X

STRUKTUR ATOM

I. TEORIStruktur atom adalah susunan partikel dasar dalam atom.Atom sebagai partikel penyusun materi dapat menentukan sifat materi. Berukuran sangat kecil dan kita tidak sanggup untuk melihatnya. Sedangkan para ahli memperkirakan bentuk molekul dari berbagai percobaan dan fakta yang ada dengan suatu model. Kebenaran suatu model atau teori atom tidak mutlak. Dalam perkembangannya model atau teori atom terus mengalami perbaikan dan penyempurnaan.

II. MATERIA. Partikel-partikel dasar atomB. Nomor atom dan massa atomC. Isotop, Isobar dan IsotonD. Susunan elektron dalam atomE. Perkembangan Teori Atom

A. Partikel-Partikel Dasar Atom intiPartikel dasar penyusun atom adalah proton, netron dan elektron. n + p eInti atom terdiri dari proton dan netrondikelilingi elektron yang terletak pada kulit atom kulitAtom bersifat netral berarti jumlah proton (muatan positif) sama dengan jumlah elektron (muatan negatif)

Tabel Partikel Atom

Jenis Partikel Penemu/tahun Massa Muatan Lambang

ElektronJJ Thomson1897

0 -1 -1e0

ProtonGoldstein1886

1 +1 +1p1

NeutronJ. Chadwick1932

1 0 0n1

B. Nomor Atom (Z) dan Nomor Massa (A) A = Nomor Massa menyatakan jumlah p dan nX = lambang unsurZ = Nomor Atom menyatakan jumlah p atau e

C. Isotop, Isobar dan IsotonIsotop ialah atom dari unsur yang sama tetapi berbeda massanya.Contoh:6C12 : 6 proton, 6 elektron, 6 neutron6C13 : 6 proton, 6 elektron, 7 neutronPerbedaan massa pada isotop disebabkan perbedaan jumlah neutron.

Isobar ialah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai nomor massa yang sama.Contoh: C dengan N; Na dengan Mg

Isoton ialah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai jumlah neutron sama.Contoh : C dengan N; P dengan S

D. Susunan Elektron Dalam AtomElektron yang selalu bergerak mengelilingi inti atom ternyata berada pada tingkat-tingkat energi

tertentu yang disebut sebagai kulit-kulit atom.

Konfigurasi Elektron

BIMBEL SAHABAT – KIMIA STRUKTUR ATOM X SMU 1

Konfigurasi elektron ialah penyusunan atau pengaturan elektron berdasarkan tingkat energinya dalam suatu atom. Tingkat energi paling dekat dengan inti atau tingkat energi pertama (n=1) diberi lambang K atau disebut kulit K. Tingkat energi kedua diberi lambang L, ketiga M dan seterusnya.

Jumlah elektron maksimum yang dapat menempati setiap tingkat energi sesuai dengan 2n2, sehingga jumlah elektron dalam tiap-tiap tingkat energi utama dapat anda lihat pada tabel di bawah ini.

TABEL: KULIT DAN JUMLAH ELEKTRON MAKSIMUMTingkat Energi elektron Lambang Kulit Jumlah elektron Maksimum

1 K 2 elektron

2 L 8 elektron

3 M 18 elektron

4 N 32 elektron

5 O 50 elektron

6 P 72 elektron

7 Q 98 elektron

dst dst dst

Perhatikan Contoh Berikut ini!Atom Jumlah elektron Kulit K

(n = 1)Kulit L(n = 2)

Kulit M(n = 3)

Kulit N(n = 4)

1H 1 1

7Li 3 2 1

6C 6 2 4

12Mg 12 2 8 2

33As 33 2 8 18 5

Jumlah elektron maksimum perkulit = 2n2

Kulit K (n = 1), elektron maksimum = 2(1)2 = 2Kulit L (n = 2), elektron maksimum = 2(2)2 = 8Kulit M ( = 3), elektron maksimum = 2(3)2 = 18 dst.

Tiap kulit memiliki sub – sub kulit yang dinyatakan dengan huruf, yaitu s, p d, f. Dalam sub – sub kulit terdapat ruang (orbital) yang dapat menampung elektron dengan kapasitas tertentu.

Tabel Sub – sub kulit dan kapasitas elektron di dalamnyaSub kulit Jumlah ruang

(orbital)Kapasitaselektron

S 1 2P 3 6D 5 10F 7 14

Elektron diisikan pada ruang – ruang (orbital) dengan energi yang terendah lebih dulu. Sistem pengisian elektron berdasarkan tingkat energi ini disebut sebagai Azas Aufbau. Urutan tingkat energi pada sub – sub kulit dapat dilihat pada gambar.

Menurut Pauli, dalam satu orbital, tidak boleh diisi oleh elektron dengan arah putaran (spin) yang sama. Aturan ini disebut sebagai Prinsip Eksklusi Pauli, yang membatasi jumlah elektron dalam satu orbital maksimal adalah dua.Selain dua aturan di atas, dalam pengisian elektron pada orbital juga berlaku Aturan Hund, yaitu

1. Elektron yg masuk ke dalam sub kulit yg memiliki lebih dari 1 orbital, disebarkan terlebih dahulu pada orbital – orbital yg tk. energinya sama, dengan spin yg searah

2. Posisi orbital setengah penuh atau penuh lebih stabil

BIMBEL SAHABAT – KIMIA STRUKTUR ATOM X SMU 2

Penulisan konfigurasi elektron dilakukan sebagai berikut :1. Unsur Cl (nomor atom 17) Jumlah elektron = 17 Konfigurasi elektron = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

2. Ion Fe3+ (nomor atom 26) Karena ion bermuatan +3 kehilangan 3 elektron hanya 23 elektron yang terlibat dalam konfigurasi Konfigurasi elektron = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3

3. Ion F- (nomor atom 9) Karena ion bermuatan -1 bertambah 1 elektron ada 10

elektron yang terlibat dalam konfigurasi Konfigurasi elektron = 1s2 2s2 2p6

4. Unsur Ar (nomor atom 18) Jumlah elektron = 18 Konfigurasi elektron = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Catatan : Ion positif terjadi apabila suatu unsur melepaskan elektron jumlah elektron dalam konfigurasi

lebih sedikit daripada jumlah elektron pada nomor atom Ion negatif terjadi apabila suatu unsur menerima elektron jumlah electron dalam konfigurasi

lebih banyak daripada jumlah elektron pada nomor atom Suatu unsur membentuk ion positif atau negatif agar memiliki konfigurasi seperti gas mulia Gas mulia memiliki konfigurasi dengan orbital penuh, umumnya berakhir pada orbital np6, kecuali

unsur He (konfigurasi elektron = 1s2)

ELEKTRON VALENSIElektron valensi adalah jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar atom suatu unsur. Elektron valensi digunakan untuk membentuk ikatan kimia. jadi elektron valensi merupakan penentu sifat kimia atom unsur.Contoh:3Li, elektron valensi = 1; 6C, elektron valensi = 412Mg, elektron valensi = 2

ION DAN ISOELEKTRONIK       A.    ION

Atom, yaitu materi terkecil yang masih memiliki sifat unsur yang dibentuknya, dan tidak dapat dibagi lagi dengan cara kimia biasa. Kemudian, setiap atom memiliki jumlah elektron tertentu, dan secara konfigurasi memiliki potensi ketidak stabilan (kecuali VIIIA) sehingga setiap atom akan menuju kestabilan seperti unsur gas mulia yang terkenal dengan ke-inert-anya. Bagaimana kestabilan itu bisa terbentuk? 

Salah satunya adalah dengan melepas elektron ataupun menerima elektron. Proses ini kemudian menghasilkan ion, yaitu atom bermuatan listrik. Atom yang melepas elektron kemudian membentuk ion positif yang disebut KATION. Sedangkan yang menangkap elektron membentuk ion negative yang kemudian disebut ANION. Pada pembahasan selanjutnya proses pembentukan ion ini menjadi salah satu alasan terbentuknya ikatan kimia.

BIMBEL SAHABAT – KIMIA STRUKTUR ATOM X SMU 3

1.      Ion Positif (Kation)Ion positif merupakan atom yang telah melepas elektron, ion ini kebanyakan berasal dari logam atau unsur dengan elektron valensi kurang dari 4, namun ada ion hydrogen H+ yang merupakan ion positif yang berasal dari non logam. Kecenderungan atom untuk membentuk ion positif sangat kuat pada golongan IA. Atom fransium (Fr) merupakan atom paling mudah membentuk ion positif, dan letaknya memang di golongan IA.Contoh pembentukan ion positif adalah sebagai berikut :11Na memiliki konfigurasi 2, 8, 1. Elektron terluar 1 membuatnya kurang stabil, sehingga untuk menuju ke posisi stabil (konfigurasi 2,8 sehingga sama dengan gas mulia) atom Na akan melepas sebuah elektron membentuk ion Na+.

Na --> 1e + Na+

2.      Ion Negatif (anion)Berlawanan dengan ion positif, Ion negative merupakan atom yang telah menangkap elektron. Ion ini berasal dari non logam atau atom yang berelektron valensi lebih dari 4. Kecenderungan membentuk ion negative sangat kuat pada golongan VIIA. Unsur Fluorin (F) yang letaknya di VIIA merupakan atom yang paling mudah menangkap elektron sehingga paling mudah membentuk ion negative.Contoh pembentukan ion negative adalah sebagai berikut :17Cl memiliki konfigurasi 2, 8, 7. Elektron terluar adalah 7 membuatnya kurang stabil, sehingga untuk menuju stabil atom Cl akan menangkap 1 elektron (konfigurasi 2,8,8 sehingga akan sama dengan gas mulia) membentuk ion Cl− .

Cl + 1e --> Cl−

      B.     IsoelektronikAtom dapat melepas atau menangkap elektron untuk membentuk ion. Hal ini dapat menyebabkan

adanya persamaan jumlah elektron antara ion satu dengan ion yang lain atau atom suatu unsur dengan ion unsur yang lain. Hal yang semacam ini disebut ISOELEKTRONIK, yaitu dua atau lebih ion atau atom yang memiliki jumlah elektron sama.Misalkan kita memiliki ion 11Na+, jumlah elektron ion ini adalah 11 – 1 = 10 e, kemudian 12Mg2+, yang memiliki 12 – 2 = 10e, lalu atom 10Ne memiliki 10 elektron. Na+, Mg2+ dan Ne ini dikatakan sebagai ISOELEKTRONIK.

Contoh lain adalah misal pada P−3, S−2, Cl−, Ar, K+, dan Ca+2 (nomor atom P=15, S=16, Cl=17, Ar = 18, K=19, Ca=20)Dalam kasus ini jumlah elektron P−3 adalah 15 +3 = 18, S−2 adalah 18, Cl− adalah 17+1 =18, Ar adalah 18, K+

adalah 19-1 = 18, dan Ca+2 adalah 20-2 = 18.Jadi P−3, S−2, Cl−, Ar, K+, dan Ca+2 adalah isoelektronik

E. Perkembangan Teori Atom

No. Gambar Teori Atom Penjelasan

1. Teori atom - atom bagian terkecil suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi

- atom-atom suatu unsur sama dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain

- atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan

- pada reaksi kimia terjadi penggabungan dan pemisahan atom

- senyawa adalah hasil reaksi atom-atom penyusunnya

2. Elektron

Materi Bermuatan positif

JJ. Thomson - dalam atom terdapat elektron tersebar merata dalam bola muatan +

- disebut model atom roh kis mis rotinyabola muatan + kismisnya elektron tersebar merata

BIMBEL SAHABAT – KIMIA STRUKTUR ATOM X SMU 4

3. Rutherford Atom terdiri atas inti yang menjadi pusat massa atom dan muatan positifnya, sedang elektron berputas di sekelilingnya.Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak tertarik pada inti. Dalam inti atom terdapat proton dan neutron. Dasar pemikiran tentang spektrum unsur.

4. Niels Bohr 1. Elektron dalam atom bergerak melalui lintasan yang merupakan tingkat energi tertentu, dengan demikian elektron juga mempunyai energi tertentu

2. Selama bergerak dalam lintasannya elektron tidak memancarkan energi disebut keadaan stationer atau dasar.

3. Elektron dalam atom dapat menyerap energi dan pindah ke lintasan/tingkat energi yang lebih tinggi (disebut eksitasi atau promosi).

5.simpulbulat

Kontur 90%

Modern (Mekanika Gelombang)

Dasar pemikiran: materi mempunyai sifat gelombang. Elektron-elektron yang bergerak dalam atom juga mempunyai sifat gelombang. Sehingga kedudukan elektron tidak jelas. Kita hanya dapat berbicara tentang kebolehjadian untuk menemukan suatu elektron pada berbagai jarak dari inti dan pada berbagai arah dalam ruang. Daerah-daerah dalam atom dengan kebolehjadian menemukan elektron paling besar disebut orbital bukan orbit.

LATIHAN SOAL1. Lengkapi Tabel Berikut:

Lambang proton elektron netron

Mn …. …. ….

Pt …. …. 117

Li 3 …. ….

Ag …. 47 61

K 19 …. 200

1. Klorin yang terdapat di alam terdiri dari Cl35 dan Cl37 dan massa atom relatif rata-rata Cl = 35,5. Berapa % tiap-tiap isotop yang ada di alam?

2. Tuliskan konfigurasi dari:a. 8O2-

b. 12Mg2+

c. 17Cl-

d. 19K+

e. 16S2-

3. Suatu atom mempunyai 18 netron dengan nomer massa 35, tentukan:a. elektron valensinyab. gambar struktur atomnya

BIMBEL SAHABAT – KIMIA STRUKTUR ATOM X SMU 5

4. Unsur A yang berwujud gas mempunyai massa 1 gram dan volumenya 560 ml (STP), jika dalam intinya terdapat 22 neutron, tentukanlah:a. nomer atom Ab. konfigurasi elektronnyac. elektron valensinya

EVALUASIA. Pilihlah Jawaban yang Paling Tepat!1. Suatu isotop belerang mengandung 16 proton dan 17 neutron. Isotop belerang yang lain mengandung

16 proton dan 19 neutron. Nomer atom dan momer massa isotop pertama adalah…a. 16 dan 16b. 16 dan 17

c. 33 dan 16d. 16 dan 33

e. 33 dan 17

2. Di antara berbagai atom berikut yang merupakan isotop dari X adalah .…

a. Ga

b. P

c. Ga

d. S

e. S

3. Klorin di alam terdiri dari 75% isotop 17Cl35 dan 25% isotop 17Cl37, maka massa atom relatif klorin adalah…a. 35b. 35,5

c. 36,5d. 35 dan 37

e. 37

4. Pasangan yang memiliki jumlah elektron valensi sama adalah…a. 7N dan 14Sib. 8O dan 15P

c. 8O dan 16Sid. 10Ne dan 19K

e. 13Al dan 20Ca

5. Lambang suatu unsur X, maka dalam satu atom unsur tersebut terdapat…a. 16 proton, 14 elektron dan 14 netronb. 14 proton, 16 elektron dan 30 netronc. 30 proton, 30 elektron dan 16 netron

d. 16 proton, 16 elektron dan 14 netrone. 16 proton, 16 elektron dan 30 netron

6. Di dalam ion Au3+; Au terdapat….a. 76 elektron di sekitar intib. 76 proton di dalam intic. 79 elektron di sekitar inti

d. 79 netron di dalam intie. 82 proton di dalam inti

7. Tercantum di bawah ini lambang unsur-unsur dengan nomer atomnya. Atom yang mempunyai 6 elektron valensi adalah…a. 6Cb. 8O

c. 12Mgd. 14Si

e. 18Ar

8. Nomer atom suatu unsur ialah 58 dan bilangan massa salah satu isotopnya adalah 140. Maka jumlah elektron, proton dan netron yang terdapat dalam atom unsur tersebut adalah…a. 58, 24, 58b. 52, 52, 58

c. 58, 58, 24d. 58, 58, 140

e. 58, 58, 82

9. Ion X2+ mempunyai konfigurasi elektron 2-8-8. Nomer atom X adalah…a. 16b. 18

c. 19d. 20

e. 22

10. Ion X-2 mempunyai konfigurasi elektron 2-8-8. Nomer atom X adalah…a. 16b. 17

c. 18d. 20

e. 22

11. Jika atom X mempunyai elektron valensi 7 pada kulit N, maka nomer atom X adalah…a. 25b. 27

c. 32d. 35

e. 38

12. Perhatikan atom-atom berikut: 8A15; 7B15; 6C14; 7D14. Atom yang merupakan isotop adalah…a. A dan Bb. C dan D

c. A dan Cd. B dan D

e. A dan D

13. Suatu atom A dengan konfigurasi elektron 2-8-8-2, maka ….a. nomer atom A = 10b. massa atom A = 20c. ion A2+ mempunyai 20 elektron

d. nomer atom dan nomer massa A = 20e. nomer atom A = 20

14. Unsur 17X mempunyai kulit elektron sebanyak….a. 1b. 2

c. 3d. 4

e. 5

15. Suatu atom mempunyai tiga kulit elektron dan lima elektron valensi serta mempunyai 16 netron, maka nomer atom dan nomer massa unsur tersebut adalah…a. 15 dan 16 b. 13 dan 31 c. 15 dan 31

BIMBEL SAHABAT – KIMIA STRUKTUR ATOM X SMU 6

d. 31 dan 13 e. 16 dan 1516. Konfigurasi elektron berikut yang tidak dijumpai pada suatu atom adalah ….

a. 2e, 8e, 5e d. 2e, 8e, 8eb. 2e, 8e, 6e e. 2e, 8e, 9ec. 2e, 8e, 7e

17. Ion X2- mempunyai konfigurasi elektron 2e, 8e, 8e. Nomor atom unsur X adalah ….a. 16 d. 19b. 17 e. 20c. 18

18. Ion X2+ mempunyai konfigurasi elektron 2e, 8e, 8e. Nomor atom unsur X adalah ….a. 16 d. 19b. 17 e. 20c. 18

19. Suatu atom mempunyai tiga kulit elektron dan lima elektron valensi. Nomor atom unsur tersebut adalah ….a. 11 d. 17b. 13 e. 19c. 15

20. Atom Al memiliki 13 elektron, susunan elektron ion Al3+ adalah ….a. 2e, 8e d. 2e, 8e, 3eb. 2e, 8e, 1e e. 2e, 8e, 6ec. 2e, 8e, 2e

21. Unsur boron yang terdapat di alam terdiri atas dua jenis isotop dengan persentase isotop I~B = 20% dan isotop I~B = 80%. Perkiraan tentang massa atom relatif yang paling mendekati adalah...A. 10,0 B. 10,2 C. 10,5 D. 10,8 E. 11.0

22. Unsur galium terdiri atas dua jenis isotop dengan massa isotop relatif berturut-turut 68,95 dan 70,95. Bila massa atom relative galium 69,75 maka persentase isotop 69Ga yang terdapat di alam adalah ….a. 40 b. 50 c. 60 d. 70 e. 80

BIMBEL SAHABAT – KIMIA STRUKTUR ATOM X SMU 7