ion positif dari atom logam

Pertemuan 2
ATOM, MOLEKUL, DAN ION
1
Oleh: Bunyamin, ST
TEORI ATOM
2
Gagasan tentang atom sudah dimulai sejak
abad ke-5 SM.
Democratus mengungkapkan bahwa semua
materi terdiri atas partikel yang sangat kecil
dan tidak dapat dibagi lagi yang dinamakan
atomos (= sesuatu yang tidak dapat dibagi
lagi).
Gagasan dari democratus ini kemudian
menjadi dasar dari penyelidikan tentang
atom pada masa modern.
TEORI ATOM DALTON
3
Merupakan awal teori atom modern.
Oleh:John Dalton tahun 1808.
Teori atom Dalton dapat dirangkum sebagai berikut;
1. Unsur terdiri dari partikel terkecil yang disebut atom.
Atom suatu unsur adalah identik, yaitu mempunyai
ukuran, massa dan sifat kimia yang sama. Atom satu
unsur tertentu berbeda dari unsur atom yang lain.
2. Senyawa tersusun atas atom-atom dari dua unsur
atau lebih.
3. Reaksi kimia: pemisahan, penggabungan atau
penyusunan ulang atom-atom.
PENJELASAN
4
Teori pertama belum mampu mendefinisikan secara pasti
bagaimana gambaran struktur atom.
Teori yang ke-2 menunjukkan adanya
1. hukum perbandingan tetap (law of define proportion)
dan
2. hukum perbandingan berganda (law of multiple
proportion) yg menyatakan bahwa jika dua unsur
dapat bergabung membentuk lebih dari satu
senyawa maka perbandingan massa dari salah satu
unsur, dimana massa unsur yang lain tetap, adalah
sebagai bilangan bulat yang kecil.
Teori yang ke-3 menunjukkan hukum kekekalan massa
(law of conservation of mass = materi tidak dapat
diciptakan maupun dimusnahkan).
CONTOH HUKUM PERBANDINGAN
TETAP
Misalkan molekul C dg rumus molekul AB2
terbentuk dari dari 1 atom A dan 2 atom B. Maka
perbandingan jumlah atom A : B = 1 : 2 ini tetap.
1
1
2
10
10
20
5
Jumlah molekul C Jumlah atom A Jumlah atom B
CONTOH HUKUM PERBANDINGAN
BERGANDA
6
Dalam 3,66 gram karbon dioksida (CO2)
ditemukan 2,66 gram karbon dan 1 gram
oksigen. Sedangkan dalam karbonmonoksida
(CO) yang bermassa 2,33 gram terdapat 1,33
gram karbon dan 1 gram oksigen. Massa
oksigen dijaga tetap. Dapat ditunjukkan bahwa
perbandingan massa karbon dlm karbon
dioksida dg massa karbon dlm karbon
monoksida adalah 2,66:1,33=2:1 (bulat dan
kecil).
STRUKTUR ATOM
Teori Dalton bahwa atom tidak dapat dibagi lagi
gugur karena serangkaian percobaan yang
dilakukan oleh ilmuwan mulai tahun 1850-an yg
menunjukkan bahwa atom sesungguhnya
memiliki struktur internal yang lebih kecil lagi
yang disebut dengan sub atom.
terdiri
atas;
7
Partikel sub atom tersebut
elektron, proton dan neutron.
ELEKTRON DAN MODEL ATOM JJ
THOMSON
8
Diawali dengan penelitian radiasi (pemancaran dan
perambatan energi) melalui ruang dalam bentuk gelombang.
Penyelidikan lebih lanjut atom menggunakan tabung sinar
katoda.
Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan
William Crookes (1875). Hasil eksperimennya adalah
ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katoda
menuju ke anoda yang disebut sinar katoda.
Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen
William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan medan
magnet dalam tabung sinar katoda
Hasil percobaannya membuktikan bahwa ada partikel
bermuatan negatif dalam suatu atom karena sinar tersebut
dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik.
Partikel tersebut disebut oleh thomson dengan corpuscle.
oleh G. Johnstone Stoney partikel tersebut disebut dengan
electron.
Medan Magnet
dihidupkan
Listrik
dihidupkan
9
Gambar Model Tabung Katoda Thomson
THOMSON
AKHIRNYA
BERKESIMPULAN BAHWA;
Atom
sebenarnya
tidak
berbentuk
masiv
(berbentuk bulatan yang pejal) akan tetapi
tersusun atas komponen-komponen penyusun
atom
Di alam atom berada dalam keadaan yang stabil
dan memiliki muatan yang netral, dengan demikian
Thomson lebih lanjut mengasumsikan bahwa di
dalam atom itu sendiri pasti terdapat bagian yang
bermuatan positif
10
Model atom thomson akhirnya disebut dengan
plum pudding model (=model atom kismis)
11
Model Atom Thomson
PROTON, INTI DAN MODEL ATOM
RUTHERFORD
12
Pada tahun 1909 Hans Geiger dan Ernest Marsden
dengan petunjuk dari Ernest Rutherford (murid dari
thomson) melakukan eksperimen di Laboratorium
Fisika Universitas Manchester untuk membuktikan
kebenaran dari teori atom yang dikemukakan oleh
Thomson.
Eksperimen ini melibatkan penembakan partikel alfa
(inti atom helium atau ion helium dengan muatan
positip) yang diemisikan oleh unsur Radium pada
lempengan logam emas tipis dan kemudian
mendeteksi partikel alfa yang telah melewati
lempengan
logam
emas
tersebut
dengan
menggunakan layar yang dilapisi seng sulfida (ZnS)
sebagai detektor.
Rutherford berpendapat bahwa apabila struktur atom
yang dikemukakan oleh Thomson adalah benar maka
sebagian besar berkas partikel alfa akan melewati
lempengan logam emas dan sebagian kecil sekali yang
akan didefleksi.
13
Rancangan Percobaan Rutherford
14
Akan tetapi hasil eksperimen Rutherford sangat
mengejutkan, walaupun sebagian besar berkas partikel
alfa melewati lempengan logam emas, terdapat banyak
berkas partikel alfa yang didefleksi dengan sudut yang
besar (lebih dari 90o), bahkan terdapat berkas partikel
alfa yang direfleksi kembali kearah sumber tanpa
pernah menyentuh layer detector (perhatikan gambar).
Setelah merunut pola-pola partikel alfa yang
ditembakkan ke lempeng logam emas, maka
Rutherford mengambil kesimpulan bahwa sebagian
besar ruang dalam atom adalah “ruang kosong”, dan
terdapat massa yang terkonsentrasi pada pusat atom
yang bermuatan positif dimana ukurannya 10.000 kali
lebih kecil dibanding ukuran keseluruhan bagian atom,
dan elektron mengelilingi inti atom tersebut seperti
planet-planet kita mengelilingi matahari.
15
Hasil Pengujian Atom Rutherford
RUTHERFORD MENYIMPULKAN BAHWA
16
Sebagian besar berkas partikel alfa yang dapat melewati
lempengan logam emas menunjukan bahwa partikel alfa ini
melewati ruang kosong yang ada di dalam atom sehingga
dengan mudah partikel alfa ini melewati ruang kosong
tersebut tanpa hambatan yang berarti.
Berkas partikel alfa yang didefleksi menunjukan bahwa
partikel alfa tersebut berada pada posisi yang dekat dengan
inti atom yang bermuatan positif. Muatan positif dengan
muatan positif akan saling tolak menolak, hal inilah yang
menyebabkan partikel alfa dibelokan dengan sudut yang
besar.
Berkas partikel alfa yang di refleksi kembali (dipantulkan
kembali) menunjukan bahwa partikel alfa tersebut
bertumbukkan dengan inti atom yang bermuatan positif. Inti
atom emas mempunyai massa dan muatan positif yang
lebih besar disbanding dengan massa dan muatan partikel
alfa, hal inilah yang membuat partikel alfa di pantulkan
kembali.
17
Model Atom Rutherford
NEUTRON
Prediksi dari Rutherford memacu W. Bothe dan H.
Becker (1930) melakukan eksperimen penembakan
partikel alpha pada inti atom berilium (Be).
Ternyata dihasilkan radiasi partikel berdaya
tembus tinggi.
18
Eksperimen ini dilanjutkan oleh James Chadwick
(1932). Ternyata partikel yang menimbulkan radiasi
berdaya tembus tinggi itu bersifat netral atau tidak
bermuatan dan massanya hampir sama dengan
proton.
Tabel Massa dan Muatan Partikel Sub Atom
Massa (gr)
Muatan satu
satuan
(coloumb)
Satuan Muatan
Elektron
9,10939 x10-28
-1,6022x10-19
-1
Proton
1,67262x10-24
+ 1,6022x10-19
+1
Neutron
1,67493x10-24
0
0
19
Partikel
NOMOR ATOM, NOMOR MASSA DAN
ISOTOP
Suatu atom memiliki sifat dan massa yang
khas satu sama lain. Dengan penemuan
partikel penyusun atom dikenal istilah nomor
atom (Z) dan nomor massa (A).
Jumlah proton dalam suatu atom disebut
nomor atom.
Atom bersifat netral memiliki jumlah proton
sama dengan jumlah elektronnya sehingga
nomor atom juga menunjukan jumlah elektron.
20
Identitas kimia suatu atom dapat ditentukan
berdasarkan nomor atomnya.
NOMOR MASSA
Seperti diuraikan sebelumnya massa elektron sangat
kecil, dianggap nol sehingga massa atom ditentukan
oleh inti atom yaitu proton dan neutron.
Atom oksigen mempunyai nomor atom 8 dan nomor
massa 16, sehingga atom oksigen mengandung 8 proton
dan 8 neutron.
Nomor Massa (A) = Jumlah Proton + Jumlah
Neutron
Atau
Jumlah neutron = Nomor massa – Nomor atom
21
Penulisan lambang atom unsur menyertakan nomor
atom dan nomor massa.
A
Z
x
A = Nomor Massa
Z = Nomor Atom
X= Lambang Unsur
Contoh
Fe
Artinya
Nomor massa Fe 56 dan nomor atomnya 26 sehingga
Jumlah protonnya 26
Jumlah elektron 26
jumlah neutronnya (A-Z) 56-26 = 30.
22
56
26
ISOTOP
Atom yang mempunyai nomor atom yang sama tetapi memiliki
nomor massa yang berbeda disebut dengan isotop.
Setiap isotop satu unsur memiliki sifat kimia yang sama karena
jumlah elektronnya sama.
23
Isotop-isotop unsur ini dapat digunakan untuk menentukan massa
atom relatif (Ar), atom tersebut berdasarkan kelimpahan isotop
dan massa atom semua isotop.
TABEL PERIODIK
Tabel periodik adalah tabel yang berisi pengelompokan
unsur-unsur berdasar sifat dan kimia, dimana unsurunsur yang memiliki kemiripan dikelompokkan
bersama.
Dalam tabel periodik unsur-unsur disusun berdasarkan
nomor atomnya dalam baris horizontal yang disebut
periode.
Sedangkan berdasarkan kemiripan sifat kimianya
unsur disusun dalam kolom yang disebut golongan
atau group.
24
Tabel periodik memuat nomor atom dan massa
atomnya.
25
MOLEKUL
26
Molekul adalah agregat (kumpulan) yang terdiri dari
sedikitnya dua atom dalam susunan tertentu yang
terikat bersama oleh gaya-gaya kimia (=disebut juga
ikatan kimia)
Kumpulan atom bisa berasal dari atom yang berbeda
(senyawa) atau atom yang sejenis.
Molekul yang mengandung 2 atom disebut dengan
molekul diatomik. Unsur-unsur yang ada pada
golongan 7A dan unsur (F,Cl,Br,I,At) termasuk dalam
kategori molekul diatomik. Contoh lain molekul
diatomik adalah HCl,CO dan lain-lain.
Molekul yang mengandung lebih dari dua atom disebut
molekul poliatomik.
ION
27
Ion adalah sebuah atom atau sekelompok atom yang
mempunyai muatan total positif atau negatif.
Jumlah proton yang bermuatan positif dalam inti suatu
atom tetap selama selama proses peubahan kimia
(reaksi kimia), tetapi elektron yang bermuatan negatif
bisa hilang dan bertambah.
Atom netral yang kehilangan satu atau lebih
elektronnya akan menghasilkan kation (=ion dengan
muatan total positif). Contoh Natrium (Na) dapat
dengan mudah kehilangan satu elektronnya untuk
menjadi kation natrium, yang ditulis sebagai Na+
Atom Na
ion Na+
11 proton
11 proton
11 elektron
10 elektron
Kebalikan dari kation adalah anion yang muatan totalnya
adalah negatif akibat adanya kenaikan jumlah elektron.
Misalkan atom klorin (Cl) dapat memperoleh tambahan satu
elektron untuk menjadi ion klorida (Cl-), Sehingga
Atom Cl
Ion Cl-
17 proton
17 proton
17 elektron
18 elektron
Natrium klorida (NaCl) atau garam dapur disebut sebagai
senyawa ionik karena dibentuk dari kation dan anion.
Atom dapat kehilangan atau memperoleh satu atau lebih
elektron.
Sebagai tambahan dua atom atau lebih dapat bergabung
membentuk sebuah ion yang mempunyai muatan total
positif atau negatif
28
Jika atom yang terbentuk dari satu atom disebut ion
monoatomik, sedang jika ion terbentuk dari lebih 2 atom
disebut ion poliatomik
RUMUS KIMIA
Rumus kimia adalah tanda yang digunakan untuk menyatakan
komposisi (unsur dan rasio) dari senyawa baik senyawa molekul
maupun senyawa ion.
Rumus kimia menunjukkan:
• Cara atom-atom berikatan
• Jumlah atom relatif suatu unsur di dlm unit rumus
• Jumlah mol relatif bermacam-macam unsur
• Prosentase massa yg dapat dihitung darinya
Rumus kimia ada 2 macam yaitu
• rumus molekul
• rumus empiris.
Rumus molekul adalah rumus yang menunjukkan jumlah eksak dari
atom-atom setiap unsur di dalam unit terkecil.
Contoh H2O adalah rumus molekul untuk air
O2 adalah rumus molekul untuk oksigen
29
O3 adalah rumus molekul untuk ozon
Rumus empiris adalah rumus yang
menunjukkan komposisi penyusun molekul
pada perbandingan angka bulat yang paling
sederhana.
30
Contoh H2O2 adalah rumus molekul dari
hidrogen peroksida dan rumus emprisnya
adalah 2:2 = 1:1
PENAMAAN SENYAWA
Selain menggunakan rumus kimia senyawa juga
disebut dengan nama.
Penamaan senyawa ini menurut aturan yang telah
dibuat oleh kimiawan.
Aturan penamaan senyawa berdasarkan kategori
senyawa, dimana senyawa dapat dikategorikan dalam 3
bagian besar, yaitu
31
• Senyawa ionik
• Senyawa molekular
• Asam dan basa
ATURAN PENAMAAN SENYAWA IONIK
Senyawa ionik adalah senyawa yang terbentuk dari kation (= ion
positif dari atom logam) dan anion( ion negatif dari atom non
logam). Aturan Penamaan untuk senyawa biner (terbentuk dari 2
unsur) sebagai berikut;
• Kation logam mengambil namanya dari nama unsurnya dan diletakkan di
awal.
• Anion diberinama dengan mengambil bagian awal dari nama unsur dan
ditambah dengan “ida”
32
Contoh
NaCl berarti natrium klorida
ZnI2 rumus dari Seng Iodida
KBr lambang untuk Kalium Bromida dll
Untuk senyawa tersier (tersusun dari 3 jenis atom) kata ‘ida” juga
digunakan untuk nama anionnya.
Contoh LiOH lambang dari Litium Hidroksida.
KCN lambang dari Kalium cianida
Jika logam yang membentuk kation bisa membentuk lebih
dari satu kation maka digunakan aturan sistem stok dimana
setelah nama logam diberi angka romawi sesuai jumlah
muatannya.
Contoh Fe bisa kehilangan 2 atau 3 atomnya sehingga
Fe2+ disebut besi (II)
33
Fe3+ disebut besi (III)
ATURAN PENAMAAN SENYAWA MOLEKULAR
34
Senyawa molekuler adalah senyawa yang mengandung unit
molekular yang terpisah. Biasanya senyawa ini disusun atas
unsur-unsur non logam. Penamaan senyawa molekular hampir
sama dengan senyawa ionik, pertama untuk unsur pertama
disebut nama unsurnya dan yang kedua disebut nama dasar
unsur dan ditambah “ida”.
Contoh
HCl berarti Hidrogen klorida
SiC rumus dari Silikon Karbida
Jika senyawa terbentuk dari atom yang jumlahnya lebih dari satu
maka di depan nama ditambah dengan awalan yang menunjukkan
jumlah dengan angka yunani (kecuali 1 biasanya awalan mono
dihilangkan).
Contoh CO2 rumus dari karbon dioksida
N2O4 rumus dari Dinitrogen tetroksida (awalan huruf
akhir “a” jika digandeng dengan oksida “a” dihilangkan).
Awalan huruf yunani tidak digunakan untuk unsur hidrogen (H)
biasanya senyawa yang mengandung H disebut dengan nama
umum yang tidak sistemik.
ATURAN PENAMAAN ASAM BASA
Asam adalah zat yang menghasilkan ion hidrogen (H+)
ketika dilarutkan dalam air. Rumus untuk asam tersusun
satu atau lebih atom hidrogen dan sebuah gugus anion.
Penamaan asam adalah dengan memberi nama “asam” di
awal kemudian ditambah dengan nama anion diakhiri
dengan “ida”
Contoh HCl (Asam Klorida)
HBr(Asam Bromida)
Asam yang mengandung hidrogen, oksigen dan unsur
lain(=disebut unsur pusat) disebut asam okso. Rumus asam
okso biasanya dimulai dari H,unsur pusat dan O.
HNO3 rumus untuk Asam nitrat
H2SO4 rumus dari asam sulfat
H2CO3 rumus dari asam karbonat
35
Contoh
Seringkali jumlah Oksigen dalam asam okso berbeda, aturan yang digunakan
Seperti gambar berikut
Asam okso
Anion okso
Penghilangan ion H+
asam per-at
per-at
+(O)
+(O)
asam at
at
-(O)
-(O)
asam it
-(O)
Asam hipo it
it
-(O)
hipo it
36
Aturan penamaanna anion dari asam okso (=disebut anion okso
seperti gambar sebelah kiri
CONTOH
HClO3 adalah asam klorat jika atom O bertambah satu
HClO4 maka namanya asam perklorat
HNO3 adalah asam nitrat HNO2 adalah asam nitrit
H3PO4 asam fosfat PO4 adalah fosfat
ion
37
Basa adalah zat yang menghasilkan
hidroksida (OH_) ketika dilarutkan dalam air.