bab i pengenalan ilmu kimia

Kimia – SMAK Kolese Santo Yusup Malang – Kelas X – semester 1 Hal 1

BAB I

PENGENALAN ILMU KIMIA

Senyawa Kimia dalam Kehidupan Sehari-hari

Materi dan Perubahannya

Metode Ilmiah

Pengantar ke Laboratorium

Kimia – SMAK Kolese Santo Yusup Malang – Kelas X – semester 1 Hal 2

3.1. Menjelaskan metode ilmiah, hakikat ilmu kimia, keselamatan dan

keamanan di laboratorium, serta peran kimia dalam kehidupan

4.1. Menyajikan hasil rancangan dan hasil percobaan ilmiah

TUJUAN PEMBELAJARAN

Melalui studi literasi, pengamatan, percobaan, dan penugasan proyek, peserta didik mampu menjelaskan metode ilmiah dan hakikat ilmu Kimia dengan tepat, menjelaskan prosedur keselamatan dan keamanan di laboratorium dengan tepat, dan menjelaskan peran kimia dalam kehidupan dengan tepat, serta terampil menyajikan hasil rancangan dan hasil percobaan ilmiah.

Kimia – SMAK Kolese Santo Yusup Malang – Kelas X Hal 3

APERSEPSI

Kita sudah sering mendengar istilah “kimia”. Namun apakah kita benar-benar

memahaminya? Seringkali ketika mendengar istilah “kimia”, orang akan

langsung berpikir tentang bahan kimia. Kemudian, muncul anggapan bahwa

bahan kimia adalah sesuatu yang beracun, berbahaya, mematikan, atau harus

dihindari, padahal tidak selalu demikian. Sebagai contoh, pupuk kimia dapat

membantu meningkatkan kesuburan tanaman, namun di sisi lain, dengan dosis

yang kurang tepat akan menyebabkan kerusakan struktur tanah. Ilmu kimia

perlu dipelajari untuk membantu kita mengetahui berbagai jenis materi-materi

penyusun kehidupan, baik yang berbahaya maupun yang tidak.

Kimia begitu dekat dengan kehidupan sehari-hari. Coba kita perhatikan kembali

hal-hal sederhana berikut:

1. Kita bernapas. Gas yang kita hirup adalah gas oksigen dari udara. Selain

oksigen, zat apa saja yang berada dalam udara?

2. Kita membutuhkan kertas untuk menulis. Terbuat dari apakah kertas

tersebut? Mengapa kertas dapat terbakar?

3. Kita membutuhkan nasi dan lauk pauk untuk makan. Mengapa bahan

makanan tersebut dapat membusuk jika disimpan terlalu lama? Dengan

cara apakah kita bisa mengawetkannya?

4. Ketika kita sakit, kita mengonsumsi obat. Zat apa saja yang terdapat

dalam obat, sehingga kita bisa sembuh setelah mengonsumsinya?

Ternyata, tanpa kita sadari, sebenarnya semua kegiatan yang kita lakukan selalu

bersinggungan dengan kimia. Zat kimia selalu ada di sekitar kita, baik yang

memang kita butuhkan dalam kehidupan, maupun yang berbahaya sehingga

perlu kita hindari, baik yang dapat kita lihat secara langsung, maupun yang

keberadaannya harus dibuktikan melalui sebuah penelitian ataupun percobaan.

Ilmu kimia merupakan bagian dari ilmu pengetahuan alam yang mempelajari

tentang materi yang meliputi struktur, susunan, sifat, dan perubahan materi,

serta energi yang menyertainya. Ilmu kimia ada di sekeliling kita dan

mempengaruhi seluruh aspek kehidupan kita, sehingga menjadi alasan

pentingnya mempelajari ilmu kimia. Ilmu kimia membuat kita semakin paham

dengan materi di sekitar kita, dan membantu kita untuk lebih mengenalnya.

Selain mempelajari hakikat dan peran ilmu kimia, dalam bab ini juga akan

dipelajari mengenai metode ilmiah, serta pengantar ke laboratorium kimia.


PENGENALAN ILMU KIMIA

Ilmu kimia didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang susunan, struktur,

sifat, dan perubahan materi, serta energi yang menyertai perubahan tersebut.

Susunan suatu materi dapat dilihat dari rumus kimianya. Misalnya air yang

memiliki rumus H2O tersusun dari 2 jenis unsur yaitu hidrogen dan oksigen, sedang-

kan etanol (alkohol) memiliki rumus CH3OH tersusun dari 3 jenis unsur yaitu karbon,

hidrogen dan oksigen.

Struktur materi menunjukkan gambaran bagaimana atom-atom itu terikat.

Contohnya intan dan grafit, sama-sama tersusun dari karbon, tetapi memiliki struk-

tur berbeda.

Sifat materi yang digambarkan ilmu kimia mencakup sifat fisis (wujud dan

tampilan) dan sifat kimia (kecenderungan untuk berubah) dari suatu materi. Melalui

perubahan kimia, sebagian besar zat dapat berubah komposisi, struktur dan sifatnya

sehingga terbentuk zat baru yang mempunyai susunan dan sifat berbeda dengan zat

asal. Pada pembahasan tentang energi yang menyertai materi, dipelajari perubahan

kimia dan hubungannya dengan banyaknya energi yang menyertai perubahan

materi serta asal-usul energi tersebut.

Ilmu kimia disebut juga central of science karena peranannya yang sangat

penting di antara ilmu pengetahuan lainnya. Contoh keterkaitan ilmu kimia dengan

bidang ilmu lainnya:

Penemuan pupuk, pestisida, dan bahan pengawet (pertanian)

Sintesis obat baru (farmasi)


Identifikasi barang bukti kejahatan (hukum)

Menentukan asli/tidaknya suatu karya seni (seni)

Penipisan lapisan ozon (ekologi) Dalam kehidupan sehari-hari, banyak peristiwa kimia dan bahan kimia yang

dapat kita jumpai. Tanpa sadar, kita selalu berurusan dengan bahan kimia, baik yang

aman maupun yang berbahaya. Yang perlu kita cermati adalah petunjuk

penggunaan bahan tersebut (bila ada), dan bijak dalam menggunakan bahan kimia

atau melakukan peristiwa kimia.

Contoh:

1. Untuk mencegah atau memperlambat perkaratan (korosi) pada besi, maka

logam besi dilapisi dengan cat, atau logam lain yang tahan karat.

2. Nasi, singkong, jagung adalah makanan yang mengandung karbohidrat.

Daging, telur, susu mengandung protein. Minyak, kacang-kacangan

mengandung lemak yang berguna sebagai cadangan makanan dalam tubuh

kita. Sayuran dan buah-buahan mengandung serat, vitamin, dan mineral,

yang semuanya adalah termasuk bahan kimia.

3. Zat aditif makanan, adalah semua bahan yang ditambahkan ke dalam

makanan untuk meningkatkan cita rasa dan penampilan makanan.

Berdasarkan fungsinya, dapat dibedakan menjadi:

Zat pewarna, contoh : daun suji, kunyit, wortel, cabai merah

Zat penyedap rasa, contoh: rempah-rempah, gula, garam, cengkeh

Zat pengental, contoh: pati, gelatin, gum

Zat pemanis, contoh : batang tanaman tebu, madu

Zat pengawet, contoh: gula, garam

Zat pengemulsi, contoh: kuning telur, gliserin

Zat pemberi aroma (esens), contoh : daun pandan

Zat aditif makanan ada yang alami, tetapi ada pula yang sintetik. Zat aditif

alami tidak berbahaya, namun penggunaan yang berlebihan akan

menyebabkan makanan menjadi tidak menarik dan tidak enak rasanya.

Berbeda dengan yang alami, penggunaan zat aditif sintetik perlu

diperhatikan takarannya. Jika penggunaannya berlebihan, maka akan sangat

berbahaya bagi kesehatan tubuh kita. Contoh zat aditif sintetik antara lain:

siklamat, sakarin, aspartam, dan asesulfam (pemanis)

asam benzoat, garam natrium benzoat (pengawet)

asam sorbat (anti fungi/jamur)

vetsin/MSG (penyedap rasa)

boraks (pengenyal)

4. Zat adiktif adalah bahan-bahan yang bila dikonsumsi akan menyebabkan

ketagihan, di antaranya adalah alkohol, rokok, dan narkotika.

Narkotika sebenarnya adalah obat-obatan yang dapat membantu dokter

dalam mengobati penyakit dengan dosis tertentu. Contoh:


Morfin, Demerol (obat analgesik/penghilang nyeri atau anestetik/

obat bius)

Opium, heroin, morfin, barbiturate, dan Demerol (obat penenang

yang dapat menghilangkan depresi atau rasa takut)

Ekstasi (membuat orang menjadi kuat bekerja berhari-hari tanpa

berhenti)

LSD (menyebabkan orang berhalusinasi)

Mariyuana dan ganja (menyebabkan orang merasa gembira, nikmat,

dan serasa melayang-layang)

Jangan sekali-kali mencoba mencicipinya! Lebih baik carilah aktivitas yang

lebih bermanfaat, seperti berolahraga, membuat kreasi seni, kegiatan

keagamaan, dan kegiatan positif lainnya untuk menghindarinya.

5. Rasa cuka dapur, asam jawa, tomat, jeruk nipis terasa asam, sedangkan

larutan detergen, pencuci piring, larutan sabun, dan pasta gigi dikatakan

bersifat basa. Identifikasi asam dan basa dalam laboratorium dapat

menggunakan kertas lakmus, yang akan menunjukkan perubahan warna bila

dicelupkan ke dalam larutan asam ataupun larutan basa.

Perubahan yang terjadi adalah:

6. Pestisida, adalah semua bahan yang bersifat racun, yang digunakan untuk

membunuh jasad hidup yang mengganggu tumbuhan, ternak, dan manusia.

Jenis pestisida berdasarkan hama yang akan diberantas antara lain:

Herbisida (gulma/tanaman pengganggu seperti rumput teki dan eceng gondok)

Akarisida (tungau dan caplak)

Rodentisida (binatang pengerat seperti tikus)


Nematisida (keong)

Fungisida (jamur)

Insektisida (serangga) Pemakaian pestisida telah membantu kehidupan manusia dalam

meningkatkan produksi pangan. Namun bila penggunaannya kurang

bijaksana, maka dapat membawa dampak yang sangat berbahaya bagi

pengguna, maupun pada hama sasaran dan lingkungan, di antaranya adalah

terjadi resistensi dari hama dan munculnya hama sekunder.

Agar aman, penggunaan pestisida sebaiknya mengikuti petunjuk

takaran (dosis) yang ada dalam kemasan. Selain itu, bila kita menyemprot

tanaman dengan cairan pestisida, lebih baik tidak berjalan melawan arus

angin agar cairan tidak kembali dan langsung menerpa pernafasan.

Penyemprot pun disarankan untuk menggunakan masker.

7. Pupuk diperlukan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Tanah yang terus-

menerus digunakan tanpa pemupukan lama-lama akan kehilangan atau

kekurangan zat gizi tanah, antara lain kalium, natrium, besi, magnesium, dan

bahan anorganik lain, seperti nitrogen, nitrat, fosfat, silikat, dsb.

Penggunaan pupuk alam lebih menguntungkan dibandingkan dengan

penggunaan pupuk buatan. Pupuk alami mudah diperoleh, murah, dan tidak

menyebabkan perubahan struktur tanah. Pupuk buatan bila digunakan terus-

menerus dan berlebihan, lama-lama akan menyebabkan struktur tanah

menjadi memadat dan mengeras.

MATERI DAN PERUBAHANNYA

Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa.

Materi dikelompokkan menjadi:

1. Unsur

Unsur adalah jenis materi terkecil dengan sifat fisik dan sifat kimia

yang unik. Satu unsur hanya terdiri atas satu jenis atom. Oleh karena itu,

unsur merupakan zat murni yang tidak dapat dibagi lagi. Atom suatu unsur

berbeda dengan atom unsur yang lain. Di alam telah dikenal setidaknya ada

116 unsur, 83 di antaranya terjadi secara alamiah, sedangkan 33 unsur

lainnya merupakan unsur buatan. Setiap unsur memiliki lambang khas yang


terdiri atas satu, dua, atau tiga huruf. Contoh: K (kalium), Mg (magnesium),

dsb.

Unsur dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok unsur utama,

yaitu logam dan non logam. Aluminium, besi, dan tembaga adalah logam,

sedangkan karbon, oksigen, nitrogen adalah nonlogam.

Sifat fisik logam dan nonlogam:

No Logam Nonlogam

1 warna mengkilap (berkilau) warna pudar jika dalam wujud padat

2 pada suhu kamar umumnya berwujud padat, kecuali merkuri

dapat berwujud gas, padat, maupun cair dengan titik leleh yang rendah pada suhu kamar (kecuali karbon)

3 dapat meleleh (dapat dibentuk menjadi bentuk yang berbeda-beda tanpa pecah)

rapuh jika berwujud padat

4 titik leleh dan titik didih tinggi (kecuali natrium, kalium, dan merkuri)

titik leleh dan titik didih rendah (kecuali karbon dan silikon)

5 merupakan penghantar panas dan listrik yang baik

merupakan penghantar panas dan listrik yang buruk

Contoh logam dan pemanfaatannya:

No Logam Pemanfaatan

1 emas (Au) perhiasan, medali, dan cadangan kekayaan

2 tembaga (Cu) peralatan listrik dan kawat

3 nikel (Ni) paduan logam (stainless steel), pelapis anti karat dan korosi pada besi

4 timah (Sn) bahan solder dan pelapis logam agar tahan korosi

5 aluminium (Al)

pembuatan bahan pesawat terbang, bahan dasar pembuatan peralatan memasak (sendok, panci, ketel)

2. Senyawa

Senyawa adalah zat murni yang terbentuk dari penggabungan

dua/lebih jenis unsur melalui reaksi kimia. Contoh: air (H2O), ammonia

(NH3), dan karbondioksida (CO2). Senyawa dapat diuraikan kembali menjadi

unsur-unsur penyusunnya melalui reaksi kimia pada kondisi yang tepat.

Karena senyawa terbentuk melalui reaksi kimia, maka sifat-sifat fisik dan

kimia senyawa berbeda dengan sifat-sifat unsur pembentuknya.

3. Campuran

Campuran adalah gabungan dua/lebih zat murni yang tidak terjadi

melalui reaksi kimia, tetapi hanya terjadi melalui pencampuran fisik, sehingga

sifat-sifat zat murni asal tidak berubah dalam campuran. Campuran dapat


diuraikan menjadi zat-zat murni penyusunnya melalui proses fisik. Campuran

dikelompokkan menjadi dua:

a) Campuran homogen (larutan), dimana partikel-partikel tersebar merata

di segala ruang dengan komposisi yang seragam. Contoh: larutan gula,

larutan garam dapur.

b) Campuran heterogen adalah campuran dengan komposisi zat-zat

penyusun di seluruh ruang yang tidak seragam. Contoh: campuran antara

serbuk besi dengan serbuk belerang.

Perbedaan senyawa dengan campuran dapat dilihat melalui tabel berikut:

No Pembeda Senyawa Campuran

1 Sifat komponen penyusunnya

berubah (tidak tampak lagi)

masih tetap

2 Komponen pembentuknya

dari dua unsur atau lebih dapat berupa unsur/ senyawa atau keduanya

3 Jumlah komponen penyusunnya

massa unsur-unsur penyusunnya mempunyai perbandingan tetap

Massa komponen penyusunnya dapat sembarang

Pemisahan campuran

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk memisahkan campuran

secara fisik, di antaranya berdasarkan:

a. Perbedaan ukuran partikel, yaitu dengan pengayakan dan penyaringan

b. Perbedaan titik didih atau titik leleh, yaitu dengan distilasi dan sublimasi

c. Perbedaan muatan listrik, yaitu dengan elektroforesis dan magnetisasi

d. Perbedaan kelarutan, yaitu dengan ekstraksi dan rekristalisasi.

Beberapa metode yang biasa dilakukan:

1) Penyaringan (filtrasi)

Teknik ini biasa digunakan untuk pemisahan campuran padat-cair, dimana

zat padat memiliki ukuran partikel yang jauh lebih besar daripada partikel zat

cair. Dalam penyaringan, zat yang lolos dari saringan disebut filtrat,

sedangkan yang tersaring disebut residu.


2) Penyulingan (distilasi)

Teknik ini didasarkan pada prinsip perbedaan titik didih komponen-

komponen penyusun campuran. Contoh pada campuran antara air dan

alkohol. Pada tekanan 1 atmosfer, titik didih alkohol 65°C, sedangkan air

100°C. Jika suhu selama distilasi diatur pada 65°C, alkohol menguap terlebih

dahulu, sedangkan air tetap tertinggal, sehingga didapatkan alkohol yang

terpisah dari air.

3) Rekristalisasi

Teknik ini biasa digunakan untuk memperoleh kristal murni yang tidak

bercampur dengan pengotornya. Garam dapur hasil penguapan air laut

belum murni, sebab masih banyak zat-zat lain yang turut mengkristal. Untuk

memurnikannya, campuran garam dilarutkan kembali ke dalam air lalu

dididihkan. Dalam keadaan panas, campuran tersebut disaring dan

dikristalkan kembali. Dengan cara ini garam dapur dapat dipisahkan dari

garam-garam lainnya.

4) Kromatografi : untuk memisahkan campuran berdasarkan perbedaan daya

serap zat. Contoh: menguji tinta, zat pewarna makanan, menguji obat-

obatan terlarang yang terkandung dalam urin, dan sebagainya.


5) Sentrifugasi : digunakan untuk memisahkan padatan yang ukurannya cukup

kecil dan tersebar merata dalam cairan. Cara ini dilakukan dengan mesin

sentrifugasi, yang memanfaatkan gaya sentrifugal untuk bisa memisahkan

sedimentasi campuran, sehingga canpuran yang lebih rapat bisa bergerak

menjauh dari sumbu sentrifuga dan bisa membentuk endapan sendiri.

6) Corong pisah, digunakan untuk memisahkan zat-zat cair yang tidak saling

bercampur. Cara ini dilakukan dengan memasukkan campuran zat cair ke

dalam corong pemisah, kemudian mendiamkannya selama beberapa menit,

sehingga didapatkan lapisan larutan yang terpisah.

contoh: memisahkan minyak yang tercampur dengan air.

Sifat fisik dan Sifat Kimia Materi

Masing-masing materi memiliki sifat fisik dan sifat kimia tersendiri. Sifat fisik

adalah sifat-sifat yang tidak mempengaruhi perubahan komposisi kimia suatu zat

oleh adanya perubahan wujud/keadaan zat. Yang tergolong sifat fisik adalah: titik

didih, titik leleh, tekanan uap, daya hantar listrik, kelarutan, adsorpsi, dan kekerasan.

Sifat kimia adalah sifat-sifat yang ditunjukkan oleh suatu zat ketika zat

tersebut mengalami perubahan menjadi zat lain melalui reaksi kimia. Contoh sifat


kimia: kemudahan zat terbakar (flammability), kemudahan zat terkorosi

(corrosiveness), dan kereaktifan zat (reactivity) dalam reaksi kimia.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita senantiasa menemui berbagai macam

perubahan materi, baik yang disengaja maupun yang terjadi secara alami.

Perubahan tersebut dapat digolongkan ke dalam perubahan fisika (perubahan fisis),

dimana perubahan tersebut tidak menghasilkan zat baru, dan perubahan kimia,

dimana perubahan yang terjadi akan menghasilkan zat yang baru. Contoh:

Perubahan kimia antara lain ditandai oleh terjadinya: perubahan rasa,

perubahan warna, munculnya bau, perubahan energi, endapan dari dua larutan

yang bercampur, dan gelembung serta suara berdesis dari gas hasil reaksi kimia.

Maka dapat disimpulkan bahwa perbedaan perubahan fisika dan kimia adalah:

No Perubahan Fisika Perubahan Kimia

1 tidak terbentuk zat baru terbentuk zat baru

2 komposisi materi tidak berubah komposisi materi sebelum dan sesudah reaksi mengalami perubahan

3 tidak terjadi perubahan warna, bau, rasa, dan tidak terbentuk endapan

ditandai dengan terbentuknya gas, endapan, perubahan suhu, perubahan warna, bau bahkan juga rasa

Perubahan wujud materi

Seperti yang kita ketahui, materi dapat berwujud padat, cair atau gas.

Perbedaan di antara ketiganya adalah:

Wujud materi ini dapat berubah, sesuai dengan perlakuan/kondisi yang

diterapkan. Perubahan yang terjadi antara lain:


METODE ILMIAH

Metode ilmiah adalah metode yang tersusun dari langkah-langkah sistematis

yang digunakan untuk memecahkan masalah. Langkah-langkah tersebut antara lain:

1. Identifikasi masalah

Langkah awal dalam metode ilmiah adalah mengidentifikasi masalah. Hal ini

dapat dilakukan dengan melakukan pengamatan dan merumuskan masalah

dari hasil pengamatan tersebut. Bentuk identifikasi masalah ini dapat berupa

kalimat-kalimat pertanyaan yang disusun dengan harapan untuk

mendapatkan penyelesaian di akhir nanti.

2. Membuat hipotesis

Hipotesis adalah jawaban sementara terhadap masalah sebagai hasil dari

kegiatan penalaran berdasarkan kajian pustaka yang dilakukan. Kebenaran

dari hipotesis ini tentu harus dibuktikan terlebih dahulu melalui sebuah uji

atau eksperimen yang akan dilakukan.

3. Mengumpulkan dan menganalisis data

Kegiatan pengumpulan data yang berkaitan dengan masalah yang akan

dipecahkan dapat dilakukan secara eksperimen atau studi lain. Hasil

pengumpulan data diolah untuk menjawab pertanyaan penelitian atau

membuktikan hipotesis yang dilakukan. Data hasil ekperimen dianalisis

dengan mengacu pada teori yang telah ada.

4. Menginterpretasi data dan membuat kesimpulan

Kegiatan ini merupakan kegiatan yang menghubungkan temuan penelitian

dengan penelitian terdahulu atau membandingkan dengan teori yang telah

ada.


PENGANTAR KE LABORATORIUM

Ilmu Kimia adalah salah satu cabang ilmu yang banyak dikaitkan dengan

kegiatan percobaan (eksperimen). Karena itulah, laboratorium merupakan suatu

tempat yang tidak asing. Untuk level SMA, laboratorium akan membantu kita dalam

memahami konsep-konsep dalam kimia, membuktikannya, serta sebagai tempat

untuk melakukan penelitian sederhana. Sebelum memasuki laboratorium, ada

baiknya jika kita mengenal terlebih dahulu apa saja yang berada di dalamnya,

bagaimana cara penggunaannya, dan cara penanganannya.

Hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain:

1. Sebelum masuk laboratorium, persiapkan hal-hal seperti: jas praktikum (jas

lab), serbet/kain lap, catatan praktikum/kertas kerja, sepatu yang tertutup,

mengikat rambut bagi yang berambut panjang.

2. Harus sudah mempersiapkan materi yang akan dikerjakan, alat dan bahan

yang diperlukan, cara kerja, termasuk juga bahaya yang mungkin terjadi.

3. Mempersiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk praktikum saat itu di

atas meja kerja.

4. Menggunakan alat sesuai fungsinya, dan menakar bahan yang digunakan

secukupnya.

5. Memperhatikan tata cara menganalisis hasil praktikum, seperti bagaimana

cara mencium aroma zat, bagaimana letak tabung reaksi saat memanaskan

larutan, dsb.

Contoh:

Dalam memanaskan larutan dalam tabung reaksi, jangan mengarahkan

mulut tabung ke arah diri sendiri atau orang lain di sekitar kita. Mulut tabung

dapat diarahkan ke dinding atau tempat yang kosong.


Dalam meembau gas, jangan mencium bau gas secara langsung. Kibaskan

tangan ke arah hidung hingga bau tercium.

6. Membersihkan meja kerja dan mengembalikan alat dan bahan ke tempat

asalnya. Ingat: Jangan mengembalikan sisa bahan ke dalam wadah aslinya.

Sediakan wadah lain untuk mengumpulkan zat-zat sisa. Limbah eksperimen

yang berupa zat padat seperti kertas lakmus atau kertas saring dapat dibuang

di keranjang sampah. Limbah yang berupa cairan tidak beracun dapat

dibuang ke wastafel dengan mengalirkan air dalam jumlah banyak agar

terjadi pengenceran. Untuk cairan yang beracun, sediakan botol bekas untuk

penyimpanan.

7. Mengecek kembali keadaan sebelum meninggalkan laboratorium.

Dalam laboratorium, kita akan menemukan berbagai zat kimia. Banyak

diantaranya bersifat racun, sehingga penggunaannya harus lebih hati-hati sesuai

petunjuk. Penempatan bahan juga dimaksudkan untuk menjaga kita dari bahaya,

misalnya asam sulfat pekat dan fenol yang memiliki kepekatan tinggi dan mudah

menguap, ditempatkan di ruang asam. Berikut ini beberapa zat kimia berbahaya:

a) Bahan kimia beracun (toxic substance)

Bahan ini berbahaya bagi manusia. Jika masuk ke dalam tubuh karena

tertelan, terhisap, atau tersentuh, dapat menyebabkan kematian.

Contoh: timbal, kromium, benzena, asam sianida, karbon monoksida, dan

debu asbes.

b) Bahan kimia korosif (corrosive substance)

Bahan ini dapat merusak benda mati maupun jaringan hidup. Contoh:

asam sulfat, klorin, fenol, natrium hidroksida, formaldehid, dan nitrogen

oksida.

c) Bahan kimia mudah terbakar (flammable substance)

Bahan ini mudah bereaksi dengan oksigen sehingga mudah terbakar.

Kebakaran yang amat cepat dapat menyebabkan ledakan.

Contoh: aseton, fosfor, eter, benzena, dan heksana.

d) Bahan kimia mudah meledak (explosive substance)


Bahan ini berupa zat padat, cair, ataupun campuran keduanya. Jika

bereaksi dapat menghasilkan gas bertekanan sangat besar dalam waktu

yang pendek.

Contoh: trinitrotoluena, nitrogliserin, dan amonium nitrat.

e) Bahan kimia oksidator (oxidation agent)

Bahan kimia ini dapat mengoksidasi zat-zat yang berinteraksi dengannya.

Contoh: kalium klorat, kalium permanganat, hidrogen peroksida, dan

peroksida organik.

Karakteristik bahan dapat diketahui dari label yang menunjukkan keterangan bahan

dan dilengkapi dengan simbol-simbol. Penempatan label pada botol dimaksudkan

untuk pengenalan bahaya, sehingga apabila terdapat kecelakaan, tindakan

penanganannya dapat lebih cepat, dan meminimalkan akibat yang ditimbulkan.

Selain pada label, karakteristik zat kimia juga dapat dilihat pada Material Safety Data

Sheet (MSDS) yang merupakan kumpulan data mengenai sifat, bahaya, petunjuk

penggunaan, penyimpanan, serta penanganan suatu zat kimia.

Berikut adalah beberapa contoh simbol yang terdapat pada label bahan kimia:


Bahan-bahan kimia berbahaya dapat mempengaruhi kesehatan, baik secara

langsung maupun tidak langsung. Gangguan terhadap kesehatan bergantung pada

sifat bahan dan cara masuk bahan ke dalam tubuh. Beberapa di antaranya adalah:

1) Keracunan sistemik

Keracunan ini disebabkan oleh zat yang beredar ke seluruh tubuh sehingga

meracuni sistem kerja organ tubuh tertentu, misalnya: benzena, timah, dan

kadmium.

2) Gangguan pernapasan bagian atas

Gangguan ini disebabkan oleh gas-gas yang larut dalam air, misalnya amonia,

belerang dioksida, formaldehida, dan asam asetat.

3) Gangguan pernapasan paru-paru

Gangguan ini sebagai akibat dari adanya gas-gas yang sukar larut dalam air,

misalnya klorin dan nitrogen oksida.

4) Aspiksian sederhana

Gangguan ini berupa sesak napas karena kekurangan oksigen, dan akibat

adanya gas-gas inert, misalnya nitrogen, karbondioksida, asetilen, dan

metana.

5) Aspiksian kimia

Gangguan ini berupa sesak napas akibat adanya gas yang beracun, misalnya

CO, asam sianida, dan asam sulfida.

6) Pembiusan

Gangguan ini berupa hilangnya kesadaran akibat gas-gas, misalnya

kloroform, aseton, etanol, toluen, dan eter.

7) Sensitasi

Gangguan ini berupa alergi pada bagian tubuh tertentu sebagai akibat

senyawa diisosianat, epoksi, formaldehid, dan debu.

8) Kanker

Kanker disebabkan oleh masuknya zat karsinogenik, misalnya senyawa

poliaromatik, aflatoksin, benzena, senyawa nitrogen organik dan senyawa

bromin ke dalam tubuh.

Selain bahan-bahan kimia yang harus diperhatikan label dan cara

penggunaannya, dalam bekerja di laboratorium juga harus diperhatikan alat-alat

laboratorium yang kebanyakan terbuat dari kaca, sehingga harus digunakan sesuai

fungsinya, agar tidak rusak/pecah. Selain dari kaca, alat laboratorium dapat juga

dibuat dari logam atau plastik.

Berikut adalah beberapa contoh alat yang biasa ditemui dan digunakan dalam

laboratorium:


Gelas kimia (beaker glass)

Corong gelas

Labu ukur

Pipet tetes

Mortar dan pestle

Bola/karet hisap

Pembakar spiritus

Erlenmeyer

Botol aquades

Penjepit tabung reaksi (logam)

Penjepit tabung reaksi (kayu)

Rak tabung reaksi


TUGAS KETERAMPILAN:

A. Buatlah tabel seperti berikut ini berkaitan dengan alat-alat laboratorium (15 alat) dan simbol keselamatan kerja di laboratorium (8 simbol) Tabel 1. Alat-alat Laboratorium

Tabel 2. Simbol Keselamatan Kerja di Laboratorium

B. Buat rancangan penelitian dengan metode ilmiah terhadap kejadian yang ada di sekitar kita. 1. Tentukan fakta / permasalahan yang terjadi di sekitar kita

(dalam ranah ruang lingkup Kimia)

2. Identifikasi permasalahan yang terjadi

3. Membuat hipotesis


JAWABLAH PERTANYAAN-PERTANYAAN DI BAWAH INI!

1. Jelaskan yang dimaksud ilmu kimia! Tuliskan beberapa contoh proses kimia

dalam kehidupan sehari-hari!

2. Jelaskan manfaat mempelajari ilmu kimia menurut pendapatmu!

3. Tuliskan beberapa peran ilmu kimia dalam meningkatkan kesejahteraan

kehidupan!

4. Selain meningkatkan kesejahteraan manusia, ternyata zat kimia juga dapat

menimbulkan masalah. Berilah contohnya dan jelaskan mengapa hal itu

dapat terjadi!

5. Tuliskan pendapatmu mengenai perkembangan ilmu kimia di masa kini!

PILIHLAH JAWABAN YANG PALING TEPAT!

1. Ilmu yang mempelajari tentang susunan, struktur, sifat, perubahan materi, serta energi yang menyertai perubahan tersebut disebut ilmu …… A. kimia D. pengetahuan B. fisika E. alam C. biologi

2. Yang tidak termasuk contoh yang dipelajari dalam ilmu kimia adalah …..

A. sifat materi untuk komponen penyusun sepeda B. energi yang menyertai proses fotosintesis C. kandungan gizi dalam makanan D. keuangan dalam suatu perusahaan E. perubahan yang terjadi pada lilin yang dibakar

3. Zat aditif adalah zat yang ditambahkan pada makanan untuk ……

A. menyebabkan ketagihan B. menyembuhkan berbagai macam penyakit C. meningkatkan cita rasa dan penampilan makanan D. mengganggu kesehatan tubuh konsumen E. membuat konsumen hilang kesadaran

4. Berikut ini adalah jenis zat aditif makanan berdasarkan fungsinya, kecuali ……

A. zat pewarna D. zat pengawet B. zat penyedap rasa E. zat penghancur C. zat pengembang

5. Sakarin, siklamat, dan aspartam termasuk zat …… buatan.

A. pemanis D. pewarna B. pengawet E. pengembang C. penyedap rasa

6. Pestisida yang digunakan untuk membasmi tikus pengganggu disebut ……

A. herbisida D. insektisida B. rodentisida E. fungisida C. nematisida

SOAL LATIHAN


7. Kertas lakmus merupakan kertas indikator yang digunakan untuk ….. A. memberi warna pada makanan B. memberi tekstur yang khas terhadap bahan makanan C. menguji keasaman suatu zat D. menghilangkan pengganggu dan mengobati tanaman E. menambah kesuburan pada tanaman

8. Contoh bahan yang bersifat basa adalah……

A. jeruk nipis D. larutan asam klorida B. cuka dapur E. tomat C. larutan sabun

9. Salah satu pembeda gas dibandingkan dengan zat cair dan padat adalah ….

A. partikel-partikel penyusunnya tersusun dengan rapi B. partikel-partikelnya dapat bergerak dengan leluasa C. partikel-partikel penyusunnya sangat rapat D. partikel-partikel penyusunnya berada pada jarak yang tidak jauh satu

sama lain E. jarak antar partikelnya agak rapat

10. Perubahan wujud cair menjadi gas disebut dengan ……

A. mengembun D. menguap B. menyublim E. mencair C. membeku

11. Pernyataan yang paling tepat untuk unsur adalah ….

A. zat tunggal yang sudah tidak sama dengan aslinya B. zat tunggal yang bercampur dengan zat tunggal lain C. zat tunggal yang tidak dapat bersenyawa dengan zat tunggal lain D. zat tunggal yang materi penyusunnya terdiri atas satu jenis atom E. zat tunggal yang materi penyusunnya terdiri atas molekul-molekul

12. Di antara zat berikut yang tergolong unsur adalah ….

A. kapur D. amonia B. air E. raksa C. gula tebu

13. Di antara kelompok unsur berikut:

(1) besi, raksa, timbal (3) sulfur, fosforus, emas (2) karbon, silikon, tembaga (4) litium, kalium, stronsium Yang merupakan kelompok unsur logam adalah …. A. (1) dan (2) D. (2) dan (3) B. (1) dan (3) E. (2) dan (4) C. (1) dan (4)

14. Di antara sifat-sifat zat berikut ini:

(1) Terdiri atas dua atau lebih jenis zat (2) Memiliki komposisi tertentu dan tetap (3) Dapat dipisahkan dengan beberapa metode seperti pengayakan,

penyaringan, penguapan (4) Merupakan zat tunggal yang tersusun atas satu jenis atom Yang merupakan sifat campuran adalah ….


A. (1) dan (2) D. (2) dan (4) B. (1) dan (3) E. (3) dan (4) C. (2) dan (3)

15. Berikut ini adalah beberapa contoh campuran:

(1) Larutan gula kotor (3) Air sungai keruh (5) Air kopi (2) Zat warna (4) Alkohol 70% Yang dapat dipisahkan dengan cara menyaring adalah …. A. (1), (2), dan (3) D. (1), (2), dan (4) B. (1), (3), dan (5) E. (2), (3), dan (5) C. (1), (3), dan (4)

16. Untuk menjaga diri dari bahaya akan bahan kimia, maka yang harus

dilakukan dalam laboratorium kimia adalah ……… A. makan dan minum di dalam laboratorium B. mencuci tangan dengan sabun dan air bersih C. menggaruk tangan yang terkena zat kimia D. mengembalikan sisa bahan ke dalam botol stok E. mencium gas secara langsung dari wadahnya

17. Seorang siswa ingin mengambil zat kimia dalam botol.

Pada botol tersebut tertera simbol: Hal yang harus dilakukan oleh siswa tersebut adalah …. A. menggunakan sarung tangan B. menjauhkan zat tersebut dari api C. menggunakan batang pengaduk untuk mengaduk zat tersebut D. menggunakan gelas ukur untuk mengambil zat tersebut E. menunggu seorang teman untuk membantu

18. Di dalam laboratorium terdapat beberapa zat kimia berikut:

(1) Aseton (C3H6O) (4) Asam sulfat (H2SO4) (2) Benzena (C6H6) (5) Hidrogen peroksida (H2O2) (3) Kalium sianida (KCN) Pada setiap botol yang berisi bahan tersebut terdapat label zat. Anita menemukan label berikut:

Maka dapat dipastikan bahwa bahan yang dilihat oleh Anita berturut-turut adalah …. A. (1) dan (2) D. (3) dan (4) B. (1) dan (3) E. (4) dan (5) C. (2) dan (3)

19. Alat yang digunakan dalam mengukur massa suatu zat adalah …..

A. bunsen D. pipet B. neraca E. gelas ukur C. termometer


20. Salah satu alat yang digunakan untuk menampung larutan dalam jumlah besar adalah ….. A. pipet ukur D. bunsen B. gelas kimia E. buret C. termometer

21. Secara umum, perubahan kimia ditandai dengan peristiwa seperti di bawah

ini, kecuali ……. A. timbulnya gas D terbentuknya endapan B. terjadi perubahan warna E. terjadi perubahan suhu C. menghasilkan suatu cairan

22. Yang termasuk contoh perubahan fisika adalah …..

A. roti yang berjamur B. mengubah minyak bumi menjadi plastik C. mengubah minyak kelapa menjadi margarin D. perkaratan pada besi E. air yang mendidih

23. Perubahan berikut yang tergolong perubahan kimia adalah ….

A. beras ditumbuk menjadi tepung B. nasi menjadi basi C. garam dilarutkan dalam air D. lilin yang meleleh E. air yang menguap ketika dipanaskan

24. Yang bukan merupakan sifat logam adalah ……

A. umumnya berwujud padat B. strukturnya keras, mengkilap C. bersifat konduktor panas dan listrik yang baik D. dapat ditempa E. mudah larut dalam air

25. Sikap yang tidak sesuai dengan penerapan metode ilmiah dalam kehidupan

sehari-hari adalah …. A. berpikir sistematis (urut) dan logis D. berprasangka tanpa dasar B. disiplin dan tidak mudah putus asa E. toleran dan santun C. tanggung jawab


BAB II

STRUKTUR ATOM DAN

SISTEM PERIODIK UNSUR

Perkembangan Teori Atom

Lambang Atom

Kedudukan Atom dalam Orbital

Sistem Periodik Unsur

Sifat Periodik Unsur

Kimia – SMAK Kolese Santo Yusup Malang – Kelas X 25

3.2 Menganalisis perkembangan model atom dari model atom Dalton,Thomson, Rutherford, Bohr, dan Mekanika Gelombang

4.2 Menjelaskan fenomena alam atau hasil percobaan menggunakan model atom

3.3 Menjelaskan konfigurasi elektron dan pola konfigurasi

elektron terluar untuk setiap golongan dalam tabel periodik

4.3 Menentukan letak suatu unsur dalam tabel periodik berdasarkan konfigurasi elektron

3.4 Menganalisis kemiripan sifat unsur dalam golongan dan

keperiodikannya 4.4 Menyajikan hasil analisis data-data unsur dalam kaitannya

dengan kemiripan dan sifat keperiodikan unsur

TUJUAN PEMBELAJARAN

Melalui studi literasi, pengamatan, percobaan, dan penugasan proyek, peserta didik mampu menganalisis perkembangan model atom dari model atom Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, dan Mekanika Gelombang dengan tepat, mampu menjelaskan konfigurasi elektron dan pola konfigurasi elektron terluar untuk setiap golongan dalam tabel periodik dengan tepat, mampu menganalisis kemiripan sifat unsur dalam golongan dan keperiodikannya dengan tepat serta terampil menjelaskan fenomena alam atau hasil percobaan menggunakan model atom, terampil menentukan letak suatu unsur dalam tabel periodik berdasarkan konfigurasi elektron, dan terampil dalam menyajikan hasil analisis data-data unsur dalam kaitannya dengan kemiripan dan sifat keperiodikan unsur.


APERSEPSI

Jika kita memperhatikan lingkungan sekitar, seperti pepohonan, batuan, hewan,

tumbuhan, udara, dan air, maka kita akan menyadari bahwa semuanya itu

merupakan materi. Materi tersusun dari partikel-partikel penyusunnya, dan

partikel terkecil yang masih memiliki sifat unsur tersebut disebut dengan atom.

Pernahkah membayangkan bentuk atom?

Atom tidak dapat dilihat secara langsung oleh mata, karena ukurannya yang

sangat kecil. Karena itulah, para ahli membuat model atom untuk menjelaskan

keadaan susunan atom. Antara atom yang satu dengan atom yang lain

berbeda. Kira-kira apa yang membedakan atom-atom tersebut?

Atom-atom sejenis dapat bergabung membentuk molekul unsur. Contohnya,

gas oksigen adalah unsur yang terbentuk dari gabungan dua atom oksigen.

Namun, ada pula unsur yang berupa atom tunggal, contohnya adalah logam

emas. Sekarang ini sudah banyak ditemukan unsur-unsur, jumlahnya hingga

ratusan. Dengan banyaknya unsur-unsur tersebut, tentunya akan sulit

mempelajarinya satu per satu. Layaknya buku di toko buku yang disusun pada

rak dengan pengelompokan sesuai bidangnya, maka para ahli pun membuat

suatu pengelompokan unsur pada suatu tabel berdasarkan karakteristiknya.

Tabel inilah yang kita kenal sebagai tabel periodik unsur.

Pada bab ini, kita akan membahas tentang struktur atom, yang menjadi dasar

dalam membantu kita untuk memahami sifat-sifat unsur, serta mempelajari

tentang dasar pengelompokan unsur-unsur pada tabel periodik unsur.


STRUKTUR ATOM

Atom berasal dari kata a = tidak dan tomos = potong, sehingga dapat diartikan tidak dapat dibagi. Istilah ini pertama kali dikemukakan oleh filsuf Yunani, Democritus (460-370 SM) untuk menyatakan keberadaan partikel terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi.

Perkembangan Teori Atom

1. Model Atom Dalton :

Atom adalah bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.

Bentuknya seperti bola pejal.

Unsur merupakan materi yang terdiri dari satu jenis atom. Unsur kimia lain akan

memiliki jenis atom yang berbeda.

Senyawa merupakan materi yang terdiri dari dua atau lebih jenis atom dengan

perbandingan tertentu.

Reaksi kimia hanyalah penataan ulang atom-atom.

Kelebihan : dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) dan

Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust).

Kelemahan : belum dapat menerangkan sifat listrik atom.

2. Model Atom Thomson:

Atom merupakan partikel yang bersifat netral, ada elektron yang bermuatan

negatif, dan ada yang bermuatan positif.

Model atom seperti roti kismis, dimana atom berbentuk bola pejal bermuatan

positif yang homogen, dan elektron bermuatan negatif tersebar di dalamnya.

Penemuan elektron diperoleh berkat adanya tabung sinar katode. Apabila katode

dan anode dihubungkan dengan sumber listrik tegangan tinggi dan tekanan gas

diperkecil, maka terjadi pancaran sinar dari katode ke anode yang disebut sinar

katode. Akhirnya diketahui sinar katode merupakan partikel bermuatan negatif.


Sifat sinar katode: (a) Merambat lurus dari katode ke anode (b) Dibelokkan ke arah kutub positif (c) Dapat memutar kincir

Thomson berhasil menentukan perbandingan harga muatan negatif elektron terhadap massanya (e/m) = 1,76 x 108 Coulomb/gram.

Sedangkan R. Millikan melalui percobaan tetes minyaknya dapat menentukan muatan elektron sebesar 1,6 x 10-9 C. sehingga massa elektron dapat ditentukan, yakni sebesar 9,11 x 10-28 gram.

Kelebihan : dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom, yang disebut partikel subatomik, dan sifat listrik atom.

Belum dapat menerangkan bagaimana susunan muatan positif dalam bola dan jumlah elektron.

3. Model Atom Rutherford:

Diawali dengan eksperimen penghamburan sinar alfa oleh lempeng tipis emas,

dimana sebagian besar partikel alfa menembus lempeng tipis emas, dan ada

partikel alfa (bermuatan positif) yang dibelokkan, dan sebagian kecil dipantulkan.

Atom terdiri dari inti atom bermuatan positif dan hampir seluruh massa atom

terpusat pada inti.

Elektron beredar mengelilingi inti

Jumlah muatan inti sama dengan jumlah muatan elektron, sehingga atom bersifat

netral.

Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruangan kosong.

Kelebihan: mengemukakan keberadaan inti atom.


4. Model Atom Bohr:

Inti atom bermuatan positif (proton dan neutron) dikelilingi elektron sesuai

lintasan dengan tingkat energinya yang disebut kulit atom.

Pada kedudukan dasar (stasioner), elektron menempati kulit dengan tingkat

energi terendah, tidak menerima dan melepas energi.

Penyerapan energi oleh elektron menyebabkan eksitasi (perpindahan elektron ke

kulit yang tingkat energinya lebih tinggi), dan sebaliknya, perpindahan elektron

dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah akan

disertai radiasi.

5. Hipotesis Louis de Broglie

Materi memiliki sifat dualism, yakni sebagai partikel (karena memiliki energi), dan

sebagai gelombang (karena mempunyai panjang gelombang). Karena sifat tersebut,

kedudukan elektron di sekitar inti tidak dapat ditentukan dengan pasti, tetapi hanya

merupakan kebolehjadian ditemukannya elektron.

λ = ℎ

𝑚 𝑣 dimana λ = panjang gelombang; m = massa partikel

h = tetapan Planck = 6,63.10-34 J/s

6. Werner Heisenberg (Azas Ketidakpastian)

Tidak mungkin menentukan posisi dan momentum elektron secara bersamaan

dengan ketelitian yang tinggi.

7. Erwin Schrodinger (Mekanika Kuantum)

Schrodinger mengajukan suatu persamaan untuk mendeskripsikan keberadaan elektron dalam atom.


PARTIKEL DASAR ATOM DAN LAMBANG ATOM

Suatu atom tersusun dari tiga partikel dasar (subatomik), yaitu proton, neutron, dan elektron. Proton dan neutron terletak dalam inti sedangkan elektron beredar mengelilingi inti.

Partikel Dasar

Lambang Muatan relatif

Massa Penemu

(gram) (sma)

proton (p) +1p1 +1 1,6726 . 10-24 1 sma E. Goldstein

elektron (e) -1e0 -1 9,11 . 10-28 0 J. Chadwick

neutron (n) 0n1 0 (netral) 1,675 . 10-24 1 sma J.J. Thomson

Lambang suatu atom dapat dinyatakan sebagai berikut:

XzA

dimana : X = lambang atom,

A = nomor massa, z = nomor atom Dalam atom netral, jumlah proton = jumlah elektron Untuk ion positif (kation) dan ion negatif (anion), maka :

Notasi Ion Positif 𝐗𝐪+𝐳𝐀 Ion Negatif 𝐗𝐫−

𝐳𝐀

jumlah proton (p) p = z p = z

jumlah neutron (n) n = A - z n = A - z

jumlah elektron (e) e = p - q e = p + r

Silakan dicoba!

Lengkapi tabel di bawah ini!

Lambang Atom

Nomor atom

Nomor massa

Jumlah proton

Jumlah elektron

Jumlah neutron

Notasi

Na 11 23 11 11 12 Na1123

N 7 7

O2−8

16 Cl−

1735

Cr3+2452


Isotop, Isobar, dan Isoton a. Isotop

Atom yang mempunyai nomor atom yang sama tetapi memiliki nomor massa

yang berbeda disebut isotop. Contoh: N713 , N7

14 dan N715

b. Isobar Isobar adalah unsur-unsur yang memiliki nomor massa yang sama. Contoh : C6

13 dan N713

c. Isoton Isoton adalah atom-atom yang memiliki jumlah neutron sama tetapi jumlah protonnya berbeda. Contoh : P15

31 dan S1632

Kedudukan Elektron dalam Atom Penyebaran elektron dalam suatu atom disebut dengan konfigurasi elektron. Konfigurasi elektron tersebut dijelaskan oleh 2 ahli, yaitu susunan elektron menurut Bohr dan mekanika kuantum (teori atom modern).

1. Menurut Bohr Jumlah elektron maksimal pada semua kulit suatu atom secara matematis dirumuskan 2n2.

Nomor kulit Kulit terluar Jumlah elektron maksimal (2n2)

1 K 2(1)2 = 2 elektron

2 L 2(2)2 = ................

3 M ...........................

4 N ...........................

Aturan pengisian elektron pada kulit atom adalah sebagai berikut: 1. Jumlah maksimal elektron pada suatu kulit memenuhi 2n2. 2. Kulit terluar TIDAK DAPAT memiliki lebih dari 8 elektron dan kulit kedua

terakhir TIDAK DAPAT memiliki lebih dari 18 elektron 3. Pengisian elektron dimulai dari kulit bagian dalam (kulit K). 4. Kulit baru segera terbentuk setelah kulit terluarnya mencapai maksimal jumlah

elektron 5. Atom menjadi stabil ketika kulit elektron terluar memiliki delapan elektron

atau hanya memiliki satu kulit yang mengandung 2 elektron

Jika kesulitan mengingat aturan di atas, pengisian elektron pada setiap kulit dapat menggunakan cara berikut: Setelah kulit terisi maksimal (penuh) elektron, Perhatikan elektron yang tersisa dari kulit sebelumnya!

Jumlah elektron yang sisa Jumlah elektron yang diisi pada kulit berikutnya

sisa 1 – 8 isi apa adanya

sisa 9 – 17 isi 8

sisa 18 – 31 isi 18

sisa > 32 isi 32

Silakan dicoba!

Kelompokkan atom-atom berikut ke dalam isotop, isobar, isoton!

C612 ; N7

15 ; O818 ; N7

14 ; C614 ; O8

16


Note: pengisian elektron pada masing-masing kulit harus tetap memperhatikan jumlah maksimal elektron setiap kulit

Kulit terluar yang terisi oleh elektron disebut kulit valensi (valence shell), sedangkan

elektron-elektron yang menempati kulit valensi disebut elektron valensi (valence

electrons).

Silakan dicoba!

Lengkapi tabel di bawah ini! Unsur/

Ion Nomor

atom (Z) Kulit Elektron

valensi K (2) L (8) M (18) N (32) O (50) P (72)

Li 3

F 9

Ne 10

Mg 12

Na+ 11

O2- 8

Kr 36

2. Menurut Teori Atom Modern

Untuk menentukan posisi elektron dalam atom digunakan bilangan kuantum

yang merupakan hasil perhitungan persamaan Schrodinger.

Bilangan Kuantum berguna untuk menggambarkan kedudukan atau posisi

elektron suatu atom dan membedakannya dari elektron yang lain. Ada 4 macam

bilangan kuantum:

a) Bilangan kuantum utama (n) menyatakan tingkat energi utama atau kulit atom. n = 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 kulit K, L, M, N, O, P, Q

b) Bilangan kuantum azimuth (l) menyatakan sub kulit dan terkait bentuk orbital. l = 0, 1, 2, 3, …….. (n-1) subkulit: s, p, d, f dimana s = sharp, p = principal, d = diffuse, f = fundamental

c) Bilangan kuantum magnetik (m) menyatakan jumlah orbital dalam subkulit dan terkait dengan orientasi orbital. Nilai m = -l s/d +l l = 0 (subkulit s) m = 0 (1 orbital) l = 1 (subkulit p) m = -1, 0, +1 (3 orbital) l = 2 (subkulit d) m = -2, -1, 0, +1, +2 (5 orbital) l = 3 (subkulit f) m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 (7 orbital)

d) Bilangan kuantum spin (s) menyatakan arah perputaran elektron. Nilai s = + ½ dan -½

s = + ½ s = -½


Konfigurasi Elektron menggambarkan susunan elektron-elektron pada orbital-orbitalnya dalam atom. Orbital adalah daerah dengan peluang terbesar untuk menemukan elektron di sekitar inti. Pengisian elektron dalam orbital:

a) Asas Aufbau Elektron-elektron cenderung menempati orbital dengan tingkat energi lebih rendah terlebih dahulu, baru kemudian ke tingkat energi lebih tinggi. Urutan pengisian: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

b) Asas Larangan Pauli Tidak boleh ada dua elektron yang mempunyai keempat bilangan kuantum sama. Satu orbital dapat ditempati paling banyak dua elektron dengan arah spin berlawanan.

c) Kaidah Hund Jika elektron-elektron dimasukkan ke dalam orbital-orbital pada subkulit yang sama, maka elektron-elektron akan mengisi orbital satu per satu dengan arah rotasi (spin) yang sama sebelum dapat berpasangan.

Susunan penuh (d10) atau setengah penuh (d5) lebih stabil dibandingkan susunan yang hampir setengah penuh (d4) atau hampir penuh (d8 atau d9). Penulisan konfigurasi elektron secara singkat dapat menggunakan notasi gas mulia terdekat sebelumnya

[2He] 2s [18Ar] 4s [54Xe] 6s [10Ne] 3s [36Kr] 5s [86Rn] 7s

Contoh penulisan konfigurasi elektron dengan penyingkatan:

3Li = [2He] 2s1

17Cl = [10Ne] 3s2 3p5


SISTEM PERIODIK UNSUR

Sistem Periodik Unsur yang kita kenal sekarang merupakan suatu daftar unsur-unsur yang disusun dan dikelompokkan dengan aturan tertentu, yaitu berdasarkan hukum periodik modern yang menyatakan sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya. Upaya pengelompokan unsur-unsur ini telah dilakukan sejak dahulu. Berikut adalah perkembangan sistem pengelompokan unsur-unsur yang telah ditemukan, sehingga menghasilkan tabel periodik unsur seperti yang kita kenal sekarang. Perkembangan Sistem Periodik Unsur

a. Pengelompokan Unsur Berdasarkan Sifat Kelogamannya Pengelompokan ini dilakukan oleh para ilmuwan dari Arab dan Persia. Hasilnya:

No Sifat Fisika Logam Sifat Fisika Non Logam

1. Mengkilap Tidak mengkilap

2. Pada suhu kamar umumnya berwujud padat

Pada suhu kamar dapat berupa padatan, cairan atau gas

3. Mudah ditempa/dibentuk Sulit dibentuk dan rapuh

4. Penghantar panas dan listrik yang baik

Bukan penghantar panas dan listrik yang baik

Namun, pengelompokan ini masih terlalu umum, karena ternyata dalam berbagai unsur logam maupun non logam masih terdapat berbagai variasi dan sifat unsur-unsur.

Silakan dicoba!

1.Tuliskan konfigurasi elektron menurut teori atom modern

a. 11Na

b. 9F

c. 29Cu

d. 12Mg2+

e. 8O2-

2. Diketahui suatu unsur memiliki notasi S1632

a. tentukan konfigurasi elektronnya

b. nilai keempat bilangan kuantum (n, l, m, dan s ) elektron terakhirnya

3. Tentukan nomor atom unsur berikut, yang elektron terakhirnya

mempunyai niai n, l, m, dan s berutur-turut sebagai berikut:

a. 3, 0, 0, dan – ½

b. 4, 1, -1, dan + ½


b. Hukum Triade Dobereiner

Tahun 1829, seorang professor kimia di Jerman, Johan Wolfgang Dobereiner

mengemukakan bahwa unsur-unsur dapat dikelompokkan ke dalam

kelompok tiga unsur yang disebut Triade, dimana terdapat keteraturan

setiap unsur yang sifatnya mirip. Massa atom (Ar) unsur yang kedua (tengah)

merupakan massa atom rata-rata dari unsur pertama dan ketiga.

Contoh Triade:

Unsur Ar Rata-rata Ar unsur di tengah

Kalsium 40

88,5 Stronsium

Barium 137

c. Hukum Oktaf Newlands

Tahun 1866, seorang ahli kimia berkebangsaan Inggris, John A. R. Newlands, mengemukakan bahwa unsur-unsur yang disusun berdasarkan urutan kenaikan massa atomnya mempunyai sifat yang berulang tiap unsur ke delapan. Ini dikenal dengan nama hukum oktaf. Kelemahan dari teori ini adalah dalam kenyataannya masih ditemukan beberapa oktaf yang isinya lebih dari delapan unsur, dan penggolongan ini tidak cocok untuk unsur yang massa atomnya sangat besar.

d. Tabel Periodik Mendeleev Tahun 1869, seorang ahli kimia berkebangsaan Rusia, Dmitri

Ivanovich Mendeleev menyusun dan mengurutkan 65 unsur yang sudah dikenal pada waktu itu berdasarkan kenaikan massa atom dan sifat kimianya. Sistem periodik Mendeleev terdiri atas golongan (disusun dalam satu kolom) dan periode (disusun dalam satu baris). Keunggulan sistem periodik Mendeleev antara lain: 1) Sistem periodik Mendeleev menyediakan beberapa tempat kosong untuk

unsur-unsur yang belum ditemukan. Sifat unsur-unsur tersebut dapat diramalkan berdasarkan kemiripan sifat unsur-unsur dalam golongan yang sama.

2) Sistem periodik Mendeleev meramalkan sifat-sifat unsur yang belum diketahui. Pada perkembangan selanjutnya, beberapa unsur yang ditemukan ternyata cocok dengan prediksi Mendeleev.

3) Sistem periodik Mendeleev menyediakan satu kolom yang kosong pada grup VIII. Kolom ini yang pada perkembangan selanjutnya berisi unsur-unsur gas mulia.

Kelemahan sistem periodik Mendeleev antara lain: 1) Panjang periode tidak sama, dan belum dapat dijelaskan penyebabnya. 2) Beberapa unsur tidak disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya,

contoh: Te (128) diletakkan sebelum I (127). 3) Selisih massa unsur yang berurutan tidak selalu 2, tetapi berkisar antara 1

dan 4 sehingga sukar meramalkan massa unsur yang belum diketahui secara tepat.

4) Valensi unsur yang lebih dari satu sulit diramalkan dari golongannya. 5) Anomali (penyimpangan) unsur hidrogen dari unsur yang lain tidak

dijelaskan.


e. Tabel Periodik Modern Unsur-unsur dalam tabel sistem periodik disusun berdasarkan

kenaikan nomor atom. Dikenal pula dengan nama tabel periodik panjang, yang memuat terdiri atas 7 periode (yang dibedakan menjadi periode pendek dan periode panjang), dan 8 golongan (yang dibedakan menjadi golongan A/golongan utama dan golongan B/golongan transisi).

Golongan unsur disusun berdasarkan jumlah elektron valensi (elektron pada kulit terluar). Unsur dalam satu golongan mempunyai sifat yang cenderung sama dan ditempatkan dalam arah vertikal (kolom).

Golongan utama (golongan A):

Golongan Nama Golongan Unsur-unsur

IA Alkali H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

IIA Alkali Tanah Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

IIIA Boron B, Al, Ga, In, Tl

IVA Karbon C, Si, Ge, Sn, Pb

VA Nitrogen N, P, As, Sb, Bi

VIA Oksigen O, S, Se, Te, Po

VIIA Halogen F, Cl, Br, I, At

VIIIA Gas Mulia He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Golongan transisi (golongan B) terdiri dari golongan IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, dan IIB. Unsur ini disebut juga unsur peralihan, karena merupakan peralihan dari golongan II A ke golongan III A. Dua baris unsur yang ditempatkan di bagian bawah tabel periodik merupakan unsur transisi dalam. Pada golongan transisi dalam, ada dua deret: deret Lantanida atau lantanoida (unsur dalam deret ini mempunyai kemiripan sifat dengan lantanium atau 57La), dan deret Aktinida atau aktinoida (unsur dalam deret ini mempunyai kemiripan sifat dengan aktinium atau 89Ac). Periode unsur pada sistem periodik unsur modern disusun dalam arah horizontal (baris) untuk menunjukkan kelompok unsur yang memiliki jumlah kulit yang sama. Ada 7 periode dalam Sistem Periodik Unsur.

Golongan dan periode dapat ditentukan dengan cara menuliskan konfigurasi elektron. Pada konfigurasi elektron, jumlah elektron valensi menunjukkan nomor golongan, sedangkan jumlah kulit yang sudah terisi elektron menunjukkan periode.

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p Periode 1 2 3 4 5 6 7 Golongan utama : golongan IA, IIA (blok s) golongan IIIA – VIIIA (blok p) Golongan transisi : golongan IIIB – IIB (blok d) Golongan transisi dalam : golongan Lantanida 4f1 6s2 – 4f14 6s2 (blok f) golongan Aktinida 5f1 7s2 – 5f14 7s2 (blok f)


Golongan utama (golongan A) Golongan transisi (golongan B)

Elektron valensi golongan

n s1 IA

n s2 IIA

n s2 n p1 IIIA

n s2 n p2 IVA

n s2 n p3 VA

n s2 n p4 VIA

n s2 n p5 VIIA

n s2 n p6 VIIIA

Elektron valensi golongan

n s2 (n-1) d1 IIIB

n s2 (n-1) d2 IVB

n s2 (n-1) d3 VB

n s1 (n-1) d5 VIB

n s2 (n-1) d5 VIIB

n s2 (n-1) d6, 7, 8 VIIIB

n s1 (n-1) d10 IB

n s2 (n-1) d10 IIB

Silakan dicoba!

Beberapa unsur dan konfigurasi elektronnya adalah sebagai berikut:

Unsur Konfigurasi Elektron

Q 1s2 2s2

W 1s2 2s2 2p3

X 1s2 2s2 2p6

Y 1s2 2s2 2p6 3s2

Z 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3

1. Tentukan letak (golongan dan periode) unsur-unsur tersebut

2. Tentukan di antara unsur-unsur tersebut yang tergolong logam

alkali tanah

3. Tentukan unsur-unsur yang terletak dalam satu golongan

4. Tentukan unsur-unsur yang terletak dalam satu periode

5. Tentukan golongan unsur yang termasuk dalam blok s, blok p, blok

d, dan blok f


SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR

1. Jari-jari atom Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit terluar. Dalam satu golongan dari atas ke bawah, jari-jari atom makin besar sebab

jumlah kulit yang dimiliki atom semakin banyak, sehingga kulit terluar makin jauh dari inti atom.

Dalam satu periode, dari kiri ke kanan letak unsur, jari-jari atom makin kecil. Hal ini disebabkan semakin ke kanan, proton dan elektron yang dimiliki makin banyak, sehingga tarik-menarik inti dengan elektron makin kuat. Akibatnya, elektron-elektron terluar tertarik lebih dekat ke arah inti.


2. Energi Ionisasi Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron

terluar suatu atom. X + EI X+ + e

Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi ionisasi semakin kecil karena elektron terluar makin jauh dari inti (gaya tarik inti makin lemah), sehingga elektron terluar makin mudah dilepaskan.

Dalam satu periode dari kiri ke kanan, gaya tarik inti makin kuat, sehingga energi ionisasi umumnya makin besar. Ada beberapa pengecualian: golongan IIA, VA, dan VIIIA mempunyai energi ionisasi yang sangat besar, melebihi unsur di sebelah kanannya (golongan IIIA dan VIA). Hal ini terjadi karena unsur-unsur golongan IIA, VA, dan VIIIA mempunyai konfigurasi elektron yang relatif stabil, sehingga elektron sukar dilepaskan.

3. Kelektronegatifan Keelektronegatifan adalah kemampuan atau kecenderungan suatu atom

untuk menangkap atau menarik elektron dari atom lain. Dalam satu golongan dari atas ke bawah, keelektronegatifan semakin kecil sebab gaya tarik inti makin lemah. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, keelektronegatifan makin besar.

Unsur golongan VIIIA tidak mempunyai keelektronegatifan karena sudah memiliki 8 elektron di kulit terluarnya, sehingga keelektronegatifan terbesar berada pada golongan VIIA.


4. Afinitas elektron Afinitas elektron adalah energi yang menyertai proses penambahan 1

elektron pada satu atom netral dalam wujud gas sehingga terbentuk ion bermuatan -1.

Y + e Y- + AE Dalam satu golongan dari atas ke bawah, afinitas elektron cenderung

berkurang. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, afinitas elektron cenderung bertambah. Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan halogen, yang menandakan paling mudah menerima elektron.

Kecuali unsur alkali tanah dan gas mulia, semua unsur golongan utama mempunyai afinitas elektron bertanda negatif. Tanda negative menyatakan penyerapan elektron disertai pelepasan energi, sedangkan tanda positif menunjukkan bahwa penyerapan elektron disertai penyerapan energi.

Unsur yang mempunyai afinitas elektron bertanda negatif mempunyai daya tarik atau afinitas elektron yang lebih besar daripada unsur yang afinitas elektronnya bertanda positif. Dengan kata lain, semakin negatif nilai afinitas elektron, semakin besar kecenderungannya menarik elektron membentuk ion negatif.

Unsur yang mempunyai afinitas elektron bertanda negatif berarti ion negatif yang dibentuknya lebih stabil daruoada atom netralnya. Contoh: afinitas elektron klorin (Cl) = –349 kJ/mol, artinya ion Cl– lebih stabil daripada atom Cl.

Sebaliknya, unsur yang afinitas elektronnya bertanda positif berarti ion negatif yang dibentuknya kurang stabil daripada atom netralnya. Contoh: afinitas elektron berilium (Be) = +240 kJ/mol, artinya ion Be– kurang stabil dibandingkan atom Be.


5. Sifat logam dan nonlogam, serta kereaktifan Unsur logam memperlihatkan sifat-sifat spesifik, yaitu: mengkilap,

menghantarkan panas dan listrik, dapat ditempa serta direnggangkan. Sifat logam dikaitkan dengan energi ionisasi, dimana semakin besar energi ionisasi, elektron semakin sukar dilepaskan, sehingga sifat logam berkurang. Sebaliknya, sifat nonlogam dikaitkan dengan keelektronegatifan, yakni kecenderungan menarik elektron, dimana semakin besar keelektronegatifan, maka semakin mudah menangkap elektron, sehingga sifat non logam makin bertambah.

Dalam satu golongan dari atas ke bawah, sifat logam bertambah, non logam berkurang. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, sifat logam berkurang, sifat nonlogam bertambah. Namun kecenderungan ini tidak berlaku bagi unsur-unsur transisi.

Sifat logam juga berhubungan dengan kereaktifan suatu unsur. Reaktif artinya mudah bereaksi. Unsur-unsur logam pada sistem periodik, makin ke bawah, makin reaktif karena semakin mudah melepaskan elektron. Sebaliknya, unsur-unsur bukan logam pada sistem periodik, makin ke bawah makin kurang reaktif, karena semakin sukar menangkap elektron. Sehingga, unsur logam paling reaktif adalah golongan IA (logam alkali), dan unsur nonlogam yang paling reaktif adalah golongan VIIA (halogen).

6. Titik leleh dan titik didih Dalam satu periode dari kiri ke kanan, titik cair dan titik didih naik hingga

golongan IVA, kemudan turun drastis. Dalam satu golongan dari atas ke bawah, titik cair dan titik didih makin rendah pada golongan IA-IVA. Sedangkan untuk unsur-unsur golongan VA, VIIIA, titik cair dan titik didihnya makin tinggi.


Secara umum, kecenderungan sifat periodik unsur untuk golongan utama adalah

sebagai berikut:


Beberapa Golongan Unsur dalam Sistem Periodik

Unsur segolongan memiliki sifat yang mirip, bukan identik. Unsur-unsur

tersebut mungkin memiliki sifat yang sama, tetapi kadarnya berbeda. Setiap unsur

memiliki sifat khas yang membedakan dari unsur lainnya. Berikut adalah beberapa

sifat di antara unsur segolongan:

1. Gas Mulia (Golongan VIII A)

Unsur-unsur helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe) dan

radon (Rn) disebut gas mulia karena merupakan gas yang sangat stabil dan

sangat sukar bereaksi dengan unsur lain (bersifat tidak reaktif). Di alam,

unsur-unsur ini terdapat sebagai gas monoatomik (atom-atomnya berdiri

sendiri). Hal ini disebabkan karena kulit terluarnya sudah terisi penuh.

Namun, seiring perkembangan ilmu pengetahuan, kripton, xenon dan radon

ternyata dapat “dipaksa” bereaksi dengan beberapa unsur.

Gas mulia memiliki titik leleh dan titik didih yang sangat rendah. Titik

didihnya hanya beberapa derajat di atas titik lelehnya.

2. Halogen (Golongan VII A)

Unsur-unsur golongan VII A merupakan unsur nonlogam yang bersifat sangat

reaktif. Halogen dengan logam membentuk senyawa garam, contohnya NaF,

NaCl, NaBr, dan NaI. Karena itulah, unsur golongan VII A ini disebut halogen,

yang artinya pembentuk garam. Kereaktifan unsur golongan berkurang dari F

ke I. Semua unsur halogen berupa molekul diatomik (F2, Cl2, Br2, I2),

berwarna, dan bersifat racun.

3. Logam Alkali (Golongan I A)

Unsur-unsur golongan I A (kecuali hidrogen) disebut logam alkali karena

unsur-unsur tersebut membentuk basa yang larut dalam air. Semua logam

alkali tergolong logam yang lunak, dapat diiris dengan pusau, dan ringan.

Logam alkali memiliki satu elektron valensi yang mudah lepas, sehingga

merupakan kelompok logam yang palong aktif, dapat terbakar di udara, dan

bereaksi hebat dengan air. Kereaktifan logam alkali bertambah dari litium (Li)

ke fransium (Fr).


4. Logam Alkali Tanah (Golongan II A)

Unsur-unsur golongan II A disebut logam alkali tanah karena dapat

membentuk basa, tetapi senyawa-senyawanya kurang larut dalam air. Unsur

alkali tanah umumnya ditemukan dalam bentuk senyawa berupa endapan

dalam tanah. Logam alkali tanah juga tergolong logam aktif, namun

kereaktifannya kurang jika dibandingkan logam alkali seperiode, dan hanya

akan terbakar di udara jika dipanaskan. Kecuali berilium (Be), logam alkali

tanah larut dalam air membentuk basa.

5. Unsur-unsur Transisi

Unsur-unsur transisi memiliki sifat-sifat khas yang membedakannya dari

unsur golongan utama, antara lain:

a. Semua unsur transisi tergolong logam

b. Unsur transisi mempunyai kekerasan, titik leleh, dan titik didih yang

relatif tinggi

c. Banyak di antara unsur-unsur transisi membentuk senyawa-senyawa

berwarna.

TUGAS KETERAMPILAN:

Buatlah sebuah poster yang menunjukkan unsur yang memiliki nomor atom seperti nomor absenmu. Dalam poster, harus menunjukkan hal-hal sebagai berikut:

1. Nomor atom, nomor massa, dan lambang unsur 2. Nama unsur 3. Letak unsur dalam sistem periodik unsur (golongan dan periodenya) 4. Jumlah proton, jumlah elektron, dan jumlah neutron 5. Konfigurasi elektron 6. Bilangan kuantum (n, l, m, s) elektron pada tingkat energi tertinggi 7. Sifat/karakteristik unsur (termasuk di dalamnya ada informasi

seperti data titik didih, afinitas elektron, keelektronegatifan, jari-jari atom, dsb)

Buatlah poster semenarik mungkin. Lengkapi apa yang diminta. Selamat mengerjakan dan berkreasi!



1. Partikel dasar penyusun atom terdiri atas proton, neutron, dan elektron. Muatan listrik partikel dasar tersebut berturut-turut adalah …. A. –1, 0, dan +1 D. +1, –1, dan 0 B. –1, +1, dan 0 E. +1, 0, dan –1 C. 0, –1, dan +1

2. Perhatikan gambar beberapa model atom di bawah ini!

(1) (2) (3) (4) (5)

Yang menunjukkan model atom Thompson adalah gambar nomor … A. (1) B. (2) C. (3) D. (4) E. (5)

3. Unsur A memiliki 10 proton dan 12 neutron, sedangkan unsur B memiliki

nomor massa 23 dan nomor atom 11. Kedua unsur tersebut termasuk…… A. isotop D. isoelektron B. isobar E. isomer C. isoton

4. Diketahui lambang suatu unsur adalah X16

30 . Lambang tersebut menunjukkan bahwa atom tersebut memiliki proton, elektron, dan neutron berturut-turut sebanyak….. A. 16, 14, 14 D. 14, 16, 20 B. 16, 16, 14 E. 14, 16, 30 C. 16, 16, 30

5. Atom bromin mempunyai nomor atom 35 dan nomor massa 80, maka

jumlah proton, elektron dan neutron dalam ion bromida (Br –) berturut-turut adalah …… A. 35, 35, 80 D. 35, 36, 45 B. 35, 35, 45 E. 35, 34, 45 C. 35, 45, 80

SOAL LATIHAN


6. Atom atau ion berikut yang mengandung elektron lebih banyak dari neutronnya adalah ……

A. Mg1224 B. Al13

27 C. As3−3375 D. Cl17

35 E. S2−1632

7. Perhatikan data atom dan jumlah partikel dasar penyusunnya berikut:

Pasangan atom yang merupakan pasangan isotop adalah …. A. W dan X D. X dan Z B. W dan Y E. Y dan Z C. X dan Y

8. Unsur sulfur memiliki nomor atom 16, maka konfigurasi elektron dari ion

sulfur (S 2–) adalah …… A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 D. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 B. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 E. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

9. Ion di bawah ini memiliki konfigurasi elektron seperti gas 10Ne, kecuali ….

A. 11Na+ B. 12Mg2+ C. 13Al3+ D. 16S2– E. 8O2–

10. Perhatikan diagram susunan partikel dari dua unsur berikut:

Berdasarkan diagram tersebut, notasi yang benar untuk kedua unsur tersebut adalah …

A. D.

B. E.

C.


11. Konfigurasi elektron dari unsur 8O16 jika membentuk ion dengan menerima 2 elektron ditunjukkan pada gambar ….

A. D.

B. E.

C.

12. Subkulit dengan bilangan kuantum ℓ = 2 dapat menampung elektron maksimal sebanyak ….. elektron. A. 2 B. 6 C. 8 D. 10 E. 14

13. Dalam atom fosfor dengan konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3, jumlah

elektron yang tidak berpasangan adalah …… A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5

14. Unsur berikut yang kulit terluarnya mempunyai jumlah elektron terbanyak

adalah …… A. 12Mg B. 15P C. 19K D. 20Ca E. 32Ge

15. Perhatikan diagram orbital atom X dan ion Y2+ berikut:

Nomor atom dari unsur X dan Y berturut-turut adalah …. A. 31 dan 18 D. 27 dan 20 B. 29 dan 20 E. 27 dan 16 C. 29 dan 16


16. Unsur seperiode memiliki ….. yang sama. A. jumlah elektron D. sifat kimia B. konfigurasi elektron E. jumlah kulit C. elektron valensi

17. Atom suatu unsur mempunyai 16 elektron. Atom unsur lain yang memiliki

sifat mirip adalah yang mempunyai nomor atom ….. A. 10 B. 20 C. 34 D. 36 E. 47

18. Di antara unsur berikut yang memiliki energi ionisasi terbesar adalah …. A. 11Na B. 12Mg C. 19K D. 20Ca E. 37Rb

19. Pernyataan berikut yang paling tepat tentang keelektronegatifan adalah ….

A. energi yang dibebaskan ketika suatu atom dalam wujud gas menyerap elektron membentuk ion negatif

B. energi yang diperlukan untuk melepas satu elektron dari suatu atom dalam wujud gas membentuk ion positif

C. energi yang dibebaskan oleh suatu atom pada pembentukan suatu ikatan kimia

D. bilangan yang menyatakan kecenderungan relatif suatu unsur menarik elektron terluar unsur lain untuk membentuk ikatan kimia

E. bilangan yang menyatakan perbandingan energi ionisasi dari suatu unsur dengan unsur lainnya

20. Di antara unsur Mg1224 dan Ca20

40 , pernyataan yang tepat tentang kedua unsur tersebut adalah…. A. jari-jari atom Mg lebih besar dari Ca B. energi ionisasi atom Mg lebih kecil dari Ca C. keelektronegatifan atom Mg lebih kecil dari Ca D. atom Mg dan Ca terletak dalam satu periode E. jari-jari atom Mg lebih kecil dari Ca

JAWABLAH PERTANYAAN-PERTANYAAN DI BAWAH INI!

1. Lengkapi tabel berikut:

Unsur Notasi No.atom No.massa proton elektron neutron

belerang 32 16

35Br80

nikel 28 59

besi 26 30

seng 65 30

karbon 6 6


2. Diketahui atom-atom: 20Ca40 ; 33As75 ; 50Sn112 ; 53I127 ; 79Au197 Hitunglah jumlah proton, neutron, dan elektron dalam ion-ion: a) Ca2+ b) Au3+ c) Sn4+ d) I- e) As3-

3. Suatu ion X3- mengandung 16 neutron dan 18 elektron. Tentukan nomor

atom (z) dan massa atom (A) serta notasi dari unsur X!

4. Diketahui kelompok unsur: 6C12 ; 7N14 ; 6C14 ; 5B13 ; 7N16 ; 6C13 ; 7N15 ;

8O16 ; 8O17 ; 10Ne18 ; 8O18 ; 9F17 Dari unsur-unsur di atas, manakah yang termasuk kelompok isotop, isobar, dan isoton?

5. Tulislah konfigurasi elektron dan jumlah elektron valensi unsur-unsur berikut: a) 7N d) 17Cl g) 35Br j) 55Cs b) 9F e) 20Ca h) 37Rb k) 81Tl c) 11Na f) 32Ge i) 51Sb l) 85At

6. Tentukan letak unsur-unsur berikut dalam sistem periodik: a) 15P b) 36Kr c) 38Sr d) 88Ra

7. Suatu atom memiliki massa atom 39 dan dalam inti atomnya mengandung 20

neutron. Tentukan letak atom unsur tersebut dalam sistem periodik unsur! Tentukan pula jumlah elektron valensi dan jumlah kulit yang dimiliki atom tersebut!

8. Polonium (Po) merupakan satu di antara beberapa unsur yang digunakan

sebagai sumber tenaga nuklir. Unsur yang ditemukan oleh Marie Curie ini

mempunyai nomor atom = 84. Tentukan periode dan golongan unsur Po

pada sistem periodik unsur!

9. Tentukan nomor atomnya jika suatu unsur berada pada golongan dan periode berikut: a) II A ; 4 b) III A ; 4 c) I A ; 5 d) IV A ; 5

10. Suatu unsur X dalam sistem periodik menempati golongan VI A periode 4. Bila dalam inti atom unsur tersebut mengandung 45 neutron, tentukan: a) konfigurasi elektron b) nomor atom dan nomor massa X


11. Tentukan golongan dan periode atom X dan Z dari data konfigurasi elektron

ion-ion berikut:

a) X2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 b) Z2- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

12. Tuliskan konfigurasi elektron unsur-unsur berikut dan tentukan bilangan

kuantum yang mungkin untuk elektron yang terletak pada orbital dengan

tingkat energi tertinggi:

a) unsur golongan IV A periode 5

b) unsur golongan VII B periode 4

13. Perhatikan tabel periodik berikut:

G O L O N G A N

D

C F

B E

A

Tentukan: a) nomor golongan dan periode unsur A, B, C, D, E, F

b) nama khusus untuk golongan unsur A, B, C, D, E, F

c) konfigurasi elektron A, B, C, D, E, F

d) nomor atom unsur A, B, C, D, E, F

e) jumlah kulit dan banyaknya elektron valensi A, B, C, D, E, F

f) Jika ada unsur-unsur 11X, 38Y, dan 36Z, tuliskan X, Y, dan Z pada tempat

yang sesuai

g) Unsur mana sajakah yang sifatnya mirip dengan unsur X, Y, dan Z?

14. Dari unsur-unsur: 3Li ; 4Be ; 5B ; 9F, tentukan:

a) golongan dan periode masing-masing unsur dalam sistem periodik unsur

b) unsur yang paling elektropositif

c) unsur yang paling elektronegatif

d) unsur yang memiliki energi ionisasi terbesar

e) unsur yang memiliki jari-jari atom terpanjang

P

E

R

I

O

D

E


15. Diberikan data unsur berikut:

Unsur jumlah elektron valensi jumlah kulit elektron

A 8 3

B 2 3

C 8 2

Dari data tersebut, jawablah pertanyaan berikut:

a) Tentukan nomor golongan dan periode dari unsur A, B, dan C!

b) Unsur manakah yang mempunyai jari-jari atom terpanjang?

c) Unsur manakah yang mempunyai energi onisasi yang terbesar?

d) Unsur manakah yang mempunyai afinitas elektron terkecil?

16. Diketahui konfigurasi elektron beberapa unsur adalah sebagai berikut: P : 1s2 2s2 2p5 R : 1s2 2s2 2p6 Q : 1s2 2s2 2p1 S : 1s2 2s2 2p6 3s1 Dari keempat unsur tersebut, tentukan unsur yang termasuk logam dan nonlogam!

17. Diketahui jari-jari atom unsur golongan alkali dari Li sampai dengan Cs secara acak dalam angstrom (Å) : 2,35 ; 1,55 ; 1,90 ; 2,67 ; 2,48. Berapakah jari-jari atom kalium?

18. Diketahui unsur-unsur berikut: 19K ; 12Mg ; 17Cl ; 20Ca ; 15P ; 9F. Urutkan unsur-unsur tersebut menurut kenaikan energi ionisasinya!

19. Diketahui lima buah unsur : 16S ; 17Cl ; 18Ar ; 19K ; 20Ca. Susunlah kelima unsur tersebut menurut bertambahnya: a) jari-jari atom b) energi ionisasi c) keelektronegatifan

20. Diketahui unsur: 10Ne20 ; 18Ar40 ; 17Cl35 ; 16S33 ; 80Hg200 ; 19K39 ; 11Na23

a) unsur manakah yang merupakan logam dengan elektron valensi 1 dan

terletak pada periode 3 dalam sistem periodik unsur?

b) manakah yang merupakan pasangan isoton dari 15P32 ?

c) unsur manakah yang memiliki energi ionisasi terbesar atau yang paling

sukar berubah menjadi ion?

d) unsur manakah yang memiliki sifat yang sama dengan unsur 9F19 ?


BAB III

IKATAN KIMIA

Jenis Ikatan Kimia

Kepolaran Ikatan

Teori Domain Elektron

Gaya Tarik Antar Molekul


3.5 Membandingkan ikatan ion, ikatan kovalen, ikatan kovalen koordinasi, dan ikatan logam serta kaitannya dengan sifat zat

4.5 Merancang dan melakukan percobaan untuk menunjukkan karakteristik senyawa ion atau senyawa kovalen berdasarkan beberapa sifat fisika

3.6 Menerapkan Teori Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR)

dan Teori Domain elektron dalam menentukan bentuk molekul

4.6 Membuat model bentuk molekul dengan menggunakan bahan-bahan yang ada di lingkungan sekitar atau perangkat lunak komputer

3.7 Menghubungkan interaksi antar ion, atom dan molekul

dengan sifat fisika zat 4.7 Menerapkan prinsip interaksi antar ion, atom dan molekul

dalam menjelaskan sifat-sifat fisik zat di sekitarnya

TUJUAN PEMBELAJARAN

Melalui studi literasi, pengamatan, percobaan, dan penugasan proyek, peserta didik mampu membandingkan ikatan ion, ikatan kovalen, ikatan kovalen koordinasi, dan ikatan logam serta kaitannya dengan sifat zat dengan tepat, mampu menerapkan Teori Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR) dan Teori Domain elektron dalam menentukan bentuk molekul dengan tepat, mampu menghubungkan interaksi antar ion, atom dan molekul dengan sifat fisika zat dengan tepat serta terampil dalam membandingkan ikatan ion, ikatan kovalen, ikatan kovalen koordinasi, dan ikatan logam serta kaitannya dengan sifat zat, terampil dalam membuat model bentuk molekul dengan menggunakan bahan-bahan yang ada di lingkungan sekitar atau perangkat lunak komputer, dan terampil dalam menerapkan prinsip interaksi antar ion, atom dan molekul dalam menjelaskan sifat-sifat fisik zat di sekitarnya.


APERSEPSI

Kita sering menjumpai garam dapur yang berwujud padatan berwarna putih.

Kita juga mengetahui bahwa rumus kimia garam dapur adalah NaCl, yang

artinya garam dapur tersusun dari ion-ion natrium dan ion-ion klorin.

Bagaimana ion-ion tersebut dapat bergabung satu dengan lainnya?

Kita juga mengetahui bahwa rumus kimia air adalah H2O, yang artinya setiap

molekul air terdiri atas 1 atom oksigen yang berikatan dengan 2 atom

hidrogen. Mengapa demikian? Apakah tidak mungkin komposisi itu berubah?

Mengapa pula bisa terjadi molekul tersebut?

Ikatan yang terjadi antara atom-atom dalam molekul tersebut dikenal dengan

istilah ikatan kimia. Akan tetapi, ikatan pada NaCl dan ikatan pada H2O tidak

sama. Jenis ikatan kimia suatu senyawa ternyata mempengaruhi sifat-sifat

senyawa yang terbentuk. Dapatkah kamu menyebutkan perbedaan sifat

senyawanya?

Dalam materi bab ini, akan dibahas berbagai jenis ikatan kimia, bentuk molekul,

serta gaya-gaya yang terjadi antarmolekul. Gaya antarmolekul ini juga

menentukan sifat-sifat fisis zat, seperti titik didih, titik leleh, dan juga kelarutan.


IKATAN KIMIA KESTABILAN ATOM

Di antara atom-atom di alam, hanya atom gas mulia yang stabil sedangkan atom

yang lain tidak stabil. Atom-atom yang lain tersebut cenderung bergabung/

berikatan dengan atom lain untuk mendapatkan kestabilan.

Elektron yang berperan pada pembentukan ikatan kimia adalah elektron valensi dari

suatu atom/unsur yang terlibat.

Maka dari itu, dalam pembentukan ikatan kimia; atom-atom akan membentuk

konfigurasi elektron seperti pada unsur gas mulia yang sudah stabil.

Silakan dicoba!

Lengkapilah tabel susunan elektron gas mulia berikut!

No. Unsur Konfigurasi Elektron Elektron Valensi

1. 2He 2 2

2. 10Ne 2 , 8 8

3. 18Ar ................... ...................

4. 36Kr ................... ...................

5. 54Xe ................... ...................

6. 86Rn ................... ...................

Berdasarkan tabel di atas, unsur gas mulia mempunyai elektron valensi sebanyak

...... (oktet) atau ... (duplet, yaitu atom ..............)

Unsur yang belum stabil cenderung menjadikan konfigurasi elektronnya sama

seperti gas mulia terdekat.

Silakan dicoba!

Lengkapilah tabel berikut!

Unsur Susunan

Elektron

Elektron

Valensi

Melepas/Menerima

Elektron

Konfigurasi

Elektron Baru

Lambang

ion

3Li 2 , 1 1 ......... 2 ......

11Na ......... ......... ......... ......... .........

19K ......... ......... ......... ......... .........

12Mg 2 , 8, 2 ......... melepas 2 e- ......... .........

20Ca ......... ......... ......... ......... .........

13Al ......... ......... ......... ......... Al3+

15P ......... ......... ......... ......... .........

16S ......... ......... ......... ......... .........

9F 2 , 7 ......... menerima 1 e- ......... F-


Berdasarkan tabel tersebut, unsur dengan elektron valensi 1, 2, 3 cenderung

....................... (melepas/mengikat) elektron untuk mencapai kestabilan, sehingga

membentuk ion ………………. (negatif/positif).

Berdasarkan tabel tersebut, unsur dengan elektron valensi 5, 6, 7 cenderung

....................... (melepas/mengikat) elektron untuk mencapai kestabilan, sehingga

membentuk ion ………………. (negatif/positif).

Dari kedua pernyataan tersebut, dapat diperkirakan unsur yang memiliki elektron

valensi 4 mencapai kestabilan dengan cara..........................................

Silakan dicoba!

Lambang atom yang dilengkapi dengan elektron valensinya disebut Lambang Lewis.

No Atom Konfigurasi

Elektron

Elektron Valensi Struktur Lewis

1. 4Be 2 , 2 2 •Be•

2. 6C ...... ...... ......

3. 7N ...... ...... ......

4. 8O ...... ...... ......

5. 17Cl ...... ...... ......

Ikatan kimia pada prinsipnya berasal dari interaksi antar elektron-elektron yang ada

pada orbit luar, atau orbit yang terisi sebagian atau orbit bebas dalam atom lainnya.

Unsur dapat menjadi stabil (meniru konfigurasi elektron gas mulia) dengan

mendapatkan, kehilangan, atau berbagi elektron. Kecenderungan atom-atom untuk

memiliki struktur atau konfigurasi elektron seperti gas mulia atau 8 elektron pada

kulit terluar disebut “kaidah oktet”.

Jenis-jenis ikatan kimia:

1. Ikatan ion/ elektrovalen

Ikatan ion merupakan ikatan yang terjadi karena adanya serah terima elektron.

Ikatan ion dapat terbentuk antara:

a. Ion positif dengan ion negatif

b. Atom-atom yang memiliki energi potensial ionisasi kecil dengan atom-atom

yang memiliki afinitas elektron besar (golongan IA, IIA dengan golongan VIA,

VIIA)

c. Atom-atom yang memiliki keelektronegatifan kecil dengan atom-atom yang

mempunyai keelektronegatifan besar.


Misalnya: Ikatan yang terbentuk antara 11Na dan 17Cl membentuk senyawa ion NaCl

11Na : 2. 8. 1 (agar stabil maka harus melepas 1 elektron)

17Cl : 2. 8.7 (agar stabil maka harus menangkap 1 elektron) Proses pelepasan/penangkapan gambar skema proses serah terima elektron: elektron: Na Na+ + e Cl + e Cl-

Na + Cl Na+ + Cl-

NaCl

Contoh senyawa ion yang lain: NaBr, Na2O, KCl, KI, CaO, CaCl2, MgCl2, dsb.

Sifat-sifat senyawa ion antara lain:

a. Dalam bentuk padatan tidak menghantarkan listrik karena partikel-partikel

ionnya terikat kuat pada kisi, sehingga tidak ada elektron yang bebas

bergerak.

b. Leburan dan larutannya menghantarkan listrik.

c. Umumnya berupa zat pada kristal yang permukaannya keras dan sukar

digores.

d. Titik leleh dan titik didihnya tinggi.

e. Larut dalam pelarut polar dan tidak larut dalam pelarut nonpolar.

2. Ikatan kovalen/ homopolar

Kovalen merupakan gabungan dari 2 kata yaitu co yang berarti

bersama-sama, dan valent yang berarti valensi. Maka ikatan kovalen adalah

ikatan yang terjadi karena adanya pemakaian pasangan elektron secara

bersama. Hal ini terjadi ketika masing-masing atom dalam ikatan tidak mampu

memenuhi aturan oktet, namun penggabungan atom-atom tersebut dapat

memenuhi jumlah oktetnya.

Contoh ikatan kovalen pada CH4:

Gambar struktur lewis Rumus Struktur Rumus Kimia

CH4

Silakan dicoba!

Tuliskan proses pelepasan/penangkapan elektron serta gambar skema proses

ikatan yang terbentuk antara:

1. 12Mg dengan 8O

2. 20Ca dengan 17Cl


Penggambaran Struktur Lewis Beberapa ketentuan yang perlu diperhatikan:

1. Semua elektron valensi harus muncul dalam struktur Lewis

2. Semua elektron dalam struktur Lewis umumnya berpasangan

3. Semua atom umumnya mencapai konfigurasi oktet (khusus untuk H, duplet)

4. Kadang-kadang terdapat ikatan rangkap 2 atau 3 (umumnya ikatan rangkap 2

atau 3 hanya dibentuk oleh atom C, N, O, P dan S)

Langkah-langkah penulisan struktur Lewis apabila kerangka molekul/ion sudah

diketahui:

1. Hitung jumlah elektron valensi dari semua atom dalam molekul / ion

2. Berikan masing-masing sepasang elektron untuk setiap ikatan

3. Sisa elektron digunakan untuk membuat semua atom terminal mencapai oktet

4. Tambahkan sisa elektron (jika masih ada), kepada atom pusat

5. Jika atom pusat belum oktet, tarik pasangan elektron bebas (PEB) dari atom

terminal untuk membentuk ikatan rangkap dengan atom pusat

Contoh lain senyawa yang terbentuk dari ikatan kovalen:

H2, O2, N2, Cl2, NH3, BF3, PCl5, CO2, C2H4, dsb.

Sifat-sifat senyawa kovalen:

a. Pada suhu kamar umumnya berupa gas (H2, O2, N2, Cl2, CO2), cair (H2O, Br2),

atau padat (I2).

b. Titik didih dan titik lelehnya rendah karena gaya tarik-menarik antar

molekulnya lemah meskipun ikatan antar atomnya kuat.

c. Larut dalam pelarut non polar, dan beberapa dapat berinteraksi dengan pelarut polar.

Ikatan Kovalen Koordinasi

Ikatan kovalen koordinasi merupakan ikatan kovalen dimana pasangan elektron

yang dipakai bersama berasal dari salah satu atom pembentuknya. Syarat

pembentukan ikatan kovalen koordinat adalah: salah satu atom memiliki

pasangan elektron bebas, dan atom lainnya memiliki orbital kosong.

Contoh ikatan kovalen koordinasi pada SO3:

Macam-macam ikatan kovalen berdasarkan jumlah PEI (pasangan elektron ikatan):

1. Ikatan kovalen tunggal : memiliki 1 pasang PEI Contoh:


Contoh lain: H2, HF, H2O, NH3

2. Ikatan kovalen rangkap dua : memiliki 2 pasang PEI

Contoh:

Contoh lain : CO2

3. Ikatan kovalen rangkap tiga : memiliki 3 pasang PEI Contoh:

Macam ikatan kovalen berdasarkan kepolaran ikatan

Kedudukan pasangan elektron ikatan tidak selalu simetris terhadap kedua

atom yang berikatan. Hal ini disebabkan karena setiap unsur mempunyai daya tarik

elektron (keelektronegatifan) yang berbeda-beda, sehingga terjadi polarisasi pada

ikatan kovalen.

1. Ikatan kovalen polar

Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang PEI-nya cenderung tertarik

ke salah satu atom yang berikatan. Senyawa kovalen polar biasanya terjadi

antara atom-atom unsur yang beda keelektronegatifannya besar,

mempunyai bentuk molekul asimetris, mempunyai momen dipol (µ = hasil

kali jumlah muatan dengan jaraknya) ≠ 0.

Silakan dicoba!

Gambarkan struktur lewis dan rumus struktur dari:

1. H2O (air)

2. CO2 (gas karbon dioksida)

3. HCN (asam sianida)


2. Ikatan kovalen non polar

Ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan kovalen yang PEI-nya tertarik sama

kuat ke arah atom-atom yang berikatan. Senyawa kovalen nonpolar

terbentuk antara atom-atom unsur yang mempunyai beda

keelektronegatifan/momen dipol = 0, sehingga bentuk molekulnya simetris.

Pada ikatan kovalen yang terdiri lebih dari dua unsur, kepolaran senyawanya

ditentukan oleh:

a) Jumlah momen dipol

Jika jumlah momen dipol = 0, senyawanya bersifat nonpolar. Jika momen

dipol ≠ 0, maka senyawanya bersifat polar.

b) Bentuk molekul

Jika bentuk molekulnya simetris maka senyawanya bersifat nonpolar,

sedangkan jika bentuk molekulnya tidak simetris, maka senyawanya bersifat

polar.

Penyimpangan Kaidah Oktet Dalam kenyataannya, ada beberapa pengecualian dalam aturan oktet, misalnya:

1) Senyawa yang atom pusatnya mempunyai elektron valensi kurang dari 4 Contoh : BeCl2 ; BCl3; AlBr3

2) Senyawa yang melampaui aturan oktet, terjadi pada unsur-unsur periode 3 atau lebih Contoh: PCl5 ; SF6 ; ClF3


Ikatan Logam

Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak. Dalam bentuk padat, atom-atom logam tersusun dalam susunan yang sangat rapat. Salah satu teori yang dikemukakan untuk menjelaskan ikatan logam adalah teori lautan elektron. Suatu logam terdiri atas suatu kisi ketat dari ion-ion positif dan di sekitarnya terdapat lautan (atmosfer) elektron-elektron valensi, yang terbatas pada permukaan-permukaan energi tertentu, namun mempunyai cukup kebebasan, sehingga elektron-elektron ini tidak terus-menerus digunakan bersama oleh dua ion yang sama. Bila diberikan energi, elektron-elektron ini mudah dioperkan dari atom ke atom. Sistem ikatan ini unik bagi logam dan dikenal sebagai ikatan logam.

Sifat khas logam:

a. Berupa zat padat pada suhu kamar b. Dapat ditempa (tidak rapuh), dapat dibengkokkan dan dapat direntangkan

menjadi kawat. c. Penghantar/konduktor listrik yang baik

Kovalen Raksasa Zat yang mempunyai struktur kovalen raksasa mempunyai titik leleh dan titik didih yang sangat tinggi. Contoh : intan dan grafit (C), silika (SiO2).

BENTUK MOLEKUL

Bentuk geometri molekul merupakan susunan ruang atom-atom dalam molekul.

Dari bentuk-bentuk molekul yang diperoleh, para ilmuwan menyusun teori untuk

menjelaskan bentuk molekul tersebut. Untuk kelas X ini, kita akan mempelajari teori

domain elektron dan teori hibridisasi.


AXnEm

1. TEORI DOMAIN ELEKTRON

Teori Domain elektron berarti kedudukan elektron atau daerah keberadaan

elektron. Domain elektron dapat dibedakan menjadi:

a. Domain Elektron Ikatan (DEI), yaitu domain yang mengandung pasangan

elektron ikatan (ikatan tunggal, rangkap dua, rangkap tiga)

b. Domain Elektron Bebas (DEB), yaitu domain yang mengandung pasangan

elektron bebas.

Teori Domain Elektron merupakan suatu cara meramalkan bentuk molekul

berdasarkan tolak-menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusat. Teori ini

merupakan pengembangan teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion).

Urutan kekuatan tolakan antar domain kulit luar atom pusat adalah:

DEB – DEB > DEB – DEI > DEI – DEI.

Tipe Molekul Langkah-langkah menentukan tipe molekul:

1. Tentukan jumlah elektron valensi atom pusat

2. Tentukan jumlah domain elektron ikatan

3. Tentukan jumlah domain elektron bebas

Domain menyatakan jumlah pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas

pada atom pusat.

A = atom pusat

n = jumlah domain elektron ikatan

m = jumlah domain elektron bebas

n + m = domain total

Jumlah domain elektron bebas :

EV = jumlah elektron valensi atom pusat

Contoh: Menentukan tipe molekul H2O (no atom H = 1, O = 8) atom pusat : O jumlah elektron valensi atom pusat : 6 jumlah domain elektron ikatan (X) = 2 (mengikat 2 atom H)

jumlah domain elektron bebas (E) = 6 −2

2 = 2

Maka, tipe molekul H2O adalah AX2E2 Pasangan elektron bebas mempunyai gaya tolak yang lebih besar daripada pasangan

elektron ikatan. Adanya gaya tolak yang kuat pada pasangan elektron bebas ini

mengakibatkan pasangan elektron bebas akan menempati ruang yang lebih luas

daripada pasangan elektron ikatan. Pasangan-pasangan elektron di dalam suatu

molekul akan menempatkan diri sedemikian rupa sehingga gaya tolak-menolak

pasangan elektron itu serendah mungkin, Agar kedudukan pasangan elektron

tersebut menghasilkan gaya tolak-menolak yang paling rendah, maka pasangan

m = 𝑬𝑽−𝒏

𝟐


elektron tersebut akan berada pada jarak yang saling berjauhan satu sama lain.

Inilah yang menyebabkan bentuk geometri pada molekul.

Berikut ini berbagai kemungkinan geometri molekul:

Σ DEI

Σ DEB

Tipe Molekul

Orbital Hibrida

Geometri Molekul

Bentuk Molekul Contoh

2 0 AX2 sp linier

BeCl2 BeH2

3 0 AX3 sp2 segitiga sama sisi

BF3

BCl3

4 0 AX4 sp3 tetrahedron / tetrahedral

CCl4

CH4

3 1 AX3E sp3 piramida trigonal

NH3 PCl3

2 2 AX2E2 sp3d planar V (bengkok)

H2O H2S

5 0 AX5 sp3d bipiramida trigonal

PCl5

4 1 AX4E sp3d bidang empat tak simetris / jungkat-jungkit / seesaw

SF4


3 2 AX3E2 sp3d planar T

IF3

ClF3

2 3 AX2E3 sp3d linier

XeF2

6 0 AX6 sp3d2 oktahedron / oktahedral

SF6

5 1 AX5E sp3d2 piramida segiempat

IF5

4 2 AX4E2 sp3d2 segiempat planar

XeF4

2. TEORI HIBRIDISASI

Hibridisasi adalah penggabungan dua atau lebih orbital yang tingkat

energinya berbeda menjadi orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama

(tergenerate).

Menurut teori hibridisasi, elektron yang terlibat dalam ikatan kimia adalah elektron valensi. Orbital yang mengalami hibridisasi juga merupakan orbital yang memiliki harga n terbesar.

Ikatan Kovalen pada BeF2

Atom pusat Be mengikat 2 atom F yang masing-masing F mendonorkan 1 e-

4Be : 1s2 2s2


Semua elektron Be telah berpasangan, sedangkan ia harus menyediakan 2 buah

elektron untuk berikatan dengan atom F, maka elektron pada orbital 2s

dipromosikan ke orbital 2p.

4Be : 1s2 2s2 2p

Untuk menyamakan energinya orbital 2s dan 2p melakukan hibridisasi.

Hibridisasi antara 1 orbital s dan 1 orbital p disebut hibridisasi sp.

Bentuk molekul dengan hibridisasi sp adalah linear (lurus).

Ikatan Kovalen pada CH4

6C : 1s2 2s2 2p2

GAYA TARIK ANTAR MOLEKUL

Gaya tarik-menarik antar molekul berkaitan dengan berbagai sifat fisika zat seperti

titik cair/titik didih, rapatan, serta kelarutan. Gaya antar molekul dapat dibedakan

menjadi:

1. Gaya dipol sesaat – dipol terimbas (Gaya London)

Gaya ini terjadi antar molekul nonpolar, akibat elektron selalu mengalami

perpindahan sehingga molekul yang semula bersifat nonpolar berubah


menjadi polar dan terbentuk dipol sesaat. Dipol sesaat pada suatu molekul

dapat mengimbas molekul sekitarnya sehingga membentuk suatu dipol

terimbas.

Dipol sesaat/dipol terimbas bersifat sementara, sehingga gaya tarik ini

bersifat lemah. Kemudahan molekul untuk membentuk dipol sesaat atau

mengimbas suatu dipol disebut polarisabilitas, yang tergantung pada massa

molekul relatif dan bentuk molekul.

2. Gaya tarik dipol – dipol

Gaya ini terjadi antar molekul polar akibat terjadinya dipol permanen. Gaya ini lebih kuat dibanding gaya dispersi.

3. Ikatan hidrogen Ikatan ini merupakan gaya tarik-menarik antar molekul yang cukup kuat yang terjadi antara atom hidrogen dengan atom lain yang sangat elektronegatif (F, O, N) dari molekul lain. Adanya ikatan hidrogen mengakibatkan senyawa memiliki titik didih tinggi.


TUGAS KETERAMPILAN:

Buatlah model bentuk molekul 3D dari bahan-bahan yang ada di

sekitarmu. Lalu fotolah bentuk-bentuk yang telah dibuat dengan

ketentuan sebagai berikut:

1. Jumlah model yang harus dibuat = 12 bentuk (linier tipe AX2,

segitiga sama sisi, tetrahedral, piramida trigonal, planar V,

bipiramida trigonal, jungkat-jungkit, planar T, linier tipe AX2E3,

oktahedral, piramida segiempat, segiempat planar)

2. Tuliskan 1 nama senyawa yang memiliki bentuk seperti model

tersebut, hitung m yang dimiliki menggunakan rumus, tentukan

tipe molekul dan bentuk molekulnya.

3. Fotolah model bersama tulisan tersebut!

Contoh :

4. Dalam 1 foto boleh berisi 2 model molekul dan tulisan, asalkan

terlihat jelas.

5. Selain foto model molekul dan tulisan, fotolah diri kalian

(tampak wajah) bersama satu atau lebih model molekul yang

telah kalian buat

Selamat mengerjakan dan berkreasi!



1. Di antara unsur-unsur berikut yang paling stabil adalah … A. 8P B. 9Q C. 10R D. 12S E. 20T

2. Di antara atom unsur di bawah ini yang akan melepaskan sebuah elektron

untuk mencapai kestabilan adalah…… A. 13Al B. 16S C. 17Cl D. 19K E. 20Ca

3. Kelompok senyawa berikut tergolong senyawa kovalen, kecuali …..

A. HF, HCl, HI D. Li2O, CaO, MgO B. BH3, BF3, CO2 E. IF5, CCl4, ClF3 C. H2O, NH3, CO2

4. Diketahui empat unsur: V, W, X, Y dengan nomor atom berturut-turut 11, 12,

17, 18. Pasangan unsur yang dapat membentuk ikatan ion adalah …… A. V dan X D. V dan W B. V dan Y E. W dan Y C. X dan Y

5. Unsur X memiliki konfigurasi elektron 2.8.2 sedangkan unsur Y memiliki

konfigurasi elektron 2.8.18.7. Jika kedua unsur membentuk senyawa, maka rumus senyawanya adalah … A. XY2 B. X2Y C. X2Y3 D. X2Y5 E. X2Y7

6. Diketahui nomor atom H = 1, N = 7, O = 8, F = 9, dan Cl = 17. Dengan

memperhatikan aturan oktet dan duplet, maka ikatan rangkap tiga terdapat pada molekul ….. A. H2 B. O2 C. F2 D. Cl2 E. N2

7. Diketahui nomor atom H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, S = 16, dan Cl = 17. Di antara senyawa berikut ini yang merupakan senyawa yang mempunyai ikatan kovalen koordinasi adalah…… A. NH3 B. H2O C. CH4 D. CCl4 E. H2SO4

8. Dari senyawa berikut ini yang tidak memenuhi kaidah oktet adalah ……

(Diketahui nomor atom H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, P = 15, S = 16, Cl = 17) A. CS2 B. NH3 C. SO2 D. SCl2 E. PCl5

9. Diketahui unsur P memiliki nomor atom 15 bersenyawa dengan unsur Cl

yang memiliki nomor atom 17 membentuk senyawa PCl3. Jumlah pasangan elektron bebas pada atom pusat senyawa tersebut adalah …. A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 4

10. Nomor atom unsur S = 16, dan F = 9. Maka bentuk molekul dari senyawa SF6

adalah…. A. tetrahedron D. bipiramida trigonal B. oktahedron E. linier C. piramida trigonal

SOAL LATIHAN


11. Di antara senyawa berikut yang mempunyai 3 pasang elektron terikat dan 1 pasang elektron bebas adalah ... (Nomor atom H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, F = 9, dan Cl = 17) A. H2O B. HF C. NH3 D. Cl2 E. CCl4

12. Jumlah domain elektron terikat dan domain elektron bebas suatu senyawa

berturut-turut adalah 2 dan 2, maka bentuk molekul senyawa tersebut adalah …… A. segitiga planar D. tetrahedron B. piramida trigonal E. segi empat datar C. planar V (bengkok)

13. Molekul di bawah ini yang bersifat non polar adalah …..

(Diketahui: nomor atom H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, F = 9, Cl = 17) A. NH3 B. HF C. H2O D. CCl4 E. PF3

14. Atom pusat dalam molekul NH3 mengalami hibridisasi ….

(Diketahui nomor atom H = 1, N =7) A. sp B. sp2 C. sp3 D. sp3d E. sp3d2

15. Diketahui harga keelektronegatifan unsur-unsur H, F, Cl, Br, dan I berturut-

turut adalah 2,1 ; 4,0 ; 3,5 ; 2,8 ; dan 2,5. Molekul yang paling polar adalah …. A. HF B. HCl C. HBr D. HI E. IF

JAWABLAH PERTANYAAN DI BAWAH INI!

1. Lengkapi tabel di bawah ini!

Unsur Nomor atom

Nomor massa

Elektron valensi

Cara mencapai kestabilan

F 9 19 7 menerima 1 elektron (membentuk ion negatif)

Na 11 23

P 15 31

S 16 32

Cl 17 35

K 19 39

Ca 20 40

2. Nomor atom X dan Y berturut-turut adalah 12 dan 16.

a) Apakah unsur X dan Y tersebut sudah stabil? Jelaskan!

b) Untuk mencapai keadaan yang lebih stabil, apakah unsur X dan Y dapat

membentuk ikatan? Jika ya, ikatan apa? Bagaimana rumus senyawa yang

terbentuk?

3. Kelompokkan senyawa-senyawa berikut menjadi senyawa ionik dan senyawa

kovalen:

a) HBr d) NaF g) PCl3

b) CaO e) N2O3 h) CS2

c) Al2O3 f) CaCl2 i) KCl


4. Gambarkan proses terbentuknya ikatan dan tentukan rumus kimia senyawa

ion yang terbentuk dari pasangan unsur berikut:

a) 12Mg dengan 8O d) 12Mg dengan 7N

b) 20Ca dengan 17Cl e) 13Al dengan 35Br

c) 19K dengan 8O

5. Atom 13Al berikatan dengan atom 16S membentuk suatu senyawa. Tentukan:

a) jenis ikatan yang terbentuk

b) rumus kimia senyawa yang terjadi

6. Tuliskan rumus senyawa dan jenis ikatan yang terbentuk dari:

a) 20D dan 16E d) 15R dan 17Y

b) 6L dan 8M e) 13A dan 8M

c) 12Q dan 15R f) 9Z dan 17Y

7. Gambarkan rumus Lewis dari senyawa berikut kemudian hitunglah jumlah

pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) di sekitar

atom pusat! (Nomor atom H = 1, B = 5, N = 7, O = 8, F = 9, C = 12, S = 16)

a) H2O b) NH3 c) CH4 d) BF3 e) SF6

8. Diketahui nomor atom H = 1, B = 5, C = 6, N = 7, O = 8, F = 9, P = 15, Cl = 17. Gambarkan rumus Lewis dan rumus struktur dari senyawa: a) Cl2O d) C2H4 b) CHCl3 e) BF3 . PH3 c) C2H2 f) NH3 . BCl3

9. Tentukanlah apakah ikatan kovalen berikut polar atau non polar. Bila polar,

tentukan kutub negatifnya: a) N – F b) O = O c) N – Cl d) C – H e) F – F

10. Diketahui nomor atom H = 1, B = 5, C = 6, N = 7, O = 8, Cl = 17, Br = 35, I = 53.

Tentukan kepolaran dari senyawa-senyawa berikut: a) CH4 d) BCl3 b) Cl2O e) I2 c) NH3 f) HBr

11. Diketahui nomor atom Be = 4, B =5, C = 6, N = 7, F = 9, P = 15, S = 16, Cl = 17.

Lengkapi tabel berikut ini:

Senyawa Σ DE Σ DEI Σ DEB Tipe molekul

Bentuk molekul

BeF2

BCl3

CH4

NH3

PCl5

SF6


12. Nomor atom H = 1. C = 6, N = 7, O = 8, F = 9, Cl = 17, Xe = 54. Dengan menggunakan rumus, tuliskan tipe dan bentuk molekul dari senyawa: a) CHCl3 b) NH4Cl c) XeOF4

13. Diketahui nomor atom Be = 4, B = 5, C = 6, F = 9, P = 15, S = 16, Cl = 17.

Tentukan jenis hibridisasi dan nama bentuk geometri molekul senyawa: a) BeCl2 b) BF3 c) CH4 d) PCl5 e) SF6

14. Senyawa NF3 terdiri atas unsur N (nomor atom = 7) dan F (nomor atom = 9). Tentukan: a) konfigurasi elektron N d) tipe molekul b) konfigurasi elektron F e) bentuk molekul senyawa NF3 c) hibridisasi NF3

15. Jawablah pertanyaan berikut:

a) Apakah yang dimaksud dengan ikatan hidrogen? Apa pengaruh

keberadaan ikatan hidrogen?

b) Mengapa senyawa H2O memiliki titik didih yang lebih tinggi

dibandingkan senyawa H2Te? Jelaskan jawabanmu!

bab i pengenalan ilmu kimia

Documents