1. KULIAH 1 br struktur atom
advertisement
RANCANGAN MATERI PERKULIAHAN IDENTITAS MATA KULIAH NAMA MATA KULIAH : KIMIA DASAR I KODE MATA KULIAH : MKDK - D003 STATUS MATA KULIAH: MATA KULIAH DASAR KEAHLIAN JENJANG STUDI : DIPLOMA III SEMESTER/TAHUN : I/2014-2015 AKADEMI : AKAMIGAS BALONGAN JUMLAH SKS :3 DESKRIPSI MATA KULIAH Mata kuliah ini mempelajari dasar-dasar ilmu kimia antara lain : Struktur dan sifat-sifat Atom, Ikatan kimia, Stoikiometri ( Konsep mol dan konsentrasi Larutan), Kimia Hidrokarbon dan Gugus Fungsi, reaksi Redoks serta Sifat asam dan basa suatu materi, yang dapat diterapkan dibeberapa bidang ilmu KETENTUAN UMUM 1. Mahasiswa wajib mengisi KRS sebagai syarat mengikuti perkuliahan 2. Perkuliahan tidak diperkenankan memakai sandal dan kaos tidak berkerah. 3. Toleransi Keterlambatan 15 menit dan dianggap Absen jika terlambat lebih dari 15 menit. KETENTUAN KHUSUS 1. Perizinan perkuliahan harus dengan surat resmi dan sepengetauan biro akademik 2. Tidak ada tugas dan quiz susulan 3. Tidak ada UTS dan UAS susulan kecuali sakit dengan surat keterangan dokter 4. Sanksi tidak diperbolehkan mengikuti ujian bagi yang memanipulasi absen (titip tanda tangan absen) SUSUNAN MATERI PERKULIAHAN • PERTEMUAN I Pokok Bahasan Sub Bahasan • PERTEMUAN II Pokok Bahasan Sub Bahasan : Pendahuluan : Penyampaian RMP dan tata tertib perkuliahan : Struktur dan Sifat Atom : Teori Atom Konfigurasi Elektron SUSUNAN MATERI PERKULIAHAN • PERTEMUAN III Pokok Bahasan Sub Bahasan • PERTEMUAN IV Pokok Bahasan Sub Bahasan : Struktur dan Sifat sifat atom : Bilangan kuantum Sistem Periodik Unsur : Ikatan Kimia : Ikatan Ion, Ikatan Kovalen, Struktur dan Lambang Lewis SUSUNAN MATERI PERKULIAHAN • PERTEMUAN V Pokok Bahasan Sub Bahasan : Quiz 1 : Quiz 1 • PERTEMUAN VI Pokok Bahasan Sub Bahasan : Stoikiometri : Konsep Mol SUSUNAN MATERI PERKULIAHAN • PERTEMUAN VII Pokok Bahasan Sub Bahasan : Stoikiometri : Konsep Mol Persamaan Reaksi Kimia • PERTEMUAN VIII Ujian Tengah Semester (UTS) SUSUNAN MATERI PERKULIAHAN • PERTEMUAN IX Pokok Bahasan Sub Bahasan : Stoikiometri Larutan : Konsentrasi Larutan • PERTEMUAN X Pokok Bahasan Sub Bahasan : Kimia Hidrokarbon : Tatanama Hidrokarbon SUSUNAN MATERI PERKULIAHAN • PERTEMUAN XI Pokok Bahasan Sub Bahasan • PERTEMUAN XII Pokok Bahasan Sub Bahasan : Hidrokarbon gugus fungsi : Gugus Fungsi Senyawa Alkohol, Eter, Keton : Hidrokarbon Gugus Fungsi : Aldehida, Asam Karboksilat, Ester SUSUNAN MATERI PERKULIAHAN • PERTEMUAN XIII Pokok Bahasan Sub Bahasan • PERTEMUAN XIV Pokok Bahasan Sub Bahasan : Asam dan Basa : Derajat Keasaman (pH) : Asam dan Basa : Reaksi Asam – Basa Jurnal Aplikasi asam-basa dalam industri dan rumah tangga SUSUNAN MATERI PERKULIAHAN • PERTEMUAN XV Pokok Bahasan Sub Bahasan : Reaksi Redoks : Identifikasi reaksi redoks Penentuan Bilangan Oksidasi • PERTEMUAN XVI Ujian Akhir Semester (UAS) DAFTAR PUSTAKA Fessenden&Fessenden. 1986. Organic Chemistry. Terjemahan A. Hadyana Pudjaatmaka, Ph.d. Jakarta: Erlangga. James E. Brady. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Jakarta: Bina Rupa Aksara. Keenan, Kleinfelter, Wood. 1999. General College Chemistry. Terjemahan A. Hadyana Pudjaatmaka, Ph.d. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga. Syukri S. 1999. Kimia Dasar I & II. Bandung: Penerbit ITB EVALUASI DAN PENILAIAN Kehadiran Tugas dan Kuis UTS UAS Penilaian lain : 10 % : 15 % : 30 % : 40 % : Keaktifan, Sikap dan Perilaku (5 %) DOSEN PENANGGUNG JAWAB PERKULIAHAN Wiwi Pratiwi, S.Si STRUKTUR DAN SIFAT-SIFAT ATOM TEORI ATOM TEORI ATOM DALTON (John Dalton, 1803 – 1807) Postulat - Postulat: 1. Setiap unsur terdiri atas partikel yang sudah tidak terbagi, dinamai atom. 2. Atom-atom dari suatu unsur adalah identik. Atom-atom dari unsur yang berbeda mempunyai sifat-sifat yang berbeda, termasuk mempunyai massa yang berbeda. 3. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain, tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Reaksi kimia hanya merupakan penataan ulang atomatom. 4. Senyawa terbentuk ketika atom-atom dari dua jenis unsur atau lebih bergabung dengan perbandingan tertentu. TEORI ATOM Pada perkembangan selanjutnya diketahui bahwa beberapa postulat teori Dalton ternyata kurang tepat, misalnya: 1.Ternyata atom bukanlah suatu yang tak terbagi, melainkan terdiri dari berbagai partikel subatom. 2.Meski mempunyai sifat-sifat yang sama, atom-atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda. Atom-atom dari unsur yang sama, tetapi mempunyai massa yang berbeda disebut isotop. 3.Melalui reaksi nuklir, atom dari suatu unsur dapat diubah menjadi atom unsur lain. 4.Beberapa unsur tidak terdiri atas atom-atom melainkan molekul-molekul. Molekul unsur terbentuk dari atom-atom sejenis dengan jumlah tertentu. TEORI ATOM TEORI ATOM THOMSON (J. J. Thomson, 1900) Atom terdiri dari materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis dan atom bersifat netral. TEORI ATOM RUTHERFORD (Ernest Rutherford, 1910) Sebagian besar dari massa dan muatan positif atom terkonsentrasi pada bagian pusat atom yang disebut inti atom. Elektron beredar mengitari inti pada jarak yang relatif sangat jauh. Lintasan elektron disebut kulit atom. Jarak dari inti hingga kulit atom disebut jari-jari atom. Ukuran jari-jari atom sekitar 10-8 cm dan jari-jari inti atom sekitar 10-13 cm. Jadi sebagian besar dari atom merupakan ruang hampa. TEORI ATOM TEORI ATOM BOHR (Niels Bohr, 1913) 1. Dalam atom terdapat lintasan-lintasan tertentu tempat elektron dapat mengorbit inti tanpa disertai pemancaran atau penyerapan energi. Lintasan itu juga disebut kulit atom, adalah orbit berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu (Kulit K, L, M, N, O, P, dan Q). 2. Elektron hanya boleh berada pada lintasan-lintasan yang ada, tidak boleh diantara dua lintasan. Lintasan yang akan ditempati elektron bergantung pada energinya. Pada keadaan normal elektron menempati tingkat energi terendah. Keadaan seperti itu disebut tingkat dasar (ground state). 3. Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu energi. Perpindahan elektron ke kulit lebih luar akan disertai penyerapan energi, dan berlaku sebaliknya. TEORI ATOM BOHR Energi suatu atom ketika elektron berada pada orbit (lintasan ke-n) adalah: En = -B/n2 B = tetapan Bohr (2.179 x 10-18 J) Tanda negatif menunjukkan adanya interaksi antara elektron dengan inti (proton) yang bersifat tarik menarik. Teori Atom Bohr Sebuah elektron suatu atom melakukan transisi dari tingkat energi n = 4 ke n=6 a. Hitung besar perbedaan energi antar kedua tingkat n = 4 dan n = 6 b. Apakah transisi yang dilakukan merupakan proses absorbsi atau emisi Answer a. Besar perbedaan energi antara tingkat n=4 dan n=6 E4 = -B/42 = -B/16 E6 = -B/62 = -B/36 ΔE = E4 – E6 = -B/16 – (-B/36) = -0.035 B = -0.035 x 2.179 x 10-18 J = -7.62 x 10-20 J b. Transisi yang dilakukan merupakan proses absorpsi karena ΔE negatif yang menunjukkan diperlukan energi. TEORI ATOM TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM / MEKANIKA GELOMBANG (Louis de Broglie & Erwin Schrodinger, 1927) Gerakan elektron menyerupai gelombang, sehingga posisi elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti. Jadi orbit elektron yang berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu tidak dapat diterima. Daerah dengan peluang terbesar untuk menemukan elektron (daerah kebolehjadian ditemukan elektron) disebut dengan orbital. Kulit atom tempat elektron beredar terdiri atas beberapa subkulit. Pada setiap subkulit terdapat orbital-orbital yang ditempati elektron-elektron. KONFIGURASI ELEKTRON Konfigurasi elektron merupakan cara penyusunan elektron dalam suatu atom. Aturan penulisan konfigurasi elektron: Aturan Aufbau Elektron secara bertahap menempati orbital dimulai dari yang berenergi paling rendah. Setelah orbital berenergi rendah terisi penuh, elektron menempati orbital yang energinya satu tingkat lebih tinggi, dan seterusnya sampai semua elektron dalam atom menempati orbitalnya. Contoh 1: Tuliskan konfigurasi elektron atom-atom berikut: a. 7N b. 9F c. 25Mn d. 36Kr e. 48Cd Penulisan Konfigurasi Elektron untuk Atom Bermuatan Contoh : a.19K+ b. 13Al3+ c. 16S2d. 35Br- Orbital Penuh dan Setengah Penuh Setiap unsur memiliki kecenderungan untuk stabil. Orbital yang terisi penuh atau setengah penuh oleh elektron lebih stabil daripada orbital yang tidak penuh atau tidak setengah penuh. Berdasarkan hal itu, penulisan konfigurasi elektron atom Cr, Cu dan beberapa unsur golongan transisi mengikuti aturan orbital penuh dan setengah penuh. Contoh: Tuliskan konfigurasi elektron untuk atom 24Cr, 29Cu, dan 47Ag. BILANGAN KUANTUM Bilangan kuantum yang dimiliki oleh suatu elektron dalam atom akan memberikan gambaran tentang keadaan elektron tersebut. Nilai-nilai bilangan kuantum dapat menentukan bentuk dan ukuran orbital. Ada 4 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) Memberikan gambaran tentang besarnya tingkat energi yang dimiliki oleh elektron dan melukiskan besarnya ukuran orbital yang dihuni oleh suatu elektron dalam atom. Bilangan kuantum ini memiliki nilai bilangan bulat positif yang tidak sama dengan 0. n = 1, 2, 3, 4, ... Nilai n melambangkan ukuran orbital, semakin besar n semakin besar pula orbitalnya. Sesuai dengan teori Bohr, bilangan kuantum n dapat pula melambangkan kulit elektron, n = 1 (K), n = 2 (L), n = 3 (M), ... Menurut teori kuantum, besarnya energi orbital tidak hanya ditentukan oleh n, tetapi juga oleh nilai bilangan kuantum azimut (l). 2. Bilangan Kuantum Azimut (l) Memberikan gambaran tentang bentuk orbital yang ditempati oleh suatu elektron dalam atom atau sebaran peluang adanya elektron. Bilangan kuantum ini mempunyai nilai 0 dan bilangan bulat positif (tidak boleh negatif dan tidak dapat lebih besar dari n = 1). l = 0, 1, 2, 3, 4, ..., n-1 Orbital dengan l = 0 disebut orbital s, l = 1 disebut orbital p, l = 2 disebut orbital d, dan l = 3 disebut orbital f. 3. Bilangan Kuantum Magnetik (m) Bilangan kuantum magnetik suatu orbital menunjukkan arah orbital itu dalam ruang. Bilangan kuantum ini dapat berupa bilangan bulat positif, negatif dan 0, dan akan mempunyai selang dari –l ke +l. Misalnya orbital d (l = 2), maka akan memiliki nilai m = -2, -1, 0, +1, +2. 4. Bilangan Kuantum Spin (s) Disamping bergerak memiliki inti, elektronelektron dalam suatu orbital akan mengalami rotasi di sekitar sumbunya, sehingga akan timbul momentum angular. Momentum ini memiliki nilai tertentu yang ditandai dengan bilangan kuantum spin, yaitu s = +1/2 dan s = -1/2. Kaidah Hund (Friedrich Hund) Elektron-elektron pada orbital yang memiliki tingkat energi yang sama akan mengisi terlebih dahulu kotak-kotak yang kosong dengan arah spin tertentu. Kemudian, orbital diisi dengan elektron berikutnya dengan arah spin yang berlawanan. Asas Larangan Pauli (Wolfgang Pauli) Elektron-elektron dalam satu atom tidak boleh mempunyai bilangan kuantum yang keempatempatnya sama. Task 1. Berapakah nilai-nilai l dan m yang mungkin untuk sebuah elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama n = 3. 2. Dapatkah sebuah elektron memiliki bilanganbilangan kuantum n = 2, l = 2 dan m = 2? 3. Tentukan nilai bilangan kuantum yang mungkin untuk elektron yang pada keadaan dasar menempati orbital dengan tingkat energi tertinggi pada atom-atom berikut: a. 14Si b. 19K c. 26Fe d. 50Sn e. 56Ba 4. Tentukan nilai bilangan kuantum yang mungkin untuk elektron terakhir pada atom 28Ni Task 5. Sebuah elektron atom melakukan transisi dari tingkat energi n = 5 ke n = 3, hitung beda energi antar kedua tingkat energi tersebut dan sebutkan jenis transisi yang dilakukan. 6. Tentukan golongan dan periode yang mungkin untuk atom X yang memiliki elektron valensi dengan bilangan kuantum n = 3, l = 2, m = 0, dan s = +1/2 7. Massa 4,48 L gas X2 (STP) adalah 6,4 g. Jika atom X memiliki 8 neutron, tentukan golongan, periode, dan bilangan kuantum yang mungkin untuk elektron valensi atom X. 8. Dalam suatu keadaan eksitasi sebuah atom karbon dengan semua elektronnya berada dalam kedua tingkatan utama yang pertama, tak terdapat elektron berpasangan pada tingkatan utama kedua. Dengan informasi ini, tulislah perangkat bilangan kuantum untuk elektron-elektron dalam atom karbon tereksitasi.
