2. Atom Dan Sistem Periodik Unsur

http://cyberfi-jakarta.blogspot.com Lembaga Pelatihan Olimpiade Sains

By : Khabib Khumaini

ATOM DAN SISTEM PERIODIK UNSUR

I. Perkembangan teori atom

a. Teori atom Dalton:

Materi tersusun atas partikel-partikel terkecil yang disebut atom.

Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi.

Atom-atom penyusun unsur bersifat identik.

Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain.

Senyawa tersusun atas 2 jenis atom atau lebih dengan perbandingan tetap dan tertentu.

Pada reaksi kimia terjadi penataulangan atom-atom yang bereaksi. Reaksi kimia terjadi

karena pemisahan atom-atom dalam senyawa untuk kemudian bergabung kembali

membentuk senyawa baru.

b. Teori atom Thomson: Atom merupakan bola bermuatan positif yang mengandung elektron-

elektron bermuatan negatif yang tersebar merata di seluruh bagian bola.

c. Teori atom Rutherford: Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif yang dikelilingi elektron

yang bermuatan negatif.

d. Teori atom Bohr: Elektron beredar mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu dan dapat

berpindah-pindah lintasan dengan menyerap atau melepas energi.



e. Teori atom Mekanika Kuantum: Elektron-elektron yang beredar mengelilingi inti atom terletak

pada orbital-orbital.

II. Komponen penyusun atom

a. Proton (p) berada di inti atom, bermuatan +1q dan bermassa 1 sma

b. Electron (e) mengelilingi inti atom, bermuatan -1q dan bermassa sangat ringan 1/1836 sma

c. Netron (n) berada di inti atom, bermassa 1 sma, namun tidak bermuatan

q = 1,6 x 10-19 C

1 sma = 1,6 x10–27 kg

III. Lambang Unsur

A

Z X

Keterangan :

A = nomor massa = jumlah p + n

Z = nomor atom = jumlah p = jumlah e + muatan unsur

X = lambing unsure

Isotop: atom-atom unsur yang mempunyai nomor atom sama, namun nomor massa berbeda

Contoh : 1 2

1 1 dan H H

Isobar: atom-atom unsur yang mempunyai nomor massa sama, namun nomor atom berbeda

Contoh : 40 40

20 18Ca dan Ar

Isoton: atom-atom unsur yang mempunyai jumlah neutron sama, namun nomor atom berbeda

Contoh : 40 39

20 19Ca dan K



IV. Konfigurasi elektron dalam atom

a. Istilah penting

Orbital : daerah dimana keboleh jadihan electron berada di sana tertinggi

Elektron valensi : elektron yang berada di kulit atom terluar

Bilangan kuantum utama (n): mewujudkan lintasan electron (kulit( dalam atom.

n mempunyai harga 1, 2, 3, .....

n = 1 sesuai dengan kulit K

n = 2 sesuai dengan kulit L

n = 3 sesuai dengan kulit M, dan seterusnya

Jumlah electron maksimum yang menempati suatu kulit ke – n = 2n2

Contoh: kulit ke-4 (n=4) dapat ditempati maksimum= 2 x 42 elektron = 32 elektron

Bilangan kuantum azimuth (l) : menunjukkan sub kulit dimana elektron itu bergerak

sekaligus menunjukkan sub kulit yang merupakan penyusun suatu kulit.

Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari 0 sampai dengan (n-1).

n = 1 ; l = 0 ; sesuai kulit K

n = 2 ; l = 0 dan 1 ; sesuai kulit L

n = 3 ; l = 0, 1, dan 2 ; sesuai kulit M

n = 4 ; l = 0, 1, 2, dan 3 ; sesuai kulit N, dan seterusnya

Sub kulit yang harganya berbeda-beda ini diberi nama khusus:

l = 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp)

l = 1 ; sesuai sub kulit p (p = principle)

l = 2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse)

l = 3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental)

Bilangan kuantum magnetik (m): mewujudkan jumlah orbital di dalam satu sub kulit.

Bilangan kuantum magnetik (m) mempunyai harga (-l) sampai harga (+l).

Untuk:

l = 0 (sub kulit s), harga m = 0 (mempunyai 1 orbital)

l = 1 (sub kulit p), harga m = -1, O, +1 (mempunyai 3 orbital)

l = 2 (sub kulit d), harga m = -2, -1, O, +1, +2 (mempunyai 5 orbital)

l = 3 (sub kulit f) , harga m = -3, -2, O, +1, +2, +3 (mempunyai 7 orbital)

misal untuk kasus sub kulit p, skema orbitalnya :



__ __ __

m -1 0 +1

Bilangan kuantum spin (s): menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya.

Dalam satu orbital, maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini

berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing-masing diberi

harga spin +1/2 atau -1/2.

Contoh : 3s2 bilangan kuantum utama = 3, bilangan kuantum azimuth (l) = 0 (subkulit

s), bilangan kuantum magnetik = 0

b. Aturan pengisian electron dalam atom

Elektron cenderung untuk menempati orbital dengan energi terendah berdasarkan

urutan dari tingkat energi orbital. (aturan afbau)

Urutan pengisian orbital-orbital atom mengikuti arah panah

Prinsip Pauli harus dipenuhi, yaitu tidak boleh ada electron dalam satu atom yang

memiliki empat bilangan kuantum yang semuanya sama. Dengan kata lain pengisian

orbital yang diperbolehkan adalah satu dari empat kasus berikut.

Note : garis ( ͟ ) menunjukkan 1 buah orbital

Jumlah elektron maksimu di sub kulit :

o s = 2

o p = 6

o d = 10

o f = 14

Kadiah hund : elektron akan mengisi orbital dalam satu sub kulit secara tidak

berpasangan terlebih dahulu baru, berpasangan



23 bukan p

Umumnya konfigurasi elektron penuh dan setengah penuh lebih stabil

Contoh :

Tentukan konfigurasi elektron, skema orbital, dan bilangan kuantum elektron terluar

17Cl

Jumlah elektron Cl = 17, maka berdasarkan aturan afbau

o Jumlah elektron di 1s = 2 1s2


o Jumlah elektron di 2p = 6 2p6


o Jumlah elektron di 3p = 5 3p5

Jadi konfigurasi elektron Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Skema orbital Cl adalah

2 2 6 2 5

__ __ __ __ __ __ __ __ __

1 2 2p 3 3ps s s

Elektron terluar Cl memiliki di 3p5 dengan bilangan kuantum :

o utama (n) = 3

o azimuth (l) = 1

o magnetik (m) = +1

o spin (s) = - ½

Catatan : konfigurasi elektron sering disingkat menggunakan konfigurasi gas mulia, yaitu

Unsur Nomor Atom Konfigurasi Elektron

He 2 1s2

Ne 10 [He] 2s2 2p6

Ar 18 [Ne] 3s2 3p6

Kr 36 [Ar] 4s2 3d10 4p6

Xe 54 [Kr] 5s2 4d10 5p6

Rn 86 [Xe] 6s2 4f145d10 6p6

Konfigurasi Cl di atas dapat disingkat [Ne] 3s2 3p5

V. Sistem periodik unsur (SPU)



Sistem periodic unsure menunjukkan kemiripan sifat unsure-unsur di alam baik alami maupun

buatan berdasarkan pola tertentu. Sistem periodic unsure (SPU) terdiri atas 18 golongan dan 7

periode.

Golongan

Definisi : kelompok unsure yang memiliki konfigurasi elektron terluar sama.

Dalam SPU golongan ditandai sebagai kolom vertical

Jumlah golongan = 18, yaitu dari 1 hingga 18 atau dari IA hingga VIIIA

Contoh : Golongan IA merupakan kelompok unsure yang memiliki konfgurasi elektron terluar di

ns1

Periode

Definisi : kelompok unsure yang memiliki kulit atom terluar (n) sama

Dalam SPU periode ditandai sebagai kolom horizontal

Jumlah periode = 7



Contoh : Golongan 3 merupakan kelompok unsure yang memiliki kulit terluar = 3

VI. Beberapa sifat penting dalam SPU

a. Jari-jari atom

Dalam satu periode, jari-jari atom semakin kecil dari kiri ke kanan

Dalam satu golongan, jari-jari atom semakin besar dari atas ke bawah

Penjelasan : Dalam satu periode jumlah kulit tetap sedangkan jumlah proton di inti bertambah

dari kiri ke kanan, akibatnya tarikan elektron oleh inti semakin besar dan jari-jari mengecil

b. Energi ionisasi

Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk melepas elektron terluar suatu unsure

dalam wujud gas menjadi ion gas

Misal : Na (g) Na+ (g) + e Mg (g) Mg+ (g) + e

Dalam satu periode, energi ionisasi atom UMUMNYA (tapi tidak selalu) semakin besar dari

kiri ke kanan

Dalam satu golongan, energi ionisasi semakin kecil dari atas ke bawah

Penjelasan : Dalam satu periode, jari-jari atom semakin kecil dari kiri ke kanan sehingga gaya

tarik inti makin besar. Akibatnya, energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron tsb

semakin besar.

Namun, ada beberapa penyimpangan yaitu

Energi ionisasi golongan IIIA < IIA dan golongan VIA < VA

Penjelasan : Elektron terluar golongan IIA berada di orbital yang penuh (ns2) sehingga lebih

sukar dilepas dibandingkan golongan IIIA yang elektron terluarnya di orbital yang belum

penuh (np1).

c. Sifat Logam

Dalam satu periode, sifat logam berkurang dari kiri ke kanan

Dalam satu golongan, sifat bertambah dari atas ke bawah

d. Kelektronegatifan

Kelektronegatifan adalah kemampuan menarik elektron suatu atom

Dalam satu periode, kelektronegatifan atom semakin besar dari kiri ke kanan

Dalam satu golongan, kelektronegatifan atom semakin kecil dari atas ke bawah

e. Afinitas elektron



Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan suatu atom dalam wujud gas saat menangkap

elektron menjadi ion negatif dalam wujud gas

Contoh : Cl (g) + e Cl- (g)

Dalam satu periode, afinitas elektron semakin negatif dari kiri ke kanan

Dalam satu golongan, afinitas elektron semakin kurang negatif dari atas ke bawah

VII. LATIHAN

1. Jelaskan kelemahan teori atom Dalton, Thompson, dan Rutherford

2. Tentukan jumlah proton, neutron, dan elektron unsure dan ion berikut :

a. 23

11 Na

b. 39

19 K

c. 35

17Cl

d. 56

26 Fe

3. Klor di alam terdiri atas 75 % isotop 35

17Cl dan 25 % isotop . Berapa massa atom relatif Cl ?

4. Tentukan konfigurasi elektron dan bilangan kuantum terluar unsure dan ion berikut :

a. 23

11 Na

b. 56

26 Fe

c. 39

19 K i

d. 35

17Cl ii



5. Jelaskan fenomena dalam sistem periodic berikut :

a. Dalam satu golongan, jari-jari atom semakin besar dari atas ke bawah

b. Dalam satu golongan, energi ionisasi semakin kecil dari atas ke bawah

c. Golongan VA memiliki energi ionisasi lebih besar dibandingan golongan VIA

III. i Elektron yang dilepas berasal dari kulit terluar (n paling besar) ii Elektron mengisi sesuai aturan afbau

2. Atom Dan Sistem Periodik Unsur

Documents

Transcript of 2. Atom Dan Sistem Periodik Unsur