ATOM

MODEL ATOM

BILANGAN KUANTUM

KONFIGURASI ELEKTRON

STRUKTUR ATOM

SISTEM PERIODIK

PENGERTIAN DASAR

ATOM

Atom • Abad ke-5, Democritus Materi tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi-bagi yang disebut atom (atomos --- Yunani).• 1808, John Dalton (awal teori atom modern)Definisi yang tepat tentang partikel-partikel yang tidak dapat dibagi-bagi (atom)

Dasar Teori Atom Dalton1.Unsur kimia tersusun atas partikel-partikel kecil  yang tidak dapat dibagi (atom). Semua atom-atom suatu unsur mempunyai ukuran, massa dan sifat kimia yang sama. Atom-atom suatu unsur berbeda dengan atom-atom unsur lain2.Senyawa tersusun atas atom-atom dari dua atau lebih unsur. Dalam senyawa, rasio jumlah atom dari kedua unsur yang ada merupakan bilangan yang mudah dan bulat.Hipotesis ini mendukung: -   Hukum perbandingan tetap (Proust, 1799)-   Hukum kelipatan berganda.- Hukum kekekalan massa (antonie Lavoiser, 1774)3. Reaksi kimia melibatkan: - Pemisahan- Kombinasi- Pengaturan kembali    Zat tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Partikel Dasar Penyusun Atom• Elektron• Proton• Netron

Faraday (1834) menemukam bahwa materi dan listrik adalah ekivalen.Penemuan elektron dimulai dengan pembuatan sinar katoda oleh J. Plucker (1855), diikuti oleh W. Crookers (1975) dan J. Thomson, (1879)..Penelitian ini membuktikan bahwa sinar yang kehijau-hijauan, yang dipancarkan dari katoda, adalah sinar katoda.

Sifat-sifat Sinar Katoda :1.Berasal dari katoda dan bergerak lurus2.Bermuatan negatif (tertarik oleh pelat bermuatan     positif    dan dibelokkan oleh medan magnet).3.Memiliki momentum , oleh karena itu  mempunyai massa yang dapat menggerakkan baling-baling dalam tabung.4.Sifat di atas tidak bergantung pada :bahan pembuat katoda, sisa gas dalam tabung, kawat penghubung katoda dan bahan alat  penghasil arus

ProtonDan

NeutronAwan Elektron

DisekitarInti Atom

Inti Atom

1. Inti atom.Menurut Rutherford dn Bohr: Atom terdiri dari Inti (muatan +) dan elektron ( muatan -) Elektron mengelilingi inti pad lintasan ( orbit) tertentu yg disebut kulit -------------- tingkat energi

intikulit

2. Lambang Atom/ unsur X = Lambang unsur

Z = nomor Atom ( jumlah proton = jumlah elektron ) A = nomor massa ( proton + neutron )

A XZ

Contoh :

23 MASSA = 23 ( p + n =23) Na No. atom = 11 ( p=e= 11 )11 sehingga n = 23 - 11 = 12

No No atomatom

UNSURUNSUR KK LL MM NN

11 HH 1122 HeHe 2233 LiLi 22 1144 BeBe 22 2255 BB 22 3366 CC 22 4477 NN 22 5588 OO 22 6699 FF 22 77

1010 NeNe 22 88

1111 NaNa 22 88 11

1212 MgMg 22 88 22

1313 LL 22 88 33

1414 SiSi 22 88 44

1515 PP 22 88 55

1616 SS 22 88 66

1717 ClCl 22 88 77

1818 ArAr 22 88 88

A. Partikel dasar : partikel-partikel pembentuk atom yang terdiri dari proton, elektron dan neutron.

1. Proton : partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sma dengan satu sma (amu) dan bermuatan +1.

2. Elektron : partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1.

3. Neutron : partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma (amu) dan netral.

B. Nukleus : Inti atom yang bermuatan positif, terdiri dari proton dan neutron.

C. Notasi unsur : ZA X dengan X : tanda atom (unsur)

Z : nomor atom = jumlah elektron (e) = jumlah proton (p) A : bilangan massa = jumlah proton + neutronPada 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 : 1327 X

D. 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

E. Isotop : unsur yang nomor atomnya sama, tetapi berbeda bilangan massanya. Contoh: Isotop oksigen : 8

16 O ; 817 O ; 8

18 O

F. Isobar : unsur yang bilangan massanya sama, tetapi berbeda nomor atomnya. Contoh: 27

59 CO dengan 2859 Ni

G. Isoton : unsur dengan jumlah neutron yang sama. Contoh: 6

13 C dengan 714 N

H. Iso elektron: atom/ion dengan jumlah elektron yang sama. Contoh: Na+ dengan Mg2+

               K+ dengan Ar dan sebagainya

LithiumLithium LitiumLitium LiLiKaliumKalium KaliumKalium KKMagnesiumMagnesium MagnsiumMagnsium MgMgCalsiumCalsium KalsiumKalsium CaCaFerrumFerrum BesiBesi FeFeCuprumCuprum TembagaTembaga CuCuZinkZink ZengZeng ZnZnChlorChlor KlorKlor ClClOxygenOxygen OksigenOksigen OOCarbonCarbon KarbonKarbon CCPhosporPhospor fosforfosfor PP

NONO UnsurUnsur LambangLambang % massa% massa NoNo UnsurUnsur LambangLambang % % massamassa

11 OksigenOksigen OO 6565 77 KaliumKalium KK 0,350,35

22 KarbonKarbon CC 1818 88 BelerangBelerang SS 0,250,25

33 HidrogenHidrogen HH 1010 99 NatriumNatrium NaNa 0,150,15

44 NitrogenNitrogen NN 33 1010 KlorKlor ClCl 0,150,15

55 KalsiumKalsium CaCa 22 1111 MagnesiumMagnesium MgMg 0,050,05

66 fosforfosfor PP 11 1212 besibesi FeFe 0,0040,004

A.  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 sama dalam segala hal, tetapi

berbeda dengan atom - atom dari unsur lain. • reaksi kimia merupakan proses penggabungan

atau pemisahan atom dari unsur - unsur yang terlihat .

•Teori Dalton ditunjang juga oleh 2 percobaan (oleh Lavoisier dan Prost) dan 2 hukum alam

(Kekekalan massa dan Perbandingan tetap).• Kelemahan teori atom Dalton : tidak dapat membedakan pengertian atom dan molekul. Dan atom ternyata bukan partikel yang terkecil. Model atom Dalton,

seperti bola pejal

Tiap unsur kimia tersusun oleh partikel-partikel kecil yang tidak bisa dihancurkan dan dibagi, yang disebut atom. Selama perubahan kimia, atom tidak bisa diciptakan dan juga tidak bisa dimusnahkan.

Semua atom dari suatu unsur mempunyai massa dan sifat yang sama, tetapi atom-atom dari suatu unsur berbeda dengan atom dari unsur yang lain, baik massa maupun sifat-sifatnya berlainan.

Dalam senyawa, atom-atom dari unsur yang berlainan melakukan ikatan dengan perbandingan numerik yang sederhana : Misalnya satu atom A dan satu atom B (AB) satu atom A dan dua atom B (AB2).

Asumsi Dasar Teori DaltonAsumsi Dasar Teori Dalton

Percobaan tabung lucutan gas Percobaan sinar katoda Percobaan Millikan

B.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

Kode C = Katoda; A = Anoda; E = lempeng kondensor bermuatan listrik; M = magnet; F = layar berfluoresens.Berkas 1 : Hanya dengan adanya medan listrik, berkas sinar katoda dibelokkan keatas menyentuh layar pada titik 1.Berkas 2 : Hanya dengan adanya medan magnit, berkas sinar katoda dibelokkan kebawah menyentuh layar pada titik 2.Berkas 3 : Berkas sinar katoda akan lurus dan menyentuh layar dititik 3, bila medan listrik dan medan magnit sama besarnya

Berdasarkan eksperimennya Thomson mengukur bahwa kecepatan sinar katoda jauh lebih kecil dibandingkan kecepatan cahaya, jadi sinar katoda ini bukan merupakan REM. Selain itu Ia juga menetapkan perbandingan muatan listrik (e) dengan massa (m). Hasil rata-rata e/m sinar katoda kira-kira 2 x 108 Coulomb per gram. Nilai ini sekitar 2000 kali lebih besar dari e/m yang dihitung dari hidrogen yang dilepas dari elektrolisis air (Thomson menganggap sinar katoda mempunyai muatan listrik yang sama seperti atom hidrogen dalam elektrolisis air.Kesimpulan : Partikel sinar katoda bermuatan negatif dan merupakan partikel dasar suatu benda yang harus ada pada setiap atom. Pada tahun 1874 Stoney mengusulkan istilah elektron.

Cont….

C. 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

Pada tahun 1913 Moseley menemukan bahwa panjang gelombang sinar x bervariasi tergantung dari bahan sasarannya. Dengan menghubungkan hal ini ke persamaan matematis disimpulkan bahwa setiap unsur dapat ditetapkan dengan suatu bilangan bulat yang disebut nomor atom.

Tahun 1919 Rutherford mengembangkan satuan dasar muatan positif yang disebut proton hasil risetnya dari jalur lintasan partikel diudara.

Konsep yang dipopulerkan oleh Rutherford adalah inti mengandung sejumlah proton yang sama dengan nomor atomnya dan sejumlah partikel netral yang disebut neutron agar sesuai dengan massa atom.

Pada tahun 1930-an Chadwick membuktikan keberadaan neutron melalui percobaan pemboman berilium dan boron dengan partikel , sehingga model atom yang terdiri dari elektron, proton dan neutron lengkap ditemukan.

D. 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

Membebaskan Energi

Elektron

Elektron

MenyerapEnergi

IntiAtom

1. Bilangan kuantum utama ( n ) : menentukan tingkat energi dan yang mempunyai harga positif dan bulat, tidak termasuk nol dan menentukan ukuran dari orbital.

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 maksimum 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

n 1 2 3 4 5 6 7Kulit K L M N O P Q

Tabel Nilai Bilangan Kuantum Utama dan Nomor Kulit

2Hm,l,n n

RE l RH = 2.1810-18 J

Energi orbital hanya bergantung pada n :

2. Bilangan kuantum orbital/azimuth ( l ) : menentukan besarnya momentum sudut elektron yang terkuantisasi.Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari 0 sampai dengan (n -1).

n = 1 ; l = 0 ; sesuai kulit Kn = 2 ; l = 0, 1 ; sesuai kulit Ln = 3 ; l = 0, 1, 2 ; sesuai kulit Mn = 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)

l 0 1 2 3 Subkulit s p d f

Tabel Nilai Bilangan Kuantum Azimut dan Subkulit

3. Bilangan kuantum magnetik ( ml ) : menentukan orientasi dari orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetik ( ml ) mempunyai harga ( -1 ) sampai harga ( +1 ).

Untuk :l = 0 ( sub kulit s ), harga ml =   0 ( mempunyai 1 orbital ).l = 1 ( sub kulit p ), harga ml = -1, O, +1 ( mempunyai 3 orbital ).l = 2 ( sub kulit d ), harga ml = -2, -1, O, +1, +2 (mempunyai 5 orbital).

l = 3 (sub kulit f) , harga ml = -3, -2, O, +1, +2, +3 (mempunyai 7 orbital).

l Subkulit ml Jumlah Orbital

0123

spdf

0-1,0,+1-2,-1,0,+1,+2-3,-2,-1,0,+1,+2,+3

1357

Tabel Hubungan Nilai l,m, dan Jumlah Orbital dalam Subkulit

4. Bilangan kuantum spin ( ms ) : menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya.  Dalam satu orbital, maksimum dapat berisi 2 elektron dan kedua elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing-masing diberi harga ms = +1/2 atau ms = -1/2.

Subkulit Jumlah Orbital Jumlah Elektron Maksimumspdf

1357

26

1014

Tabel Jumlah Elektron Maksimum dalam Subkulit

Orbital s Orbital p Orbital d

Suatu kulit elektron adalah sekelompok orbital dengan tingkat energi sama (n sama).

Suatu subkulit mengandung orbital-orbital dengan betuk dan energi sama (n dan l sama).

Nars-KD-3-07 33

Nars-KD-3-07 34

n l m orbital energi1 0 0 1s -RH

2 0 0 2s -RH/4

2 1 -1,0,1 2p -RH/4

3 0 0 3s -RH/9

3 1 -1,0,1 3p -RH/9

3 2 -2,-1,0,1,2 3d -RH/9

Gambaran kerapatan elektron memperlihatkan probabilitas letak elektron.

Nars-KD-3-07 35

Gambaran kerapatan elektron memperlihatkan probabilitas letak elektron.

Nars-KD-3-07 36

Diagram kontur adalah suatu permukaan yang melingkari sebagian besar (misal 90%) probabilitas kerapatan.

Orbital s sferis:

37

1s 2s 3s

Orbital p (l = 1) mempunyai 2 tonjolan yang terletak sepanjang sumbu x, y, atau z .

Rather than ml = -1,0,1, orbital ditandai px, py, dan pz.

Nars-KD-3-07 38

Orbital- orbital ini memiliki bentuk rumit, tetapi kerapatan elektron pada inti selalu nol.

39

Tahun 1928, ditemukan bahwa elektron memiliki momentum sudut intrinsik, atau spin.

Dalam medan magnet, rotasi sumbu hanya memiliki 2 kemungkinan orientasi.

40

MomenMagnet

Arah medan magnet

S

N

Bilangan Kuantum spinms = -½