halaman 1 dari 7 Elektron bertebaran
bermuatan negatif
Materi Kul I
STRUKTUR ATOM
A. Teori Tentang Atom1. Democritus (500 SM)
Democritus adalah seorang Filsuf dari Yunani. Dia menyatakan bahwa semua materi (zat) tersusun dari partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi lagi yang disebut dengan atomos (atinya: tidak dapat dibagi).
2. John Dalton (1766 - 1844)
Dalton membuat hipotesis yang menjadi dasar berkembangnya kimia modern, antara lain:
Unsur tersusun atas partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi lagi yang disebut dengan atom. Atom tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.
B. Perkembangan Teori Atom 1. Model Atom Dalton
a) Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil. b) Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dipecah lagi. c) Atom dari suatu unsur yang sama memiliki sifat yang sama. d) Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain. e) Reaksi kimia hanyalah penyusunan ulang dari atom-atom.
2. Model Atom Thomson
Menurut Thomson:
a) Atom terdiri dari materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron (seperti roti kismis). b) Atom bersifat netral, jumlah muatan positif dan muatan negatif-nya sama banyak.
3. Model Atom Rutherford
Rutherford menyusun teori atom sbb:
a) Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan berada pada pusat , dikelilingi oleh elektron yang bergerak melintasi inti (seperti planet dalam tata surya).
b) Atom bersifat netral.
c) Jari-jari inti atom dan jari-jari atom dapat ditentukan.
4. Model Atom Niels Bohr
Teori Atom Bohr menggambarkan atom sbb:
a) Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan di sekitarnya beredar elektron-elektron yang bermuatan negatif. b) Elektron beredar mengelilingi inti atom pada orbit tertentu yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang stasioner (tetap)
yang disebut dengan tingkat energi utama (kulit elektron) yang dinyatakan dengan bilangan kuantum utama (n).
c)
Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi akan tetap dan tidak ada cahaya yang dipancarkan.
d) Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan stasioner yang lebih rendah ke lintasan stasioner yang lebih tinggi jika menyerap energi. Jika elektron berpindah dari lintasan stasioner yang lebih tinggi ke rendah terjadi pelepasan energi. e) Pada keadaan normal, elektron menempati tingkat energi terendah (disebut tingkat dasar = ground state).
Materi bermuatan positif
Bermuatan positif
halaman 2 dari 7 Catatan:
Elektron-elektron yang mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut dengan kulit elektron atau tingkat energi.
Kulit atom berjumlah 7. Para kimiawan menggunakan huruf K, L, M, N, O, P, dan Q untuk menyatakan kulit atom. Kulit K adalah kulit pertama yang paling dekat dengan inti, kulit Q adalah ketujuh, kulit terjauh.
Jumlah elektron yang menempati kulit terluar disebut elektron valensi. Contoh elektron valensi K adalah 1, elektron valensi P adalah 5.
Tiap kulit elektron hanya dapat ditempati oleh maksimum 2n2, dengan n adalah nomor kulit. Namun, jumlah maksimum elektron pada kulit terluar dari suatu atom adalah 8.
a) Jadi kulit K ditempati oleh 2x12 elektron= 2x1=2 elektron. b) kulit L ditempati oleh 2x22 elektron= 2x4=8 elektron. c) kulit M ditempati oleh 2x32 elektron= 2x9=18 elektron. d) dst
5. Model Atom Modern (Mekanika Kuantum)
Model atom Mekanika Kuantum merupakan model atom Modern. Dikembangkan berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli : Louis Victor de Broglie, Werner Heisenberg, dan Erwin Schrodinger. Berdasarkan teori dari tiga orang tersebut model atom modern disusun sbb:
1. Elektron-elektron mengitari inti atom dan berada pada orbital-orbital tertentu yang membentuk kulit atom 2. Orbital merupakan ruang di sekitar inti dimana elektron dapat ditemukan
3. Kedudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan dengan bilangan kuantum
C. Struktur Atom
Sampai sekarang tak ada alat yang mampu untuk melihat bagaimana bentuk dan susunan atom sebenarnya. Setelah diamati ternyata atom mempunyai sifat listrik. Atom tersusun dari partikel-partikel penyusun yang terdiri dari Elektron, Proton, dan Neutron.
1. Elektron
Karl Ferdinand Braun dan Sir William Crookes melakukan penelitian sinar katode, yang kemudian disempurnakan lagi oleh
Joseph John Thomson. J.J.Thomson menemukan bahwa muatan elektron besarnya 1,76x1018 coulomb/gram. Kemudian Robert A.Milikan melakukan penyelidikan lebih jauh dan menemukan bahwa muatan 1 elektron adalah 1,6022x10-19 C. J.J Thomson kemudian menyebutkanatom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan di dalamnya tersebar muatan negatif bernama elektron.
2. Inti Atom dan Proton
Eugene Goldstein membuat percobaan dengan memodifikasi tabung sinar katode. Ia menemukan sinar yang menembus lubang katode, dinamai sinar kanal. Selanjutnya, Wilhelm Wien menyebutkan bahwa sinar kanal tersebut disebut proton.
Ernest Rutherford melakukan percobaan lanjutan dan menyimpulkan bahwa atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif.
3. Neutron
Dari hasil percobaan James Chadwick didapatkan partikel netral yang mempunyai massa sedikit lebih besar daripada massa proton. Kemudian partikel ini diberi nama neutron.
D. Partikel Dasar Penyusun Atom
Partikel Penemu Massa (gram) Massa Relatif thd proton Muatan Unit Muatan Elektron (é) J.J. Thomson 9,11x10-28 1/1840 sma -1,6x10-19C -1
Proton (p) E. Goldstein 1,67x10-24 1 sma 1,6x10-19C +1
Neutron (n) J. Chadwick 1,67x10-24 1 sma 0 0
halaman 3 dari 7 1. NOTASI ATOM (NUKLIDA):5
Penulisan atom tunggal dilengkapi dengan nomor atom di sebelah kiri bawah dan nomor massa di sebelah kiri atas dari lambang atom tersebut. Notasi semacam ini disebut dengan Nuklida.
Contoh : Contoh:
C
Fe
X
Nomor Atom (Z)
Menyatakan jumlah proton dalam atom. Diberi simbol huruf Z.
Untuk atom netral, jumlah proton = jumlah elektron (nomor atom juga menyatakan jumlah elektron).
Nomor Massa=Massa Atom (A)
Menunjukkan jumlah proton dan neutron dalam inti atom.
Proton dan neutron sebagai partikel penyusun inti atom disebut Nukleon.
Jumlah nukleon dalam atom suatu unsur dinyatakan sebagai Nomor Massa (diberi simbol huruf A), sehingga :
A = nomor massa= jumlah proton ( p ) + jumlah neutron ( n ) A = p + n = Z + n
2. SUSUNAN ION
Suatu atom dapat kehilangan/melepaskan elektron atau mendapat/menerima elektron tambahan. Atom yang kehilangan/melepaskan elektron, akan menjadi ion positif (kation).
Atom yang mendapat/menerima elektron, akan menjadi ion negatif (anion).
Dalam suatu ion, yang berubah hanya jumlah elektron saja, sedangkan jumlah proton dan neutronnya tetap. 3. ISOTOP, ISOBAR DAN ISOTON
ISOTOP: adalah atom-atom dari unsur yang sama (nomor atom-nya sama) tetapi berbeda nomor massa-nya. ISOBAR: adalah atom-atom dari unsur yang berbeda (nomor atom-nya berbeda) tetapi nomor massa-nya sama. ISOTON: adalah atom-atom dari unsur yang berbeda (nomor atom-nya berbeda) tetapi jumlah neutron-nya sama. 4. MASSA ATOM RELATIF (Ar)
a) Adalah perbandingan massa antar atom yang 1 terhadap atom yang lainnya.
b) Ar suatu unsur diperoleh dengan membagi massa rata-rata 1 unsur dengan 1/12 massa 1 atom C.
c) Dalam satuan sma, massa atom C-12 adalah 12 sma, sementara dalam satuan gram massa atom C-12 dapat diketahui.
5. MASSA MOLEKUL RELATIF (Mr)
a) Adalah perbandingan massa antara suatu molekul dengan suatu standar.
halaman 4 dari 7
Sistem Periodik Unsur
A. Perkembangan Sistem Periodik
I. Triade Dobereiner: dikemukakan oleh Johan Wolfgang Dobereiner (Jerman), sbb: Unsur-unsur dikelompokkan ke dalam kelompok tiga unsur yang disebut Triade. Dasarnya : kemiripan sifat fisika dan kimia dari unsur-unsur tersebut.
Tiade Elemen 1
Contoh jenis Triade : Triade Litium (Li), Natrium (Na) dan Kalium (K); Triade Kalsium (Ca), Stronsium (Sr) dan Barium (Ba); dan Triade Klor (Cl), Brom (Br) dan Iod (I).
II. Oktaf Newlands
Dikemukakan oleh John Newlands (Inggris).
Unsur-unsur dikelompokkan berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya (Ar).
Unsur ke-8 memiliki sifat kimia mirip dengan unsur pertama; unsur ke-9 memiliki sifat yang mirip dengan unsur ke-2 dst. Jadi jika unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom, maka sifat unsur tersebut akan berulang setelah unsur kedelapan. Karena itu disebut oktaf.
Berdasarkan Daftar Oktaf Newlands di atas; unsur H, F dan Cl mempunyai kemiripan sifat.
III. Sistem Periodik Mendeleev
Lothar Meyer (Jerman) dan Dmitri Ivanovich Mendeleev (Rusia), melakukan penggolongan unsur berdasarkan pada prinsip dari Newlands. Lothar Meyer lebih mengutamakan sifat-sifat kimia unsur sedangkan Mendeleev lebih mengutamakan kenaikan massa atom.
Menurut Mendeleev :
1) Sifat-sifat unsur adalah fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Artinya : jika unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan berulang secara periodik.
2) Unsur-unsur yang memiliki sifat-sifat serupa ditempatkan pada satu lajur tegak (vertikal), disebut golongan. Lajur horizontal untuk unsur-unsur berdasarkan pada kenaikan massa atom relatifnya, disebut periode.
halaman 5 dari 7 A. Periode dan Golongan
I. Periode
1. Adalah lajur-lajur horizontal pada tabel periodik.
2. SPU Modern terdiri atas 7 periode. Tiap-tiap periode menyatakan jumlah/banyaknya kulit atom unsur-unsur yang menempati periode-periode tersebut. Nomor Periode = Jumlah Kulit Atom
II. Golongan
1. Sistem periodik terdiri atas 18 kolom vertikal yang terbagi menjadi 8 golongan utama (golongan A) dan 8 golongan transisi (golongan B).
2. Unsur-unsur yang mempunyai elektron valensi sama ditempatkan pada golongan yang sama. 3. Untuk unsur-unsur golongan A : Nomor Golongan = Jumlah Elektron Valensi.
4. Unsur-unsur golongan A mempunyai nama lain yaitu: 1) Golongan IA = golongan Alkali
2) Golongan IIA = golongan Alkali Tanah 3) Golongan IIIA = golongan Boron 4) Golongan IVA = golongan Karbon 5) Golongan VA = golongan Nitrogen 6) Golongan VIA = golongan Oksigen
7) Golongan VIIA = golongan Halida / Halogen 8) Golongan VIIIA = golongan Gas Mulia 5. Golongan Transisi
a) Unsur-unsur yang terletak pada golongan-golongan B disebut unsur transisi atau unsur peralihan.
b) Unsur-unsur tersebut merupakan peralihan dari golongan IIA ke golongan IIIA, yaitu unsur-unsur yang dialihkan hingga ditemukan unsur yang mempunyai kemiripan sifat dengan golongan IIIA.
c) Semua unsur transisi dalam sebenarnya menempati golongan IIIB, yaitu lantanida pada periode keenam dan aktinida pada periode ketujuh.
d) Dua baris unsur di bagian bawah Tabel Periodik disebut unsur transisi dalam, terdiri dari:
Lantanida, yang beranggotakan nomor atom 57-70 (14 unsur), unsur-unsur ini mempunyai sifat yang mirip dengan lantanium (La), sehingga disebut lantanoid atau lantanida.
halaman 6 dari 7 6. Ringkasan: Sistem periodik modern terdiri atas 7 periode. Jumlah unsur pada setiap periode sbb:
Periode Jumlah Unsur Nomor Atom
1 2 1-2
B. Hubungan Konfigurasi Elektron dan Sistem Periodik
1. Jumlah kulit elektron menunjukkan letak periode.
Pada konfigurasi unsur-unsur periode ke-2 mempunyai jumlah kulit sebanyak 2 buah. Contoh : 9F : 2 , 7 jumlah kulit 2 buah, periode ke-2
12Mg : 2 , 8 , 2 jumlah kulit 3 buah, periode ke-3 2. Jumlah elektron valensi suatu atom unsur menunjukkan golongan
Pada konfigurasi unsur-unsur golongan ke-2, elektron valensi golongan IIA mempunyai elektron valensi (lihat halaman 2) sebanyak 2 elektron. Contoh :
a) Adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar.
b) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), jari-jari atomnya semakin besar. c) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), jari-jari atomnya semakin kecil. 2. Jari-Jari Ion
a) Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya. b) Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil, sedangkan ion bermuatan negatif (anion)
mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya. 3. Energi Ionisasi
a) Adalah energi minimum yang diperlukan atom netral dalam wujud gas untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1 (kation).
b) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil, dan semakin mudah untuk dilepaskan.
c) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar/kuat dan semakin sulit untuk dilepaskan.
halaman 7 dari 7 4. Afinitas Elektron
a) Adalah energi yang dilepaskan atau diserap oleh atom netral dalam wujud gas apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif (anion).
b) Afinitas elektron bukanlah kebalikan dari energi ionisasi.
c) Semakin negatif harga afinitas elektron, maka akan semakin mudah menerima/menarik elektron dan semakin reaktif pula unsurnya.
d) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga afinitas elektronnya semakin kecil. e) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga afinitas elektronnya semakin besar. f) Afinitas elektron terbesar dimiliki golongan VIIA.
5. Keelektronegatifan
a) Adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa (dalam ikatannya). b) Diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 0,7 (keelektronegatifan Cs= Sesium) sampai 4
(keelektronegatifan F=Fluor).
c) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga keelektronegatifan semakin kecil. d) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga keelektronegatifan semakin besar. 6. Sifat Logam dan Non Logam
a) Sifat logam dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation.
b) Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi ( EI ). Makin besar harga EI, makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya.
c) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah. d) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang.
e) Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur, sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas.
f) Unsur yang paling bersifat non logam adalah unsur-unsur yang terletak pada golongan VIIA, bukan golongan VIIIA. g) Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur Metaloid ( =
unsur yang mempunyai sifat logam dan sekaligus non logam ). Misalnya : boron dan silikon 7. Kereaktifan
a) Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron. b) Unsur logam yang paling reaktif adalah golongan IA (logam alkali).
c) Unsur non logam yang paling reaktif adalah golongan VIIA (halogen).
d) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), mula-mula kereaktifan menurun, kemudian semakin bertambah hingga golongan VIIA.
e) Golongan VIIIA merupakan unsur yang paling tidak reaktif.
TUGAS
1. Hitunglah jumlah p dan n dari unsur: a. Mg
b. Ca c. Au d. Cu e. Sn
