Post on 15-Jul-2015
• Atom merupakan partikel paling kecil yang masihmempunyai sirat unsur. Menurut para ahli fisika, jari-jari suatu atom sekitar 3-15 nm(1nm = 10⁻⁹ meter). Belum ada alat yang dapat memperbesar atom sehingga dapat diamati secara jelas.
• Para ahli membuat perkiraan gambaran mengenaiatom berdasarkan data eksperimen dan kajianteoretis yang dilakukannya. Perkiraan tentanggambaran atom tersebut dinamakan model atom. Itulah sebabnya mengapa model atom telahbeberapa kali mengalami perubahan sesuai denganperkembangan ilmu pengetahuan
• Garis besar
•Model Teori Atom
•Teori Atom DaltonTeori atom pertama kali dikemukakan oleh John Dalton
pada tahun 1803. Berdasarkan penelitiannya Dalton menyatakan hal-hal sebagai berikut:
a. Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapatdibagi lagi.
b. Atom suatu unsur sama segala sifatnya, sedangkanatom dari unsur yang berbeda memiliki massa dansifat yang berbeda pula.
c. Senyawa terbentuk bila atom bergabung satu samalain.
d. Reaksi kimia hanya melibatkan penata ulanganatom-atom sehingga tidak ada atom yang berubahakibat reaksi kimia.
e. Atom-atom dari unsur-unsur yang berlainanmelakukan ikatan dengan perbandingan angkasederhana.
Kelemahan dari teori ini adalah tidak dapatmenerangkan adanya proton, neutron, dan elektron.
•Teori atom J.J. Thomson Model atom selanjutnya dikemukakan oleh J.J.
Thomson pada tahun 1897. Dalam teorinya
Thomson menyatakan hal-hal sebagai berikut:
a. Atom merupakan bola padat bermuatan
positif dengan elektron terbesar di
permukaannya sehingga teori ini juga banyak
dikenal sebagai teori roti kismis.
b. Secara keseluruhan atom bersifat netral.
Kelemahan dari teori ini adalah tidak
menyatakan gerakan elektron dalam atom.
•Teori atom RutherfordModel atom dikemukakan oleh Ernest Rutherford
pada tahun 1920. Pada teorinya, pernyataanyang dikemukakan yaitu:
a. Atom tersusun dari inti atom yang bermuatanpositif (sebagai pusat massa) dan elektron-elektron bermuatan negatif yang beredarmengelilingi inti.
b. Inti atom bermuatan positif karena mengandungproton. Atom bersifat netral karena jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti.
c. Sebagian besar volume atom merupakan ruangkosong. Hampir semua massa atom positifberpusat pada inti atom yang sangat kecil. Jari-jari atom sekitar 10⁻⁹ m sedangkan jari-jari intiatom sekitar 10⁻¹⁵ m.
• Kelemahan dari teori ini adalahbertentangan dengan hukum fisika klasikyang menyatakan materi yang bergerakakan kehilangan energi dalam bentukgelombang elektromagnetik.
• Elektron adalah materi, sehingga ketika iabergerak mengelilingi inti atom, elektron akankehilangan energi, akibatnya semakin lama energi elektron semakin habis dan akhirnyajatuh ke inti. Jika elektron jatuh ke inti, berartiatom hancur. Padahal kenyataannya tidakdemikian.
•Teori atom Niels BohrMemperbaiki kelemahan Rutherford dengan mendasarkan
pada teori atom Rutherford dan teori kuantum, dalamteorinya Niels Bohr menyatakan bahwa:
1. Elektron beredar mengelilingi inti pada lintasan stasionerdengan tingkat energi tertentu tanpa disertaipemancaran atau penyerapan energi. Lintasan inidisebut kulit atom, yaitu orbit berbentuk lingkaran denganjari-jari tertentu. Tiap lintasan ditandai dengan satubilangan bulat yang disebut bilangan kuantum utama (n) mulai dari 1, 2, 3 dan seterusnya dan diberi lambang K, L, M, dan seterusnya.
2. Elektron dapat berpindah dari lintasan berenergi rendah(lintasan lebih dalam) ke lintasan berenergi lebih tinggi(lintasan lebih luas) dengan menyerap energi darilingkungannya. Sebaliknya, elektron-elektron berpindahdari lintasan lebih luar ke lintasan lebih dalam, maka akanmelepaskan energi.
Dalam model atom Bohr dikenal istilah-istilah:
a. Konfigurasi elektron Yaitu susunan elektron padamasing-masing kulit. Konfigurasi elektron dinyatakandengan nomor atom unsur atau jumlah elektrondalam atom unsur tersebut.
b. Elektron valensi Yaitu elektron pada kulit terluar. Susunan elektron valensi sangat menentukan sifat-sifat kimia suatu atom dan berperan penting dalammembentuk ikatan dengan atom lain.
Kelemahan dari teori ini adalah hanya berhasilmenjelaskan spektrum gas hidrogen dan spesi lain berelektron tunggal seperti He dan Li, sedangkan ion berelektron banyak tidak dapat dijelaskan denganmodel atom ini.
•Model atom mekanika
gelombang
a. Berdasarkan hipotesis Louis de Broglie (prinsip
dualisme gelombang), Heisenberg mengemukakan
prinsip ketidakpastiannya bahwa kedudukan
elektron di sekeliling inti adalah kebolehjadian untuk
mendapatkan elektron disebut orbital.
b. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh
Erwin Schrodinger.
•Konfigurasi Elektron
Dalam penulisan konfigurasi elektron dan diagram
orbital perlu berlandaskan pada tiga prinsip utama
yaitu prinsip aufbau, aturan Hund dan aturan penuh
setengah penuh.
•Asas Aufbau
Azas Aufbau menyatakan bahwa :“Pengisian elektrondimulai dari subkulit yang berenergi paling rendahdilanjutkan pada subkulit yang lebih tinggienerginya”. Dalam setiap sub kulit mempunyaibatasan elektron yang dapat diisikan yakni :
Subkulit s maksimal berisi 2 elektron
Subkulit p maksimal berisi 6 elektron
Subkulit d maksimal berisi 10 elektron
Subkulit f maksimal berisi 14 elektron
Berdasarkan ketentuan tersebut maka urutan
pengisian (kofigurasi) elektron mengikuti tanda
panah pada gambar berikut!
Konfigurasi elektron dalam atom selain diungkapkan
dengan diagram curah hujan, seringkali
diungkapkan dalam diagram orbital. Ungkapan
yang kedua akan bermanfaat dalam menentukan
bentuk molekul dan teori hibridisasi.
Yang harus diperhatikan dalam pembuatan diagram
orbital :
1. Orbital-orbital dilambangkan dengan kotak
2. Elektron dilambangkan sebagai tanda panah
dalam kotak
3. Banyaknya kotak ditentukan berdasarkan bilangan
kuantum magnetik
4. Untuk orbital-orbital yang berenergi sama
dilambangkan dengan sekelompok kotak yang
bersisian, sedangkan orbital dengan tingkat
energi berbeda digambarkan dengan kotak
yang terpisah.
5. Satu kotak orbital berisi 2 elektron, satu tanda
panah mengarah ke atas dan satu lagi
mengarah ke bawah. Pengisan elektron dalam
kotak-kotak orbital menggunakan aturan Hund.
•Aturan Hund
Friedrich Hund (1927), seorang ahli fisika dari
Jerman mengemukakan aturan pengisian
elektron pada orbital yaitu :
“orbital-orbital dengan energi yang sama, masing-
masing diisi lebih dulu oleh satu elektron arah
(spin) yang sama dahulu kemudian elektron
akan memasuki orbital-orbital secara urut
dengan arah (spin) berlawanan atau dengan
kata lain dalam subkulit yang sama semua orbital
masing-masing terisi satu elektron terlebih
dengan arah panah yang sama kemudian sisa
elektronnya baru diisikan sebagai elektron
pasangannya dengan arah panah sebaliknya”.
• Pada pengisian diagram orbital unsur S padakonfigurasi 3p4, 3 elektron diisikan terlebih dahuludengan gambar tanda panah ke atas baru sisanya 1 elektron digambar dengan tanda panah ke bawah.
•Aturan Penuh
Setengah Penuh
Aturan ini menyatakan bahwa : “suatu elektron
mempunyai kecenderungan untuk berpindah orbital
apabila dapat membentuk susunan elektron yang
lebih stabil.....untuk konfigurasi elektron yang
berakhiran pada sub kulit d berlaku aturan penuh
setengah penuh. Perhatikan contoh di bawah ini :
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
menjadi
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
•Penentuan Periode dan
Golongan Suatu UnsurPeriode ditentukan oleh kulit terbesar electron
tersebut.
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
Nomor kulit terbesarnya adalah 4 (dalam 4s1) makaCr terletak dalam periode 4
Bila subkulit terakhirnya pada s atau p makadigolongkan dalam golongan A
(utama) sedangkan bila subkulit
terakhirnya pada d maka
digolongkan dalam
golongan B (transisi).
•Bilangan Kuantum
Bilangan Kuantum
untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam
atom, digunakan 4 bilangan kuantum.
1. Bilangan kuantum utama (n)
2. Bilangan kuantum azimuth (l)
3. Bilangan kuantum magnetic (m)
4. Bilangan kuantum spin (s)
•Bilangan kuantum utama
menggambarkan lintasan elektron atau tingkat energi
utama yang dinotasikan dengan n. Semakin besar
nilai n, semakin besar pula nilai rata-rata energi kulit
tersebut. Karena semakin jauh letak elektron dari inti
atom, energinya semakin besar. Dengan kata lain,
semakin besar nilai n, letak elektron semakin jauh dari
inti atom. Lintasan tersebut dalam konfigurasi
elektron dikenal sebagai kulit.
•Bilangan Kuantum Azimut
menggambarkan subkulit atau subtingkat energi
utama yang dinotasikan dengan l.
Bilangan kuantum azimut menentukan bentuk orbital
dari elektron. Notasi huruf digunakan untuk
menunjukkan pelbagai nilai l.
•Bilangan kuantum magnetik
menyatakan orientasi orbital dalam subkulit yang
dinotasikan dengan m. Dengan demikian, setiap
orbital dalam subkulit tertentu dapat dibedakan
orientasi orbitalnya dengan bilangan magnetik.
Bilangan magnetik dinyatakan dengan bilangan
bulat. Perhatikan Tabel 1.2 berikut. Nilai = 0 sampai
(n-1)
•Bilangan kuantum spinmenggambarkan arah rotasi atau putaran elektron
dalam satu orbital yang dinotasikan dengan s.
Karena hanya ada 2 arah putaran yang mungkin
yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum
jam, maka setiap orbital memuat 2 elektron dengan
arah rotasi yang berlawanan. Arah rotasi pertama
ditunjukkan ke atas dengan notasi s = +½ atau rotasi
searah dengan arah putaran jarum jam. Sedangkan
arah ke bawah menunjukkan notasi s = -½ atau
berlawanan dengan arah putaran jarum jam.
•SPEKTRUM ATOMIK DAN
TINGKAT ENERGILecutan listrik pada gas hidrogen memberikan
spektrum atom hidrogen yang berupa garis-garis
yang terang yang membentuk sebuah deret yang
terdiri dari 4 panjang gelombang pada daerah
cahaya tampak (400 ~ 800 nm)
Balmer menemukan rumus berikut (Rumus Balmer),
yang memenuhi panjang gelombang garis cahaya
terang dari spektra
•Spektrum kontinu
- Spektrum kontinu : radiasi yang dihasilkan oleh atom
yang tereksitasi yang terdiri dari berbagai warna
yang bersinambungan, yaitu ungu, biru, hijau,
kuning, jingga, merah.
Semakin besar panjang gelombang maka semakin
kecil energinya, maka artinya sinar ungu mempunyai
foton dengan energi terbesar, sedangkan sinar
merah mempunyai foton dengan energi terkecil.
•Spektrum garis
Spektrum diskontinu atau spektrum
garis : radiasi yang dihasilkan oleh
atom yang tereksitasi yang hanya
terdiri dari beberapa warna garis yang
terputus putus; yaitu ungu, biru, merah.
Jika sebuah gas diletakkan di dalam
tabung kemudian arus listrik dialirkan ke
dalam tabung, gas akan
memancarkan cahaya. Cahaya yang
dipancarkan oleh setiap gas berbeda-
beda dan merupakan karakteristik gas
tersebut. Cahaya dipancarkan dalam
bentuk spektrum garis dan bukan
spektrum yang kontinu.
Spektrum garis membentuk suatu deretanwarna cahaya dengan panjanggelombang berbeda. Untuk gas hidrogenyang merupakan atom yang paling sederhana, deret panjang gelombang initernyata mempunyai pola tertentu yang dapat dinyatakan dalam bentukpersamaan matematis.
Balmer menyatakan deret untuk gas hidrogen dengan persamaan berikutini:
Panjang gelombang dinyatakan dalamsatuan nanometer (nm).
Beberapa kemudian menemukan deret-deret yang lain; deret Lyman, deretPaschen, Bracket, dan Pfund.
Pola deret-deret ini serupa maka dapatdirangkum dalam satu persamaan.
Persamaan ini disebut deret spektrumhidrogen.
Dimana R adalah konstanta Rydberg yangnilainya 1,097 × 107 m−1.
•Deret spektrum
• Deret Lyman (m = 1) , Spektrum yang dihasilkancahaya ultra violet
dengan n = 2, 3, 4, …
• Deret Balmer (m = 2), Spektrum yang dihasilkancahaya tampak
dengan n = 3, 4, 5 ….
• Deret Paschen (m = 3), Spektrum yang dihasilkan cahaya infra merah 1
• Deret Bracket (m = 4), Spektrum yang dihasilkan cahaya infra merah 2
dengan n = 5, 6, 7, ….
dengan n = 4, 5, 6 ….
• Deret Pfund (m = 5), Spektrum yang dihasilkan cahaya infra merah 3
dengan n =, 7, 8 ….
Dengan demikian, setiap model atom
hidrogen dapat menerangkan keteraturan
aritmatik yang menarik ini dalam berbagai
spektrum.
Deret LymanElektron pindah ke n =1
Deret BalmerElektron pindah ke n = 2
Deret PaschenElektron pindahke n =3
Deret Bracket Elektron pindahke n =4
Deret Pfund : Elektron pindah ke n =5
1 1 1= R -
l n2
n’2
n = bilangan kwantum elektron pindah
n’ = bilangan kwantum elektron sebelum pindah
n = 2
n = 1
n = 3
n = 4
n = 5
n = 6
n = 7