STRUKTUR ATOM

Penyusun bagian-bagian atom sangat menentukan sifat benda/materi.

Untuk mengetahui bagaimana atom bergabung sehingga dapat mengubah bahan sesuai dengan kebutuhan.

Berguna untuk kehidupan manusia: kesehatan, energi, telekomunikasi dll.

Atom adalah btk terkecil suatu materi. Atom tersusun dr :

1. inti atom (berupa proton & neutron) 2. kulit atom yg mengandung elektron-elektron

Elektron (-) yg berada pd lintasan-lintasan tertentu bergerak mengelilingi inti atom (+)

Jumlah elektron sama dgn jumlah proton shg secara keseluruhan atom bersifat netral

Inti atom ukurannya sangat kecil dibandingkan ukuran atomnya sendiri

Massa sebuah atom dipusatkan di inti atom.

5

A. Partikel dasar : partikel-partikel pembentuk atom yang terdiri dari proton, elektron dan neutron.

1. Proton : partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sma dengan satu sma (amu) dan bermuatan +1.

2. Elektron : partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1.

3. Neutron : partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma dan netral.

B. Nukleus : Inti atom yang bermuatan positif, terdiri dari proton dan neutron.

C. Notasi unsur : ZA X dengan X : tanda atom (unsur) Z : nomor atom = jumlah

elektron (e) = jumlah

proton (p) A : bilangan massa = jumlah proton

+ neutronPada atom netral, berlaku: jumlah elektron = jumlah proton.Contoh : 1. Tentukan jumlah elektron, proton den neutron dari unsur 26

56 Fe ! Jawab :

Jumlah elektron = jumlah proton = nomor atom = 26 Jumlah neutron = bilangan massa - nomor atom = 56 - 26 = 30

2. Berikan notasi unsur X, jika diketahui jumlah neutron = 14 dan jumlah elektron = 13 !

Jawab : Nomor atom = jumlah elektron = 13 Bilangan massa = jumlah proton + neutron = 13 + 14 = 27 Jadi notasi unsurnya : 13

27 X

D. Atom tak netral : atom yang bermuatan listrik karena kelebihan atau kekurangan elektron bila dibandingkan dengan atom

netralnya. Atom bermuatan positif bila kekurangan elektron, disebut Kation. Atom bermuatan negatif bila kelebihan elektron, disebut Anion.

Contoh: Na+  : kation dengan kekurangan 1 elektron Mg2+ : kation dengan kekurangan 2 elektron Cl-    : anion dengan kelebihan 1 elektron O2-    : anion dengan kelebihan 2 elektron

E. Isotop : unsur yang nomor atomnya sama, tetapi berbeda bilangan massanya. Contoh: Isotop oksigen : 8

16 O ; 817 O ; 8

18 O

F. Isobar : unsur yang bilangan massanya sama, tetapi berbeda nomor atomnya.

Contoh: 2759 CO dengan 28

59 Ni

G. Isoton : unsur dengan jumlah neutron yang sama. Contoh: 6

13 C dengan 714 N

H. Iso elektron: atom/ion dengan jumlah elektron yang sama.Contoh: Na+ dengan Mg2+

   K+ dengan Ar dan sebagainya

1. Notasi elektron : e 2. Elektron ditemukan oleh Joseph John

Thomson pd th 1897 dgn percobaan sinar katoda ( hal 14)

3. Elektron mrpk partikel dasar bermuatan negatif

4. Ilmuwan R.A. Millikan menentukan muatan mutlak elektron dgn uji tetesan minyak.

5. Besarnya muatan elektron = - 1,6029 x 10-19 Coulomb, dikonversi menjadi –1, krn elektron mrpk muatan listrik terkecil.

6. Massa elektron = 0,000549 sma (satuan massa atom) = 9.10 × 10-31 Kg

7. Elektron sangat ringan jika dibandingkan dgn proton dan neutron. Sebutir proton sekitar 1800 kali lebih berat drpd elektron.

Sifat sinar katoda menunjukkan sifat-sifat sbb :

Sinar ini merambat dlm arah garis lurus dari katoda kecuali kalau dikenai gaya dari luar

Bermuatan negatif, ini terbukti krn ditarik oleh lempeng yg bermuatan positif.

Jejak sinar ini juga dibengkokkan pd arah yg sama oleh medan magnet spt halnya jejak partikel bermuatan negatif yg telah diuji sebelumnya.

1. Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan William Crookes (1879).

Hasil eksperimennya adalah ditemukannya seberkas sinar yg muncul dr arah katoda menuju ke anoda yg disebut sinar katoda.

2. George Johnstone Stoney (1891) yg memberikan nama sinar katoda disebut “elektron”.

Kelemahan dr Stoney: tdk dpt menjelaskan pengertian atom dlm suatu unsur memiliki sifat yg sama sedangkan unsur yg berbeda akan memiliki sifat berbeda, pdhal keduanya sama-sama memiliki elektron.

3. Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yg dipancarkan dr unsur-

unsur Radioaktif yg sifatnya mirip dgn elektron.

4. Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes

yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dlm tabung sinar katoda.

Hasil percobaannya membuktikan bhw ada partikel bermuatan negatif dlm suatu atom krn sinar tsb dpt dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik.

3. Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yg dipancarkan dr unsur-

unsur Radioaktif yg sifatnya mirip dgn elektron.

4. Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes

yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dlm tabung sinar katoda.

Hasil percobaannya membuktikan bhw ada partikel bermuatan negatif dlm suatu atom krn sinar tsb dpt dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik.

Minyak disemprotkan ke dlm tabung yg bermuatan listrik. Akibat gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yg turun.

Bila tetesan minyak diberi muatan negatif mk akan tertarik kekutub positif medan listrik.

Hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron –1 dan 0, shg elektron dpt dilambangkan (0e-1)

Notasi Proton = pProton tdpt pada inti atom.Ditemukan Goldstein saat suatu pancaran

sinar (floresensi) tampak dr tabung sinar katoda yg dilubangi, yg menandakan ada sinar positif yg bergerak dlm tabung dan menumbuk pd ujung yg lainnya.

Proton mrpk partikel dasar bermuatan positif dgn muatan sama dgn muatan elektron tapi berlawanan tanda, yaitu +1.

Massa proton 1,67492 x10-19 Kg atau 1,000885 sma (dibulatkan menjadi 1)

Byknya proton akan sama dgn jmlh elektronnya

Th 1886 Goldstein melakukan percobaan dgn tabung sinar katoda dan menemukan fakta : bila katoda tdk berlubang ternyata gas dibelakang katoda tetap gelap. Tetapi bila katoda diberi lubang maka gas di belakang katoda menjadi berpijar . Hal ini menunjukkan adanya radiasi yg berasal dari anode kemudian menerobos lubang pd katoda dan memijarkan gas dibelakang katoda. Radiasi itu disebut sinar anoda atau sinar positif atau sinar terusan.Hasil percobaan menunjukkan bhw sinar terusan mrpk radiasi partikel yg bermuatan positif. Partikel sinar terusan bergantung pd jenis gas dlm tabung.Partikel terkecil diperoleh dari gas hydrogen. Partikel ini disebut proton.

Notasi Netron : n Netron tdpt pd inti atom Fakta bhw adanya selisih jmlh massa proton

dan elektron dgn massa atom mendorong penemuan netron

Ditemukan oleh James Chadwick (1891-1974) mrpk partikel dasar yg tdk bermuatan (netral) atau muatannya nol.

Massa netron = 1.6749 × 10-27 Kg , hampir sama dgn massa proton dan besarnya sekitar 1800 kali lebih berat dari massa elektron.

• Nomor atom disebut juga nomor proton.

• Jumlah proton = NOMOR ATOM

• Nomor atom menandakan posisi dari suatu elemen pd tabel periodik dan krnnya jumlah proton memberitahukan elemen apa yg kita maksudkan..

• Nomor atom disebut juga nomor proton.

• Jumlah proton = NOMOR ATOM

• Nomor atom menandakan posisi dari suatu elemen pd tabel periodik dan krnnya jumlah proton memberitahukan elemen apa yg kita maksudkan..

CONTOH :• jika atom memiliki 8

proton (nomor atom = 8), ini pasti oksigen.

• Jika atom memiliki 12 proton (nomor atom= 12), ini pasti magnesium.

• Jika atom klor (nomor atom = 17) memiiki 17 proton

• Jika atom memiliki 92 proton maka pasti uranium (nomor atom = 92)

Nomor massa disebut juga nomor nukleon

Jika atom terdiri dari 9 proton dan 10 neutron maka tersebut memiliki nomor massa19Untuk penulisan notasi susunan atom adalah sbb :

04/10/23 21

Nomor massa = proton + neutron

Atom bermuatan netral. Ke-positif-an proton diseimbangkan dengan ke-negatif-an elektron. Hal ini menunjukkan bahwa di dalam atom netral :sehingga

banyaknya elektron = banyaknya proton

• Jadi, jika sebuah atom oksigen (nomor atom = 8 memiliki 8 proton, ia pasti memiliki 8 elektron;

• jika atom klor (nomor atom=17) memiliki 17 proton, ia pasti memiliki 17 elektron.

• Jadi, jika sebuah atom oksigen (nomor atom = 8 memiliki 8 proton, ia pasti memiliki 8 elektron;

• jika atom klor (nomor atom=17) memiliki 17 proton, ia pasti memiliki 17 elektron.

• sedangkan atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagai ion.

• Jika jumlah proton lebih banyak dari pada elektron maka bersifat sebagai

ion +, jika jumlah elektron lebih banyak dari pada proton maka bersifat sebagai ion -

• Contoh : Tentukan proton, dan

elektron dari 11Na+ dan 15P3-

Jawab : ● 11Na+

proton = 11, elektron = proton –

muatan = 11 – 1 = 10

● 15P3-

proton = 15 elektron = proton +

muatan = 15 + 3 = 18

• Contoh : Tentukan proton, dan

elektron dari 11Na+ dan 15P3-

Jawab : ● 11Na+

proton = 11, elektron = proton –

muatan = 11 – 1 = 10

● 15P3-

proton = 15 elektron = proton +

muatan = 15 + 3 = 18

ISOBARIsobar adalah unsur-

unsur yg memiliki nomor massa yg sama. Tetapi nomor atom berbeda.

Adanya isotop yang menyebabkan

adanya isobar.

ISOBARIsobar adalah unsur-

unsur yg memiliki nomor massa yg sama. Tetapi nomor atom berbeda.

Adanya isotop yang menyebabkan

adanya isobar.

CONTOH

ISOTON Isoton adalah atom-atom yg

memiliki jmlh netron sama tetapi jmlh protonnya berbeda.

Seperti yang sudah kita pelajari sebelumnya, bahwa neutron adalah selisih antaranomor massa dengan nomor atom; maka isoton tidak dapat terjadi untuk unsur yang sama.

Isoton Karena nomor atomnya berbeda maka sifat-sifatnya juga berbeda.

25

CONTOH

• Atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai jumlah elektron yang sama disebut isoelektron.

11Na+ dan 9F-

elektron Na= proton – muatan

Na = 11 – 1 = 10

elektron F = proton + muatan

F = 9 + 1= 10

MolekulMetana +

Dua MolekulOksigen

Karbondioksid

Dua MolekulAir

+=

A.  MODEL ATOM JOHN DALTON

• atom adalah bagian terkecil suatu unsur • atom tidak dapat diciptakan, dimusnahkan, terbagi lagi, atau diubah menjadi zat lain -atom-atom suatu unsur adalah sama dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom-atom dari unsur lain • reaksi kimia merupakan proses penggabungan atau pemisahan atom dari unsur-unsur yang terlihat

• Kelemahan teori atom Dalton : tidak dapat membedakan pengertian atom dan molekul. Dan atom ternyata bukan partikel yang terkecil.

Model atom Dalton, seperti bola pejal

B.MODEL ATOM J.J. THOMPSON atom merupakan suatu bola bermuatan

positif dan di dalamnya tersebar elektron-elektron seperti kismis

jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif, sehingga atom bersifat netral

C. MODEL ATOM RUTHERFORD

atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dengan muatan positif yang massanya merupakan massa atom tersebut elektron-elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti tersebut banyaknya elektron dalam atom sama dengan banyaknya proton dalam inti dan ini sesuai dengan nomor atomnya

D. MODEL ATOM BOHR

elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi

elektron dapat berpindah dari kulit luar ke kulit yang lebih dalam dengan memancarkan energi, atau sebaliknya

Membebaskan Energi

Elektron

Elektron

MenyerapEnergi

IntiAtom

1. Bilangan kuantum utama ( n ) : mewujudkan lintasan elektron 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 Tiap kulit atau setiap tingkat energi ditempati oleh sejumlah elektron. Jumlah elektron maksimum yang dapat menempati tingkat energi itu harus memenuhi rumus Pauli = 2n2. Contoh: Kulit ke-4 (n = 4) dapat ditempati maksimum = 2 x 42 elektron = 32 elektron

n 1 2 3 4 5 6 7

Kulit K L M N O P Q

Tabel Nilai Bilangan Kuantum Utama dan Nomor Kulit

3. Bilangan kuantum magnetik ( m ) : mewujudkan adanya satu atau beberapa tingkatan energi di dalam satu sub kulit. Bilangan kuantum magnetik ( m ) mempunyai harga ( -1 ) sampai harga ( +1 ). 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).

l Subkulit m Jumlah Orbital

0

1

2

3

s

p

d

f

0

-1,0,+1

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

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

1

3

5

7

Tabel Hubungan Nilai l,m, dan Jumlah Orbital dalam Subkulit

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

Dalam satu orbital, maksimum dapat berisi 2 elektron dan kedua elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing-masing diberi harga s = +1/2 atau s = -1/2.

Subkulit Jumlah Orbital Jumlah Elektron Maksimum

s

p

d

f

1

3

5

7

2

6

10

14

Tabel Jumlah Elektron Maksimum dalam Subkulit

Orbital s Orbital p Orbital d

1. Prinsip Aufbau : elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan seterusnya.

Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya.

Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur: Atom H : mempunyai  1 elektron, konfigurasinya 1s1

Atom C : mempunyai  6 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p2

Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p6 3S2 3p6 4s1

2. 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.

3. Prinsip Hund : cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron. Contoh:Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara Pengisian orbitalnya adalah:Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron. Sehingga di alam terdapat senyawa CH4 atau CCl4, tetapi tidak terdapat senyawa CCl3 atau CCl5.

SEKIANTERIMA KASIH . . . .