STRUKTUR ATOM

STRUKTUR ATOM
A. PENGERTIAN DASAR
1. Partikel dasar : partikel-partikel pembentuk atom yang terdiri dari
elektron, proton den neutron.
1. Proton
: partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sama dengan
satu sma (amu) dan bermuatan +1.
2. Neutron
: partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma (amu) dan
netral.
3. Elektron
: partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan
bermuatan -1.
2. Nukleus : Inti atom yang bermuatan positif, terdiri dari proton den
neutron.
3. Notasi unsur : zA A dengan X : tanda atom (unsur)
Z : nomor atom
= jumlah elektron
(e)
= jumlah proton (p)
A : bilangan massa
= jumlah proton +
neutron
Pada atom netral, berlaku: jumlah elektron = jumlah proton.
Contoh :
1. Tentukan jumlah elektron, proton den neutron dari unsur 2656 Fe !
Jawab :
Jumlah elektron = jumlah proton = nomor atom = 26
Jumlah neutron = bilangan massa - nomor atom = 56 - 26 = 30
2. Berikan notasi unsur X, jika diketahui jumlah neutron = 14 dan
jumlah elektron = 13 !
Jawab :
Nomor atom = jumlah elektron = 13
Bilangan massa = jumlah proton + neutron = 13 + 14 = 27
Jadi notasi unsurnya: 13 27 X
4. Atom tak netral : atom yang bermuatan listrik karena kelebihan atau
kekurangan elektron bila dibandingkan dengan atom netralnya.
Atom bermuatan positif bila kekurangan elektron, disebut kation.
Atom bermuatan negatif bila kelebihan elektron, disebut anion.
Contoh:
- Na+ : kation dengan kekurangan 1 elektron
- Mg2- : kation dengan kekurangan 2 elektron
- Cl- : anion dengan kelebihan 1 elektron
- O2 : anion dengan kelebihan 2 elektron
5. Isotop : unsur yang nomor atomnya sama, tetapi berbeda bilangan
massanya.
Contoh: Isotop oksigen: 816 O ; 817 O ; 818 O
6. Isobar : unsur yang bilangan massanya sama, tetapi berbeda nomor
atomnya.
Contoh: 2759 CO dengan 2859 Ni
7. Isoton : unsur dengan jumlah neutron yang sama.
Contoh: 613 C dengan 714 N
8. Iso elektron: atom/ion dengan jumlah elektron yang sama.
Contoh: Na+ dengan Mg2+
K+ dengan Ar
B. MODEL ATOM
1. MODEL ATOM JOHN DALTON
- atom adalah bagian terkecil suatu unsur
- atom tidak dapat diciptakan, dimusnahkan, terbagi lagi, atau diubah menjadi
zat lain
- atom-atom suatu unsur adalah same dalam segala hal, tetapi berbeda dengan
atom-atom dari unsur lain
- reaksi kimia merupakan proses penggabungan atau pemisahan atom dari
unsur-unsur yang terlihat
Kelemahan teori atom Dalton: tidak dapat membedakan pengertian
atom den molekul. Dan atom ternyata bukan partikel yang terkecil.
2.MODEL ATOM J.J. THOMPSON
- atom merupakan suatu bola bermuatan positif dan di dalamnya tersebar
elektron-elektron seperti kismis
- jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif, sehingga atom bersifat
netral
3. MODEL ATOM RUTHERFORD
- atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dengan muatan positif yang
massanya merupakan massa atom tersebut
- elektron-elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti tersebut
- banyaknya elektron dalam atom sama dengan banyaknya proton dalam inti dan
ini sesuai dengan nomor
atomnya
4. MODEL ATOM BOHR
- elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat energi
(kulit) tertentu tanpa
menyerap atau memancarkan energi
- elektron dapat berpindah dari kulit luar ke kulit yang lebih dalam dengan
memancarkan energi, atau sebaliknya
C. BILANGAN KUANTUM
Untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom, digunakan 4
bilangan kuantum.
1. Bilangan kuantum utama (n): mewujudkan lintasan elektron dalam
atom.
n mempunyai harga 1, 2, 3, .....
- n = 1 sesuai dengan kulit K
- n = 2 sesuai dengan kulit L
- n = 3 sesuai dengan kulit M
- dan seterusnya
Tiap kulit atau setiap tingkat energi ditempati oleh sejumlah elektron.
Jumlah elektron maksimmm yang dapat menempati tingkat energi itu
harus memenuhi rumus Pauli = 2n2.
Contoh:
kulit ke-4 (n=4) dapat ditempati maksimum= 2 x 42 elektron = 32
elektron
2. Bilangan kuantum azimuth (l) : menunjukkan sub kulit dimana
elektron itu bergerak sekaligus menunjukkan sub kulit yang merupakan
penyusun suatu kulit.
Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari 0 sampai dengan (n1).
n = 1 ; l = 0 ; sesuai kulit K
n = 2 ; l = 0, 1 ; sesuai kulit L
n = 3 ; l = 0, 1, 2 ; sesuai kulit M
n = 4 ; l = 0, 1, 2, 3 ; sesuai kulit N
dan seterusnya
Sub kulit yang harganya berbeda-beda ini diberi nama khusus:
l = 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp)
l = 1 ; sesuai sub kulit p (p = principle)
l = 2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse)
l = 3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental)
3. Bilangan kuantum magnetik (m): mewujudkan adanya satu atau
beberapa tingkatan energi di dalam satu sub kulit. Bilangan kuantum
magnetik (m) mempunyai harga (-l) sampai harga (+l).
Untuk:
l = 0 (sub kulit s), harga m = 0 (mempunyai 1 orbital)
l = 1 (sub kulit p), harga m = -1, O, +1 (mempunyai 3 orbital)
l = 2 (sub kulit d), harga m = -2, -1, O, +1, +2 (mempunyai 5 orbital)
l = 3 (sub kwit f) , harga m = -3, -2, O, +1, +2, +3 (mempunyai 7
orbital)
4. Bilangan kuantum spin (s): menunjukkan arah perputaran elektron
pada sumbunya.
Dalam satu orbital, maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua
elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan
masing-masing diberi harga spin +1/2 atau -1/2.
Pertanyaan:
Bagaimana menyatakan keempat bilangan kuantum dari elektron 3s1 ?
Jawab:
Keempat bilangan kuantum dari kedudukan elektron 3s1 dapat
dinyatakan sebagai,
n= 3 ; l = 0 ; m = 0 ; s = +1/2 ; atau -1/2
D. KONFIGURASI ELEKTRON
Dalam setiap atom telah tersedia orbital-orbital, akan tetapi belum tentu
semua orbital ini terisi penuh. Bagaimanakah pengisian elektron dalam
orbital-orbital tersebut ?
Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan.
antara lain:
1. Prinsip Aufbau : elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan
tingkat energi terendah dan seterusnya.
Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s
dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya dan untuk
mempermudah dibuat diagram sebagai berikut:
Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur:
Atom H : mempunyai 1 elektron, konfigurasinya 1s1
Atom C : mempunyai 6 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p2
Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p6 3S2 3p6
4s1
2. Prinsip Pauli : tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron
dengan keempat bilangan kuantum yang sama.
Hal ini berarti, bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan
kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, maka bilangan
kuantum spinnya harus berlawanan.
3. Prinsip Hund : cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub
kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron
sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.
Contoh:
- Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara
Pengisian orbitalnya adalah:
Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan
berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak
berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom
karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron.
Sehingga di alam terdapat senyawa CH4 atau CCl4, tetapi tidak terdapat
senyawa CCl3 atau CCl5