Atom dan Struktur Atom

Mengapa struktur atom dipelajari?1. Penyusunan bagian-bagian atom akan menentukan sifat materi2. Mengetahui bagaimana atom bergabung, & bagaimana mengubah bahan sesuai dengan yang dibutuhkan3. Berguna untuk kesehatan4. Dan lain - lain

ATOM DAN STRUKTUR ATOM

PARTIKEL MATERI• Atom

Partikel terkecil suatu unsur yang masih mempunyai sifat unsur tersebut.

• MolekulPartikel terkecil dari suatu senyawa, lebih khususnya senyawa molekuler.

• IonPartikel terkecil dari suatu senyawa, lebih khususnya senyawa ionik.

ATOM• Atom adalah suatu kumpulan materi yang

terdiri atas inti yg bermuatan positif, yang mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti

• Atom juga merupakan satuan terkecil yang dapat diuraikan dari suatu unsur dan masih mempertahankan sifatnya, terbentuk dari inti yg rapat dan bermuatan positif dikelilingi oleh suatu sistem elektron

ATOM

• Tersusun dari partikel-partikel sub atom yaitu proton, netron dan elektron

• Jari- jari atom sekitar 10-8 cm• Proton dan netron bergabung

membentuk inti atom. Jari-jari inti atom sekitar 10-12 cm

INTI ATOM• Pusat dari atom disebut inti atom atau

nukleus. Inti atom terdiri dari proton dan neutron.

• Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan menentukan berupa elemen apakah atom itu.

INTI ATOM Jumlah netron dalam inti atom menentukan isotop

elemen tersebut. Jumlah proton dan netron dalam inti atom saling berhubungan, biasanya dalam jumlah yg sama. Proton dan netron memiliki masa yang hampir sama, dan jumlah dari kedua massa tersebut disebut nomor massa, dan beratnya hampir sama dengan massa atom ( tiap isotop memiliki massa yang unik ).

UNSUR

• Unsur adalah sekelompok atom yang memiliki jumlah proton yg sama pada intinya. Jumlah ini disebut sebagai nomor atom unsur. Sebagai contoh, semua atom yg memiliki 6 proton pada intinya adalah atom dari unsur kimia karbon, dan semua atom yg memiliki 92 proton pada intinya adalah atom unsur uranium.

ION Ion atau spesies bermuatan, atau suatu atom

atau molekul yg kehilangan atau mendapatkan satu atau lebih elektron. Kation bermuatan positif (misalnya kation natrium Na+) dan anion bermuatan negatif (misalnya klorida Cl−) dapat membenttk garam netral (misalnya natrium klorida, NaCl). Contoh ion poliatom yg tidak terpecah sewaktu reaksi asam-basa adlh hidroksida (OH-) dan fosfat (PO4 3-)

SENYAWA

Senyawa merupakan suatu zat yg dibentuk oleh dua atau lebih unsur dengan perbandingan tetap yang menentukan susunannya. Sebagai contoh, air merupakan senyawa yang mengandung hidrogen dan oksigen dengan perbandingan dua terhadap satu. Senyawa dibentuk dan diuraikan oleh reaksi kimia

MOLEKUL

Molekul adalah bagian terkecil dan tidak terpecah dari suatu senyawa kimia murni yg masih mempertahankan sifat kimia dan fisik yg unik. Suatu molekul terdiri dari dua atau lebih atom yg terikat satu sama lain

Molekul adalah suatu agregat (kumpulan) yang terdiri dari sedikitnya dua atom dalam susunan tertentu yang

terikat bersama oleh gaya-gaya kimia (disebut juga ikatan kimia).

H2 H2O NH3 CH4

Molekul diatomik mengandung hanya dua atom

H2, N2, O2, Br2, HCl, CO

Molekul poliatomik mengandung lebih dari dua atom

O3, H2O, NH3, CH4

ZAT KIMIA

Suatu zat kimia dapat berupa suatu unsur, senyawa, atau campuran senyawa-senyawa, unsur-unsur, atau senyawa dan unsur. Sebagian besar materi yang kita temukan dalam kehidupan sehari-hari merupakan suatu bentuk campuran, misalnya air, aloy, biomassa, dll

ISOTOP• Isotop adalah unsur-unsur atom yg

mempunyai bilangan proton yg sama tetapi mempunyai bilangan neutron yg berbeda, contoh Halogen.

• Isotop-isotop sesuatu unsur ialah atom-atom sesuatu unsur yg mempunyai bilangan proton yang sama, tetapi bilangan neutron yang berbeda. Ini bermakna isotop-isotop itu mempunyai nomor atom yg sama, tetapi nomor massa yg berlainan

ISOTOP• Kebanyakan unsur menunjukkan

keisotopan, yaitu mempunyai lebih dari satu jenis isotop. Contoh:

• Hidrogen-1 dengan nama isotopnya ialah Protium

• Hidrogen-2 dengan nama isotopnya ialah Deuterium

• Hidrogen-3 dengan nama isotopnya ialah Tritium

ISOTOP

Isotop suatu atom ditentukan oleh jumlah neutron di dalam intinya. Isotop yang berbeda dari satu unsur yg sama mempunyai sifat kimia yg sangat mirip karena reaksi kimia hampir tergantung seluruhnya pada jumlah elektron yg dimiliki sebuah atom. Jumlah proton dan netron menentukan tipe dari nukleus atau inti atom

IKATAN KIMIA Ikatan kimia merupakan gaya yang

menahan berkumpulnya atom-atom dalam molekul atau kristal. Pada banyak senyawa sederhana, teori ikatan valensi dan konsep bilangan oksidasi dapat digunakan untuk menduga struktur molekular dan susunannya. Serupa dengan ini, teori-teori dari fisika klasik dpt digunakan utk menduga banyak dari struktur ionik. Pada senyawa yang lebih kompleks/rumit, seperti kompleks logam, teori ikatan valensi tidak dapat digunakan karena membutuhken pemahaman yg lebih dalam dengan basis mekanika kuantum.

IKATAN KOVALEN

Ikatan kimia yg mengikat karbon ketika membentuk senyawa organik disebut "ikatan kovalen". Ikatan kovalen terjadi ketika dua atom berbagi elektronnya

IKATAN KOVALEN

• Elektron sebuah atom menempati lapisan orbit spesifik yang mengelilingi inti atom. Orbit yang terdekat dengan nukleus dapat ditempati tidak lebih dari dua elektron

• Pada orbit berikutnya elektron terbanyak adlh delapan elektron

IKATAN KOVALEN

• Pada orbit ketiga,dapat mencapai delapan belas.Jumlah elektron semakin meningkat dengan penjumlahan orbit

• Lalu, sebuah aspek yg menarik dari skema tersebut adalah atom "ingin" melengkapi jumlah elektron dalam orbit

IKATAN KOVALEN MOLEKUL AIR

Molekul air (H2O), yg unsur pembentuknya (dua atom hidrogen dan satu atom oksigen) membentuk ikatan kovalen.

Perkembangan Teori Atom :1.Model Atom Dalton

a. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.b. Atom dalam suatu unsur yang sama memiliki atom-atom yang sama dan berbeda untuk unsur yang berbeda.c. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana.d. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan, penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

STRUKTUR ATOM

Kelemahan : Tidak dapat membedakan pengertian atom dan molekul, dan atom ternyata bukan partikel yang terkecil

2. Model Atom Thomsona. Atom merupakan suatu bola yang bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron-elektron seperti kismis.b. Jumlah muatan positif = muatan negatif, sehingga atom bersifat netral

Kelemahan :model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut, sehingga atom bersifat netral

Teori Atom Dalton (1808)1. Unsur tersusun atas partikel yang sangat kecil, yang

disebut atom. Semua atom unsur tertentu adalah identik, yaitu mempunyai ukuran, masa dan sifat kimia yang sama. Atom satu unsur tertentu berbeda dari atom semua unsur yang lain.

2. Senyawa tersusun atas atom-atom dari dua unsur atau lebih. Dalam setiap senyawa perbandingan antara jumlah atom dari setiap dua unsur yang ada bisa merupakan bilangan bulat atau pecahan sederhana.

3. Yang terjadi dalam reaksi kimia hanyalah pemisahan, penggabungan, atau penyusunan ulang atom-atom; reaksi kimia tidak mengakibatkan penciptaan atau pemusnahan atom-atom.

8 X2Y16 X 8 Y+

3. Model Atom Rutherford. a. atom terdiri dari susunan-susunan partikel bermuatan positif dan negatifb. atom yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom

Kelemahan : Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom

4. Model Atom Niels Bohra.elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat energi tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi.b.Elektron dapat berpindah dari kulit luar ke kulit dalam dengan memancarkan energi, atau sebaliknya.

Kelebihan : Bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.

Kelemahan :tidak dapat menjelaskan spektrum warna dari atomberelektron banyak.Sehingga diperlukan model atom yang lebih sempurna dari model atom Bohr.

Partikel dasar : partikel-partikel pembentuk atom yang terdiri dari elektron, proton den neutron.Notasi unsur :

X : tanda atom (unsur)Z : nomor atom= jumlah elektron (e)= jumlah

proton (p)A : nomor massa= jumlah proton + neutron

Pada atom netral, berlaku: jumlah elektron = jumlah proton.

AzX

Nomor Atom (Z) = jumlah proton dalam inti setiap atom

suatu unsur.

Nomor Massa (A) = jumlah total proton + neutron dalam inti

atom suatu unsur.

= nomor atom (Z) + jumlah neutron.

Isotop adalah atom-atom yang memiliki nomor atom yang sama tetapi berbeda nomor massanya.

XAZ

H11 H (D)2

1 H (T)31

U23592 U238

92

Nomor Massa

Nomor AtomSimbol Unsur

Periodik

Golongan

Logam A

lkali

Gas M

ulia

Halogen

Logam A

lkali Bum

i

2.4

MODEL ATOM MODERN

• Ernest Rutherford (1871-1937) & Niels Bohr ( 1885-1962) menerangkan elektron-elektron mengelilingi inti atom pada tingkat energi tertentu yang disebut kulit.

• Erwin Schrodinger (1887-1961) menerangkan tentang fungsi gelombang, yang menunjukkan bentuk & energi gelombang elektron, setiap gelombang yang berbeda yang mungkin terjadi disebut “orbital”

• Model atom modern menyatakan bahwa elektron-elektron dalam atom menempati suatu ruang yang disebut “orbital”

Hubungan Subkulit, Orbital dan Jumlah

elektron maksimum

Jenis subkulit Jumlah orbital Elektron maksimum

Subkulit s

Subkulit p

Subkulit d

Subkulit f

Subkulit g

Subkulit h

Subkulit i

1 orbital

3 orbital

5 orbital

7 orbital

9 orbital

11 orbital

13 orbital

2 elektron

6 elektron

10 elektron

14 elektron

18 elektron

22 elektron

26 elektron

Pembagian kulit-kulit dalam atom

Nomor kulit Jumlah subkulit

Jumlah orbital Elektron maksimum

Kulit ke 1 (K)Kulit ke 2 (L)Kulit ke 3 (M)Kulit ke 4 (N)Kulit ke 5 (O)Kulit ke 6 (P)Kulit ke 7 (Q)

ss, ps, p ds, p, d, fs, p, d, f, gs, p, d, f, g, hs, p, d, f, g, h,

i

1 orbital4 orbital9 orbital

16 orbital25 orbital36 orbital49 orbital

2 elektron8 elektron

18 elektron32 elektron50 elektron72 elektron98 elektron

Kulit ke n n buah subkulit

n2 orbital 2n2 elektron

Konfigurasi Elektron

• Aufbau (elektron - elektron dalam suatu atom menempati subkulit energi yang rendah, kemudian ketingkat energi yang lebih tinggi)

• Prinsip Pauli : tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan keempat bilangan kuantum yang sama. Hal ini berarti, bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, maka bilangan kuantum spinnya harus berlawanan.

•Prinsip Hund : cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit ialah elektron-elektron dalam orbital – orbital cenderung tidak berpasangan. Elektron - elektron baru berpasangan apabila pada subkulit itu tidak ada lagi orbital kosong.

BILANGAN KUANTUMBILANGAN KUANTUM

• Jika elektron dalam atom bersifat ekslusif, artinya Jika elektron dalam atom bersifat ekslusif, artinya dapat dibedakan dari elektron2 lain, maka setiap dapat dibedakan dari elektron2 lain, maka setiap elektron diberikan empat buah harga yang disebut elektron diberikan empat buah harga yang disebut Bilangan KuantumBilangan Kuantum

A.Bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan A.Bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan nomor kulitnomor kulit

• Elekron pada kulit ke-1 memiliki harga n = 1Elekron pada kulit ke-1 memiliki harga n = 1• Elektron pada kulit ke-2 memiliki harga n = 2Elektron pada kulit ke-2 memiliki harga n = 2• Elekron pada kulit ke-3 memiliki harga n = 3Elekron pada kulit ke-3 memiliki harga n = 3

• Tiap kulit atau setiap tingkat energi Tiap kulit atau setiap tingkat energi ditempati oleh sejumlah elektron. Jumlah ditempati oleh sejumlah elektron. Jumlah elektron maksimum yang dapat elektron maksimum yang dapat menempati tingkat energi itu harus menempati tingkat energi itu harus memenuhi rumus Pauli = 2n².memenuhi rumus Pauli = 2n².

• Contoh:Contoh:

• kulit ke-4 (n=4) dapat ditempati kulit ke-4 (n=4) dapat ditempati maksimum= maksimum= 2 x 4²2 x 4² elektron = 32 elektron elektron = 32 elektron

B. Bilangan kuantum azimuth (l) yang menyatakan nomor subkulit

• Elektron pada subkulit s (sharp) memiliki harga l = 0

• Elektron pada subkulit p (principle) memiliki harga l = 1

• Elektron pada subkulit d (diffuse) memiliki harga l = 2

• Elektron pada subkulit f (fundamental) memiliki harga l = 3

C. Bilangan kuantum magnetik (m) yang menyatakan nomor orbital

Subkulit Harga n masing-masing orbital

S (l = 0)

P (l = 1)

d (l = 2)

f (l = 3)

0

-1,0,+1

-2,-1,0,+1,+2

-3,-2,-1,0,+1,+2,+3

D. Bilangan kuantum spin (s) yang menyatakan arah rotasi elektron

s = +½ s = -½