Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

36
MATERI KIMIA Aisyah Ahiri Astuti Dyan Ayu Meisyta Puspa Ningrum Oksiana Tiovani

description

Nah ini dia materi pertamaku tahun lalu untuk pelajaran kimia xD dan menjadi salah satu siswi pertama yang memakai kurikulum 2013 >.Sharing is care n free!!!

Transcript of Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Page 1: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

MATERI KIMIA

Aisyah Ahiri AstutiDyan Ayu

Meisyta Puspa NingrumOksiana Tiovani

Page 2: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

A. Perkembangan Teori Atom dan Model Atom

Page 3: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

1. Teori Atom John DaltonBagian yang sudah tidak dapat dibagi lagi disebut atom,

berasal dari bahasa Yunani atomos (a=tidak & tomos=terbagi) menurut Democritus.

Kemudian pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnya tentang atom.Teori atom

Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan

tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama

dengan massa total zat-zat hasil reaksi”. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur

dalam suatu senyawa selalu tetap”.

Page 4: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Page 5: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:

Kelebihan: Memulai minat terhadap penelitian mengenai model atom dan menjelaskan apa yang tidak dijelaskan pada teiri atom Domocritus.

Kelemahan: Tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.

Page 6: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

2. Teori Atom J. J. ThomsonBerdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William

Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab

dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang

bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron

bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positif untuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut. Dari

penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai

Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa:“Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya

tersebar muatan negatif elektron”

Page 7: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Model atom ini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah dikelupas kulitnya. Biji jambu menggambarkan elektron yang tersebar marata dalam bola daging jambu yang pejal, yang pada model atom Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal. Model atom Thomson dapat digambarkan sebagai berikut:

Kelebihan: Membuktikan bahwa atom bukan merupakan bagian yang terkecil dari suatu unsur, tetapi tesusun dari partikel muatan positif dan negatif untuk membentuk atom netral.Kelemahan: Belum dapat menjelaskan susunan muatan positif dan jumlah elektron.

Page 8: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

3. Teori Atom RutherfordRutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan

sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus

lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada

penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa

akan membelok sudut 90° bahkan lebih.

Page 9: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.3. Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.

Page 10: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai beriukut:

Kelebihan:Menyatakan bahwa atom memiliki inti atom yang bermuatan positif dan disekelilingnya terdapat elektron yang mengelilinya. Kelemahan: Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.

Page 11: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

4. Teori Atom BohrPada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.

Page 12: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

Kelebihan: Atom terdiri dari beberapa kulit/subkulit untuk tempat berpindahnya electron dan atom membentuk suatu orbit dimana inti atom merupakan positif dan disekelilingnya terdapat elektron.Kelemahan:Tidak dapat menerangkan kejadian-kejadian dalam ikatan kimia dengan baik, pengaruh medan magnet terhadap atom-atom, dan spektrum atom yang berelektron lebih banyak.

Page 13: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

5. Teori Atom ModernModel atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin

Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika

kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu

benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada

jarak tertentu dari inti atom”.Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk

mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger

memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan

ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

Page 14: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Persamaan Schrodinger

x,y dan zYmђEV

= Posisi dalam tiga dimensi= Fungsi gelombang= massa= h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14= Energi total= Energi potensial

Page 15: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan

membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit

terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.

Page 16: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Ciri khas model atom mekanika gelombang:1. Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)2. Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)3. Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron.

Page 17: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

B. Partikel Dasar Penyusun Atom dan Eksperimennya

Page 18: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

1. ElektronPernahkah Anda memperhatikan tabung televisi? Tabung televisi merupakan tabung sinar katode. Percobaan tabung sinar katode pertama kali dilakukan oleh William Crookes (1875). Hasil eksperimennya yaitu ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katode menuju ke anode yang disebut sinar katode.George Johnstone Stoney (1891) yang mengusulkan nama sinar katode disebut “elektron“. Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengaruh elektron terhadap perbedaan sifat antara atom suatu unsur dengan atom dalam unsur lainnya. Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron.Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes. yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katode. Hasil percobaan J.J. Thomson menunjukkan bahwa sinar katode dapatdibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. Hal ini membuktikan terdapatpartikel bermuatan negatif dalam suatu atom.

Page 19: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Besarnya muatan dalam elektron ditemukan oleh Robert AndrewMilikan (1908) melalui percobaan tetes minyak Milikan. Minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Akibat gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Apabila tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik ke kutub positif medan listrik. Dari hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatanelektron –1 dan massa elektron 0, sehingga elektron dapat dilambangkan

Page 20: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

2. ProtonJika massa elektron 0 berarti suatu partikel tidak mempunyai massa. Namun pada kenyataannya partikel materi mempunyai massa yang dapat diukur dan atom bersifat atom itu netral. Bagaimana mungkin atom itu bersifat netral dan mempunyai massa, jika hanya ada elektron saja dalam atom?Eugene Goldstein (1886) melakukan eksperimen dari tabung gas yang memiliki katode, yang diberi lubanglubang dan diberi muatan listrik.Hasil eksprerimen tersebut membuktikan bahwa pada saat terbentuk elektron yang menuju anode, terbentuk pula sinar positif yang menuju arah berlawanan melewati lubang pada katode. Setelah berbagai gas dicoba dalam tabung ini, ternyata gas hidrogenlah yang menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil baik massa maupun muatannya, sehingga partikel ini disebut dengan proton. Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +1.

Page 21: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

3. Inti AtomSetelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian penembakan lempeng tipis emas. Jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkanseharusnya tidak ada yang diteruskan/menembus lempeng sehingga muncullah istilah inti atom. Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden (1911) menemukan konsep inti atom didukung oleh penemuan sinar X oleh WC. Rontgen (1895) dan penemuan zat radioaktif (1896). Percobaan Rutherford dapat digambarkan sebagai berikut.Percobaan Rutherford, hamburan sinar alfa oleh lempeng emas. Hasil percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesisnya bahwa atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif, sehingga atom bersifat netral. Massa inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapat diprediksi bahwa ada partikel lain dalam inti atom.

Page 22: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

4. NeutronPrediksi dari Rutherford memacu W. Bothe dan H. Becker (1930) melakukan eksperimen penembakan partikel alfa pada inti atom berilium (Be) dan dihasilkan radiasi partikel berdaya tembus tinggi. Eksperimen ini dilanjutkan oleh James Chadwick (1932). Ternyata partikel yang menimbulkan radiasi berdaya tembus tinggi itu bersifat netral atau tidak bermuatan dan massanya hampir sama dengan proton. Partikel ini disebutneutron dan dilambangkan dengan

Page 24: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Nomor AtomNomor atom menunjukkan jumlah muatan positif

dalam inti (jumlah proton). menurut Hendry Moseley (1887-1915) jumlah muatan positif setiap unsur

bersifat karakteristik. Jadi unsur yang berbeda akan mempunyai nomor atom yang berbeda. untuk jumlah muatan positif (nomor atom) diberi lambang Z diberi

lambang Z. Jika atom bersifat netral maka jumlah muatan positif (proton)sama dengan jumlah muatan negatif (elektron), jadi nomor atom = jumlah proton

=jumlah elektron.Z = np = ne , dimana n = Jumlah

Page 25: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Nomor Massa

Atom terdiri dari proton, neutron dan elektron. Massa atom = (massa p + massa n) + massa e. Karena massa elektron jauh lebih kecil dibandingkan massa neutron dan proton, maka massa elektron diabaikan. dengan demikian massa atom = massa p + massa n. Massa

atom dinyatakan sebagai nomor massa dan dilambangkan A.

A = massa n + massa p —–> n = A – Z

Page 26: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

D. Isotop, Isobar, dan Isoton

Page 27: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Isotop adalah atom yang mempunyai nomor atom yang sama tetapi memiliki nomor massa yang

berbeda.

Page 28: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Isobar adalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai

jumlah nomor massa yang sama. Karena nomor atomnya berbeda maka sifat-sifatnya juga berbeda.

Page 29: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Isoton adalah atom-atom yang memiliki jumlah netron sama tetapi jumlah protonnya

berbeda. Seperti yang sudah kita pelajari sebelumnya, bahwa neutron adalah selisih antara nomor massa

dengan nomor atom; maka isoton tidak dapat terjadi untuk unsur yang sama.

Page 30: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

E. Satuan Massa Atom dan Massa Atom Relatif

Page 31: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

1. Satuan Massa AtomStandar massa atom yang kali pertama diberlakukan adalah atom hidrogen, massanya

ditetapkan sebesar 1,0 sma (satuan massa atom). Pada perkembangan selanjutnya, standar massa atom adalah atom oksigen, yang massanya ditetapkan sebesar 16,0 sma. Dengan berkembangnya teknologi dalam bidang instrumentasi, khususnyaspektrometer massa, diketahui bahwa atom-atom suatu unsur dapat memiliki lebih dari satu macam isotop. Berdasarkan sifat-sifat isotop atom, ditetapkan bahwa standar massa atom adalah isotop karbon yang massanya 12 sma. Alasannya, isotop karbon-12 merupakan isotop paling stabil. Penetapan isotop karbon-12 sebagai standar massa atom dibakukan oleh IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) pada 1961 dan didefinisikan sebagai:

1/12 × massa atom isotop karbon-12

Penentuan massa isotop atom-atom lain didasarkan pada nilai perbandingan terhadap massa atom isotop karbon-12. Jadi, massa atom isotop suatu unsur, misalnya isotop atom X sama dengan:

Page 32: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

2. Massa Atom RelatifDengan ditetapkannya massa isotop atom karbon-12 sebagai standar massa

atom maka massa isotop atom unsur-unsur lain dapat ditentukan secara eksperimen menggunakan spektrometer massa. Spektrometer massa memberikan data akurat tentang jumlah isotop atom suatu unsur dan kelimpahannya di alam.

Berdasarkan data runutan spektrometer massa, karbon merupakan campuran tiga macam isotop dengan sifat kimia yang sama, tetapi massa dan kelimpahannya di alam berbeda. Demikian pula unsur-unsur lain dapat memiliki isotop lebih dari satu dengan persen kelimpahan yang berbeda.

Permasalahan sekarang adalah isotop mana yang akan dijadikan rujukan untuk mengukur massa zat di laboratorium. Oleh karena isotop-isotop suatu unsur tidak dapat dipisahkan dalam suatu zat kimia juga kelimpahannya berbeda untuk setiap isotop maka perlu ditetapkan massa atom unsur untuk kepentingan pengukuran zat di laboratorium. Menurut IUPAC, massa atom unsur ditentukan berdasarkan massa setiap isotop dan kelimpahannya. Penentuan dengan cara ini dinamakan massa atom relatif, disingkat Ar. Massa atom relatif (Ar) suatu unsur didefinisikan sebagai jumlah dari massa isotop dikalikan dengan kelimpahannya di alam.

Page 33: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Contoh:Jika suatu unsur memiliki n isotop: isotop-1, massanya m1 dengan kelimpahan Z1; isotop-2, massanya m2 dengan kelimpahan Z2; dan seterusnya maka massa atom relatif unsur tersebut ditentukan dengan persamaan berikut:Ar = m1Z1 + m2Z2+ … +mnZn

Oleh karena massa atom relatif sudah mempertimbangkan isotop dan kelimpahannya di alam maka untuk perhitungan dan pengukuran massa zat didasarkan pada massa atom relatifnya.

Page 34: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Tabel berikut menunjukkan massa atom relatif unsur-unsur

Unsur Massa Atom Relatif

H 1,008

Li 6,975

C 12,011

N 14,006

O 15,999

F 18,998

Na 22,989

Mg 24,305

Al 26,981

P 30,974

Si 28,080

Cl 35,453

K 39,091

Ca 40,080

Br 79,904

Page 35: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

ContohHasil analisis spektrometer terhadap unsur boron menunjukkan bahwa unsur boron terdiri atas dua isotop, yaitu isotop 10B massanya 10,013 dengan kelimpahan 19,10% dan isotop 11B massanya 11,01 sma dengan kelimpahan 80,90% sma. Berapakah massa atom relatif boron?Jawab:Ar atom = Σ(massa isotop x %kelimpahan)Ar B = [10,013x(19,10/100)+(11,01x(80,90/100)]= 1,9125 + 8,9065 = 10,819Jadi, massa atom relatif (Ar) unsur boron adalah 10,819.

Page 36: Materi Atom Kimia Kelas X Kuri13

Thanks for your attention ^_^