Kd 1, Struktur Atom, Sistem Periodik Unsur Dan Ikatan Kimia

STRUKTUR ATOM, SISTEM PERIODIK UNSUR DAN IKATAN KIMIA

STRUKTUR ATOM, SISTEM PERIODIK UNSUR DAN IKATAN KIMIA

Materi Wajib : Materi Wajib : A.

A. StruStruktur ktur AtomAtom 1.

1. PePerkrkemembabangngan man mododel ael atotomm a.

a. MoModedel al atotom Dm Dalaltotonn Teori atom dalton : Teori atom dalton :



 Atom merupakan partikel-partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagiAtom merupakan partikel-partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi



 Atom-atom satu unsur sama dalam segala hal tetapi berbeda dari atom-atomAtom-atom satu unsur sama dalam segala hal tetapi berbeda dari atom-atom unsur lain

unsur lain



 Atom-atom dapat bergabung satu sama lain secara kimia membentuk molekulAtom-atom dapat bergabung satu sama lain secara kimia membentuk molekul dengan perbandingan sederhana

dengan perbandingan sederhana



 enya!a merupakan hasil reaksi dari atom-atom penyusunnyaenya!a merupakan hasil reaksi dari atom-atom penyusunnya



 Ataom suatu unsur adalah permanen" artinya tidak dapat di uraikan" tidak dapatAtaom suatu unsur adalah permanen" artinya tidak dapat di uraikan" tidak dapat diciptakan" dan tidak dapat dimusnahkan

diciptakan" dan tidak dapat dimusnahkan #elemahan model ataom Dalton :

#elemahan model ataom Dalton :



 Tidak dapat menjelaskan si$at listrik materiTidak dapat menjelaskan si$at listrik materi



 Tidak dapat menjelaskan gaya Tidak dapat menjelaskan gaya gabung unsur-unsur gabung unsur-unsur   b.

 b. Model atom ThomModel atom Thomsonson Teori atom Thomson : Teori atom Thomson :



 AtoAtom m mermerupaupakan kan suasuatu tu matmateri eri berberbenbentuk tuk bolbola a pejpejal al berbermumuatan atan pospositiiti$ $ dandan elektron tersebar secara merata di dalamnya %mirip roti kismis&

elektron tersebar secara merata di dalamnya %mirip roti kismis&



 Atom bersi$at netral" jumlah muatan positi$ sama dengan jumlah muatan negati$ Atom bersi$at netral" jumlah muatan positi$ sama dengan jumlah muatan negati$  #elemahan :

#elemahan : Tidak Tidak dapat menjelaskan adanya dapat menjelaskan adanya inti atominti atom c.

c. MoModedel atl atom 'om 'ututheher$r$orordd



 AtoAtom m terdterdiri iri atas inti atas inti yanyang g berbermuamuatan tan pospositiiti$ $ dan dan berberada ada padpada a puspusat at atoatom"m" elektron bergerak melintasi inti seperti halnya planet-planet mengitari matahari elektron bergerak melintasi inti seperti halnya planet-planet mengitari matahari



 #elemahan : ketidakmampuan untuk menerangkan mengapa elektron tidak jatuh#elemahan : ketidakmampuan untuk menerangkan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom akibat gaya tarik elektrostatis inti terhadap elektron

ke inti atom akibat gaya tarik elektrostatis inti terhadap elektron d.

d. MoModedel l atatom om (i(ielels )s )ohohr r  T

Teori ataom niels eori ataom niels )ohr :)ohr :



 AtoAtom m terterdirdiri i dardari i intinti i yanyang g berbermuamuatan tan pospositiiti$ $ dan dan disdisekiekitartarnya nya berberedaedar r  elektron-elektron yang bermuatan negati$ 

elektron-elektron yang bermuatan negati$ 



 Dalam atom" elektron bergerak mengelilingi inti atom pada orbit tertentuDalam atom" elektron bergerak mengelilingi inti atom pada orbit tertentu yang dikenal sebagai

yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang keadaan gerakan yang tetap tetap yang selanjutnya yang selanjutnya disebutdisebut dengan tingkat energi utama*bilangan kuantum utama*kulit %n&

dengan tingkat energi utama*bilangan kuantum utama*kulit %n&



 epanjang elektron berada dalam lintasan stasioner energi akan konstan"epanjang elektron berada dalam lintasan stasioner energi akan konstan" sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan

sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan



 +lektron hanya dapat berpindah dari lintasan stasioner yang lebih rendah ke+lektron hanya dapat berpindah dari lintasan stasioner yang lebih rendah ke lin

lintasatasan n yanyang g leblebih ih tintinggi ggi jikjika a menmenyeryerap ap eneenergrgi. i. Dan Dan sebasebalikliknyanya" " jikjikaa elek

elektrotron n berberpinpindah dah dardari i linlintastasan an stasstasionioner er yanyang g tintinggi ggi kerkerendendah ah terjterjadiadi  pembebasan energi

#elemahan : model atom ini hanya dapat menerangkan spektrum dari atom atau ion yang mengandung satu elektron dan tidak sesuai dengan spektrum atom atau ion berelektron banyak. elain itu" tidak mampu pula menerangkan atom dapat membentuk molekul melalui ikatan kimia

e. Model atom mekanika kuantum

 Model atom ini didasarkan pada :

- +lektron bersi$at gelombang dan partikel" oleh ,ouis de )roglie%1/&

- Persamaan gelombang elektron dalam atom" oleh +r!in chrodinger %10&

- Asas ketidakpastian oleh Werner eisenberg %12&

 Teori atom mekanika kuantum :

- Atom terdiri atas inti ataom yang mengandung proton dan neutron" dan elektron-elektron yang mengelilingi inti atom berada pada orbital-orbital tertentu yang membentuk kulit atom" hal ini disebut dengan konsep orbital %ruang tempat*kebolehjadian suatu elektron dapat ditemukan&

- #edudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan dengan bilangan kuantum.

. (otasi unsur 

 Atom merupakan bagian terkecil penyusun suatu unsur. 3mumnya ataom terdiri atas partikel proton, neutron dan elekteron. (eutron dan proton terletak di dalam inti atom sedangkan elektron beredar mengelilingi inti.

 etiap unsur memiliki ciri khas tersendiri. al ini disebabkan karena jumlah  proton*elektron dari masing-masing unsur tersebut berbeda.

 Penggambaran jumlah proton" elektron maupun neutron sustu unsur disebut notai unur.

 Penulisan notasi unsur secara umum adalah sebagai berikut : A₄

5

dimana :

4 6 lambang unsur 

5 6 menunjukkan nomor atom %jumlah proton*elektron& A6 menunjukkan massa atom %jumlah proton 7 neutron & Dalam atom netral" jumlah elektron 6 5

Dalam ion bermuatan 78" jumlah elektron 6 5-4 Dalam ion bermuatan 98" jumlah elektron 6 574

 sotop" soton dan sobar 

Iotop 6 Atom yang mempunyai nomor atom yang sama tetapi memiliki nomor  massa yang berbeda disebut dengan isotop.

Ioton 6 atom dari unsur yang berbeda %mempunyai nomor atom berbeda&"tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama.#arena nomor atomnya berbeda maka si$at-si$atnya juga berbeda.

;ontoh :

Iobar 6 sobar adalah atom dari unsur yang berbeda %mempunyai nomor atom  berbeda& tetapi mempunyai jumlah nomor massa yang sama. #arena nomor 

atomnya berbeda maka si$at-si$atnya juga berbeda. ;ontoh :

/. )ilangan kuantum

Pengaturan elektron dalam kulit atom disebut kon$igurasi elektron. 3ntuk menuliskan kon$igurasi tersebut" diginakan beberapa istilah yang disebut bilangan kuantum. )ilangan-bilangan kuantum menunjukkan tempat kedudukan elektron dalam ataom. Ada < macam bilangan kuantum" yaitu :

a. )ilangan kuantum utama %n&

Menunjukkan letak elektron pada kulit atau tingkat energi utama n61 disebut kulit # 

n6 disebut kulit ,

n6 / disebut kulit M" dst.  b. )ilangan kuantum a=imuth %l&

Menunjukkan letek elektron dalam sub kulit" bentuk orbital" dan sub tingkat energi elektron. )entuk orbital :

>rbital s %sharp& berbentuk bola

>rbital p %principal& terdiri atas / orbital" yaitu p8" py dan p=

>rbital d %di$$use& terdiri atas ? orbital" yaitu d8_{" dy}_{" d=}_{"d8y" dan d8=} >rbital $ %$undamental& terdiri atas 2 orbital

c. )ilangan kuantum magnetik %m&

Menunjukkan orientasi orbital dalam ruangan dan juga menunjukkan banyaknya orbital pada sub kulit

d. )ilangan kuantum spin %s&

Menunjukkan arah putaran elektron dalam orbital. Pada orbital maksimum terdapat  elektron dengan arah yang berla!anan" s berharga 71* %searah jarum jam& dan -1* %berla!anan arah jarum jam &

Hubungan bilangan kuantum l, m dengan sub kulit, jumlah orbital dan jumlah elektron maksimum dalam orbital .

 s  1 

1 p -1"" 71 / 0

 d -"-1" " 71"7 ? 1

/ $ -/" -" -1" " 71" 7" 7/ 2 1<

<. #on$igurasi elektron

Pengisian elektron dalam kulit atom diatur menurut pendapat / orang ahli :

a. Prinsip Au$bau

+lektron-elektron mengisi orbital dari tingkat energi terendah kemudian baru mengisi tingkat energi yang lebih tinggi

 b. ,arangan Pauli

Tidak diperbolehkan di dalam atom terdapat elektron yang mempunyai keempat  bilangan kuantum yang sama

c. Aturan und

+lektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi sebuah elektron

!. Sitem Periodik Unur

1. Perkembangan sistem periodik unsur

 (o istem pengelompokan Dasar pengelompokan

1 Triade dobereiner #emiripan si$at

 >kta$ ne!land #enaikan massa atom

/ istem periodik mendeleeB*sistem  periodik unsur pendek 

#enaikan massa atom dan kemiripan si$at

< istem periodik modern #enaikan nomor atom dan kemiripan si$at

. ubungan kon$igurasi elektron dengan golongan dan periode unsur  "ubungan kon#igurai elektron dengan golongan unur $

a. Unsur utama #on$igurasi elektron kulit terluar  +lektron Balensi  (omor  golongan  (ama golongan ns1 _{1 A Alkali}

ns _{ A Alakali tanah}

ns_np1 _{/ A Aluminium}

ns_np _{< CA #arbon}

ns_np/ _{? CA (itrogen}

ns_{np< 0 CA >ksigen}

ns_np? _{2 CA alogen}

ns_np0 _{ CA Eas mulia}

 b. Unsur transisi

subkulit %n-1&d ns %n-1&d1ns ) %n-1&d _ns _C) %n-1&d/ _ns _C) %n-1&d< _ns _C) %n-1&d? _ns _C)

%n-1&d0 _ns _{C) %karena si$atnya} mirip&

%n-1&d2 _ns %n-1&d _ns

%n-1&d _ns _) %n-1&d1 _ns _)

Unur golongan lantanida

Mempunyai kon$igurasi elektron subkulit terluar : <$ 1-1<_"?s_"?p0_"0s Unur golongan aktinida

Mempunyai kon$igurasi elektron subkulit terluar : ?$ 1-1<_"0s_"0p0_"2s

)erdasarkan jenis orbital yang ditempati oleh elektron terakhir" maka unsur-unsur  dibagi dalam blok-blok :

)lok s : golongan A-A )lok p : golongan A-CA )lok d : golongan )-C)

)lok $ : Eolongan lantanida dan aktinida

"ubungan kon#igurai elektron dengan periode unur $

 3nsur-unsur dengan jumlah kulit yang sama ditempatkan pada periode % baris& yang sama

 (omor periode 6 jumlah kulit

/. i$at-si$at $isik dan kimia unsur dalam sistem periodik  a. @ari-jari atom

 @ari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron pada kulit terluar 

 3ntuk unsur-unsur segolongan :  %ari&%ari ataom makin keba'a( emakin bear. #arena jumlah kulit yang dimiliki oleh atom semakin banyak" maka kulit terluar semakin jauh dari inti atom.

 3ntuk unsur-unsur seperiode :  %ari&%ari atom emakin pendek dari kiri ke kanan. #arena sekalipun jumlah kulitnya sama" tetapi banyaknya proton  bertambah sehingga elektron-elektron terluar tertarik lebih dekat ke arah inti.  b. +nergi ionisasi

 +nergi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepas elektron terluar dari suatu atom dalam !ujud gas.

 emakin besar energi ionisasi" semakin sukar atom itu melepaskan elektron terluarnya. @adi semakin stabil atom tersebut.

 +nergi ionisasi unsur-unsur dalam atu golongan dari ata ke ba'a( emakin berkurang dan dalam atu periode dari kiri ke kanan bertamba( bear. c. A$initas elektron

 @ika suatu atom dalam !ujud gas menerima elektron" maka akan dilepaskan energi. +nergi yang dilepas ini disebut a$initas elektron.

4%g& 7 e- 4-_%g&

 emakin besar harga a$initas elektron suatu atom" semakin mudah unsur  tersebut membentuk ion negati$ 

 A$initas elektron unsur-unsur dalam atu golongan dari ata ke ba'a( berkurang" dan dalam atu periode dari kiri ke kanan bertamba(.

d. #eelektronegati$an

 #eelektonegati$an adalah ukuran kemampuan suatu atom untuk menarik  elektron dalam ikatannya

 Dalam sistem periodik unsur" unsur-unsur dalam atu golongan dari ata ke ba'a( (arga kelektronegati#ann)a berkurang dan unsur-unsur dalam atu periode dari kiri ke kanan (arga kelektronegati#ann)a emakin bear .

e. i$at kelogaman

 3nsur-unsur dalam sistem periodik juga dikelompokkan menjadi logam dan non logam serta terdapat beberapa unsur yang memiliki si$at logam maupun non logam yakni kelompok semi logam atau metalloid.

 Dalam atu golongan dari ata ke ba'a( i#at logam bertamba(" sedangkan dalam atu periode dari kiri ke kanan i#at logam berkurang

Dari atas ke ba!ah dalam satu golongan bertamba(" dari kiri ke kanan dalam satu periode berkurang :

- @ari-jari atom

- i$at logam

- i$at basa

- i$ar reduktor 

Dari atas ke ba!ah dalam satu golongan berkurang" dari kiri ke kanan dalam satu periode bertamba(

- +nergi ionisasi

- #eelektronegati$an

- A$initas elektron

- i$at asam

- i$at non logam

- i$at oksidator  *. Ikatan Kimia

1. Teori duplet dan oktet

i$at-si$at senya!a ditentukan oleh ikatan kimia yang membentuk senya!a tersebut. Proses berikatan dilakukan agar masing-masing atom mencapai kestabilan

Atom-atom dikatakan stabil apabila kon$igurasinya sama dengan kon$igurasi gas mulia %aturan duplet atau oktet&. Dimana" menurut teori ini" suatu ataom memiliki kecenderungan untuk membentuk kon$igurasi elektron stabil seperti kon$igurasi unsur  gas mulia

. @enis-jenis ikatan kimia a. katan ion

katan ion terbentuk karena serah terima elekton antar atom" ikatan ini terbentuk  antara :

- on positi$ dengan ion negati$ 

- ,ogam dengan non logam ;ontoh : #;l. Mg;l" )a;l  b. katan koBalen

katan koBalen terjadi karena adanya pemakaian pasangan elektron bersama" ikatan ini terbentuk antara :

- on negati$ dengan ion negati$ 

-  (on logam dengan non logam ;ontoh : ;l" "("(>";(";> Pembagian ikatan koBalen

- )erdasarkan jumlah pasangan elektron yang dipakai bersama" ada koBalen tunggal %;l" >&" koBalen rangkap dua %;>" >&" dan koBalen rangkap / %(&

- )erdasarkan asal pasangan elektron yang dipakai bersama" yakni koBalen  biasa dan koBalen koordinasi. Pada ikatan koBalen biasa pasangan elektron yang dipakai bersama berasal dari kedua atom yang berikatan" sedangkan pada koBalen koordinasi pasangan elektron yang dipakai bersama hanya berasal dari salah satu atomnya saja %contoh : )F/"><&

- )erdasarkan kepolarannya" yakni koBalen polar dan non polar. #oBalen polar  adalah ikatan koBalen yang terjadi antar unsur yang memiliki perbedaan keelektronegati$an besar %;ontoh : ;l" >"(/&" sedangkan koBalen non  polar adalah ikatan koBalen yang memiliki perbedaan kelektronegati$an sangat

kecil atau tidak sama sekali %contoh : ("">& c. katan logam

katan logam adalah ikatan yang terjadi karena rapatnya susunan atom-atom logam" sehingga elektron di kulit terluar dapat bergerak bebas.

+lektron-elektron tersebut dapat berpindah-pindah %mengalir& dari satu atom ke atom lainnya sehingga menyebabkan logam memiliki kerapatan yang tinggi %titik  lelehnya tinggi&" dan mudah menghantarkan listrik.

#ekuatan ikatan logam tergantung pada banyaknya elektron Balensi yang terdapat  pada atom logam tersebut

/. Eaya antar molekul a. katan hidrogen

katan hidrogen adalah ikatan yang terjadi pada senya!a polar antara atom hidrogen %& dengan atom yang memiliki keelektronegati$an besar %(" >" dan F&" Adanya ikatan hidrogen dapat menyebabkan peningkatan titik didih dari senya!a" dibandingkan dengan senya!a lain yang memiliki Mr yang sama atau segolongan  b. katan Ban der !aals dan gaya london

katan Ban der !aals terjadi karena adanya gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang sangat lemah

<. )entuk molekul %berdasarkan teori domain elektron& Berbagai kemungkinan bentuk molekul :

 (o @umlah  pasangan elektron atao pusat Pasangan elektron terikat Pasangan elektron  bebas

)entuk molekul ;ontoh

1 < <  Tetrahedron ;<  < / 1 egitiga piramid (/ / <   Planar bentuk B > < ? ?  egitiga bipiramid P;l? ? ? < 1 Tetrahedral*bidang empat F< 0 ? /  Planar bentuk T F/ 2 ?  / ,inear 4eF  0 0  >ktahedron F0  0 ? 1 Piramida segiempat F?

1 0 <  egiempat planar 4eF<

?. ibridisasi

ibridisasi adalah proses pembentukan orbital karena adanya gabungan*peleburan dua atau lebih orbital atom dalam suatu satuan atom.

)erbagai kemungkinan lain hibridisasi dan bentuk geometri orbital hibridanya sebagai  berikut :

>rbital hibrida @umlah ikatan )entuk geometrik  

p / egitiga datar sama sisi

p/ _{< Tetrahedron}

pd < Persegi datar  

p/_{d ? )ipiramida segitiga}