STRUKTUR ATOM

STRUKTUR ATOM
I.
TEORI
Struktur atom adalah susunan partikel dasar dalam atom.
Atom sebagai partikel penyusun materi dapat menentukan sifat materi. Berukuran sangat
kecil dan kita tidak sanggup untuk melihatnya. Sedangkan para ahli memperkirakan
bentuk molekul dari berbagai percobaan dan fakta yang ada dengan suatu model.
Kebenaran suatu model atau teori atom tidak mutlak. Dalam perkembangannya model atau
teori atom terus mengalami perbaikan dan penyempurnaan.
II.
MATERI
A. Partikel-partikel dasar atom
B. Nomor atom dan massa atom
C. Isotop, Isobar dan Isoton
D. Susunan elektron dalam atom
E. Perkembangan Teori Atom
A. Partikel-Partikel Dasar Atom
Partikel dasar penyusun atom adalah proton, netron dan elektron.
Inti atom terdiri dari proton dan netron
dikelilingi elektron yang terletak pada kulit atom
Atom bersifat netral berarti jumlah proton (muatan positif)
sama dengan jumlah elektron (muatan negatif)
inti
n + p
e
kulit
Tabel Partikel Atom
Jenis Partikel
Elektron
Proton
Neutron
Penemu/tahun
JJ Thomson
1897
Goldstein
1886
J. Chadwick
1932
Massa
Muatan
Lambang
0
-1
-1e
1
+1
+1p
1
0
0n
B. Nomor Atom (Z) dan Nomor Massa (A)
A
Z
X
A = Nomor Massa menyatakan jumlah p dan n
X = lambang unsur
Z = Nomor Atom menyatakan jumlah p atau e
0
1
1
C.
Isotop, Isobar dan Isoton
Isotop ialah atom dari unsur yang sama tetapi berbeda massanya.
Contoh:
12
6C : 6 proton, 6 elektron, 6 neutron
13
6C : 6 proton, 6 elektron, 7 neutron
Perbedaan massa pada isotop disebabkan perbedaan jumlah neutron.
Isobar ialah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi
mempunyai nomor massa yang sama.
14
24
24
Contoh: 14
6 C dengan 7 N; 11 Na dengan 12 Mg
Isoton ialah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi
mempunyai jumlah neutron sama.
14
31
32
Contoh : 13
6 C dengan 7 N; 15 P dengan 16 S
D.
Susunan Elektron Dalam Atom
Elektron yang selalu bergerak mengelilingi inti atom ternyata berada pada tingkattingkat energi tertentu yang disebut sebagai kulit-kulit atom.
Konfigurasi Elektron
Konfigurasi elektron ialah penyusunan atau pengaturan elektron berdasarkan tingkat
energinya dalam suatu atom. Tingkat energi paling dekat dengan inti atau tingkat energi
pertama (n=1) diberi lambang K atau disebut kulit K. Tingkat energi kedua diberi lambang
L, ketiga M dan seterusnya.
Jumlah elektron maksimum yang dapat menempati setiap tingkat energi sesuai dengan
2
2n (akan diterangkan lebih rinci di kelas 3), sehingga jumlah elektron dalam tiap-tiap
tingkat energi utama dapat anda lihat pada tabel di bawah ini.
TABEL: KULIT DAN JUMLAH ELEKTRON MAKSIMUM
Tingkat Energi
elektron
Lambang Kulit
Jumlah elektron Maksimum
1
K
2 elektron
2
L
8 elektron
3
M
18 elektron
4
N
32 elektron
5
O
50 elektron
6
P
72 elektron
7
Q
98 elektron
dst
dst
dst
Perhatikan Contoh Berikut ini!
Atom
Kulit K
(n = 1)
1
Kulit L
(n = 2)
1H
Jumlah
elektron
1
Kulit M
(n = 3)
7Li
3
2
1
6C
6
2
4
12Mg
12
2
8
2
33As
33
2
8
18
Kulit N
(n = 4)
5
Jumlah elektron maksimum perkulit = 2n2
Kulit K (n = 1), elektron maksimum = 2(1)2 = 2
Kulit L (n = 2), elektron maksimum = 2(2)2 = 8
Kulit M ( = 3), elektron maksimum = 2(3)2 = 18 dst.
ELEKTRON VALENSI
Elektron valensi adalah jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar atom suatu unsur.
Elektron valensi digunakan untuk membentuk ikatan kimia. jadi elektron valensi merupakan
penentu sifat kimia atom unsur.
Contoh:
3Li, elektron valensi = 1; 6C, elektron valensi = 4
12Mg, elektron valensi = 2
E. Perkembangan Teori Atom
No.
Gambar
1.
2.
Elektron
Materi
Bermuatan
positif
Teori Atom
Penjelasan
Teori atom
- atom bagian terkecil suatu materi yang
tidak dapat dibagi lagi
- atom-atom suatu unsur sama dalam segala
hal, tetapi berbeda dengan atom-atom
unsur lain
- atom tidak dapat diciptakan dan
dimusnahkan
- pada reaksi kimia terjadi penggabungan
dan pemisahan atom
- senyawa adalah hasil reaksi atom-atom
penyusunnya
JJ. Thomson
- dalam atom terdapat elektron tersebar
merata dalam bola muatan +
- disebut model atom roh kis mis
rotinyabola muatan + kismisnya elektron
tersebar merata
No.
Teori
Atom
Gambar
3.
Rutherford
4.
Niels Bohr
5.
Modern
(Mekanika
Gelombang)
simpul
bulat
Kontur 90%
Penjelasan
Atom terdiri atas inti yang menjadi pusat
massa atom dan muatan positifnya, sedang
elektron berputas di sekelilingnya.
Rutherford tidak dapat menjelaskan
mengapa elektron tidak tertarik pada inti.
Dalam inti atom terdapat proton dan
neutron. Dasar pemikiran tentang spektrum
unsur.
1. Elektron dalam atom bergerak melalui
lintasan yang merupakan tingkat energi
tertentu, dengan demikian elektron juga
mempunyai energi tertentu
2. Selama bergerak dalam lintasannya
elektron tidak memancarkan energi
disebut keadaan stationer atau dasar.
3. Elektron dalam atom dapat menyerap
energi dan pindah ke lintasan/tingkat
energi yang lebih tinggi (disebut eksitasi
atau promosi).
Dasar pemikiran: materi mempunyai sifat
gelombang. Elektron-elektron yang bergerak
dalam atom juga mempunyai sifat
gelombang. Sehingga kedudukan elektron
tidak jelas. Kita hanya dapat berbicara
tentang kebolehjadian untuk menemukan
suatu elektron pada berbagai jarak dari inti
dan pada berbagai arah dalam ruang.
Daerah-daerah
dalam
atom
dengan
kebolehjadian menemukan elektron paling
besar disebut orbital bukan orbit.
LATIHAN SOAL
1.
Lengkapi Tabel Berikut:
Lambang
 proton
 elektron
 netron
55
Mn
25
….
….
….
....
78
Pt
….
….
117
7
....
Li
3
….
….
....
....
Ag
….
47
61
19
….
200
....
....
K
1. Klorin yang terdapat di alam terdiri dari Cl35 dan Cl37 dan massa atom relatif rata-rata Cl =
35,5. Berapa % tiap-tiap isotop yang ada di alam?
2. Tuliskan konfigurasi dari:
a. 8O2b. 12Mg2+
c. 17Cld. 19K+
e. 16S23. Suatu atom mempunyai 18 netron dengan nomer massa 35, tentukan:
a. elektron valensinya
b. gambar struktur atomnya
4. Unsur A yang berwujud gas mempunyai massa 1 gram dan volumenya 560 ml (STP), jika
dalam intinya terdapat 22 neutron, tentukanlah:
a. nomer atom A
b. konfigurasi elektronnya
c. elektron valensinya
EVALUASI
A. Pilihlah Jawaban yang Paling Tepat!
1. Suatu isotop belerang mengandung 16
proton dan 17 neutron. Isotop belerang
yang lain mengandung 16 proton dan 19
neutron. Nomer atom dan momer massa
isotop pertama adalah…
a. 16 dan 16
b. 16 dan 17
c. 33 dan 16
d. 16 dan 33
e. 33 dan 17
2. Di antara berbagai atom berikut yang
31
merupakan isotop dari 15
X adalah .…
a.
31
15 Ga
b.
31
15 P
c.
70
16
Ga
d.
32
15
S
e.
31
16 S
3. Klorin di alam terdiri dari 75% isotop
35
37
17Cl dan 25% isotop 17Cl , maka massa
atom relatif klorin adalah…
a. 35
b. 35,5
c. 36,5
d. 35 dan 37
e. 37
4. Pasangan yang memiliki jumlah elektron
valensi sama adalah…
a. 7N dan 14Si
b. 8O dan 15P
c. 8O dan 16Si
d. 10Ne dan 19K
e. 13Al dan 20Ca
5. Lambang suatu unsur 30
16 X, maka dalam
satu atom unsur tersebut terdapat…
a. 16 proton, 14 elektron dan 14 netron
b. 14 proton, 16 elektron dan 30 netron
c. 30 proton, 30 elektron dan 16 netron
d. 16 proton, 16 elektron dan 14 netron
e. 16 proton, 16 elektron dan 30 netron
6. Di dalam ion Au3+; 197
79 Au terdapat….
a. 76 elektron di sekitar inti
b. 76 proton di dalam inti
c. 79 elektron di sekitar inti
d. 79 netron di dalam inti
e. 82 proton di dalam inti
7. Tercantum di bawah ini lambang unsurunsur dengan nomer atomnya. Atom
yang mempunyai 6 elektron valensi
adalah…
a.
b.
c.
d.
e.
6C
8O
12Mg
14Si
18Ar
8. Nomer atom suatu unsur ialah 58 dan
bilangan massa salah satu isotopnya
adalah 140. Maka jumlah elektron,
proton dan netron yang terdapat dalam
atom unsur tersebut adalah…
a. 58, 24, 58
b. 52, 52, 58
c. 58, 58, 24
d. 58, 58, 140
e. 58, 58, 82
9. Ion X2+ mempunyai konfigurasi elektron
2-8-8. Nomer atom X adalah…
a. 16
b. 18
c. 19
d. 20
e. 22
10. Ion X-2 mempunyai konfigurasi elektron
2-8-8. Nomer atom X adalah…
a. 16
b. 17
c. 18
d. 20
e. 22
c. 32
d. 35
e. 38
12. Perhatikan atom-atom berikut: 8A15;
15
14
14
7B ; 6C ; 7D . Atom yang merupakan
isotop adalah…
a. A dan B
b. C dan D
c. A dan C
d. B dan D
e. A dan D
13. Suatu atom A dengan konfigurasi
elektron 2-8-8-2, maka ….
a. nomer atom A = 10
b. massa atom A = 20
c. ion A2+ mempunyai 20 elektron
d. nomer atom dan nomer massa A = 20
e. nomer atom A = 20
14. Unsur 17X mempunyai kulit elektron
sebanyak….
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
15. Suatu atom mempunyai tiga kulit
elektron dan lima elektron valensi serta
mempunyai 16 netron, maka nomer atom
dan nomer massa unsur tersebut adalah…
11. Jika atom X mempunyai elektron valensi
a. 15 dan 16
7 pada kulit N, maka nomer atom X
b. 13 dan 31
adalah…
c. 15 dan 31
a. 25
d. 31 dan 13
b. 27
e. 16 dan 15
16. Konfigurasi elektron berikut yang tidak dijumpai pada suatu atom adalah ….
a. 2e, 8e, 5e
d. 2e, 8e, 8e
b. 2e, 8e, 6e
e. 2e, 8e, 9e
c. 2e, 8e, 7e
17. Ion X2- mempunyai konfigurasi elektron 2e, 8e, 8e. Nomor atom unsur X adalah ….
a. 16
d. 19
b. 17
e. 20
c. 18
18. Ion X2+ mempunyai konfigurasi elektron 2e, 8e, 8e. Nomor atom unsur X adalah ….
a. 16
d. 19
b. 17
e. 20
c. 18
19. Suatu atom mempunyai tiga kulit elektron dan lima elektron valensi. Nomor atom unsur
tersebut adalah ….
a. 11
d. 17
b. 13
e. 19
c. 15
20. Atom Al memiliki 13 elektron, susunan elektron ion Al3+ adalah ….
a. 2e, 8e
d. 2e, 8e, 3e
b. 2e, 8e, 1e
e. 2e, 8e, 6e
c. 2e, 8e, 2e
3. Unsur boron yang terdapat di alam terdiri atas dua jenis isotop
dengan ~rsentase isotop I~B = 20% dari isotop I~B = 80%.
Perkiraan tentang massa atom relatif yang paling mendekati
adalah ….
A. 10,0 D. 10,8
B. 10,2 E. 11.0
C. 10,5
14. Unsur galium terdiri atas dua jenis isotop dengan massa isotop relatif berturut-turut 68,95
dan 70,95. Bila massa atom relative galium 69,75 maka persentase isotop 69Ga yang
terdapat di alam adalah ….
a. 40
d. 70
b. 50
e. 80
c. 60
Nilai
TT Guru
BAB
X
SISTEM PERIODIK
UNSUR-UNSUR
A. PERKEMBANGAN PENGELOMPOKAN UNSUR
1.
Setelah ditemukan unsur-unsur di alam maka para ahli kimia berusaha mengklasifikasikan
unsur-unsur berdasarkan persamaan sifat-sifat ke dalam kelompok-kelompok. Tujuan
pengelompokan ini adalah untuk memudahkan menggambarkan senyawa jika unsur
tersebut bergabung dengan unsur lain.
2.
Hukum TRIADE DOBEREINER
Bandingkan massa unsur yang di tengah dengan jumlah massa unsur petama dan ketiga
pada data di bawah ini!
35, 5
17
Cl
80
35
Br
127
53
I
39,1
19
85, 5
37
K
Rb
132, 9
55
Cs
31
15
74
33
P
As
121
51
Sb
Pengolahan data
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Buatlah Kesimpulan dari data di atas
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
3.
Hukum OKTAF dari Newlands
J. Newlands 1863 mengurutkan unsur-unsur berdasarkan massa atomnya, ternyata
ditemukan suatu kesamaan antara unsur-unsur sebagai berikut:
Jelaskan keteraturan yang ditemukan oleh J. newlands tersebut dan dikenal dengan nama
Hukum Oktaf!
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
4.
Pada tahun 1869, Dimitri Mendeleyev mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan
massa atom relatifnya dan ternyata sifat unsur akan berulang secara periodik. Mendeleyev
menempatkan unsur-unsur yang sifatnya mirip delam lajur vertikal yang disebut golongan,
sedangkan deret horisontal disebut periode.
5.
Pada tahun 1914, Henry Moseley menyempurnakan sistem periodik Mendeleyev di mana
unsur-unsur disusun menurut pertambahan nomer atom dan berdasarkan konfigurasi
elektron. Sistem periodik modern ini disebut juga periodik bentuk panjang yang tersusun
atas:
-
baris-baris horisontal disebut eriode
kolom-kolom vertikal disebut golongan
B. Hubungan Konfigurasi Elektron Dengan Sistem Periodik Unsur
Penetapan golongan dan periode dapat ditentukan dengan cara menggambarkan
konfigurasi elektron. Elektron valensi merupakan nomer golongan, sedangkan jumlah kulit yang
sudah terisi elektron menunjukkan letak periode. Penetapan golongan dan periode untuk kelas I
hanya untuk golongan utama (golongan A), sehingga nomer golongan merupakan golongan A.
Contoh Soal:
tentukan golongan dan periode unsur berikut:
6C; 11Na; 20Ca; 35Br
Jawab:
tuliskan konfigurasi elektron masing-masing unsur!
Unsur
K (n = 1)
L (n = 2)
M (n = 3)
6C
2
4
11Na
2
8
1
20Ca
2
8
8
2
35Br
2
8
18
7
Jumlah kulit = nomer periode
jumlah elektron valensi = nomer golongan
N (n = 4)
Jadi,
6C terletak pada golongan IVA, periode 2
11Na terletak pada golongan IA, periode 3
20Ca terletak pada golongan IIA, periode 4
35Br terletak pada golongan VIIA, periode 4
LATIHAN SOAL
1. Jelaskan arti golongan dan periode!
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Bagaimana cara penentuannya?
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
2. Tentukan golongan dan periode masing-masing unsur berikut:
a. 9F
b. 18Ar
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
3. Diketahui konfigurasi elektron unsur-unsur berikut, tentukan = nomer atom, periode dan
golongannya!
X = 2, 8,18, 6
Y = 2, 8, 18, 18, 8,1
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
C. SIFAT-SIFAT SISTEM PERIODIK
Sifat-sifat unsur dalam sistem periodik meliputi:
a. jari-jari atom
b. energi ionisasi
c. afinitas elektron
d. keelektromagnetan
LATIHAN SOAL
1. Jelaskan dengan singkat hubungan antara energi ionisasi dengan jari-jari atom!
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
2. Mengapa energi ionisasi tingkat kedua lebih besar dari pada tingkat pertama!
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
3. Diketahui: 9X; 10Y; 11Z; 19P
Susunlah keempat unsur dalam sistem periodik unsur, kemudian tentukan:
a. Yang mempunyai energi ionisasi terbesar adalah…
b. Yang keelektronegatifannya terbesar adalah…
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
EVALUASI
A. Pilihlah jawaban yang Paling tepat!
1. Pengelompokan unsur dimana terjadi
pengulangan sifat yang sama pada unsur
ke delapan, dikemukakan oleh…
a. Rothar Meyer
b. Dalton
c. Mendeleyev
d. Newlands
e. Dobereiner
6. Unsur X dengan nomer massa 75 dan
mempunyai 42 neutron maka unsur X
terletak pada…
a. Golongan IA/periode 4
b. Golongan IIA/periode 4
c. Golongan VIA/periode 4
d. Golongan VA/periode 4
e. Golongan IVA/periode 4
2. Mendeleyev menyusun unsur-unsur
dalam
bentuk
sistem
periodik
berdasarkan kenaikan…
a. massa proton
b. massa atom
c. jumlah atom
d. jumlah proton
e. massa netron
7. Suatu unsur X terletak pada golongan
VIA, periode 3, maka nomer atom unsur
tersebut adalah…
a. 8
d. 18
b. 10
e. 20
c. 16
3. Unsur yang terletak satu periode dalam
sistem periodik mempunyai…
a. Jumlah elektron sama
b. jumlah proton sama
c. jumlah elektron valensi sama
d. jumlah kulit elektron sama
e. nomer atom sama
8. Grafik di bawah ini adalah hubungan
nomer atom dengan energi ionisasi
pertama.
4. Unsur berikut yang terletak pada periode
ketiga adalah…
a. 5B
d. 10Ne
b. 7N
e. 20Ca
c. 13Al
5. Unsur berikut yang
golongan IVA adalah…
a. 4Be
d.
b. 14Si
e.
c. 8O
terletak
18Ar
34Se
pada
Bagian grafik yang menunjukkan
perubahan energi ionisasi unsur-unsur
periode ke 3 adalah….
a. dari K ke L
d. dari N ke O
b. dari L ke M
e. dari O ke P
c. dari M ke N
9. Afinitas elektron unsur-unsur dalam satu
periode adalah dari kiri ke kanan…
a. bertambah besar, sebab kemampuan
tarik-menarik elektron semakin kuat
b. jari-jari atomnya semakin kecil
c. potensial ionisasinya semakin besar
d. keelektronegatifannya makin kecil
e. afinitasnya makin kecil
10. Hubungan yang benar dalam satu periode
pada sistem periodik adalah….
a. nomor atom
d. nomor atom
jari-jari atom
b. nomor atom
afinitas elektron
e. nomor atom
jari-jari atom
potensial ionisasi
c. nomor atom
kelektronegatifan
11. Diberikan sebagian sistem periodik yang
unsur-unsurnya
dimisalkan
sebagai
berikut:
Golongan
VIA VIIA IA IIA
Periode
2
A
B
C
D
3
E
F
G
H
Unsur yang paling elektronegatif
a. A
b. B
c. C
d. D
e. E
12. Pernyataan yang benar mengenai sifatsifat unsur dalam satu periode adalah…
a. sifat basa bertambah
b. sifat asam berkurang
c. muatan inti bertambah
d. energi ionisasi berkurang
e. jumlah proton berkurang
13. Di antara unsur-unsur 4A; = 12B; 18C; dan
16D yang terletak dalam golongan yang
sama pada sistem periodik adalah…
a. A dan B
b. A dan C
c. B dan C
d. B dan D
e. A dan D
14. Elektronegatifitas atau keelektronegatifan
suatu
atom
adalah
sifat
yang
menyatakan….
a. Besarnya energi yang dilepaskan
apabila atom menangkap sebuah
elektron dan menjadi ion negatif.
b. Besarnya tendensi (kecenderungan)
untuk menarik elektron dalam
pembentukan ion negatif
c. Besarnya energi yang diperlukan
apabila atom melepaskan sebuah
elektron dan menajdi ion isotop
d. Besarnya tendensi (kecenderungan)
untuk melepaskan sebuah elektron
dalam pembentukan ion positif
e. Besarnya tendensi (kecenderungan)
satu atom untuk menarik elektron
15. Data keelektonegatifan beberapa unsur
sebagai berikut:
UNSUR
Keelektonegatifan
K
2,20
L
2,55
M
3,04
N
4,00
O
0,93
Unsur yang
adalah….
a. K
b. L
c. M
paling
d. N
e. O
elektropositif
26. Titik didih dan titik lebur unsur-unsur periode ketiga
a. naik secara beraturan sepanjang periode
b. naik bertahap sampai golongan IIIA kemudian turun drastis
c. naik bertahap sampai golongan IV A kemudian turun teratur
d. naik bertahap sampai golongan IV A kemudian turun drastis
e. turun secara beraturan sepanjang periode
27. Kelompok unsur berikut yang disusun berdasarkan bertambahnya titik leleh adalah ….
a. B, C, N
d. C, Si, Ge
b. Na, Mg, Al
e. S, Cl, Ar
c. Al, Si, P
28. Unsur dengan konfigurasi elektron: 2, 8, 8, 2 da1am sistem periodik terletak pada
a. periode 4 golongan lIA
b. periode 4 golongan lIB
c. periode 2 golongan IV A
d. periode 2 golongan IVB
e. periode 4 golongan IV A
29. Unsur X dengan nomor atom 35 mempunyai sifat sebagai berikut, kecuali ….
a. mempunyai 7 elektron va1ensi
b. mempunyai bilangan oksidasi -1
c. membentuk molekul diatomik
d. tergolong logam
e. dapat bereaksi dengan logam membentuk garam
30. Jika jari-jari atom unsur Li, Na, K, Be dan B secara acak (tidak berurutan) dalam angstrom (A)
adalah: 2,01; 1,23; 1,57; 0,80; dan 0,89, maka jari-jari atom litium adalah ….
a. 2,03
d. 0,89
b. 1,57
e. 0,80
c. 1,23