Struktur atom dan konfigurasi elektron

Kimia Dasar I

Struktur Atom dan Konfigurasi Elektron

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Kimia??

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Kimia : Ilmu yang mempelajari tentang materi, komposisinya, strukturnya, dan perubahan yang disebabkan akibat adanya interaksi materi dengan materi lainnya (reaksi kimia)

Materi : segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang (memiliki volume)

 padat, cair, gas

 Zat tunggal (unsur, senyawa), campuran (homogen,

heterogen)

MATERI DAN KLASIFIKASINYA

 UNSUR  zat tunggal yang paling sederhana, tidak dapat dipisahkan menjadi zat yang lebih sederhana lagi melalui reaksi kimia

-Unsur logam : Besi (Fe), Emas (Au), Perak (Ag), Alumunium (Al) -Unsur Non logam : Hidrogen (H), Oksigen (O), Florin (F), Karbon (C) -Unsur Semilogam : Boron (B) Semilogam, Arsen (As) Semilogam

 SENYAWA  zat tunggal yang tersusun oleh dua unsur atau lebih yang berbeda dan dapat diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana melalui reaksi kimia

-Senyawa organic : Alkohol (C₂H₅OH), Asam Asetat (CH₃COOH), Gula (C₁₂H₂₂O₁₁), Urea (CO(NH₂)₂) -Senyawa anorganik : Garam dapur (NaCl), Karbon dioksida (CO₂)

MATERI DAN KLASIFIKASINYA

STRUKTUR ATOM

ATOM??

ATOM  partikel dasar dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut.

Terdiri dari INTI (Proton dan Neutron) dan ELEKTRON yang mengelilinginya pada ORBITAL

ATOM, MOLEKUL, DAN SENYAWA

MOLEKUL  gabungan dari atom-atom

 Molekul unsur : gabungan atom-atom yang sejenis

 Molekul senyawa : gabungan atom -atom yang tidak sejenis

ION  atom atau sekelompok atom yang

bermuatan listrik (Ion Positif dan Ion Negatif) -Kation adalah ion-ion yang bermuatan listrik positif

-Anion adalah ion-ion yang bermuatan negatif

 Jika dua buah ion yang berbeda bermuatan ini saling berdekatan, maka akan terjadi gaya tarik-menarik yang pada akhirnya akan

terbentuk SENYAWA ION.

Nomor Massa

Nomor Atom Lambang Unsur

Nama Unsur Keterangan :

- Nomor Atom = Jumlah proton = Jumlah elektron - Nomor Massa = Jumlah Proton + Neutron

Umumnya, jumlah elektron dalam inti suatu atom sama dengan jumlah

protonnya. Namun, pada beberapa atom memiliki jumlah elektron yang tidak sama dengan jumlah protonnya. Kondisi inilah yang membuat pengetahuan terkait isotop, isobar, dan isoton

• ISOTOP  unsur yang memiliki nomor atom sama (proton), tetapi massanya berbeda

STRUKTUR ATOM

ATOM  partikel dasar dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut.

Terdiri dari INTI (Proton dan Neutron) dan ELEKTRON yang mengelilinginya pada ORBITAL tertentu

Orbital  Suatu ruangan disekitar INTI yang merupakan tempat ELEKTRON

Kedudukan ELEKTRON di sekitar INTI ditentukan dengan BILANGAN KUANTUM

PERKEMBANGAN TEORI ATOM

 Democritus (400 SM): “atomos” bagian terkecil dari suatu benda yang sudah tidak dapat dibagi lagi

 Aristoteles (300 SM) : Membagi elemen di dunia menjadi 4 yaitu

api, udara, tanah, dan air

TEORI ATOM DALTON



atom merupakan bagian terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi.

digambarkan seperti bola pejal



atom untuk unsur tertentu bersifat identik dari segi bentuk, ukuran, dan massa. Sedangkan atom dari unsur yang berbeda memiliki arakteristik yang berbeda pula dari ukuran dan massanya.



gabungan dari atom membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat sederhana



reaksi kimia merupakan pemisah dan penggabung kembali atom-atom sehingga atom tidak diciptakan atau dimusnahkan.



Kelebihan : dapat menerangkan hokum kekekalan massa



Kelemahan : tidak dapat menjelaskan sifat kelistrikan suatu materi, tidak

dapat menjelaskan fenomena unsur yang memiliki isotop dan isobar

TEORI ATOM THOMSON

Percobaan sinar katoda

TEORI ATOM THOMSON



Dikemukakan setelah penemuan electron



Atom bersifat netral. Jika atom memiliki elektron, maka ada muatan positif yang setara dengan jumlah elektronnya



atom terdiri dari materi bermuatan positif dan dikelilingi muatan-muatan negatif (seperti roti kismis, dengan kismis sebagai elektron)



Kelebihan : membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom (atom bukan merupakan bagian terkecil dari unsur), menerangkan sifat kelistrikan materi



Kekurangan : belum dapat menerangkan susunan muatan positif

dan negatif dalam atom (jumlahnya)

TEORI ATOM RUTHERFORD



atom adalah bola rongga yang tersusun dari inti atom dan elektron di sekelilingnya



Muatan positif terkonsentrasi di inti atom



di dalam inti atom terdapat proton yang bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom



Kelebihan : atom terdiri dari inti atom dan

TEORI ATOM NIEHLS BOHR

 atom terdiri dari inti yang bermuatan positif yang dikelilingi elektron bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.

 Elektron tidak jatuh ke inti karena berada pada keadaan stasioner sehingga tetap pada lintasannya

 elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak berkurang. Jika elektron berpindah ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah, akan memancarkan energi radiasi.

 elektron-elektron berkedudukan pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit atom.

 Kelebihan : mampu membuktikan adanya lintasan elektron

 Kekurangan : hanya dapat menerangkan spectrum emisi atom elektron tunggal seperti gas H, tetapi tidak dapat menerangkan

TEORI ATOM KIMIA KUANTUM

 Louis de Broglie : elektron dapat berperilaku sebagai materi dan energy(gelombang)

 Werner Heisenberg : letak elektron tidak dapat dinyatakan dengan pasti, yang bisa ditentukan adalah daerah kebolehjadian ditemukannya elektron (ORBITAL)

 Schrodinger: menemukan bahwa electron bergerak tidak beraturan dalam

suatu daerah yang berbeda bentuk. persamaan gerakan elektron dalam

mengelilingi inti bilangan kuantum

TEORI ATOM KIMIA KUANTUM

Kelebihannya:

Bisa menjelaskan posisi kebolehjadian ditemukannya elektron.

Bisa menjelaskan posisi elektron saat mengorbit.

Bisa mengukur perpindahan energi eksitasi dan emisinya.

Mengidentifikasi proton dan neutron pada inti, sedangkan elektron berada pada orbitnya.

Kekurangannya:

Sulit diterapkan untuk sistem makroskopis dengan kumpulan atom, contohnya hewan.

BILANGAN KUANTUM

1. Bilangan kuantum Utama (n)

2. Bilangan kuantum Azimuth (l)

3. Bilangan kuantum Magnetik (m)

4. Bilangan kuantum Spin (s)

BILANGAN KUANTUM UTAMA

• Menyatakan ukuran dan tingkat energi orbital

• Nilai n  menunjukkan kulit atom

• Nilai n Semakin besar nilai n, semakin besar ukuran orbital (semakin besar jarak rata-rata elektron dalam orbital dari inti atom)  Energi makin besar

• Memiliki nilai bilangan bulat positif  1, 2, 3, ...

Jenis Kulit Nilai n

K 1

L 2

M 3

BILANGAN KUANTUM AZIMUTH

• Menyatakan subkulit tempat elektron berada dan bentuk orbital serta menentukan besarnya momentum sudut elektron terhadap inti.

• Nilai bilangan kuantum azimut yg diijinkan yaitu semua bilangan bulat mulai dr 0 sampai n-1

• Jadi nilai bilangan kuantum azimut tidak mungkin sama atau lebih besar dari bilangan kuantum utamanya. Maksimal nilai l = n – 1

Nilai l Penamaan Orbital

0 s

1 p

BILANGAN KUANTUM MAGNETIK

• Bilangan kuantum magnetik  letak

orbital yang ditempati e^- dalam subkulit.

Bilangan kuantum magnetik (m)

mempunyai harga (-l) sampai harga (+l)

Nilai l Nilai m

0 0

1 -1, 0, +1

2 -2, -1, 0, +1, +2

3 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

BILANGAN KUANTUM SPIN

• Menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya

• Arah rotasi :

1. Searah jarum jam  nilai s = + ½ dan dalam orbital dituliskan dengan tanda panah ke atas

2. Berlawanan arah jarum jam  nilai s = - ½ dan dalam orbital dituliskan dengan tanda panah ke bawah

SUB KULIT JUMLAH ORBITAL

JUMLAH ELEKTRON MAKSIMUM

s 1 2

Penandaan Sub Kulit (Orbital)

Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan Kuantum Azimuth (l)

Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Jumlah Orbital dalam Subkulit

1s 1 0 0 1

2s 2 0 0 1

2p 2 1 -1, 0, +1 3

3s 3 0 0 1

3p 3 1 -1, 0, +1 3

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

4s 4 0 0 1

4p 4 1 -1, 0, +1 3

4d 4 2 -2, -1, 0, +1, +2 5

CONTOH SOAL

• Tuliskan Bilangan Kuantum dari :

1. 3s¹ 2. 3p⁵ 3. 4s² 4. 4f⁸

• Tuliskan Bilangan Kuantum dari :

a. 2p³ b. 3d⁴ c. 5p² d. 4p⁶

JAWABAN

• 3s¹ 

Bilangan Kuantum Utama (n) = 3 Bilangan Kuantum Azimuth (l) = 0

Bilangan Kuantum Magnetik (m) = 0 (posisi elektron terakhir pada kolom 0) Bilangan Kuantum Spin (s) = + ½

3p⁵

Bilangan Kuantum Utama (n) = 3 Bilangan Kuantum Azimuth (l) = 1

Bilangan Kuantum Magnetik (m) = -1, 0, +1 (posisi elektron terakhir pada kolom 0) Bilangan Kuantum Spin (s) = - ½

4s²

Bilangan Kuantum Utama (n) = 4 Bilangan Kuantum Azimuth (l) = 0

Bilangan Kuantum Magnetik (m) = 0 (posisi elektron terakhir pada kolom 0)

KONFIGURASI ELEKTRON

• Menggambarkan susunan elektron menurut orbital-orbital yang ditempati dalma suatu atom

• Mengikiuti aturan :

- Prinsip Aufbau  Elektron akan mengisi orbital atom yang tingkat energi relatifnya lebih rendah dahulu baru orbital atom yang tingkat energi relatifnya lebih tinggi .

Urutan tingkat energi : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

- Larangan Pauli  Menyatakan tidak ada 2 atau lebih elektron yang memiliki energi sama. Sehingga satu orbital hanya dapat ditempati oleh dua elektron dengan spin yang berlawanan

- Aturan Hund  Pengisian elektron pada orbital yang mempunyai energy sama, mula-mula elektron menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan

CONTOL SOAL

• Tuliskan konfigurasi elektron : 1. Atom ₃₅Br

2. Atom ₅₅Cs 3. Ion ₁₉K⁺ 4. Ion ₈O^2- 5. ₂₈Ni

6. atom ₂₄Y

JAWABAN

• Atom ₃₅Br

 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

• Atom ₅₅Cs

 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s¹

• Ion ₁₉K⁺

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹(-1)

K⁺ : melepaskan satu elektron  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

• Ion ₈O^2-

1s² 2s² 2p⁴(+2)

O^2-: menangkap dua elektron  1s² 2s² 2p⁶

Terima Kasih