion adalah atom atau grup atom yang memiliki muatan positif dan muatan negatif.

 Na Atom Na⁺¹ Ion 11 Proton 11 proton 11 elektron 10 elektron

 Mg⁺², Fe⁺³, S^-2, and N^{-3 ,} Na⁺ and Cl^-, disebut monatomic ions

 Polyatomic ions seperti OH^- (hydroxide ion), CN^- (cyanide ion), and NH⁺⁴ (ammonium ion) adalah ion yang mengandung lebih satu atom

Anion

 Rumus molekul : rumus yang mepresentasikan jumlah elemen-elemen penyusun suatu zat dan massanya tepat.

 Rumus empiris menyatakan perbandingan sederhana dari atom penyusun senyawa

P4O10 --- RE P2O5

 Rumus struktur/rumus bangun : representasi grafis dari struktur molekul yang menunjukan bagaimana atom tersusun, ikatan kimia dalam molekul juga ditunjukan baik secara eksplisit maupun implisit

 Write the empirical formulas for the following molecules: (a) acetylene (C²H²), which is used in welding torches; (b) glucose (C⁶H¹²O⁶), a substance known as blood sugar; and (c) nitrous oxide (N²O), a gas that is used as an anesthetic gas (“laughing gas”) and as an aerosol propellant for whipped creams

 (a) There are two carbon atoms and two hydrogen atoms in acetylene. Dividing the subscripts by 2, we obtain the

empirical formula CH.

 (b) In glucose there are 6 carbon atoms, 12 hydrogen atoms, and 6 oxygen atoms. Dividing the subscripts by 6, we

obtain the empirical formula CH²O. Note that if we had divided the subscripts by 3, we would have obtained the formula C²H⁴O². Although the ratio of carbon to hydrogen to oxygen atoms in C²H⁴O² is the same as that in C⁶H¹²O⁶ (1:2:1), C²H⁴O² is not the simplest formula because its subscripts are not in the smallest whole-number ratio.

 (c) Because the subscripts in N²O are already the smallest possible whole numbers, the

empirical formula for nitrous oxide is the same as its molecular formula.



✓ All simple binary compounds have an -ide suffix on the second word in the name.

✓ The -ide suffix is not common in compounds containing three or more elements. Most compounds containing three or more elements have either an -ite or -ate suffix.

✓ Don’t use multiplying prefixes, such as di- and tri-, for ionic compounds.

✓ Acids follow their own rules for naming

 Exceptions to the use of Greek prefixes are molecular compounds containing hydrogen. Traditionally, many of these compounds are called either by their common,

nonsystematic names or by names that do not specifically indicate the number of H atoms present:

 B²H⁶ diborane CH⁴ methane SiH⁴ silane NH³ ammonia PH³ phosphine H²O water

H²S hydrogen sulifde

 Penamaan Senyawa Ion

 Jika Anda telah memahami berbagai jenis ion dan

penulisan rumus senyawa ion, mudah bagi Anda untuk memberikan tata nama/penamaan senyawa ion. Berikut aturan dalam menuliskan tata nama senyawa ion

dengan acuan nama dari berbagai jenis kation dan anion sudah Anda ketahui:

1. Nama logam/ion positif/kation disebutkan terlebih dahulu, diikuti nama non logam/ion negative/anion dengan akhiran -ida, seperti pada contoh berikut:

 NaCl : Natrium klorida

MgCO₃ : magnesium karbonat Al(OH)₃ : aluminium hidroksida

2. Bila logam/ion positif/kation mempunyai lebih dari satu jenis muatan/bilangan oksidasi seperti Fe²⁺ dan Fe³⁺, maka jumlah muatan ditulis dalam tanda

kurung “( )” dengan huruf romawi, seperti pada contoh berikut:

 Fe(OH)₂ : besi(II) hidroksida (Penamaan Stock) FePO₄ : besi(III) fosfat

PbSO₄ : Timbal(II) sulfat

 K⁺ + Cl^- --> KCl (Kalium clorida) | Jumlah muatan positif dan negatif sudah sama.

Na²⁺ + 2Cl^- --> NaCl₂ (natrium klorida) | Jumlah muatan positif 2x muatan negative sehingga ion negative x 2

Mg²⁺ + SO₄^2- --> MgSO₄ (magnesium sulfat) | Jumlah muatan positif dan negative sudah sama

Al³⁺ + 3Br^- --> AlBr₃ (aluminium bromide) | Jumlah

muatan positif 3x muatan negative sehingga ion negatif x 3

 Anions whose names end in “-ide” form acids with a

“hydro-” prefix and an “-ic” ending, as shown in Table 2.5 . In some cases two different names seem to be

assigned to the same chemical formula. HCl hydrogen chloride HCl hydrochloric acid

 Oxoacids are acids that contain hydrogen, oxygen, and another element (the central element)

H²CO³ carbonic acid HClO³ chloric acid HNO³ nitric acid

H³PO⁴ phosphoric acid H²SO⁴ sulfuric acid

 Often two or more oxoacids have the same central atom but a different number of O atoms. Starting with our

reference oxoacids whose names all end with “-ic,” we use the following rules to name these compounds.

1. Addition of one O atom to the “-ic” acid: The acid is called “per . . . -ic” acid. Thus, adding an O atom to

HClO³ changes chloric acid to perchloric acid, HClO⁴.

 2. Removal of one O atom from the “-ic” acid: The acid is called “-ous” acid. Thus,

nitric acid, HNO3, becomes nitrous acid, HNO2.

3. Removal of two O atoms from the “-ic” acid: The acid is called “hypo . . . –ous” acid. Thus, when HBrO³ (Bromic Acid) is converted to HBrO, the acid is called hypobromous acid

 Naming Bases

A base can be described as a substance that yields hydroxide ions (-OH) when dissolved in water. Some examples are NaOH sodium hydroxide KOH potassium hydroxide Ba(OH)² barium hydroxide, Ammonia

(NH³), a molecular compound in the gaseous or pure liquid state, is also classifed as a common base.

 Hydrates are compounds that have a specific number of water molecules attached to

them.