KIMIA DASAR I slide

mariamagdalenachem89@gmail.com

KIMIA DASAR I

Maria Magdalena Kolo, S.Si.,M.Si

Materi

Massa atom relatif

1

Bilangan Kuantum dan Orbital

2

Konfigurasi Elektron

3

Massa Atom Relatif

Massa atom relatif adalah perbandingan massa rata-rata suatu atom dengan 1/12 massa atom C-12

Massa 1 atom C-12 adalah 2,0 x 10^-23 gram atau 12 sma ( satuan massa atom ) atau atom mass unit (amu) atau juga disimbolkan dengan u.

Ar =

Contoh soal :

Jika diketahui massa atom unsur Fe = 55,847 sma dan massa 1 atom C-12 = 12 sma. Maka hitunglah massa atom relatif Fe!

Ar = = ^55,847

Ar = = ^55,847

Atom-atom unsur yang sama tidak selalu mempunyai massa yang sama.

Hal ini dapat dianalogikan dengan biji jagung, meskipun dari jenis yang sama tetapi massa 1 biji jagung tidak sama persis.

Atom-atom unsur yang sama tetapi memiliki massa yang berbeda disebut isotop.

Sebagai contoh, atom karbon ada yang mempunyai massa 12 sma dan 13 sma.

Dengan adanya isotop tersebut, massa atom merupakan massa rata-rata dari keseluruhan isotop atom di alam.

Untuk menghitung massa atom dari kelimpahan isotop dapat digunakan persamaan berikut :

Massa rata-rata atom X

=

Contoh

Atom Cl di alam terdiri atas 2 isotop yaitu Cl-35 dengan kelimpahan 75,77 % dan Cl-37 dengan kelimpahan 24,23 %. Jika diketahui massa isotop Cl-35 adalah 34,9689 u sedangkan isotop Cl-37 sebesar 36,9659 u. Hitunglah massa rata-rata atom Cl !

Penyelesaian :

Massa rata-rata atom X =

Massa rata-rata atom Cl = = 35,45

Bilangan Kuantum dan Orbital

Bilangan kuantum

Menentukan tingkat energi dan mempunyai harga positif dan bulat serta menentukan ukuran dari orbital.

Bilangan kuantum utama (n)

.

Bilangan kuantum azimuth atau orbital menentukan besarnya momentum sudut elektron yang terkuantisasi dan menentukan ukuran dari orbital

Bilangan kuantum azimuth (l)

.

Bilangan kuantum Azimut

Bilangan kuantum azimut mempunyai harga l = 0, 1, 2, 3,...., n-1 l = 0 untuk orbital s (sharp) l = 1 untuk orbital p (principal) l = 2 untuk orbital d (diffuse) l = 3 untuk orbital f (fundamental) kulit K (n=1) mengandung hanya orbital s

kulit L (n=2) mengandung orbital 2s dan 2p kulit M (n=3) mengandung orbital 3s, 3p, 3d kulit N (n=4) mengandung orbital 4s, 4p, 4d, 4f

Bilangan kuantum magnetik (m)

Bilangan kuantum magnetik menentukan orientasi orbital dalam ruang.

Untuk l = 0 (elektron s); maka m_l = 0

Untuk l = 1 (elektron p); maka m_l = -1, 0, +1

Untuk l = 2 (elektron d); maka m_l = -2,-1,0, +1, +2

Untuk l = 3 ( elektron f); maka m_l = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

Bilangan kuantum spin

Menjelaskan orientasi putaran spin

^.

Bentuk orbital

N Kulit Jumlah orbital

1 K 1

2 L 4

3 M 9

4 N 16

Setiap orbital mempunyai ukuran, bentuk dan orientasi tertentu dalam ruangan.

Kumpulan orbital-orbital dengan bilangan kuantum utama yang sama disebut kulit.

Jumlah orbital dalam kulit diberikan oleh n².

Orbital s = berbentuk bola simetris dan hanya 1 macam Orbital p = terdiri dari tiga macam orientasi, p_x, p_y, p_z

Orbital d = terdiri dari lima macam yaitu, d_xy, d_yz, d_xz, d_x² -_y² dan d_z²

Orbital f = terdiri dari tujuh macam yaitu f_x³, f_y³, f_z³, f_xyz, f_(x²-_y²)_z, f_(z²-_y²)_x , dan f_(z²-_x²)_y

Konfigurasi Elektron

Alur konfigurasi elektron unsur-unsur.

Setiap orbital maksimum diisi oleh dua elektron.

Orbital s = 1 orbital = 2 elektron Orbital p = 3 orbital = 6 elektron Orbital d = 5 orbital = 10 elektron Orbital f = 7 orbital = 14 elektron

Contoh soal :

a. ₉F = 1s² 2s² 2p⁵

b. ₃₈Sr = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s²

c. ₈₀Hg = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰

Contoh

Konfigurasi elektron pada unsur berelektron banyak dapat digunakan konfigurasi unsur gas mulia. Contoh :

38Sr = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s²  

Dapat ditulis menjadi :

38Sr = 1s²  2s²  2p⁶  3s² 3p⁶  4s²  3d¹⁰ 4p⁶ 5s²

= [Kr] 5s²

Prinsip Aufbau

Aturan pengisian elektron dalam atom disebut prinsip aufbau ( aufbau : membangun).

Menurut prinsip aufbau, elektron dalam atom sedapat mungkin memiliki energi terendah.

Oleh karena itu pengisian elektron dimulai dari orbital dengan tingkat energi terendah.

Aturan n+l pengisian elektron

Prinsip Aufbau

Untuk (n+1) yang sama yang mempunyai energi terbesar ialah orbital dengan bilangan kuantum utama terbesar misalnya,

3s > 2p 4s > 3p

5s > 4p > 3d 6s > 5p > 4d

Asas larangan Pauli

Asas ini dikenal dengan ekslusi Pauli yang menyatakan bahwa dalam suatu sistem,

baik atom maupun molekul, tidak terdapat dua elektron yang mempunyai keempat bilan- gan kuantum yang sama.

Hal ini berarti tiap orbital hanya dapat ditempati maksimal dua elektron.

Aturan Hund

Aturan ini merupakan aturan kelipatan maksimum.

• Pada pengisian elektron ke dalam orbital-orbital yang tingkat energinya sama sebanyak mungkin elektron berada dalam keadaan tidak berpasangan.

• Jika dua elektron terdapat dalam dua orbital yang berbeda makan energi terendah dicapai jika spinnya sejajar.

Perhatikan contoh berikut :

6

C = 1s

²

2s

²

2p

²

1s

²

2s

²

2p

_x¹

2p

_y¹

 Orbital penuh dan setengah penuh

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa orbital yang terisi penuh dan setengah penuh mempunyai struktur yang relatif stabil.

Contoh : ₂₉Cu : [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ bukan [Ar] 3d⁹ 4s²

 Diamagnetik dan paramagnetik

Diamagnetik memiliki elektron berpasangan sedangkan paramagnetik elektron tidak berpasangan. Contoh ₃Li dengan konfigurasi 1s² 2s¹.

Oleh karena ada 1 elektron tak berpasangan maka Litium bersifat paramagnetik dan tertarik oleh magnet.

Penentuan sifat kemagnetan zat secara eksperimen dapat digunakan timbangan seperti Gambar . Ketika suatu zat bersifat paramagnetik maka akan tertarik oleh medan magnetik sehingga neraca menjadi lebih berat. Akan tetapi ketika zat diamagnetik ditempatkan maka neraca tetap pada po- sisi semula (tidak bertambah berat).

Contoh soal penentuan bilangan kuantum.

1. Hitunglah bilangan kuantum n, l, m dan s dari beberapa unsur berikut : a. ₈O

b. ₇N

Penyelesaian :

a. ₈O = 1s² 2s² 2p⁴ ( digunakan orbital paling akhir ) bilangan kuantum utama (n) = 2

bilangan kuantum azimuth (l) = 1 bilangan kuantum magnetik (m) = -1 bilangan kuantum spin (s) = -

a. ₇N = 1s² 2s² 2p³

bilangan kuantum utama (n) = 2 bilangan kuantum azimuth (l) = 1 bilangan kuantum magnetik (m) = +1 bilangan kuantum spin (s) = +

Metode cepat untuk menentukkan harga bilangan kuantum suatu unsur.

Pada unsur oksigen dengan nomor atom 8 memiliki konfigurasi akhir

2p⁴, maka nilai

bilangan kuantum utama (n) =2, bilangan kuantum azimuth (l) = 1, bilangan kuantum magnetik (m) = -1 dan

bilangan kuantum spin (s) = -1/2.

Your Picture Here

1. Apa dasarnya sehingga Rutherford menyimpulkan dari percobaan penghamburan sinar alfa, bahwa muatan positif dari atom terpusat pada inti yang sangat kecil ?

2. Jelaskan kelebihan dan kekurangan teori atom Bohr ! 3. Buatkan konfigurasi elektron dari

a. ₁₅P b. ₂₈Ni c. ₃₅Br d. ₄₂Mo e. ₇₄W

4. Tentukan nilai bilangan kuantum n, l, m dan s dari unsur-unsur berikut : f. ₁₄Si

g. ₁₉K h. ₃₃As i. ₂₃V

5. Gambarkan orbital s, p dan d !

TUGAS

THANK YOU

GOOD LUCK