STRUKTUR
ATOM DAN SISTEM PERIODIK UNSUR
A.
STRUKTUR ATOM
Perkembangan Model 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 suatu unsur sama memiliki sifat
yang sama, sedangkan atom unsur berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya.
d.
Senyawa terbentuk jika atom
bergabung satu sama lain.
e.
Reaksi kimia hanyalah reorganisasi
dari atom-atom, sehingga tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia.
1.
Model Atom
Dalton
Teori
atom Dalton ditunjang oleh 2 hukum alam yaitu :
a.
Hukum
Kekekalan Massa (hukum Lavoisier)
: massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.
b.
Hukum
Perbandingan Tetap (hukum Proust)
: perbandingan massa unsur-unsur yang menyusun suatu zat adalah tetap.
Kelemahan
Model Atom Dalton :
Menurut
teori atom Dalton nomor 5, tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia. Kini ternyata dengan reaksi kimia nuklir,
suatu atom dapat berubah menjadi atom lain.
:
2.
Model Atom
Thomson
a.
Setelah ditemukannya elektron oleh
J.J Thomson, disusunlah model atom Thomson yang merupakan penyempurnaan dari
model atom Dalton.
b.
Atom terdiri dari materi bermuatan
positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis.
3). Model Atom Rutherford
a.
Rutherford
menemukan bukti bahwa dalam atom terdapat inti atom yang bermuatan positif,
berukuran lebih kecil daripada ukuran atom tetapi massa atom hampir seluruhnya
berasal dari massa intinya.
b.
Atom terdiri dari inti atom yang
bermuatan positif dan berada pada pusat atom serta elektron bergerak melintasi
inti (seperti planet dalam tata surya).
Kelemahan
Model Atom Rutherford :
·
Ketidakmampuan untuk menjelaskan
mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom akibat gaya tarik elektrostatis inti
terhadap elektron.
·
Menurut teori Maxwell, jika elektron
sebagai partikel bermuatan mengitari inti yang memiliki muatan yang berlawanan
maka lintasannya akan berbentuk spiral dan akan kehilangan tenaga/energi dalam
bentuk radiasi sehingga akhirnya jatuh ke inti.
4). Model Atom Niels Bohr
·
Model atomnya didasarkan pada teori
kuantum untuk menjelaskan spektrum gas hidrogen.
·
Menurut Bohr, spektrum garis
menunjukkan bahwa elektron hanya menempati tingkat-tingkat energi tertentu
dalam atom.
Menurutnya :
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 selanjutnya disebut dengan tingkat energi utama (kulit elektron)
yang dinyatakan dengan bilangan kuantum utama (n).
c.
Selama elektron berada dalam
lintasan stasioner, energi akan tetap sehingga 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. Sebaliknya, jika elektron berpindah dari lintasan
stasioner yang lebih tinggi ke rendah terjadi pelepasan energi.
e.
Pada keadaan normal (tanpa pengaruh
luar), elektron menempati tingkat energi terendah (disebut tingkat dasar = ground
state).
Kelemahan Model Atom Niels Bohr :
1.
Hanya dapat menerangkan spektrum
dari atom atau ion yang mengandung satu elektron dan tidak sesuai dengan
spektrum atom atau ion yang berelektron banyak.
2.
Tidak mampu menerangkan bahwa atom
dapat membentuk molekul melalui ikatan kimia.
5).
Model Atom Modern
Dikembangkan
berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli :
a.
Louis Victor de Broglie
Menyatakan
bahwa materi mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagai gelombang.
b.
Werner
Heisenberg
Mengemukakan
prinsip ketidakpastian untuk materi yang bersifat sebagai partikel dan
gelombang. Jarak atau letak elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya
dapat ditentukan dengan kemungkinan – kemungkinan saja.
c.
Erwin
Schrodinger
(menyempurnakan
model Atom Bohr)Berhasil menyusun persamaan gelombang untuk elektron dengan
menggunakan prinsip mekanika gelombang. Elektron-elektron yang mengelilingi
inti terdapat di dalam suatu orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar
inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan
terbesar.
Orbit Orbital
Gambar Perbedaan antara orbit dan
orbital untuk elektron
- Orbital digambarkan sebagai awan elektron yaitu : bentuk-bentuk ruang dimana suatu elektron kemungkinan ditemukan.
- Semakin rapat awan elektron maka semakin besar kemungkinan elektron ditemukan dan sebaliknya.
PARTIKEL DASAR PENYUSUN ATOM
Partikel
|
Notasi
|
Massa
|
Muatan
|
||
Sesungguhnya
|
Relatif thd proton
|
Sesungguhnya
|
Relatif thd proton
|
||
Proton
|
1,67 x 10-24 g
|
1 sma
|
1,6 x 10-19 C
|
+1
|
|
Neutron
|
1,67 x 10-24 g
|
1 sma
|
0
|
0
|
|
Elektron
|
9,11 x 10-28 g
|
Sma
|
-1,6 x 10-19 C
|
-1
|
Catatan : massa partikel dasar dinyatakan dalam satuan massa atom (
sma ).
|
NOMOR ATOM
- Menyatakan jumlah proton dalam atom.
- Untuk atom netral, jumlah proton = jumlah elektron (nomor atom juga menyatakan jumlah elektron).
- Diberi simbol huruf Z
- Atom yang melepaskan elektron berubah menjadi ion positif, sebaliknya yang menerima elektron berubah menjadi ion negatif.
Contoh : 19K
Artinya …………..
NOMOR MASSA
v Menunjukkan jumlah proton
dan neutron dalam inti atom.
v Proton dan neutron sebagai
partikel penyusun inti atom disebut Nukleon.
v Jumlah nukleon dalam atom
suatu unsur dinyatakan sebagai Nomor Massa (diberi lambang huruf A),
sehingga :
A = nomor massa
= jumlah proton ( p ) + jumlah
neutron ( n )
A = p + n = Z + n
v 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.
Keterangan :
X = lambang
atom A
= nomor massa
Z = nomor
atom
Contoh :
SUSUNAN ION
v Suatu atom dapat
kehilangan/melepaskan elektron atau mendapat/menerima elektron tambahan.
v Atom yang kehilangan/melepaskan
elektron, akan menjadi ion positif (kation).
v Atom yang mendapat/menerima
elektron, akan menjadi ion negatif (anion).
v Dalam suatu Ion, yang
berubah hanyalah jumlah elektron saja, sedangkan jumlah proton
dan neutronnya tetap.
Contoh :
Spesi
|
Proton
|
Elektron
|
Neutron
|
Atom Na
|
11
|
11
|
12
|
Ion
|
11
|
10
|
12
|
Ion
|
11
|
12
|
12
|
Rumus umum untuk menghitung jumlah
proton, neutron dan elektron :
1). Untuk nuklida atom netral
:
: p = Z
e = Z
n = (A-Z)
2). Untuk nuklida kation :
: p = Z
e = Z – (+y)
n = (A-Z)
3). Untuk nuklida anion :
: p = Z
e = Z – (-y)
n = (A-Z)
ISOTOP, ISOBAR DAN ISOTON
1). ISOTOP
Adalah atom-atom dari unsur yang
sama (mempunyai nomor atom yang sama) tetapi berbeda nomor massanya.
2). ISOBAR
Adalah atom-atom dari unsur yang
berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai nomor massa yang sama.
3). ISOTON
Adalah atom-atom dari unsur yang
berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai jumlah neutron yang
sama.
KONFIGURASI ELEKTRON
ü Persebaran elektron dalam
kulit-kulit atomnya disebut
konfigurasi.
ü Kulit atom yang pertama
(yang paling dekat dengan inti) diberi lambang K, kulit ke-2 diberi lambang L
dst.
ü Jumlah maksimum elektron
pada setiap kulit memenuhi rumus 2n2 (n = nomor kulit).
Contoh :
Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 12
= 2 elektron
Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 22
= 8 elektron
Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 32
= 18 elektron
Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 42
= 32 elektron
Kulit O (n = 5) maksimum 2 x 52
= 50 elektron
Catatan :
Meskipun kulit O, P dan Q dapat
menampung lebih dari 32 elektron, namun kenyataannya kulit-kulit tersebut belum
pernah terisi penuh.
Langkah-Langkah Penulisan
Konfigurasi Elektron :
- Kulit-kulit diisi mulai dari kulit K, kemudian L dst.
- Khusus untuk golongan utama (golongan A) :
Jumlah kulit = nomor periode
Jumlah elektron valensi = nomor
golongan
- Jumlah maksimum elektron pada kulit terluar (elektron valensi) adalah 8.
- Elektron valensi berperan pada pembentukan ikatan antar atom dalam membentuk suatu senyawa.
- Sifat kimia suatu unsur ditentukan juga oleh elektron valensinya. Oleh karena itu, unsur-unsur yang memiliki elektron valensi sama, akan memiliki sifat kimia yang mirip.
Contoh :
Unsur
|
Nomor Atom
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
He
|
2
|
2
|
||||
Li
|
3
|
2
|
1
|
|||
Ar
|
18
|
2
|
8
|
8
|
||
Ca
|
20
|
2
|
8
|
8
|
2
|
|
Sr
|
38
|
2
|
8
|
18
|
8
|
2
|
Catatan :
- Konfigurasi elektron untuk unsur-unsur golongan B (golongan transisi) sedikit berbeda dari golongan A (golongan utama).
- Elektron tambahan tidak mengisi kulit terluar, tetapi mengisi kulit ke-2 terluar; sedemikian sehingga kulit ke-2 terluar itu berisi 18 elektron.
Contoh :
Unsur
|
Nomor Atom
|
K
|
L
|
M
|
N
|
Sc
|
21
|
2
|
8
|
9
|
2
|
Ti
|
22
|
2
|
8
|
10
|
2
|
Mn
|
25
|
2
|
8
|
13
|
2
|
Zn
|
30
|
2
|
8
|
18
|
2
|