Struktur Atom - Blog Guru Indonesia

Struktur Atom
KOMPETENSI DASAR
1.1 Menjelaskan teori atom Bohr dan
mekanika kuantum untuk menuliskan
konfigurasi elektron dan
menggambarkan diagram orbital
serta menentukan letak unsur dalam
tabel periodik.
Indikator :












1.
Menjelaskan teori atom mekanika kuantum
2. Menentukan harga keempat bilangan kuantum suatu
elektron dalam atom/ion.
3. Menggambarkan bentuk-bentuk orbital (orbital s, p,
dan d)
4. Menjelaskan kulit dan sub kulit serta hubungannya
dengan bilangan kuantum
5. Menggunakan prinsip Aufbau, aturan Hund, dan azas larangan
Pauli untuk menuliskan konfigurasi elektron dan
menggambarkan
diagram orbital
6. Menghubungkan konfigurasi elektron suatu unsur dengan
letaknya dalam sistem periodik unsur.
TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM

Teori atom mekanika kuantum disusun oleh Erwin Schrodinger
berdasarlkan prinsip
dualisme materi dari Louis de Broglie dan prinsip
ketidakpastian dari Heisenberg.

Menurut Louis de Broglie materi dapat bersifat sebagai partikel dan
gelombang.

Adapun menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan
posisi elektron secara bersamaan tetapi yang dapat ditentukan hanyalah
kebolehjadian untuk menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.

Berdasarkan teori tersebut Schrodinger mengemukakan bahwa, atom
mempunyai inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang
mengelilingi inti. Posisi elektron dalam mengelilingi inti tidak dapat
ditentukan secara pasti tetapi hanya merupakan kebolehjadian ditemukan
elektron. Ruang dimana terdapat kebolehjadian paling besar untuk
menemukan elektron di sekitar inti disebut orbital. Selain itu gerakan
elektron dalam mengelilingi inti bersifat seperti gelombang.
2. BILANGAN KUANTUM




Pada teori mekanika kuantum dikenal istilah
bilangan kuantum yaitu bilangan yang
dipergunakan untuk menentukan
kedudukan suatu elektron dalam atom.
Ada empat macam bilangan kuantum yaitu :
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
2. Bilangan Kuantum Azimut (ℓ)
3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
4. Bilangan Kuantum Spin (s)
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
 Bilangan kuantum utama menyatakan :

- kulit tempat elektron berada

- nomor kulit (tingkat energi)

- ukuran orbital, makin besar n makin besar

pula ukuran orbital.
 Bilangan kuantum utama mempunyai harga
1,2,3,4,5,6, dan 7.

Contoh : n=1, kulit K

n=2, kulit L

n=3, kulit M dst.
2. Bilangan Kuantum Azimut (ℓ)
 Bilangan kuantum Azimut menyatakan :

- subkulit tempat elektron berada

- jesis subkulit

- bentuk orbital
 Harga bilangan kuantum azimut yaitu dari 0 sampai (n1). Untuk setiap harga n terdapat n buah harga ℓ

- ℓ=0 untuk subkulit s

- ℓ=1 untuk ksubkulit p

- ℓ=2 untuk subkulit d

- ℓ=3 untuk subkulit f

Contoh :

Untuk n=2, kulit L, ℓ=0, 1, subkulitnya s dan p

n=3, kulit M, ℓ=0, 1, 2, subkulitnya s, p, dan d
3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)





Bilangan kuantum magnetik menyatakan :
- kedudukan elektron pada suatu orbital
- orientasi khusus dari orbital/banyaknya orbital dalam
tiap-tiap kulit
Harga m adalah bilangan bulat mulai dari - ℓ s/d + ℓ,
termasuk 0.
 Untuk setiap harga ℓ terdapat (2 ℓ + 1) buah harga m.dan
setiap harga m mengandung 1 orbital.





Contoh :
- ℓ=0 maka m=0
jumlah orbital=1
- ℓ=1 maka m= -1, 0, +1
jumlah orbital=3
- ℓ=2 maka m= -2,-1, 0, +1, +2
jumlah orbital=5
- ℓ=3 maka m= -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3jumlah orbital=7
4. Bilangan Kuantum Spin (s)
 Bilangan kuantum spin menyatakan arah perputaran
elektron pada sumbunya selama
mengelilingi inti.
Bilangan kuantum spin mempunyai harga +1/2 dan 1/2.

+1/2 jika arah putaran berlawanan arah jarum jam.

-1/2 jika arah putaran searah jarum jam.
 Kedua elektron mempunyai arah perputaran
berlawanan tersebut dapat membentuk
pasangan elektron dalam satu orbital. Satu
orbital maksimal terisi dua elektron dengan
spin berlawanan yang dapat diberi lambang
3.BENTUK DAN ORIENTASI
ORBITAL
 Subkulit s mempunyai 1 orbitalberbentuk bola.
 Subkulit p mempunyai 3 buah orbital yang masingmasing berbentuk balon terpilin. Menurut
perhitungan mekanika gelombang salah satu
orbitalnya terletak pada sumbu x dan dua orbital
lainnya terletak pada sumbu y dan z oleh sebab itu
diberi lambang px, py, dan pz.
 Subkulit d mempunyai 5 buah orbital setingkat yang
terdiri dari dxy, dxz, dyz, dx2-y2, dan dz2
 Subkulit f mempunyai 7 orbital. Ketujuh orbital
mempunyai bentuk dan orientasi yang lebih rumit
dan sukar untuk digambarkan.
GAMBAR MACAM-MACAM
BENTUK ORBITAL
Orbital s
z
z
y
z
y
x
x
z
x
dxz
z
y
y
x
dyz
y
x
z
z
px
y
x
y
dxy
px
y
x
z
px z
y
x
dx2-y2
x
dz2
LATIHAN SOAL
1. Tentukan nomor atom yang mempunyai
bilangan kuantum elektron terakhir :
 a. n=3, ℓ =0, m=0, s= +1/2
 b. n=2, ℓ =1, m=0, s=-1/2
2. Tuliskan konfigurasi elektron dengan sistem
gas mulia :
 a. 27Co
b. 56Ba
c. 53I
3. Ion X2+ memiliki konfigurasi elektron 1s2
 2s2 2p6. Tentukan harga keempat bilangan
 kuantum elektron terakhir atom X !
SISTEM PERIODIK
 1. Konfigurasi Elektron Menggambarkan

Susunan Elektron dalam Atom
 Konfigurasi elektron adalah susunan elektron
dalam atom sesuai dengan tingkat-tingkat
energinya. Pengisian elektron ke dalam orbitalorbital mengikuti tiga aturan, yaitu :
 Prinsip Aufbau
 Kaidah Hund
 Asas Larangan Pauli
Prinsip Aufbau
 Menurut prinsip ini elektron-elektron akan
mengisi orbital dimulai dari tingkat energi
terendah
kemudian tingkat energi
yang lebih tinggi dan seterusnya.
 Prinsip pengisian ini dapat digambarkan
dalam bentuk diagram dengan urutan
pengisian
orbital sebagai berikut :
Cara pengisian elektron
dalam orbital :
.
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
5p
5d
5f
6s
6p
6d
6f
7s
7p
7d
7f
Arah panah
menunjukkan urutan
yang harus diikuti
Contoh 1
 6C : Konfigurasi elektron : 1s2 2s2 2p2

Pengisisan elektron dalam orbital

(diagram orbital)
Contoh 2
 8O : Konfigurasi elektron : 1s2 2s2 2p4

Pengisisan elektron dalam orbital

(diagram orbital)
Contoh 3



2 2s2 2p6
Ne
:
Konfigurasi
elektron
:
1s
10
Pengisisan elektron dalam orbital
(diagram orbital)
Kaidah/Aturan Hund
 Jika sub kulit memiliki lebih dari satu
orbital, maka elektron-elektron yang
mengisi orbital-orbital tersebut cenderung
untuk tidak berpasangan, sebab struktur
semacam itu memiliki energi yang lebih
rendah di bandingkan jika elektronelektron itu berpasangan.
Larangan Pauli
 Di dalam suatu atom tidak boleh terdapat
dua elektron dengan empat bilangan
kwantum yang sama.
Pembagian Blok dalam
SPU
 Kedudukan suatu atom dalam sistem periodik dapat
diketahui dari konfigurasi elektronnya.Konfigurasi
elektron dapat digunakan untuk menentukan periode
dan golongannya.
 Berdasarkan konfigurasi elektronnya, unsur-unsur
dapat dikelompokkan ke dalam blok s, blok p, blok d,
dan blok f. Unsur blok s dan blok p disebut unsur
golongan utama atau golongan A sedangkan blok d
disebut golongan transisi atau golongan B. Unsur blok f
meliputi lantanida dan aaktinida yang disebut unsur
transisi dalam.
Golongan Utama
 Jika konfigurasi elektron menempati subkulit s
dalam sistem periodik dikelompokkan dalam
blok s. Blok s adalah golongan IA dan IIA
(kecuali 1s2 termasuk dalam golongan VIIIa/1)
 Misalnya : 11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1, karena
elektron terakhir menempati subkulit s/orbital s
maka terletak dalam blok s atau golongan IA
(karena jumlah elektron terakhir 1). Untuk blok
p, jika konfigurasi elektron terluarnya mengisi
orbital p, terdiri atas golongan IIIA sampai
VIIIA.
Contoh :

2 3p5
Cl
konfigurasi
elektronnya
(Ne)
3s
17
karena orbital terakhirnya p maka
termasuk blok p dan jumlah elektron
terluarnya 5 disebut golongan VA
Golongan Transisi
 Golongan transisi terdiri dari blok d dan blok f. Blok d
menempati golongan IB sampai VIIIB jika elektron
terluar menempati orbital d. Blok f meliputi unsur-unsur
lantanida dan aktinida dan elektron terluarnya
terletak pada orbital f. Untuk menemtukan golongan IB
sampai dengan VIIIB dapat ditentukan dari
konfigurasi elektronnya dengan rumus :
 nsx (n - 1) dy

n = nomor tingkat energi utama (kulit
elektron)
Golongan











Jika
x + y = 3,
x + y = 4,
x + y = 5,
x + y = 6,
x + y = 7,
x + y = 8,
x + y = 9,
x + y = 10,
x + y = 11,
x + y = 12,
maka termasuk golongan IIIB
maka termasuk golongan IVB
maka termasuk golongan VB
maka termasuk golongan VIB
maka termasuk golongan VIIB
maka termasuk golongan VIIIB
maka termasuk golongan VIIIB
maka termasuk golongan VIIIB
maka termasuk golongan IB
maka termasuk golongan IIB
Sistem Tradisional
atau golongan 3
atau golongan 4
atau golongan 5
atau golongan 6
atau golongan 7
atau golongan 8
atau golongan 9
atau golongan 10
atau golongan 11
atau golongan 12
Sistem IUPAC
Periode
 Dalam sistem periodik modern ada 7
(tujuh) periode, letak periode ditentukan
oleh bilangan kuantum utama (n)
tertinggi dari konfigurasi elektronnya
Contoh Soal :
 Tentukan letak periode dan golongan
unsur-unsur berikut :

a. 19K

b. 21Sc

c. 27Co

d. 30Zn
Penyelesaian :
 a .19K, e = 19

Konfigurasi elektronnya = (Ar) 4s1

Jumlah elektron valensi = s=1,

golongan IA

Nomor kulit terbesar= 4,

periode ke-4
b.
 c.



21Sc, e = 21
Konfigurasi elektronnya
Jumlah elektron valensi
IIIB
Nomor kulit terbesar
27Co, e = 27
Konfigurasi elektronnya
Jumlah elektron valensi
Nomor kulit terbesar
= (Ar) 4s2 3d1
= s+d=3, golongan
= 4, periode ke-4
= (Ar) 4s2 3d7
= s+d=9, golongan VIIIB
= 4, periode ke-4
 d. 30Zn, e = 30

Konfigurasi elektronnya = (Ar) 4s2 3d10

Jumlah elektron valensi = s+d=12, golongan IIB

Nomor kulit terbesar
= 4, periode ke-4
LATIHAN SOAL
 1. Unsur X terletak pada periode 3 dengan elektron valensi=7.




 2.




a. Terletak pada golongan berapa unsur X dalam sistem
periodik ?
b. Berapa nomor atom unsurnya ?
c. Tulislah konfigurasi elektronnya !
Unsur-unsur golongan berapa saja yang termasuk
a. blok s
b. blok p
c. blok d
d. blok f
 3. Tentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi

dari unsur :

a. 27Co

b. 56Ba