teori atom dan struktur atom · pdf filemenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika...

20
1 | MODUL KIMIA KELAS X MIA TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya 1.1 Menyadari adanya keteraturan struktur partikel materi sebagai wujud kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang struktur partikel materi sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif. 2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, terbuka, mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari. 2.2 Menunjukkan perilaku kerjasama, santun, toleran, cinta damai dan peduli lingkungan serta hemat dalam memanfaatkan sumber daya alam. 2.3 Menunjukkan perilaku responsif dan pro- aktif serta bijaksana sebagai wujud kemampuan memecahkan masalah dan membuat keputusan 3. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban 3.1 Menganalisis perkembangan model atom. 3.2 Menganalisis struktur atom berdasarkan teori atom Bohr dan teori mekanika kuantum. 3.3 Menganalisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik unsur.

Upload: tranthuy

Post on 24-Feb-2018

351 views

Category:

Documents


15 download

TRANSCRIPT

Page 1: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

1 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM

KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR

1. Menghayati dan

mengamalkan ajaran agama

yang dianutnya

1.1 Menyadari adanya keteraturan struktur

partikel materi sebagai wujud kebesaran

Tuhan YME dan pengetahuan tentang

struktur partikel materi sebagai hasil

pemikiran kreatif manusia yang

kebenarannya bersifat tentatif.

2. Menghayati dan

mengamalkan perilaku

jujur, disiplin,

tanggungjawab, peduli

(gotong royong, kerjasama,

toleran, damai), santun,

responsif dan pro-aktif dan

menunjukkan sikap sebagai

bagian dari solusi atas

permasalahan dalam

berinteraksi secara efektif

dengan lingkungan sosial

dan alam serta dalam

menempatkan diri sebagai

cerminan bangsa dalam

pergaulan dunia.

2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki

rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif,

terbuka, mampu membedakan fakta dan

opini, ulet, teliti, bertanggung jawab,

kritis, kreatif, inovatif, demokratis,

komunikatif) dalam merancang dan

melakukan percobaan serta berdiskusi

yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari.

2.2 Menunjukkan perilaku kerjasama, santun,

toleran, cinta damai dan peduli lingkungan

serta hemat dalam memanfaatkan sumber

daya alam.

2.3 Menunjukkan perilaku responsif dan pro-

aktif serta bijaksana sebagai wujud

kemampuan memecahkan masalah dan

membuat keputusan

3. Memahami, menerapkan,

menganalisis pengetahuan

faktual, konseptual,

prosedural berdasarkan rasa

ingintahunya tentang ilmu

pengetahuan, teknologi,

seni, budaya, dan

humaniora dengan wawasan

kemanusiaan, kebangsaan,

kenegaraan, dan peradaban

3.1 Menganalisis perkembangan model atom.

3.2 Menganalisis struktur atom berdasarkan

teori atom Bohr dan teori mekanika

kuantum.

3.3 Menganalisis hubungan konfigurasi

elektron dan diagram orbital untuk

menentukan letak unsur dalam tabel

periodik dan sifat-sifat periodik unsur.

Page 2: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

2 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR

terkait penyebab fenomena

dan kejadian, serta

menerapkan pengetahuan

prosedural pada bidang

kajian yang spesifik sesuai

dengan bakat dan minatnya

untuk memecahkan masalah

INDIKATOR:

1. Mengamati perkembangan model atom

2. Menjelaskan perkembangan model atom

3. Membandingkan perkembangan model atom

4. Menuliskan konfigurasi elektron berdasarkanTeori Atom Bohr

5. Menjelaskan prinsip Aufbau,

6. Menjelaskan aturan Hund,

7. Menjelaskan asas larangan Pauli

8. Menjelaskan aturan pengisian orbital penuh dan setengah penuh.

9. Menuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram

orbital.

10. Menjelaskan bilangan kuantum.

11. Menentukan nilai 4 bilangan kuantum untuk sebuah elektron dalam atom.

12. Menggambarkan bentuk orbital sub kulit s, p, dan d.

13. Menjelaskan hubungan antara kulit dan sub kulit dengan bilangan

kuantum

14. Menentukan konfigurasi elektron

Page 3: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

3 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

A. Perkembangan Teori Atom

Seorang filsuf dari Yunani, bernama Democritus (400 SM) berpendapat bahwa jika

suatu benda dibagi terus – menerus maka diperoleh suatu bagian terkecil yang tidak dapat

dibagi lagi. Bagian terkecil ini oleh Democritus disebut atom. Atom berasal dari bahasa

Yunani, yaitu athomos (a = tidak, thomos = dibagi/ dibelah).

Berikut ini merupakan perkembangan teori atom oleh beberapa ilmuan setelah

Democritus mencetuskan gagagasannya tentang atom.

1) John Dalton

John Dalton (1766 - 1844) berkebangsaan Inggris merupakan ilmuan pertama yang

melakukan terobaosan tentang apa yang sebenarnya tardapat dalam suatu materi.

Bayangan Dalton tentang atom adalah bahwa atom seperti benda yang pejal. Dari hasil

penelitiannya pada tahun 1808, John Dalton mengemukakan teorinya tentang atom,

sebagai berikut:

a. Setiap materi terdiri dari partikel yang sangat kecil yang disebut atom.

b. Atom dari unsur yang sama memiliki sifat yang sama.

c. Atom dari unsur yang berbeda memiliki sifat yang berbeda.

d. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain dengan reaksi

kimia; atom tidak dapat diciptakan juga tidak dapat dimusnahkan.

e. Atom – atom dapat bergabung membentuk molekul.

f. Dalam senyawa, perbandingan massa masing – masing unsur tetap.

Kelemahan dari teori atom Dalton tersebut diantaranya tidak dapat menjelaskan

tentang sifat kelistrikan suatu benda dan pada kenyataannya atom masih dapat dibagi lagi

menjadi partikel yang lebih kecil yang disebut partikel subatomik.

Gambar 1.2 Model atom Dalton

Gambar 1.1 John Dalton

(1766 –1844/Inggris)

Page 4: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

4 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

2) J. J. Thomson

Pada tahun 1897 J. J Thomson menemukan elektron. Berdasarkan penemuannya

tersebut, kemudian Thompson mengajukan teori atom baru yang dikenal dengan sebutan

model atom Thompson. Model atom Thomson dianalogkan seperti sebuah roti kismis, di

mana atom terdiri atas materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron

bagaikan kismis dalam roti kismis. Karena muatan positif dan negatif bercampur jadi satu

dengan jumlah yang sama, maka secara keseluruhan atom menurut Thompson bersifat

netral.

Penemuan elektron diawali dengan ditemukannya tabung katode oleh William

Crookes. Kemudian J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang

sinar katode ini dan dapat dipastikan bahwa sinar katode ini merupakan partikel, sebab

dapat memutar baling-baling yang diletakkan di antara katode dan anode.

Sifat sinar katode antara lain:

Merambat tegak lurus dari permukaan katode menuju anode.

Merupakan radiasi partikel sehingga terbukti dapat memutar baling – baling.

Bermuatan listrik negatif sehingga dibelokkan ke kutub listrik positif.

Dapat memendarkan berbagai jenis zat, termasuk gelas.

Gambar 1.4 Model atom Thomson

Gambar 1.3 Joseph John

Thomson (1856 - 1909)

Elektron

Materi

bermuatan

positif

Page 5: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

5 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

Berdasarkan fakta di atas dapat disimpulkan bahwa sinar katode memiliki muatan

negatif. Stoney menamakan katode dengan istilah elektron. Dengan demikian, elektron

memiliki massa dan bermuatan negatif. Jika bahan katode diganti dengan logam lain

selalu dihasilkan sinar katode yang sama. Hal ini

membuktikan bahwa sinar katode atau elektron merupakan partikel dasar

penyusun materi.

Kelemahan dari teori atom Thomson diantaranya tidak dapat menerangkan

fenomena penghamburan pertikel alfa oleh lempeng emas seperti yang dikemukakan oleh

Rutherford.

3) Ernest Rutherford

Ahli fisika Inggris, Ernest Rutherford beserta temannya Geiger dan Marsden pada

1911 melakukan eksperimen yang dikenal dengan penghamburan partikel alfa oleh

Gambar 1.5 Tabung sinar katode

Gambar 1.7 Model atom Rutherford Gambar 1.6 Ernest

Rutherford (1871 - 1937)

Page 6: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

6 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

selaput tipis emas (0,0004 mm). Setelah berkali-kali melakukan percobaan, akhirnya

Rutherford berhasil mengungkapkan fakta-fakta berikut.

1. Sebagian besar partikel sinar alfa dapat menembus pelat karena melalui daerah hampa.

2. Partikel alfa yang mendekati inti atom dibelokkan karena mengalami gaya tolak inti.

3. Partikel alfa yang menuju inti atom dipantulkan karena inti bermuatan positif dan

sangat massif.

Dari fenomena percobaan tersebut maka Rutherford mengusulkan suatu model atom

yang dikenal dengan model atom Rutherford sebagai berikut:

1. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruangan kosong.

2. Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif dan hampir seluruh massa atom terpusat

pada inti.

3. Elektron beredar mengelilingi inti.

4. Jumlah muatan inti sama dengan jumlah muatan elektron sehingga atom bersifat netral.

Gambar 1.8 Skema percobaan Rutherford

Gambar 1.7 Hamburan sinar alfa pada lempeng emas

Page 7: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

7 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

Akan tetapi teori atom Rutherford masih memiliki kelemahan, diantaranya sebagai

berikut:

Bertentangan dengan teori elektron dinamika klasik, di mana suatu partikel bermuatan

listrik apabila bergerak akan memancarkan energi.

Elektron bermuatan negatif yang beredar mengelilingi inti akan kehilangan energi

terus-menerus sehingga akhirnya akan membentuk lintasan spiral dan jatuh ke inti.

Pada kenyataannya hal ini tidak terjadi, elektron tetap stabil pada lintasannya.

4) Niels Bohr

Niels Henrik David Bohr adalah seorang ahli fisika Denmark. Pada tahun 1913, Bohr

mengemukakan teori tentang atom yang bertitik tolak dari model atom nuklir Rutherford

dan teori kuantum Planck. Model atom Bohr tersebut dapat dianalogkan seperti sebuah

tata surya mini. Pada tata surya, planet-planet beredar mengelilingi matahari. Pada atom,

elektron - elektron beredar mengelilingi atom, hanya bedanya pada sistem tata surya,

setiap lintasan (orbit) hanya ditempati 1 planet, sedangkan pada atom setiap lintasan

(kulit) dapat ditempati lebih dari 1 elektron.

Model atom Bohr berdasarkan teorinya sebagai berikut.

1. Elektron beredar mengelilingi inti pada lintasan-lintasan (orbit) tertentu.

2. Elektron yang beredar pada lintasannya tidak memancarkan energi, lintasan elektron

ini disebut lintasan stasioner.

3. Apabila elektron dengan tingkat energi rendah pindah ke lintasan dengan tingkat

energi lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi, peristiwa ini disebut eksitasi.

Sebaliknya, apabila elektron pindah dari lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi ke

Gambar 1.10 Model atom Niels Bohr Gambar 1.9 Niels Bohr

(1885 - 1962)

Page 8: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

8 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

lintasan dengan tingkat energi lebih rendah maka elektron akan memancarkan energi,

peristiwa ini disebut deeksitasi.

4. Energi yang dipancarkan/diserap ketika terjadi transisi elektron terekam sebagai

spektrum atom.

Kelemahan dari teori atom Niels Bohr yaitu terjadi penyimpangan untuk atom yang

lebih besar dari hidrogen. Dan tidak dapat menerangkan efek Zaeman, yaitu spektrum

atom yang lebih rumit apabila atom ditempatkan pada medan magnet.

5) Teori Atom Mekanika Kuantum

Dasar pertama model atom mekanika kuantum adalah hipotesis Louis De Broglie,

yaitu elektron bukan hanya merupakan partikel, melainkan dapat juga dipandang sebagai

gelombang. Gerakan elektron dalam lintasannya juga merupakan gelombang.

Dasar kedua adalah ketidakpastian Heisenberg. Menurut Warner Heisenberg,

kedudukan elektron tidak dapat ditentukan secara pasti. Hal yang dapat ditentukan

hanyalah kebolehjadian atau peluang ditemukannya elektron pada suatu posisi yang

disebut orbital atau awan elektron.

Kemudian Erwin Schrodinger merumuskan persamaan gelombang gerakan elektron

dalam suatu atom.

B. Partikel Dasar Atom

Partikel – partikel yang terdapat dalam atom adalah proton, neutron dan elektron.

Partikel penyusun inti atom (nukleon) adalah proton dan nutron. Sementara elektron

bergerak mengelilingi inti atom pada kulit atom yaitu lintasan disekeliling inti atom.

Proton dan neutron memiliki massa, yaitu masing – masing sebesar 1 sma (satuan

massa atom). Proton dan elektron merupakan partikel yang bermuatan, proton bermuatan

positif dan elektron bermuatan negatif.

Gambar 1.11 Model atom Mekanika Kuantum

Page 9: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

9 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

Tabel 1.1 Partikel Dasar Atom

Partikel

atom

Lam-

bang

Massa Muatan Penemu

Gram sma Coulomb Penyederhanaan

Proton p 1,67 x 10-24 1,007276 +1,602 x 10-19 + 1 Goldstein

Neutron n 1,67 x 10-24 1,008665 0 0 Chadwick

Elektron e 9,11 x 10-28 0,0005486 -1,602 x 10-19 - 1 Thomson

C. Notasi Atom

Semua inti atom terdiri atas proton dan neutron. Kedua partikel penyusun inti ini

disebut nukleon. Atom-atom suatu unsur mempunyai jumlah proton yang berbeda dengan

atom unsur lain. Jumlah proton ini disebut nomor atom (Z). Karena hanya proton yang

merupakan partikel bermuatan di dalam inti, maka jumlah proton juga menyatakan

muatan inti. Jumlah muatan inti atau nukleon (proton + neutron) dalam atom dinyatakan

dalam massa atom (A).

Susunan suatu inti dinyatakan dengan notasi sebagai berikut:

Dengan, X = lambang unsur

Z = nomor atom

= jumlah proton (p) dalam inti atom

A = nomor massa

= jumlah proton (p) + jumlah neutron (n)

Suatu atom dikatakan netral jika jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Perlu

kita ketahui bahwa suatu atom dapat menerima (menyerap) atau melepaskan elektron.

Jika atom menerima elektron, maka terbentuk atom yang bermuatan negatif atau ion

negatif. Sedangkan, jika atom melepaskan elektron maka terbentuk atom yang bermuatan

positif atau ion positif.

Penentuan jumlah proton, elektron dan neutron pada atom netral dan ion dapat dilihat

sebagai berikut:

Atom netral

Proton = Z

Elektron = Z

Neutron = A – Z

Page 10: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

10 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

Atom bermuatan/ ion

±y = jumlah muatan

Proton = Z

Elektron = Z – Y

Neutron = A – Z

D. Bilangan Kuantum

Berdasarkan teori atom mekanika kuantum, kebolehjadian menemukan elektron (orbital)

ditentukan berdasarkan empat bilangan kuantum yaitu:

a. Bilangan Kuantum Utama (n)

Menunjukkan tingkat energi orbital atau kulit atom. Jumlah maksimum elektron pada kulit

ke-n adalah 2n2.

Untuk kulit K n = 1; jumlah elektron maksimum: 2

Untuk kulit L n = 2; jumlah elektron maksimum: 8

Untuk kulit M n = 3; jumlah elektron maksimum: 18

Untuk kulit N n = 4; jumlah elektron maksimum: 32, dan seterusnya.

b. Bilangan Kuantum Azimuth (l)

Menunjukkan subkulit dan bentuk orbital, nilai bilangan kuantum azimuth mulai dari 0

sampai dengan (n-1) untuk setiap n.

Untuk n = 1 → nilai l = 0

Untuk n = 2 → nilai l = 0 dan 1

Untuk n = 3 → nilai l = 0, 1 dan 2, dan seterusnya.

Orbital biasanya dinyatakan dengan subkulit s, p, d,dan f.

l = 0 menyatakan subkulit s

l = 1 menyatakan subkulit p

l = 2 menyatakan subkulit d

l = 3 menyatakan subkulit f

Page 11: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

11 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Menentukan orientasi orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetik mempunyai nilai

bilangan bulat: nilai m = -l, 0, hingga +l.

Subkulit s (l = 0) → nilai m = 0, berarti subkulit s terdiri dari 1 orbital.

Subkulit p (l = 1) → nilai m = -1, 0, +1 berarti subkulit p terdiri dari 3 orbital.

Subkulit d (l = 2) → nilai m = -2, -1, 0, +1, +2 berarti subkulit d terdiri dari 5 orbital.

Subkulit f (l = 3) → nilai m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 berarti subkulit f terdiri dari 7

orbital.

Susunan orbital-orbital dalam satu subkulit dinyatakan dengan diagram orbital berikut:

d. Bilangan kuantum spin

Menyatakan arah perputaran elektron pada sumbu orbital.

Harga s = ±

Nilai + = ke arah atas ()

Nilai - = ke arah bawah ()

1. Bentuk Orbital

Gambar 3. Bentuk orbital s

Gambar 4. Bentuk orbital p Gambar 5. Bentuk orbital d

Page 12: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

12 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

Gambar 6. Salah satu bentuk orbital f

E. Konfigurasi Elektron

Atom tersusun atas proton, neutron, dan elektron. Proton dan neutron terdapat dalam

inti atom, sedangkan elektron selalu bergerak mengelilingi inti atom. Menurut Bohr,

dalam mengelilingi inti atom, elektron berada pada kulit-kulit (lintasan) tertentu.

Jumlah elektron yang menempati setiap lintasan berbeda-beda. Susunan elektron

dalam setiap lintasan atau kulit atom disebut konfigurasi elektron. Dengan mengetahui

konfigurasi elektron suatu atom, kita dapat menentukan nomor golongan, nomor periode,

dan elektron valensi suatu atom. Elektron valensi adalah jumlah elektron yang terdapat

pada kulit terluar suatu atom.

Menentukan konfigurasi elektron dapat dilakukan per kulit atau per subkulit. Cara per

kulit hanya berlaku untuk atom-atom unsur golongan utama (golongan A).

Nomor golongan = jumlah elektron valensi

Nomor periode = jumlah kulit atom

Jumlah maksimum elektron pada setiap kulit yaitu 2n2, dengan n adalah tingkatan

kulit.

Sehingga, jumlah elektron maksimum yang dapat ditempati pada setiap kulit adalah:

Kulit pertama (kulit K) = 2n2 = 2 . 1

2 = 2 elektron

Kulit kedua (kulit L) = 2n2 = 2 . 2

2 = 8 elektron

Gambar 1.12 Lintasan – lintasan elektron atau

kulit pada suatu atom

Page 13: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

13 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

Kulit ketiga (kulit M) = 2n2 = 2 . 3

2 = 18 elektron

Kulit keempat (kulit N) = 2n2 = 2 . 4

2 = 32 elektron; dst.

Berikut ini cara-cara untuk menentukan konfigurasi elektron suatu atom:

a. Kulit pertama (kulit K) dan kulit kedua (kulit L) diisi dengan jumlah elektron

maksimum terlebih dahulu.

b. Kulit ketiga (kulit M) diisi dengan jumlah elektron:

• 18 jika : elektron yang tersisa > 18

• 8 jika : 8 ≤ elektron yang tersisa < 18

• sisa jika : elektron yang tersisa < 8

Berdasarkan mekanika kuantum pedoman penulisan konfigurasi elektron adalah sebagai berikut:

a. Aturan Aufbau: pengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang lebih rendah ke yang

lebih tinggi.

b. Aturan Hund: pengisian orbital-orbital dalam satu subkulit, mula-mula elektron akan

menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, kemudian

berpasangan.

c. Larangan Pauli: tidak ada 2 elektron dalam satu orbital yang memiliki keempat bilangan

kuantum yang sama.

Gambar 7. Kecenderungan pengisian elektron

Page 14: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

14 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

Contoh:

7N : 1s2 2s

2 2p

3

6O : 1s2 2s

2 2p

4

10Ne : 1s2 2s

2 2p

6

d. Prinsip penting penulisan konfigurasi elektron

Sistem subkulit

21Sc : 1s2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

6 4s

2 3d

1 atau 1s

2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

6 3d

1 4s

2

18Ar : 1s2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

6

Sistem gas mulia

10Ne : 1s2 2s

2 2p

6

11Na : [Ne]3s1

20Ca : [Ar]4s2

Subkulit d lebih stabil bila terisi penuh (5e) atau setengah penuh (10e)

24Cr : [Ar]4s2 3d

4

29Cu : [Ar]4s2 3d

9

24Cr : [Ar]4s1 3d

5

29Cu : [Ar]4s1 3d

10

Konfigurasi elektron ion

13Al : 1s2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

1

Al3+

: 1s2 2s

2 2p

6

17Cl : 1s2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

5

Cl- : 1s

2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

6

↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

tidak stabil

lebih stabil/ penulisan yang benar

Page 15: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

15 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

I.1 SISTEM PERIODIK

Kedudukan unsur dalam tabel periodik ditunjukkan oleh elektron valensi dan bilangan

kuantum utama (n), yaitu:

Periode = nomor kulit atau n paling besar;

Golongan = jumlah elektron valensi.

LATIHAN: 1. Jelaskan beberapa istilah berikut ini!

a. Prinsip Aufbau

b. Kaidah Hund

c. Asas larangan Pauli

2. Tuliskan konfigurasi elektron unsur-unsur berikut, kemudian diagram

orbital masing-masing elektron valensinya!

a. K (Z = 19) f. Se (Z = 34)

b. P (Z = 15) g. Fe (Z = 26)

c. Ni (Z = 28) h. Sr (Z = 38)

d. Cs (Z = 55) i. Rn (Z = 86)

e. Mn (Z = 25) j. Ra (Z = 88)

3. Tuliskan konfigurasi elektron dari ion-ion berikut!

a. 26Fe2+

d. 16S-2

b. 24Cr3+

e. 8O–2

c. 27Co3+

f. 20Ca2+

Page 16: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

16 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

Tabel I.1 Elektron valensi golongan utama Tabel I.2 Elektron valensi golongan transisi

Konfigurasi elektron valensi

Jumlah elektron valensi

Golongan transisi

ns2(n - 1)d1

ns2(n - 1)d2

ns2(n - 1)3

ns1(n - 1)d5

ns2(n - 1)d5

ns2(n - 1)d6

ns2(n - 1)d7

ns2(n - 1)d8

ns1(n - 1)d10

ns2(n - 1)d10

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

VIIIB

VIIIB

IB

IIB

Berdasarkan subkulit yang ditempati oleh elektron valensi, unsur-unsur dalam tabel periodik

dibagi atas:

a. Blok s: golongan IA dan IIA

b. Blok p: golongan IIIA sampai dengan VIIIA.

c. Blok d: golongan IB sampai dengan VIIIB (golongan transisi).

d. Blok f: golongan transisi dalam.

Konfigurasi

elektron

valensi

Jumlah

elektron

valensi

Golongan

utama

ns1

ns2

ns2 np

1

ns2 np

2

ns2 np

3

ns2 np

4

ns2 np

5

ns2 np

6

1

2

3

4

5

6

7

8

IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

Page 17: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

17 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

LATIHAN I

11. Suatu konfigurasi elektron dari A

3+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5.

a. Tentukan nomor atom unsur A!

b. Tergolong unsur apa?

c. Di mana letak unsur A tersebut dalam SPU?

12. Tentukan periode dan golongan unsur berikut dalam sistem periodik!

a. 20Ca

b. 35Br

c. 38Sn

d. 47Ag

e. 52Te

Page 18: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

18 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

LATIHAN II

Page 19: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

19 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A

LATIHAN III 1. 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 3p6

2. a. Tentukan semua unsur yang mempunyai 5 elektron pada subkulit p di kulit valensinya! b. Tentukan kulit valensi serta elektron valensi unsur – unsur berikut jika

diketahui letaknya dalam sistem periodik unsur: Unsur A pada periode 5 golongan IIA Unsur B pada periode 4 golongan IIB Unsur C pada periode 3 golongan VA Unsur D pada periode 5 golongan VIIA Unsur E pada periode 4 golongan IIIB

3. Tentukan konfigurasi elektorn, letak golongan dan periode unsur – unsur berikut dalam sistem periodik unsur: a) 38Sr+2 b) 40Zr c) 44Ru+2 d) 51Sb e) 48Cd

4. Lengkapi dengan memberikan nilai – nilai yang mungkin untuk bilangan kuantum yang tidak diketahui kemudian tentukan jenis orbital dari setiap kombinasi bilangan kuantum terebut! a. n = ___ ; l = 2; m = 0; s = + jenis orbital =____

b. n = 2 ; l = ___; m = -1; s = - jenis orbital =____

c. n = 4 ; l = 2; m = 0; s = ___ jenis orbital =____ d. n = ___ ; l = 0; m = ___; s = ___ jenis orbital =____

Page 20: TEORI ATOM DAN STRUKTUR ATOM · PDF fileMenuliskan konfigurasi elektron menurut mekanika kuantum dan diagram ... Ahli fisika Inggris, ... D. Bilangan Kuantum Berdasarkan teori atom

20 | M O D U L K I M I A K E L A S X M I A