Bab 2 Struktur Atom dan Sistem Periodik Unsur

(1)

STRUKTUR ATOM

DAN SISTEM

(2)

MATE

RI

TEORI ATOM DAN

PERKEMBANGAN MODEL ATOM STRUKTUR ATOM

TANDA ATOM

KONFIGURASI ELEKTRON

BERDASARKAN KULIT ATOM (MODEL ATOM NIELS BOHR)

TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM

(3)

TEORI ATOM

Democrit us

Democrit

us

Dalton

Thomso

_n

(4)

DEMOCRIT

US

DEMOCRIT

US

“Semua materi tersusun

dari partikel kecil yang

tidak dapat terbagi lagi

_{yang disebut}

atomos

_.

“Semua materi tersusun

dari partikel kecil yang

tidak dapat terbagi lagi

_{yang disebut}

(5)

Teori

Atom

Dalton

Bola Pejal

Unsur terdiri dari partikel kecil dan

tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom

Unsur terdiri dari partikel kecil dan

tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom

Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan

Atom- atom dari suatu unsur adalah identik

Senyawa terbentuk dari penggabungan atom dari dua jenis unsur/ lebih dengan perbandingan tertentu

(6)

Teori Atom Thomson

Percobaan dengan

sinar katoda

Ditemukan partikel bermuatan

negatif

(7)

Lanjutan ...

Atom

merupakan bola pejal bermuatan

positif Didalam

atom tersebar

elektron

seperti kismis dalam roti

kismis

Atom tidak bermuatan

(8)

Teori Atom Rutherford

Percobaan Rutherford

(9)

Sebagian besar volume atom merupakan ruang

kosong

Sebagian besar volume atom merupakan ruang

kosong

Atom tersusun dari inti atom (proton dan

neutron) bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mengelilingi inti

Atom tersusun dari inti atom (proton dan

neutron) bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mengelilingi inti

Atom bersifat netral Atom bersifat netral

(10)

Teori Atom Bohr

Elektron mengelilingi inti atom pada

lintasan

tertentu yang stasioner yang

disebut kulit. Elektron mengelilingi inti atom pada

lintasan

tertentu yang stasioner yang

disebut kulit.

Elektron dapat berpindah

lintasan apabila

menyerap atau memancarkan

energi

Elektron dapat berpindah

lintasan apabila

menyerap atau memancarkan

(11)

Struktur

Atom

Struktur

Atom

Elektr

on

Elektr

on

_Atom

Atom

Inti

Proton

Neutro

n

(12)

Partikel Penyusun Atom

Partik

el

Muata

n

Penemu

Massa

(gram)

Elektro

n

-

J.J. Thomson 9,11 x 10

-28

Proton

+

Goldstein

1,67 x 10

-24

Neutro

n

Netral

Chadwick

James

1,67 x 10

(13)

TANDA ATOM

Keterangan :

X = Lambang Unsur

A = Nomor Massa

Z = Nomor Atom

Keterangan :

X = Lambang Unsur

A = Nomor Massa

Z = Nomor Atom

X

A

(14)

Nomor Atom (Z)

Pada atom tidak bermuatan

listrik/ netral

Pada atom tidak bermuatan

listrik/ netral

Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif

(15)

Nomor Massa (A)

Atom terdiri atas proton, neutron,

dan elektron

Atom terdiri atas proton, neutron,

dan elektron

Massa atom =

Massa elektron << massa proton dan massa neutron, maka massa elektron dapat

diabaikan

Massa elektron << massa proton dan massa neutron, maka massa elektron dapat

diabaikan

(16)

Komposisi Ion

Ion –> Atom yang

bermuatan listrik

Ion –> Atom yang

bermuatan listrik

Ion positif

(Kation)

⇒

Atom yang

melepaskan

elektron

Ion positif

(Kation)

⇒

Atom yang

melepaskan

elektron

Ion negatif

(Anion)

⇒

Atom yang

menerima

elektron

Ion negatif

(Anion)

⇒

Atom yang

(17)

Berdasarkan nomor atom dan

nomor massa

Ato

berbeda dan A sama

Unsur dengan Z

berbeda dan A sama dengan

jumlah neutron

sama Unsur dengan

jumlah neutron

sama

(18)

Konfigurasi elektron berdasarkan

kulit atom (Model atom Niels Bohr)

• Elektron mengelilingi

inti pada lintasan/ kulit tertentu yang disebut kulit atau tingkat energi

• Konfigurasi elektron

menyatakan susunan elektron pada atom

Nomo

r kulit Nama kulit

(19)

Konfigurasi elektron beberapa atom

Tanda

atom elektronJumlah Konfigurasi elektron

3Li 3 2 1

12Mg 12 2 8 2 17Cl 17 2 8 7

19K 19 2 8 8 1 31Ga 31 2 8 18 3

>> Jumlah elektron yang menempati kulit terluar disebut elektron valensi.

>> Elektron valensi hanya boleh mengandung maksimal 8 elektron >> Jumlah elektron yang menempati kulit terluar disebut elektron

valensi.

(20)

Teori Atom Mekanika

Kuantum

Max Planck

Atom suatu zat hanya dapat menyerap/ memancarkan energi pada paket- paket gelombang tertentu yang disebut “kuanta”

Louis de Broglie

Materi dapat bersifat sebagai partikel dan sekaligus dapat mempunyai sifat sebagai gelombang

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg

Akibat dualisme materi, letak dan kecepatan elektron tidak dapat dipastikan secara

(21)

Persamaan gelombang

Schrodinger

Persamaan gelombang yang digunakan

untuk mendeskripsikan keberadaan elektron dalam atom, dikenal dengan bilangan

kuantum

(22)

Orbit

al

Daerah/ ruang disekitar inti atom

yang mempunyai peluang terbesar /kebolehjadian untuk

menemukan elektron

Bentuk- bentuk orbital

(23)

(24)

Bilangan

kuantum

Bilangan

kuantum

Bilangan

kuantum

utama (n)

Bilangan

kuantum

utama (n)

Bilangan

kuantum

azimut (l)

Bilangan

kuantum

azimut (l)

Bilangan

kuantum

magnetik

(m)

Bilangan

kuantum

magnetik

(m)

Bilangan

kuantum

spin (s)

Bilangan

kuantum

(25)

Bilangan kuantum

utama (n)

Kulit K

L

M

N

O

P

Q

Nilai

n

1

2

3

4

5

6

7 Menentukan besarnya tingkat

energi suatu elektron yang

mencirikan ukuran orbital

Menentukan besarnya tingkat

energi suatu elektron yang

(26)

Bilangan kuantum

azimut (l)

Harg

a l

0

1

2

3

4

5

6 Subk

ulit

s

p

d

f

g

h

i

Menyatakan subtingkat energi

(subkulit) yang menunjukkan

bentuk orbital

Menyatakan subtingkat energi

(subkulit) yang menunjukkan

(27)

Bilangan kuantum

magnetik (m)

Subk

ulit l Jumlah Orbital (2l + 1) m (-l….+l)

s 0 1 0

p 1 3 -1, 0, +1

d 2 5 -2, -1, 0, +1, +2 f 3 7 -3, -2, -1, 0, +1,

+2, +3

Menentukan arah orientasi dari

orbital didalam ruang relatif

terhadap orbital lain

Menentukan arah orientasi dari

orbital didalam ruang relatif

(28)

Bilangan kuantum spin (s) menyatakan rotasi elektron.

s dapat mempunyai nilai +½ (dinyatakan dengan tanda )

s dapat mempunyai nilai -½ (dinyatakan dengan tanda )

Bilangan kuantum spin (s) menyatakan rotasi elektron.

s dapat mempunyai nilai +½ (dinyatakan dengan tanda )

s dapat mempunyai nilai -½ (dinyatakan dengan tanda )

Bilangan kuantum spin tidak berhubungan secara langsung dengan tiga bilangan kuantum

lainnya

Bilangin kuantum spin

(s)

(29)

Aturan

menulisk

an

konfigura

si

elektron

Aturan Aufbau

Laranga n Pauli

Aturan Hund

KONFIGURASI ELEKTRON BERDASARKAN ORBITAL

(30)

Aturan

Aufbau

Elektron mempunyai

kecenderungan

untuk menempati

subkulit dengan

tingkat energi lebih

(31)

Larangan Pauli

Larangan pauli menyatakan bahwa

didalam satu atom tidak boleh

terdapat dua elektron dengan empat

bilangan kuantum yang sama

Kulit

n

l

m

s

L

2

0

0 +½

(32)

Aturan Hund

Diagram Orbital

1s 2s 2p

Pada orbital yang memiliki tingkat

energi sama, pengisian elektron dalam

orbital dilakukan dengan spin sejajar

terlebih dahulu (setengah penuh).

Contoh =

₈

O : 1s

2

2s

2

(33)

Contoh penulisan

konfigurasi elektron

Ato

m

Konfigurasi elektron

2

He

1s2 [He]

4

Be

1s2 2s2 [He] 2s2

10

Ne

1s2 2s2 2p6 [Ne]

17

Cl

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 [Ne] 3s2 3p5 18

Ar

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 [Ar]

24

Cr

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

3d5

(34)

Penyimpangan dari

Aturan Umum

Contoh :

Unsu

r

Konfigurasi Elektron

Kurang

stabil

Stabil

24

Cr

[Ar] 4s

2

3d

4

[Ar] 4s

1

3d

5

(35)

SISTEM PERIODIK UNSUR

Perkembangan sistem periodik

Logam

dan

Nonloga

m

Triade

Doberein

Sistem

Periodik

Mendele

ev

Sistem

Periodik

(36)

(37)

Triade

Dobereiner

“Berdasarkan massa atom relatifnya,

unsur – unsur dapat dikelompokkan

ke dalam kelompok tiga unsur

dimana massa unsur yang ditengah

merupakan rata- rata dari massa

unsur ditepi”

“Berdasarkan massa atom relatifnya,

unsur – unsur dapat dikelompokkan

ke dalam kelompok tiga unsur

dimana massa unsur yang ditengah

merupakan rata- rata dari massa

unsur ditepi”

Triade A_r Rata- rata A_r unsur pertama dan ketiga

Kalsium 40 Stronsiu

(38)

Teori Oktaf Newlands

“Jika unsur- unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom, maka sifat unsur tersebut akan

(39)

MENDELEEV

“Unsur-unsur disusun 12 baris mendatar (periode)

berdasarkan kenaikan massa atom dan 8 kolom

tegak (golongan) berdasarkan kemiripan

sifat.”

“Unsur-unsur disusun 12 baris mendatar (periode)

berdasarkan kenaikan massa atom dan 8 kolom

tegak (golongan) berdasarkan kemiripan

sifat.”

Mendeleev menyiapkan tempat kosong dengan keyakinan banyak unsur

yang belum ditemukan Mendeleev menyiapkan

tempat kosong dengan keyakinan banyak unsur

(40)

(41)

MODERN

H. G. J. Moseley membuat sistem periodik modern

untuk menyempurnakan klasifikasi unsur Mendeleev

“Unsur-unsur dalam satu periode disusun berdasarkan

kenaikan nomor atom dan unsur dalam satu golongan disusun berdasarkan kemiripan

(42)

(43)

Penentuan periode dan golongan

Konfigurasi elektron

valensi Golongan Utama Periode

ns1 IA n

Periode : Nomor kulit terluar

Periode : Nomor

kulit terluar Golongan : Jumlah _{elektron valensi} Golongan : Jumlah

(44)

(45)

SIFAT- SIFAT KEPERIODIKAN

Jari- jari atom

Keelektronegat

_ifan

Energi ionisasi

Afinitas

_elektron

Logam dan

(46)

Jari- jari

atom

Jarak dari inti atom sampai kulit elektron terluar yang ditempati elektron

(47)

Jumlah kulit bertambah maka jari-jari makin besar

Jumlah kulit sama tetapi muatan inti makin besar, gaya tarik inti

terhadap elektron makin kuat, maka jari-jari makin kecil

Jumlah kulit sama tetapi muatan inti makin besar, gaya tarik inti

terhadap elektron makin kuat, maka jari-jari makin kecil

(48)

Energ

i

ionisa

si

Energi minimum yang dibutuhkan suatu atom untuk melepaskan satu

(49)

Jumlah kulit bertambah, jari-jari makin besar, tarikan inti lemah,

maka energi ionisasi kecil

Muatan inti bertambah, tarikan inti makin kuat dan elektron terluar sulit lepas, maka energi

ionisasi besar

Muatan inti bertambah, tarikan inti makin kuat dan elektron terluar sulit lepas, maka energi

ionisasi besar

(50)

Afinitas

elektron

Energi yang dihasilkan oleh suatu atom apabila suatu atom menerima

(51)

maka afinitas elektron kecil Jumlah kulit bertambah, jari-jari makin besar, tarikan inti lemah,

maka afinitas elektron kecil

Muatan inti bertambah, tarikan inti makin kuat maka afinitas

elektron besar

Muatan inti bertambah, tarikan inti makin kuat maka afinitas

elektron besar

(52)

Keelektronegatifan

Kecenderun

gan suatu

atom untuk

menarik

elektron

valensi dari

atom lain

dalam

(53)

maka keelektronegatifan kecil Jumlah kulit bertambah, jari-jari makin besar, tarikan inti lemah,

maka keelektronegatifan kecil Muatan inti bertambah, tarikan

inti makin kuat maka keelektronegatifan besar

Muatan inti bertambah, tarikan inti makin kuat maka

keelektronegatifan besar

(54)

Logam dan

nonlogam

Logam

• _Konduktor

• _{Warna mengkilap}

khas logam

• _{Keras dan ulet}

Nonlogam

• _{Non-konduktor}

• _{Titik didih dan titik}

leleh rendah

Periode

Sifat logam bertambah Sifat logam bertambah

Sifat nonlogam bertambah Sifat nonlogam

(55)

Kereaktif

an

Bergantung pada kecenderungan

melepas atau menerima elektron

Kereaktifan bertambah Kereaktifan bertambah

Kereaktifan menurun kemudian bertambah.

Golongan VIII A (gas mulia) tidak reaktif

Kereaktifan menurun kemudian bertambah.

(56)

(57)