struktur atom,sistem periodik unsur dan ikatan kimia xi ipa

Nama Kelompok :Adinda Wijaya Hartanti

PutriDian Kartika Ningrum

BAB 1

STRUKTUR ATOM, SISTEM PERIODIK UNSUR & IKATAN

KIMIAKIMIA

• STANDAR KOMPETENSIMendeskripsikan struktur atom dan sifat-sifat periodik atom serta struktur molekul dan sifat-sifatnya.

• KOMPETENSI DASARMenerapkan teori atom mekanika kuantum untuk menentukan konfigurasi elektron dan diagram orbital serta menggunakan penentuan letak unsur dalam sistim periodik .

• INDIKATOR1. Mendeskripsikan teori atom mekanika kuantum.2. Menentukan nilai bilangan kuantum (n.l.m.s)suatu elektron dalam suatu orbital.3. Menentukan konfigurasi elektron menurut teori mekanika kuantum4. Menggambarkan diagram orbital menurut teori mekanika kuantum5. Menentukan letak unsure dalam table periodic.

• TUJUAN PEMBELAJARAN1. Siswa dapat mendeskripsikan teori atom mekanika kuantum.2. Siswa dapat menentukan nilai bilangan kuantum (n.l.m.s)suatu elektron dalam suatu orbital.3. Siswa dapat menentukan konfigurasi elektron menurut teori mekanika kuantum.4. Siswa dapat menggambarkan diagram orbital menurut teori mekanika kuantum.5. Siswa dapat menentukan letak unsure dalam table periodic

I. STRUKTUR ATOM

A. Teori Atom Bohr dan Teori Mekanika Kuantum

• Bohr yang menyatakan:1. Elektron dalam atom mempunyai tingkat energi tertentu atau elektronbergerak mengelilingi inti dalam lintasan tertentu.2. Pada lintasannya elektron tidak menyerap atau memancarkan energi.3. Elektron dapat pindah dari satu tingkat ke tingkat energi yang lain. Jikaelektron pindah ke tingkat energi yang lebih tinggi elektron tersebutdikatakan dalam keadaan tereksitasi.

B. Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital

Bilangan kuantum utama (n).

• Bilangan kuantum utama merupakan bilangan yang menunjukan tingkat energi orbitaln merupakan bilangan bulat positif dan tidak termasuk nol. n = 1,2,3,….Semakin tinggi harga n, maka semakin semakin besar orbitalnya.Nilai l dimulai dari 0 sampai (n-1). Hubungan antara kulit, tingkat energi dan bentuk orbital dapat digambarkan sebagai berikut.

• Kulit K n = 1, l = 0 , orbital sKulit L n = 2, l = 0 , 1 , orbitas s ,pKulit M n = 3, l = 0, 1, 2 orbital s, p, dKulit N n = 4, l = 0, 1, 2, 3 orbital s, p, d, fDan seterusnya.

Bilangan Kuantum Azimut (l)

Bilangan kuantum azimut memiliki lambang l. Bilangan kuantum azimutmenyatakan tingkat energi elektron pada subkulit. Harga l untuk berbagai subkulit yaitu sebagai berikut.Elektron pada subkulit s memiliki harga l = 0Elektron pada subkulit p memiliki harga l = 1Elektron pada subkulit d memiliki harga l = 2Elektron pada subkulit f memiliki harga l = 3

Bilangan kuantum magnetic (m)

• Bilangan kuantum magnetic menunjukan arah orbital dalam sumbu x, y, z atau orientasi orbital dalam ruang.

• m bernilai negative, nol, dan positif.Missal : jika l = 0 maka m = 0 orbital sl = 1 maka m = –1, 0, 1 orbital px, py, pzl = 2 maka m = –2–1, 0, 1, 2 orbitalnya dx2 –y2, dz2, dxy, dxz, dyz

bilangan kuantum n, l, dan m untuk berbagai bilangan kuantum

Bilangan kuantum spin (s)

• Bilangan kuantum spin menyatakan arah perputaran electron dalam orbital.

• Arah perputaran yang searah dengan jarum jam nilainya +1/2 dan arah perputaran yang berlawanan arah jarum jam nilainya -1/2. Tingkat energinya sama, tanda hanya untuk membedakan yang satu dengan yang lain.

Bentuk dan Orientasi Orbital

• 1.Orbital s

Bentuk orbital s memiliki satu orbital dengan bentuk seperti bola, sehingga tidak tergantung pada sudut manapun. Orbital s hanya terdapat 1 nilai m , sehingga hanya terdapat 1 orientasi, yaitu sama ke segala arah.

• 2. Orbital pOrbital p berbentuk cuping-dumbbell (bagai balon terpilin).Sub kulit p memiliki tiga orbital. Pada sub kulit ini terdapat 3 nilai m(–1, 0, +1) sehingga terdapat 3 orientasi yang satu dan lainnya membentuk sudut 90˚

• 3.Orbital dOrbital d memiliki 5 orbital dengan bentuk yang komplek sdan orientasi yang berbeda. Empat orbital pertama memiliki bentuk yang sama, sedangkan satu orbital memiliki bentuk yang berbeda.Kelima orbital itu adalah dxy ,dxz ,dyz,dx2y2,dan dz2.

• 4.Orbital f

• Orbital f(mempunyai 7 orbital) dan dikelompokan menjadi tigakelompok, yaitu• 1) kelompok pertama: fxyz• 2) kelompok kedua : fx(z2-y2),fy(z2-y2),fz(x2-y2)• 3) kelompok ketiga : fx3,fy3,fz3

C. KONFIGURASI ELEKTRON BERDASARKAN KONSEP BILANGAN KUANTUM

1. Aturan Aufbau• Pengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang

rendah ke tingkat energi yang tinggi. Elektron mempunyai kecenderungan akan menempati dulu subkulit yang energinya rendah. Besarnya tingkat energi dari suatu subkulit dapat diketahui dari bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimuth ( l ) dari orbital tersebut. Urutan energi dari yang paling rendah ke yang paling tinggi sebagaimana digaram yang dibuat oleh Mnemonik Moeler adalah sebagai berikut:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d ….

Aturan Pauli (Eksklusi Pauli)

• Aturan ini dikemukakan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1926. Yang menyatakan “Tidak boleh terdapat dua elektron dalam satu atom dengan empat bilangan kuantum yang sama”. Orbital yang sama akan mempunyai bilangan kuantum n, l, m, yang sama tetapi yang membedakan hanya bilangan kuantum spin (s).

3. Aturan Hund

• Aturan ini dikemukakan oleh Friedrick Hund Tahun 1930. yang menyatakan “elektron-elektron dalam orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidak berpasangan”.

• Elektron-elektron baru berpasangan apabila pada subkulit itu sudah tidak ada lagi orbital kosong.

II. SISTEM PERIODIK

• Sistem periodik unsur modern yang disebut juga sistem periodik bentuk panjang, terdiri atas 7 periode dan 8 golongan. Periode 1, 2, dan 3 disebut periode pendek karena berisi sedikit unsur, sedangkan periode lainnya disebut periode panjang. Golongan terbagi atas golongan A dan golongan B. Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan golongan B disebut golongan transisi. Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA. Golongan B mulai terdapat pada periode 4.

a. Periode

• Sistem periodik unsur modern mempunyai 7 periode. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit yang sama pada konfigurasi elektronnya, terletak pada periode yang sama.

b. Golongan

• Sistem periodik unsur modern mempunyai 8 golongan utama (A).Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai elektronvalensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, makaunsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama (golonganutama/A).

III.IKATAN KIMIA

• Bentuk Geometri MolekulBentuk molekul berkaitan dengan susunan

ruang atom-atom dalam molekul. Berikut ini bentuk geometri dari beberapa molekul.

• Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion)

• Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) menyatakan bahwa pasangan elektron dalam ikatan kimia ataupun pasangan elektron yang tidak dipakai bersama (yaitu pasangan elektron “mandiri”) saling tolakmenolak, pasangan elektron cenderung untuk berjauhan satu sama lain.

• Teori Hibridisasi

hibridisasi adalah peleburan orbital-orbital dari tingkat energi yang berbeda menjadi orbital-orbital yang setingkat.

C membentuk 4 ikatan kovalen, dapat dianggap bahwa 1 elektron dari orbital 2s dipromosikan ke orbital 2p, sehingga C mempunyai 4 elektron tunggal sebagai berikut.

Menjadi

Jumlah orbital hibrida (hasil hibridisasi) sama dengan jumlah orbital yang terlihat pada hibridasi itu.

• Gaya Tarik Dipol-DipolMolekul yang sebaran muatannya tidak simetris,

bersifat polar dan mempunyai dua ujung yang berbeda muatan (dipol). Dalam zat polar, molekulmolekulnya cenderung menyusun diri dengan ujung (pol) positif berdekatan dengan ujung (pol) negatif dari molekul di dekatnya.

• Gaya Tarik Antarmolekul. Gaya tarik menarik antar molekul itulah yang

memungkinkan suatu gas dapat mengembun (James E. Brady, 1990).

• Gaya Tarik-Menarik Dipol Sesaat – Dipol Terimbas (Gaya London)

Antarmolekul nonpolar terjadi tarik-menarik yang lemah akibat terbentuknya dipol sesaat. Pada waktu membahas struktur elektron, kita mengacu pada peluang untuk menemukan elektron di daerah tertentu pada waktu tertentu.

• Gaya London

Dipol sesaat pada suatu molekul dapat mengimbas pada molekul di sekitarnya, sehingga membentuk suatu dipol terimbas. Hasilnya adalah suatu gaya tarik-menarik antarmolekul yang lemah. Penjelasan teoritis mengenai gaya-gaya ini dikemukakan oleh Fritz London pada tahun 1928. Oleh karena itu gaya ini disebut gaya London (disebut juga gaya dispersi) (James E. Brady, 1990).

• Ikatan Hidrogen

• Antara molekul-molekul yang sangat polar dan mengandung atom hidrogen terjadi ikatan hidrogen. Titik didih senyawa “hidrida” dari unsur-unsur golongan IVA, VA, VIA, dan VIIA, diberikan pada gambar

• Ikatan Ion

• Ikatan ion adalah ikatan yang terbentuk akibat gaya tarik listrik (gaya Coulomb) antara ion yang berbeda. Ikatan ion juga dikenal sebagai ikatan elektrovalen.• Adanya ion positif dan negatif

memungkinkan terjadinya gaya tarik antara atom sehingga terbentuk natrium klorida. Pembentukan natrium klorida dapat digambarkan menggunakan penulisan Lewis sebagai berikut:

SEKIAN &

TERIMA KASIH