STRUKTUR ATOM DAN

SISTEM PERIODIK

MATA PELAJARAN : KIMIAKELAS / SEMESTER : XI / 1P R O G R A M : ILMU ALAM

STANDAR KOMPETENSI :

Mendeskripsikan struktur atom dan sifat – sifat periodik atom serta struktur molekul dan sifat-sifatnya.

KOMPETENSI DASAR :

Menerapkan teori atom mekanika kuantum untuk menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital serta menggunakannya pada penentuan letak unsur dalam tabel periodik.

INDIKATOR :

• Menjelaskan teori atom mekanika kuantum.• Menjelaskan pengertian bilangan kuantum dan bentuk-bentuk orbital.

• Menggunakan prinsip Aufbau, aturan Hund dan azas larangan Pauli untuk menuliskan konfigurasi elektron.

• Menghubungkan konfigurasi elektron suatu unsur dengan letaknya dalam tabel periodik.

URAIAN MATERI URAIAN MATERI 1. Teori Atom Mekanika Kuantum :

– Max Planck ( 1858 – 1947 ) : Gelombang cahaya memiliki sifat partikel, dan transfer suatu radiasi elektromagnetik yang berlangsung dalam paket atau satuan energi yang disebut Kuantum.

– Albert Einstein ( 1879 – 1955) : gelombang cahaya tersusun dari foton – foton.

– Louis de Broglie ( 1892 1987 ) : suatu partikel, misalnya elektron ternyata memiliki sifat gelombang.

– Erwin Schrodinger (1887 – 1961) dan Werner Heisenberg (1901 – 1976 ): Posisi atau lokasi suatu elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti. Yang dapat dipastikan hanyalah kemungkinan lokasi elektron. Daerah tempat atau lokasi kemungkinan ditemukannya elektron disebut orbital. ( analogi Kipas angin / fan ).

Bilangan Kuantum dan Orbital Bilangan Kuantum dan Orbital

• Bilangan Kuantum : Bilangan yang menyatakan lokasi kemungkinan ditemukannya elektron.

• Menurut teori atom moderen, elektron berada dalam orbital dimana orbital itu mempunyai tingkat energi dan bentuk tetentu. Satu atau beberapa orbital dengan tingkat energi yang sama membentuk sub kulit, dan satu atau lebih sub kulit dengan tingkat energi yang mirip membentuk kulit atom. Orbital adalah daerah – daerah dalam atom yang dengan keolehjadiannya untuk menemukan elekton

• bilangan kuantum Utama bilangan kuantum Utama ( n ) : Menyatakan kulit ( n ) : Menyatakan kulit

elektron dalam atom.elektron dalam atom.

• Kedudukan suatu elektron dalam suatu atom dapat dinyatakan dengan 4 bilangan kuantum, yaitu :

Kulit K

Harga n

K

LM

M dan seterusnya

1 3 dan seterusnya

L

L 2

Bilangan kuantum Azimuth ( Bilangan kuantum Azimuth ( l l ) : ) :

Menyatakan sub kulit dalam atomMenyatakan sub kulit dalam atom..

Sub kulit s p d f

Harga l 0 1 2 3

• bilangan kuantum Magnetik ( m ) : bilangan kuantum Magnetik ( m ) : menyatakan orbital khusus yang ditempati menyatakan orbital khusus yang ditempati elektron. elektron.

Nilai Nilai m m = = - - ll sampai sampai + + ll Sub kulit s p d f

Harga l 0 1 2 3

Harga m 0 -1; 0; +1 -2; -1; 0; +1; +2 -3; -2; -1 dstnya

• Bilangan kuantum Spin (s) : menyatakan rotasi elektron.

Bentuk – bentuk Orbital :

• Orbital s: Orbital p : z

z z

yx y

x

y

x

Konfigurasi Elektron :• Aturan Aufbau : Penulisan elektron harus dimulai dari

orbital atau tingkat energi terendah ke orbital atau tingkat

energi yang tertinggi.1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p 5d6s 6p7s 7p

Aturan HundAturan Hund

• Jika pada suatu sub kulit ada beberapa Jika pada suatu sub kulit ada beberapa orbital, maka pengisian elektron akan orbital, maka pengisian elektron akan berlangsung sedemikian rupa sehingga berlangsung sedemikian rupa sehingga terdapat sebanyak mungkin elektron terdapat sebanyak mungkin elektron yang tidak berpasangan, atauyang tidak berpasangan, atau

• Elektron yang mengisi orbital – orbital Elektron yang mengisi orbital – orbital pada sub kulit yang sama tidak boleh pada sub kulit yang sama tidak boleh membentuk pasangan elektron sebelum membentuk pasangan elektron sebelum orbital lain terisi sebuah elektron.orbital lain terisi sebuah elektron.

77N : 1sN : 1s22 2s 2s22 2p 2p33

Azas Larangan Pauli :Azas Larangan Pauli :Dalam satu atom tidak boleh ada dua Dalam satu atom tidak boleh ada dua elektron yang mempunyai keempat elektron yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama.bilangan kuantum yang sama.

• Contoh :Contoh :

4 s4 s11 4 s4 s22

n = 4n = 4 n = 4n = 4

l l = 0= 0 l = 0l = 0

m m = = 00 m = 0m = 0

s = + ½s = + ½ s = - ½s = - ½

Contoh 1Contoh 1 : Penulisan : Penulisan konfigurasi elektron konfigurasi elektron

atom netral:atom netral:a.a. 1111 Na : 1s Na : 1s22 2s 2s22 2p 2p66 3s 3s11

b. b. 1717 Cl : 1s Cl : 1s2 2 2s 2s22 2p 2p66 3s 3s22 3p 3p55

c.c. 2121 Sc : 1s Sc : 1s22 2s 2s22 2p 2p66 3s 3s22 3p 3p66 4s 4s22 3d 3d11

d. d. 2424 Cr : 1s Cr : 1s22 2s 2s22 2p 2p66 3s 3s22 3p 3p66 4s 4s11 3d 3d55

Contoh 2 :Contoh 2 : Penulisan konfigurasi dapat Penulisan konfigurasi dapat dipersimngkat dengan dipersimngkat dengan konfigurasi elektron gas konfigurasi elektron gas

muliamulia . .• 1111 Na : [ Ne ] 3s Na : [ Ne ] 3s11

• 1717 Cl : [ Ne ] 3s Cl : [ Ne ] 3s22 3p 3p55

• 2121 Sc : [ Ne ] 4s Sc : [ Ne ] 4s22 3d 3d11

• 2424 Cr : [ Ne ] 4s Cr : [ Ne ] 4s11 3d 3d55

Contoh 3 : Penulisan Contoh 3 : Penulisan konfigurasi elektron konfigurasi elektron atom bermuatan atom bermuatan ( ion ):( ion ):• a. a. 1111 Na Na + + : 1s: 1s22 2s 2s22 2p 2p66 atau atau

1111 Na Na ++: [ Ne ]: [ Ne ]

• b. b. 1717 Cl Cl -- : 1s : 1s22 2s 2s22 2p 2p66 3s 3s22 3p 3p55 atau atau

1717 Cl Cl -- : [ Ar ] : [ Ar ]

Contoh 4 : Konfigurasi Contoh 4 : Konfigurasi elektron dan elektron dan bilangan kuantum.bilangan kuantum.

a. 2sa. 2s11, bil. kuantumnya : n = 2, l = 0, m = 0; s = + ½, bil. kuantumnya : n = 2, l = 0, m = 0; s = + ½

b. 2sb. 2s22, bil. kuantumnya : n = 2, l = 0, m = 0, s = - ½, bil. kuantumnya : n = 2, l = 0, m = 0, s = - ½

c. 3pc. 3p11, bil. kuantumnya : n = 3, l = 1; m = - 1; s = + , bil. kuantumnya : n = 3, l = 1; m = - 1; s = + ½½

d. 3pd. 3p22, bil.kuantumnya ; n = 3, l = 1, m = 0, s = + ½, bil.kuantumnya ; n = 3, l = 1, m = 0, s = + ½

e. 3pe. 3p44, bil.kuantumnya : n = 3, l = 1, m = +1, s = - ½, bil.kuantumnya : n = 3, l = 1, m = +1, s = - ½

Hubungan antara Konfigurasi Elektron Hubungan antara Konfigurasi Elektron suatu unsur dengan letaknya dalam suatu unsur dengan letaknya dalam

tabel periodiktabel periodik..Golongan Utama ( golongan A ) yang Golongan Utama ( golongan A ) yang terdiri dari 2 blok yaitu :terdiri dari 2 blok yaitu :

– Blok s : unsur unsur yang konfigurasi Blok s : unsur unsur yang konfigurasi elektron terluarnya berada pada elektron terluarnya berada pada orbital s yang ( gol. IA dan II A ).orbital s yang ( gol. IA dan II A ).

– Blok p : unsur – unsur yang Blok p : unsur – unsur yang konfigurasi elektron terluarnya konfigurasi elektron terluarnya berada pada orbital p ( gol. III A – VIII berada pada orbital p ( gol. III A – VIII A )A )

Golongan Transisi : ( golongan Golongan Transisi : ( golongan B ) yang terdiri dari 2 blok B ) yang terdiri dari 2 blok yaitu :yaitu :

• Blok d : Unsur – unsur yang Blok d : Unsur – unsur yang konfigurasi elektron terluarnya berada konfigurasi elektron terluarnya berada pada orbital d ( gol. IB – VIII B ).pada orbital d ( gol. IB – VIII B ).

Blok f : unsur unsur yang konfigurasi Blok f : unsur unsur yang konfigurasi elektron terluarnya berada pada blok f elektron terluarnya berada pada blok f ( Lantanida – Akktinida ). Unsur – unsur ( Lantanida – Akktinida ). Unsur – unsur pada golongan ini disebut unsur Transisi pada golongan ini disebut unsur Transisi Dalam.Dalam.

Penentuan golongan dan Penentuan golongan dan periode :periode :

Golongan :Golongan : Elektron Valensi menyatakan golonganElektron Valensi menyatakan golongan..

Sub Kulit terluar menyatakan jenis -Sub Kulit terluar menyatakan jenis -

golongan A atau B.golongan A atau B.

Sub Kulit :Sub Kulit :

s : golongan IA – IIAs : golongan IA – IIA

p : golongan III a – VIII Ap : golongan III a – VIII A

d : golngan IB – VIII Bd : golngan IB – VIII B

Periode : Kulit terluar Periode : Kulit terluar menyatakan periode menyatakan periode unsur.unsur.

Contoh :Contoh :

2020Ca : 1sCa : 1s22 2s 2s22 2p 2p66 3s 3s22 3p 3p66 4s 4s22

2121Sc : 1sSc : 1s22 2s 2s22 2p 2p66 3s 3s2 2 3p3p66 4s 4s22 3d 3d11

Periode 4

Golo. IIA

Periode 4

Gol.III B

KESIMPULAN KESIMPULAN

1. Teori atom Mekanika Kuantum menjelaskan posisi 1. Teori atom Mekanika Kuantum menjelaskan posisi elektron – elektron dalam atom sebagai elektron – elektron dalam atom sebagai kebolehjadian yang dikenal sebagai konsep orbital kebolehjadian yang dikenal sebagai konsep orbital yang dimulai dari :yang dimulai dari :

- Max Planc - Max Planc - Albert Einstein- Albert Einstein- Louis de Brogle- Louis de Brogle- Erwin Schrodinger- Erwin Schrodinger- Werner Heisenberg- Werner Heisenberg

2. Orbital adalah ruang dimana terdapat kebolehjadian 2. Orbital adalah ruang dimana terdapat kebolehjadian yang lebih tinggi untuk menemukan suatu elektron. yang lebih tinggi untuk menemukan suatu elektron.

3. 3. Orbital elektron dilambangkan oleh Orbital elektron dilambangkan oleh 4 bilangan – bilangan kuantum 4 bilangan – bilangan kuantum

yakni :yakni : Bilangan kuantum utama ( n ) atau Bilangan kuantum utama ( n ) atau

kulit.kulit. Bilangan kuantum azimuth ( l ) atau Bilangan kuantum azimuth ( l ) atau

sub kulit.sub kulit. Bilangan kuantum magnetik ( m ) Bilangan kuantum magnetik ( m )

atau orbital.atau orbital. Bilangan kuantum spin ( s ) : Bilangan kuantum spin ( s ) :

menyatakan rotasi elektron pada menyatakan rotasi elektron pada sumbunya.sumbunya.

4. Bentuk orbital 4. Bentuk orbital bergantung pada bergantung pada bilangan kuantum bilangan kuantum azimuthnya ( l ) atau azimuthnya ( l ) atau pada sub kulitnya ( s, p, pada sub kulitnya ( s, p, d, f …. ). Orbital – orbital d, f …. ). Orbital – orbital pada sub kulit yang sama pada sub kulit yang sama akan mempunyai bentuk akan mempunyai bentuk yang sama pula.yang sama pula.

5. Konfigurasi elektron : Penulisan 5. Konfigurasi elektron : Penulisan konfigurasi elektron, didasarkan pada 3 konfigurasi elektron, didasarkan pada 3 postulat yaitu :postulat yaitu :

• Aturan Aufbau : elektron – elektron akan menempati orbital – orbital dengan energi terendah terlebih dahulu.

• Aturan Hund : Jika elektron elektron dimasukkan ke dalam orbital – orbital pada sub kulit yang sama, maka setiap orbital harus diisi elektron satu per satu sebelum dapat berpasangan.

• Azas larangan Pauli : Tidak boleh ada dua elektron dalam atom yang dapat mempunyai keempat bilangan kuantum ( n, l, m, s ) yang sama.

6. Hubungan antara konfigurasi elektron 6. Hubungan antara konfigurasi elektron dengan letak unsur dalam tabel periodik :dengan letak unsur dalam tabel periodik :

• Golongan suatu unsur ditentukan berdasarkan elektson valensi unsur itu atau elektron terluarnya.

• Peiode suatu unsur ditentukan berdasarkan kulit terluar atau kulit terbesar unsur itu.

7. Unsur – unsur dalam tabel periodik dibagi atas 4 7. Unsur – unsur dalam tabel periodik dibagi atas 4 blok yang dapat digunakan untuk blok yang dapat digunakan untuk memperkirakan konfigurasi elektron dari unsur memperkirakan konfigurasi elektron dari unsur - unsur, yaitu- unsur, yaitu : :

• Blok s ( gol. I A dan II A )

• Blok p ( gol. III A VIII A )

• Blok d ( gol. IB – VIII B )

• Blok f ( Lantanida dan Aktinida ).

LATIHAN SOAL :LATIHAN SOAL :1.Tuliskan konfigurasi elektron dari :

a. . 8 O -2 b. 9 F - c. 22 Ti 2+d. 26 Fe 3+ e. 31 Ga

2. Tentukan bilangan kuantum dari konfigurasi elektron terluar unsur – unsur pada no. 1

3. Tentukan nomor atom unsur P, Q, R, S berdasarkan harga bilangan kuantum beikut :

a. P : n = 4, l = 2, m = 0, s = + ½ b. Q : n = 3, l = 2, m = + 1, s = - ½ c. R : n = 3, l = 1, m = + 2, s = - ½ d. S : n = 2, l = 0, m = 0, s = - ½

4. Tuliskan penyebaran elektron dalam orbital – orbital pada sub kulit berdasarkan aturan Hund untuk :

a. 6 C b. 7 N c. 16 S

d. 20 Ca e. 23 V

5. Tentukan golongan dan peiode dari unsur – unsur :

a. 6 C b. 7 N c. 16 S

d. 20 Ca e. 23 V

DAFTAR PUSTAKA :DAFTAR PUSTAKA :• Michael Purba, Buku Pelajaran Kimia 3a, Penerbit

Erlangga,1996.• Nana Sutrestna,Penuntun Belajar Kimia 3,Penerbit

Ganeca Excat Bandung,1996.• Tine Maria Kuswati,dkk.Sains Kimia 3a, Penerbit Bumi

Aksara ,1996.• Syukri S,Kimia Dasar 1,Penerbit ITB,1999.• Michael Purba,Buku Pelajaran Kimia 2a,Penerbit

Erlangga,2002.• J.M.C.Johari dan M.Rachmawati,Buku Pelajaran Kimia

3,Penerbit Erlangga,2003.• Irfan Anshoy dan Hiskia Ahmad,Acuan Pelajaran Kimia

3,Penerbit Erlangga,1999.