Struktur Atom 161u23

STRUKTUR ATOM I.

TEORI Struktur atom adalah susunan partikel dasar dalam atom. Atom sebagai partikel penyusun materi dapat menentukan sifat materi. Berukuran sangat kecil dan kita tidak sanggup untuk melihatnya. Sedangkan para ahli memperkirakan bentuk molekul dari berbagai percobaan dan fakta yang ada dengan suatu model. Kebenaran suatu model atau teori atom tidak mutlak. Dalam perkembangannya model atau teori atom terus mengalami perbaikan dan penyempurnaan.

II.

MATERI A. Partikel-partikel dasar atom B. Nomor atom dan massa atom C. Isotop, Isobar dan Isoton D. Susunan elektron dalam atom E. Perkembangan Teori Atom

A. Partikel-Partikel Dasar Atom Partikel dasar penyusun atom adalah proton, netron dan elektron. Inti atom terdiri dari proton dan netron dikelilingi elektron yang terletak pada kulit atom Atom bersifat netral berarti jumlah proton (muatan positif) sama dengan jumlah elektron (muatan negatif)

inti n + p

e

kulit

Tabel Partikel Atom

Jenis Partikel Elektron Proton Neutron

Penemu/tahun JJ Thomson 1897 Goldstein 1886 J. Chadwick 1932

Massa

Muatan

0

-1

-1

1

+1

+1

1

0

0

B. Nomor Atom (Z) dan Nomor Massa (A) A X Z

A Z

X

= Nomor Massa menyatakan jumlah p dan n = lambang unsur = Nomor Atom menyatakan jumlah p atau e

Lambang e0 p1

n1

C. Isotop, Isobar dan Isoton Isotop ialah atom dari unsur yang sama tetapi berbeda massanya. Contoh: 12 6C : 6 proton, 6 elektron, 6 neutron 13 6C : 6 proton, 6 elektron, 7 neutron Perbedaan massa pada isotop disebabkan perbedaan jumlah neutron. Isobar ialah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai nomor massa yang sama. 14 14 24 Contoh: 6 C dengan 7 N; 24 11 Na dengan 12 Mg Isoton ialah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai jumlah neutron sama. 13 14 31 32 Contoh : 6 C dengan 7 N; 15 P dengan 16 S D. Susunan Elektron Dalam Atom Elektron yang selalu bergerak mengelilingi inti atom ternyata berada pada tingkattingkat energi tertentu yang disebut sebagai kulit-kulit atom. Konfigurasi Elektron Konfigurasi elektron ialah penyusunan atau pengaturan elektron berdasarkan tingkat energinya dalam suatu atom. Tingkat energi paling dekat dengan inti atau tingkat energi pertama (n=1) diberi lambang K atau disebut kulit K. Tingkat energi kedua diberi lambang L, ketiga M dan seterusnya. Jumlah elektron maksimum yang dapat menempati setiap tingkat energi sesuai dengan 2n2(akan diterangkan lebih rinci di kelas 3), sehingga jumlah elektron dalam tiap-tiap tingkat energi utama dapat anda lihat pada tabel di bawah ini. TABEL: KULIT DAN JUMLAH ELEKTRON MAKSIMUM Tingkat Energi elektron 1

Lambang Kulit

Jumlah elektron Maksimum

K

2 elektron

2

L

8 elektron

3

M

18 elektron

4

N

32 elektron

5

O

50 elektron

6

P

72 elektron

7

Q

98 elektron

dst

dst

dst

Perhatikan Contoh Berikut ini! Atom

Kulit K (n = 1) 1

Kulit L (n = 2)

H

Jumlah elektron 1

Li

3

2

1

C

6

2

4

Mg

12

2

8

2

As

33

2

8

18

1 7

6 12

33

Kulit M (n = 3)

Kulit N (n = 4)

5

Jumlah elektron maksimum perkulit = 2n2 Kulit K (n = 1), elektron maksimum = 2(1)2 = 2 Kulit L (n = 2), elektron maksimum = 2(2)2 = 8 Kulit M ( = 3), elektron maksimum = 2(3)2 = 18 dst. ELEKTRON VALENSI Elektron valensi adalah jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar atom suatu unsur. Elektron valensi digunakan untuk membentuk ikatan kimia. jadi elektron valensi merupakan penentu sifat kimia atom unsur. Contoh: 3Li, elektron valensi = 1; 6C, elektron valensi = 4 12Mg, elektron valensi = 2 E. Perkembangan Teori Atom

No.

Gambar

1.

2. Elektron Materi Bermuatan positif

Teori Atom

Penjelasan

Teori atom

- atom bagian terkecil suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi - atom-atom suatu unsur sama dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain - atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan - pada reaksi kimia terjadi penggabungan dan pemisahan atom - senyawa adalah hasil reaksi atom-atom penyusunnya

JJ. Thomson

- dalam atom terdapat elektron tersebar merata dalam bola muatan + - disebut model atom roh kis mis rotinyabola muatan + kismisnya elektron tersebar merata

No.

Teori Atom

Gambar

3.

Rutherford

4.

Niels Bohr

5.

Modern (Mekanika Gelombang)

simpul bulat

Kontur 90%

Penjelasan Atom terdiri atas inti yang menjadi pusat massa atom dan muatan positifnya, sedang elektron berputas di sekelilingnya. Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak tertarik pada inti. Dalam inti atom terdapat proton dan neutron. Dasar pemikiran tentang spektrum unsur. 1. Elektron dalam atom bergerak melalui lintasan yang merupakan tingkat energi tertentu, dengan demikian elektron juga mempunyai energi tertentu 2. Selama bergerak dalam lintasannya elektron tidak memancarkan energi disebut keadaan stationer atau dasar. 3. Elektron dalam atom dapat menyerap energi dan pindah ke lintasan/tingkat energi yang lebih tinggi (disebut eksitasi atau promosi). Dasar pemikiran: materi mempunyai sifat gelombang. Elektron-elektron yang bergerak dalam atom juga mempunyai sifat gelombang. Sehingga kedudukan elektron tidak jelas. Kita hanya dapat berbicara tentang kebolehjadian untuk menemukan suatu elektron pada berbagai jarak dari inti dan pada berbagai arah dalam ruang. Daerah-daerah dalam atom dengan kebolehjadian menemukan elektron paling besar disebut orbital bukan orbit.

LATIHAN SOAL 1.

Lengkapi Tabel Berikut: Lambang 55 25

Mn

∑ proton

∑ elektron

∑ netron

….

….

….

.... 78

Pt

….

….

117

7 ....

Li

3

….

….

Ag

….

47

61

19

….

200

.... ....

.... ....

K

1. Klorin yang terdapat di alam terdiri dari Cl 35 dan Cl37 dan massa atom relatif rata-rata Cl = 35,5. Berapa % tiap-tiap isotop yang ada di alam? 2. Tuliskan konfigurasi dari: a. 8O2b. 12Mg2+ c. 17Cld. 19K+ e. 16S23. Suatu atom mempunyai 18 netron dengan nomer massa 35, tentukan: a. elektron valensinya b. gambar struktur atomnya 4. Unsur A yang berwujud gas mempunyai massa 1 gram dan volumenya 560 ml (STP), jika dalam intinya terdapat 22 neutron, tentukanlah: a. nomer atom A b. konfigurasi elektronnya c. elektron valensinya EVALUASI A. Pilihlah Jawaban yang Paling Tepat! 1. Suatu isotop belerang mengandung 16 proton dan 17 neutron. Isotop belerang yang lain mengandung 16 proton dan 19 neutron. Nomer atom dan momer massa isotop pertama adalah… a. 16 dan 16 b. 16 dan 17 c. 33 dan 16 d. 16 dan 33 e. 33 dan 17

2. Di antara berbagai atom berikut yang merupakan isotop dari a.

31 15

Ga

b.

31 15 70 16 32 15 31 16

P

c. d. e.

31 15

X adalah .…

Ga S S

3. Klorin di alam terdiri dari 75% isotop 35 dan 25% isotop 17Cl37, maka massa 17Cl atom relatif klorin adalah… a. 35 b. 35,5 c. 36,5 d. 35 dan 37

e. 37 4. Pasangan yang memiliki jumlah elektron valensi sama adalah… a. 7N dan 14Si b. 8O dan 15P c. 8O dan 16Si d. 10Ne dan 19K e. 13Al dan 20Ca 30

5. Lambang suatu unsur 16 X, maka dalam satu atom unsur tersebut terdapat… a. 16 proton, 14 elektron dan 14 netron b. 14 proton, 16 elektron dan 30 netron c. 30 proton, 30 elektron dan 16 netron d. 16 proton, 16 elektron dan 14 netron e. 16 proton, 16 elektron dan 30 netron 197

6. Di dalam ion Au3+; 79 Au terdapat…. a. 76 elektron di sekitar inti b. 76 proton di dalam inti c. 79 elektron di sekitar inti d. 79 netron di dalam inti e. 82 proton di dalam inti 7. Tercantum di bawah ini lambang unsurunsur dengan nomer atomnya. Atom yang mempunyai 6 elektron valensi adalah…

a. b. c. d. e.

C O 12Mg 14Si 18Ar 6 8

8. Nomer atom suatu unsur ialah 58 dan bilangan massa salah satu isotopnya adalah 140. Maka jumlah elektron, proton dan netron yang terdapat dalam atom unsur tersebut adalah… a. 58, 24, 58 b. 52, 52, 58 c. 58, 58, 24 d. 58, 58, 140 e. 58, 58, 82 9. Ion X2+ mempunyai konfigurasi elektron 2-8-8. Nomer atom X adalah… a. 16 b. 18 c. 19 d. 20 e. 22 10. Ion X-2 mempunyai konfigurasi elektron 2-8-8. Nomer atom X adalah… a. 16 b. 17 c. 18 d. 20 e. 22

c. 32 d. 35 e. 38 12. Perhatikan atom-atom berikut: 8A15; 7B15; 14 14 6C ; 7D . Atom yang merupakan isotop adalah… a. A dan B b. C dan D c. A dan C d. B dan D e. A dan D 13. Suatu atom A dengan konfigurasi elektron 2-8-8-2, maka …. a. nomer atom A = 10 b. massa atom A = 20 c. ion A2+ mempunyai 20 elektron d. nomer atom dan nomer massa A = 20 e. nomer atom A = 20 14. Unsur 17X mempunyai kulit elektron sebanyak…. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5

15. Suatu atom mempunyai tiga kulit elektron dan lima elektron valensi serta mempunyai 16 netron, maka nomer atom dan nomer massa unsur tersebut adalah… 11. Jika atom X mempunyai elektron valensi a. 15 dan 16 7 pada kulit N, maka nomer atom X b. 13 dan 31 adalah… c. 15 dan 31 a. 25 d. 31 dan 13 b. 27 e. 16 dan 15 16. Konfigurasi elektron berikut yang tidak dijumpai pada suatu atom adalah …. a. 2e, 8e, 5e d. 2e, 8e, 8e b. 2e, 8e, 6e e. 2e, 8e, 9e c. 2e, 8e, 7e 17. Ion X2- mempunyai konfigurasi elektron 2e, 8e, 8e. Nomor atom unsur X adalah …. a. 16 d. 19 b. 17 e. 20 c. 18 18. Ion X2+ mempunyai konfigurasi elektron 2e, 8e, 8e. Nomor atom unsur X adalah …. a. 16 d. 19 b. 17 e. 20

c. 18 19. Suatu atom mempunyai tiga kulit elektron dan lima elektron valensi. Nomor atom unsur tersebut adalah …. a. 11 d. 17 b. 13 e. 19 c. 15 20. Atom Al memiliki 13 elektron, susunan elektron ion Al3+ adalah …. a. 2e, 8e d. 2e, 8e, 3e b. 2e, 8e, 1e e. 2e, 8e, 6e c. 2e, 8e, 2e 3. Unsur boron yang terdapat di alam terdiri atas dua jenis isotop dengan ~rsentase isotop I~B = 20% dari isotop I~B = 80%. Perkiraan tentang massa atom relatif yang paling mendekati adalah …. A. 10,0 D. 10,8 B. 10,2 E. 11.0 C. 10,5 14. Unsur galium terdiri atas dua jenis isotop dengan massa isotop relatif berturut-turut 68,95 dan 70,95. Bila massa atom relative galium 69,75 maka persentase isotop 69Ga yang terdapat di alam adalah …. a. 40 d. 70 b. 50 e. 80 c. 60

Nilai

TT Guru

BAB X

SISTEM PERIODIK UNSUR-UNSUR

A. PERKEMBANGAN PENGELOMPOKAN UNSUR 1. Setelah ditemukan unsur-unsur di alam maka para ahli kimia berusaha mengklasifikasikan unsur-unsur berdasarkan persamaan sifat-sifat ke dalam kelompok-kelompok. Tujuan pengelompokan ini adalah untuk memudahkan menggambarkan senyawa jika unsur tersebut bergabung dengan unsur lain. 2. Hukum TRIADE DOBEREINER Bandingkan massa unsur yang di tengah dengan jumlah massa unsur petama dan ketiga pada data di bawah ini! 35 , 5 17

Cl

80 35

Br

127 53

I

39 ,1 19

K

85 , 5 37

Rb

132 , 9 55

Cs

31 15 74 33

P

As

121 51

Sb

Pengolahan data ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Buatlah Kesimpulan dari data di atas ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 3. Hukum OKTAF dari Newlands J. Newlands 1863 mengurutkan unsur-unsur berdasarkan massa atomnya, ternyata ditemukan suatu kesamaan antara unsur-unsur sebagai berikut:

Jelaskan keteraturan yang ditemukan oleh J. newlands tersebut dan dikenal dengan nama Hukum Oktaf! ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 4. Pada tahun 1869, Dimitri Mendeleyev mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya dan ternyata sifat unsur akan berulang secara periodik. Mendeleyev menempatkan unsur-unsur yang sifatnya mirip delam lajur vertikal yang disebut golongan, sedangkan deret horisontal disebut periode. 5. Pada tahun 1914, Henry Moseley menyempurnakan sistem periodik Mendeleyev di mana unsur-unsur disusun menurut pertambahan nomer atom dan berdasarkan konfigurasi elektron. Sistem periodik modern ini disebut juga periodik bentuk panjang yang tersusun atas: -

baris-baris horisontal disebut eriode kolom-kolom vertikal disebut golongan

B. Hubungan Konfigurasi Elektron Dengan Sistem Periodik Unsur Penetapan golongan dan periode dapat ditentukan dengan cara menggambarkan konfigurasi elektron. Elektron valensi merupakan nomer golongan, sedangkan jumlah kulit yang sudah terisi elektron menunjukkan letak periode. Penetapan golongan dan periode untuk kelas I hanya untuk golongan utama (golongan A), sehingga nomer golongan merupakan golongan A. Contoh Soal: tentukan golongan dan periode unsur berikut: 6C; 11Na; 20Ca; 35Br Jawab: tuliskan konfigurasi elektron masing-masing unsur! Unsur

K (n = 1)

L (n = 2)

C

2

4

Na

2

8

1

Ca

2

8

8

2

Br

2

8

18

7

6 11

20

35

M (n = 3)

Jumlah kulit = nomer periode jumlah elektron valensi = nomer golongan

N (n = 4)

Jadi, 6C terletak pada golongan IVA, periode 2 11Na terletak pada golongan IA, periode 3 20Ca terletak pada golongan IIA, periode 4 35Br terletak pada golongan VIIA, periode 4 LATIHAN SOAL 1. Jelaskan arti golongan dan periode! ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Bagaimana cara penentuannya? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 2. Tentukan golongan dan periode masing-masing unsur berikut: a. 9F b. 18Ar ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 3. Diketahui konfigurasi elektron unsur-unsur berikut, tentukan = nomer atom, periode dan golongannya! X = 2, 8,18, 6 Y = 2, 8, 18, 18, 8,1 ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………

C. SIFAT-SIFAT SISTEM PERIODIK Sifat-sifat unsur dalam sistem periodik meliputi: a. jari-jari atom b. energi ionisasi c. afinitas elektron d. keelektromagnetan LATIHAN SOAL 1. Jelaskan dengan singkat hubungan antara energi ionisasi dengan jari-jari atom! ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 2. Mengapa energi ionisasi tingkat kedua lebih besar dari pada tingkat pertama! ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 3. Diketahui: 9X; 10Y; 11Z; 19P Susunlah keempat unsur dalam sistem periodik unsur, kemudian tentukan:

a. Yang mempunyai energi ionisasi terbesar adalah… b. Yang keelektronegatifannya terbesar adalah… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… EVALUASI A. Pilihlah jawaban yang Paling tepat! 1. Pengelompokan unsur dimana terjadi pengulangan sifat yang sama pada unsur ke delapan, dikemukakan oleh… a. Rothar Meyer b. Dalton c. Mendeleyev d. Newlands e. Dobereiner

6. Unsur X dengan nomer massa 75 dan mempunyai 42 neutron maka unsur X terletak pada… a. Golongan IA/periode 4 b. Golongan IIA/periode 4 c. Golongan VIA/periode 4 d. Golongan VA/periode 4 e. Golongan IVA/periode 4

2. Mendeleyev menyusun unsur-unsur dalam bentuk sistem periodik berdasarkan kenaikan… a. massa proton b. massa atom c. jumlah atom d. jumlah proton e. massa netron

7. Suatu unsur X terletak pada golongan VIA, periode 3, maka nomer atom unsur tersebut adalah… a. 8 d. 18 b. 10 e. 20 c. 16

3. Unsur yang terletak satu periode dalam sistem periodik mempunyai… a. Jumlah elektron sama b. jumlah proton sama c. jumlah elektron valensi sama d. jumlah kulit elektron sama e. nomer atom sama

8. Grafik di bawah ini adalah hubungan nomer atom dengan energi ionisasi pertama.

4. Unsur berikut yang terletak pada periode ketiga adalah… a. 5B d. 10Ne b. 7N e. 20Ca c. 13Al 5. Unsur berikut yang golongan IVA adalah… a. 4Be d. b. 14Si e. c. 8O

terletak Ar 34Se 18

pada

Bagian grafik yang menunjukkan perubahan energi ionisasi unsur-unsur periode ke 3 adalah…. a. dari K ke L d. dari N ke O b. dari L ke M e. dari O ke P c. dari M ke N

9. Afinitas elektron unsur-unsur dalam satu periode adalah dari kiri ke kanan… a. bertambah besar, sebab kemampuan tarik-menarik elektron semakin kuat b. jari-jari atomnya semakin kecil c. potensial ionisasinya semakin besar d. keelektronegatifannya makin kecil e. afinitasnya makin kecil 10. Hubungan yang benar dalam satu periode pada sistem periodik adalah…. a. nomor atom

d. nomor atom

jari-jari atom

b. nomor atom

afinitas elektron

e. nomor atom

jari-jari atom

potensial ionisasi

c. nomor atom

kelektronegatifan

11. Diberikan sebagian sistem periodik yang unsur-unsurnya dimisalkan sebagai berikut: Golongan VIA VIIA IA IIA Periode 2 A B C D 3 E F G H Unsur yang paling elektronegatif a. A b. B c. C d. D e. E

12. Pernyataan yang benar mengenai sifatsifat unsur dalam satu periode adalah… a. sifat basa bertambah b. sifat asam berkurang c. muatan inti bertambah d. energi ionisasi berkurang e. jumlah proton berkurang 13. Di antara unsur-unsur 4A; = 12B; 18C; dan 16D yang terletak dalam golongan yang sama pada sistem periodik adalah… a. A dan B b. A dan C c. B dan C d. B dan D e. A dan D 14. Elektronegatifitas atau keelektronegatifan suatu atom adalah sifat yang menyatakan…. a. Besarnya energi yang dilepaskan apabila atom menangkap sebuah elektron dan menjadi ion negatif. b. Besarnya tendensi (kecenderungan) untuk menarik elektron dalam pembentukan ion negatif c. Besarnya energi yang diperlukan apabila atom melepaskan sebuah elektron dan menajdi ion isotop d. Besarnya tendensi (kecenderungan) untuk melepaskan sebuah elektron dalam pembentukan ion positif e. Besarnya tendensi (kecenderungan) satu atom untuk menarik elektron 15. Data keelektonegatifan beberapa unsur sebagai berikut: UNSUR Keelektonegatifan K 2,20 L 2,55 M 3,04 N 4,00 O 0,93 Unsur yang adalah…. a. K b. L c. M

paling d. N e. O

elektropositif

26. Titik didih dan titik lebur unsur-unsur periode ketiga a. naik secara beraturan sepanjang periode b. naik bertahap sampai golongan IIIA kemudian turun drastis c. naik bertahap sampai golongan IV A kemudian turun teratur d. naik bertahap sampai golongan IV A kemudian turun drastis e. turun secara beraturan sepanjang periode 27. Kelompok unsur berikut yang disusun berdasarkan bertambahnya titik leleh adalah …. a. B, C, N d. C, Si, Ge b. Na, Mg, Al e. S, Cl, Ar c. Al, Si, P 28. Unsur dengan konfigurasi elektron: 2, 8, 8, 2 da1am sistem periodik terletak pada a. periode 4 golongan lIA b. periode 4 golongan lIB c. periode 2 golongan IV A d. periode 2 golongan IVB e. periode 4 golongan IV A 29. Unsur X dengan nomor atom 35 mempunyai sifat sebagai berikut, kecuali …. a. mempunyai 7 elektron va1ensi b. mempunyai bilangan oksidasi -1 c. membentuk molekul diatomik d. tergolong logam e. dapat bereaksi dengan logam membentuk garam 30. Jika jari-jari atom unsur Li, Na, K, Be dan B secara acak (tidak berurutan) dalam angstrom (A) adalah: 2,01; 1,23; 1,57; 0,80; dan 0,89, maka jari-jari atom litium adalah …. a. 2,03 d. 0,89 b. 1,57 e. 0,80 c. 1,23