A. Perkembangan model atom

FRISCA SYAMSIANA_147795027_KIMIA SEKOLAH

PETA KONSEP

A.Perkembangan model atom

1.Teori Atom Dalton

Awal abad 19 SM seorang guru sekolah di Inggris, John

Dalton Menemukan konsep atom dan mengusulkan teori atom

berdasarkan percobaan sebagai bukti pada saai itu. Teori

Dalton berbeda untuk masing-masing unsur.

Postulat Teori Dalton sebagai berikut:

a) Unsur-unsur kecil yang tak terpisahkan dari sebuah

partikel disebut atom. Di dalam reaksi kimia atom tidak

dapat diciptakan maupun dimusnahkan tetapi atom dapat

berubah menjadi macam-macam atom.

b) Seluruh atom hampir sama dan memiliki karakteristik

masing-masing contohnya massa dan ukuran.

c) Atom merupakan element yang berbeda dengan karakteristik

yang berbeda pula.

d) Campuran akan terbentuk ketika satu atau lebih dari atom

bergabung.

e) Pada campuran ditentukan bahwa angka-angka atom yang

relatif adalah tetap dan terbatas. secara umum, angka-

angka relatif ini adalah bilangan bulat sederhana.

f) Atom dari lebih dua unsur boleh bergabung dengan rasio

yang berbeda untuk membentuk lebih dari satu campuran.

(Sumber: Foundation of Chemistry: 20)


2.Teori Atom Thomson

Teori atom thomson didasarkan atas eksperimennya yang

berhasil menemukan elektron. Postulat Thomson sebagai

berikut:

a) Atom bukan sebagai partikel terkecil dari suatu benda

b) Atom berbentuk bola pejal,dimana terdapat muatan listrik

positif dan negative yang tersebar merata di seluruh

bagian seperti roti kismis.

c) Pada atom netral jumlah muatan listrik negatif sama

dengan jumlah muatan listrik positif

d) Masa elektron jauh lebih kecil dibandingkan dengan masa

atom Thomson melakukan percobaan lampu tabung.


3.Teori Atom Rutherford

Eksperimen yang dilakukan Rutherford adalah penembakan

lempeng Emas tipis dengan partikel alpha. Percobaan

Rutherford menjelaskan bahwa:

a)Sebagian besar partikel sinar α dpt tembus karena melalui

daerah hampa.

b)Partikel α yg mendekati inti atom dibelokkan karena

mengalami gaya tolak inti.

c)Partikel α yg menuju inti atom dipantulkan karena inti

bermuatan positif & sangat masif.

Hipotesa Rutherford:

a)Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan

elektron-elektron yang bermuatan negatif yang beredar

mengelilingi inti atom


b)Atom bersifat netral sehingga jumlah proton dalam inti

sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti

4.Teori Atom Bohr

Pada tahun 1913, Niels Bohr mengemukakan teori baru

mengenai struktur dan sifat atom. Teori atom Bohr pada

prinsipnya mengaplikasikan teori kuantum Planck. Bohr

mengusulkan bahwa di dalam suatu atom hidrogen terdapat

elektron yang melingkar di dalam inti. Bagaimanapun, Bohr

mengemukakan gagasan di mana elktron di dalam suatu atom

hanya mempunyai nilai-nilai energi dengan jumlah terbatas.

Hanya garis edar tertentu dan energi tertentu yang telah

diijinkan. Bohr mengusulkan bahwa suatu elktron di dalam

inti akan memiliki energi tanpa harus menyebar energi.

Model atom Bohr memiliki energi yang spesifik yang mana

telah diidentifikasi bilangan kuantumnya dari kulit ke

1,2,3,4... Angka-angka ini digunakan untuk mendeskripsikan

sebuah energi dengan notasi K, L, M ...



Bohr mengemukakan empat postulat yang diterapkan untuk

menerangkan atom hidrogen. Keempat postulat itu adalah

sebagai berikut:

a) Elektron mengelilingi inti atom pada orbit tertentu.

Orbit itu merupakan lintasan gerak stasioner elektron

mengelilingi inti dan berjarak tertentu dari inti.

b) Selama berada dalam lintasannya, energi elektron tetap

sehingga tidak ada energi yang diserap dan dipancarkan.

c) Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan

stasioner ke lintasan stasioner lainnya dengan menyerap

atau memancarkan energi sesuai dengan persamaan max

planck.

d) Lintasan stasioner elektron yang diperbolehkan memiliki

momentum sudut kelipatan dari h / 2π.

(Sumber: Susilowati, Endang dan Harjani, Tarti. 2013. Buku

Guru Kimia untuk Kelas X SMA dan MA. Solo: PT. Wangsa Jatra

Lestari)


5.Kelebihan dan Kelemahan masing-masing model atom

Model Atom Kelebihan KelemahanMenurut Dalton seperti bolapejal

Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom

Tidak menerangkan hubungan antara larutansenyawa dan daya hantararus listrik, jika atommerupakan bagian terkecil dari suatu unsur dan tidak dapat dibagi lagi

Model Atom Kelebihan KelemahanMenurut Thomson seperti rotikismis

Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur. Selain itu juga memastikan bahwa atom tersusun dari partikel yang bermuatan positif dan negatif untuk membentuk atom netral. Juga membuktikan bahwa elektron terdapat dalam semua unsur

Belum dapat menerangkanbagaimana susunan muatan positif dalam bola dan jumlah elektron

Rutherford seperti planet bumi mengelilingimatahari

Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti

Model tersebut tidak dapat menerangkan mengapa elektron tidak pernah jatuh ke dalam inti sesuai dengan teori fisika klasik

Niels Bohr seperti

Mempu membuktikan adanya lintasan elektron untuk

Hanya dapat menerangkanatom-atom yang memiliki


bola, denganinti atom yang dikelilingi sejumlah elektron

atom hidrogen elektron tunggal seperti gas hidrogen, tetapi tidak dapat menerangkan spektrum warna dari atom-atom yang memiliki banyak elektron

(Sumber: Susilowati, Endang dan Harjani, Tarti. 2013.

Buku Guru Kimia untuk Kelas X SMA dan MA. Solo: PT. Wangsa Jatra

Lestari)

B.Partikel Penyusun Atom

Proton

Dengan ditemukannya elektron oleh Thomson, para ahli semakin

yakin bahwa atom tersusun oleh partikel-partikel yang lebih

kecil. Pada tahun 1886, Eugen Goldstein memodifikasi tabung

sinar katode dengan melubangi lempeng katodenya dan gas yang

berada di belakang lempeng katode menjadi berpijar.

Peristiwa tersebut menunjukkan adanya radiasi yang berasal

dari anode yang menerobos lubang pada lempeng katode. Sinar

ini disebut sinar anode atau sinar positif.

Elektron

Pada tahun 1879, Sir William Crookes melakukan eksperimen

mengenai daya hantar listrik di ruang hampa. Dalam

eksperimennya, Crookes menggunakan tabung sinar katoda.

Berdasarkan hasil eksperimen yang dilakukan JJ Thomson,

sinar katoda tidak bergantung pada jenis gas dan logam yang


digunakan untuk elektrode. Dengan kata lain, semua benda

terdiri atas partikel yang sama. Partikel itu merupakan

partikel dasar penyusun materi. Selanjutnya partikel dasar

tersebut disebut elektron.

Neutron

Pada tahun 1930, W. Bothe dan H. Becker melakukan percobaan yang

lain, yaitu menembaki inti atom berilium dengan partikel dan

mereka menemukan suatu radiasi partikel yang mempunyai daya

tembus yang besar. Kemudian pada tahun 1932, James Chadwick

membuktikan bahwa radiasi tersebut terdiri atas partikel netral

yang massanya hampir sama dengan massa proton. Karena

partikel tersebut bersifat netral, maka dinamai neutron.

Percobaan-percobaan selanjutnya membuktikan bahwa neutron

juga merupakan partikel penyusun inti.

(Sumber: Susilowati, Endang dan Harjani, Tarti. 2013. Buku

Guru Kimia untuk Kelas X SMA dan MA. Solo: PT. Wangsa Jatra

Lestari)

C.Massa atom relatif dan Molekul relatif

1. Massa Atom Relatif

Massa satu atom unsur atau massa satu molekul zat

memiliki satuan massa atom (sma). Penentuan massa atom

dilakukan dengan cara membandingkan massa atom yang akan

ditentukan terhadap massa atom unsur yang massanya telah

ditetapkan (massa atom acuan). Dengan cara ini, massa

setiap atom dapat ditentukan.


Pada tahun 1825, Jons Jacob Berzelius mendefinisikan massa

atom suatu unsur sebagai perbandingan massa satu unsur

tersebut terhadap massa satu atom hidrogen. Jika ada

pernyataan bahwa massa atom karbon = 12, maka bisa

diartikan bahwa massa satu atom karbon 12 kali lebih

besar daripada massa satu atom hidrogen.

Atom karbon isotop merupakan atom paling stabil

dibandingkan atom-atom lain, sehingga paling cocok

digunakan sebagai standar bagi penentuan harga massa atom

unsur-unsur. Sejak tahun 1961 IUPAC mendefinisikan massa

atom relatif (Ar) suatu unsur adalah perbandingan massa

satu atom unsur tersebut terhadap 1/12 kali massa satu

atom karbon-12 (C-12). Hubungan tersebut dapat

dinyatakan:

(Sumber: Setyawati, Arifatun Anifah. 2009. Kimia kelas X.

Jakarta: PT. Cempaka Putih)

2. Massa molekul relatifMassa molekul relatif merupakan penjumlahan dari massa

atom relatif.

Contohnya: Hitunglah Mr dari C2H5OH

Jawab : Mr C2H5OH = 2 x Ar (C) + 6 x Ar (H) + 1 x

Ar (O)

= 2 x 12,01 + 6 x 1,008 + 1 x 16,00

= 24,02 + 6,048 + 16,00


= 46,07


D.Nomor atom dan nomor massa

Nomor atom biasanya dilambangkan dengan Z yang merupakan

nomer proton dari inti atom.

Nomor massa biasanya dilambangkan dengan A yang

merupakan penjumlahan dari proton dan neutron suatu ini

atom.

A = Z + nomer atom

Sehingga struktur atom dapat diidentifikasi sebagai

berikut:

Dimana:

X = unsur

Z = nomor atom

A = nomor massa

(Sumber: Foundation of Chemistry: 24-25)


(Sumber: Setyawati, Arifatun Anifah. 2009. Kimia kelas X.Jakarta: PT. Cempaka Putih)

E.Isotop, isobar, isoton

1. Isotop

Atom berbeda dari suatu unsur dimana nomer protonnya sama

tetapi nomer netronyya di dalam inti berbeda.

Contoh:


2. Isoton

Atom berbeda dari suatu unsur dimana jumlah neutronnya

sama.

Contoh:

(Sumber: Susilowati, Endang dan Harjani, Tarti. 2013. BukuGuru Kimia untuk Kelas X SMA dan MA. Solo: PT. Wangsa Jatra Lestari)

3. Isobar

Atom berbeda dari suatu unsur dimana nomer massanya tetapi

nomer netronya di dalam inti berbeda.

Contoh:

(Sumber: Susilowati, Endang dan Harjani, Tarti. 2013. BukuGuru Kimia untuk Kelas X SMA dan MA. Solo: PT. Wangsa Jatra Lestari)


F.Model mekanika kuantum

1) Tingkat energi

Salah satu yang paling penting dalam mekanika kuantum

adalah menemukan kulit yang menggambarkan energi dimana

elektron berada. Tingkat energi dimulai dari nomer 1, 2,

3, ... 7 atau dengan simbol K, L, M, ... Q. Sehingga

dapat disimpulkan

Nomor

Kulit

Jumlah elektronmaksimum

1 K 22 L 83 M 184 N 325 O 506 P 727 Q 98


Contoh: Tuliskan konfigurasi elekron dari 17Cl = 2.8.7

2) Orbital

Bohr mengusulkan bahwa mekanika kuantum menunjukkan

bahwa elektron dalam suatu atom sedang pindah ke orbit

lingkar beberapa radius tertentu dari inti. Dalam model

mekanika kuantum sangat mungkin untuk menampatkan suatu

elektron di sekitar inti. Mekanika kuantum juga

menunjukkan bahwa untuk masing-masing nilai n sampai n2


orbital, masing-masing dimana terdapat maksimum dua

elektron.


Schrodinger memecahkan suatu persamaan matematis untuk

mendapatkan seperangkat fungsi matematis yang disebut

fungsi gelombang. Penyelesaian fungsi gelombang itu

menghasilkan tiga bilangan kuantum yang menunjukkan

daerah kebolehjadian menemukan elektron di sekeliling

inti. Daerah itu disebut orbital. Istilah orbital dipilih

untuk membedakan dari orbit atau lintasan Bohr. Tiap

orbital memiliki suatu energi yang khas.

(Sumber: Susilowati, Endang dan Harjani, Tarti. 2013.

Buku Guru Kimia untuk Kelas X SMA dan MA. Solo: PT. Wangsa Jatra

Lestari)

a) Orbital s

Energi yang paling rendah pada orbital untuk

hidrogen adalah orbital yang pertama ( n=1) dan

dikenal sebagai orbital 1s.

Orbital s memiliki rapatan elektron yang sama pada

jarak yang sama dari inti. Dapat dikatakan bahwa

titik-titik yang menggambarkan rapatan elektron pada

jarak yang sama terletak pada permukaan bola dengan

inti atom sebagai pusatnya oleh karena itu, orbital s

dikatakan berbentuk bulat (Spherical).


Gambaran permukaan orbital s

b) Orbital p

Rapatan elektron pada orbital p tidak didistribusikan

simetris seperti bola. Rapatan elektron itu terpusat

pada daerah yang ukuranya sama tetapi letaknya

berseberangan. Kedua pusat orbital membentuk satu

garis lurus dengan inti. Ada tiga macam orbital p,

yaitu px, py, dan pz. Ketiga orbital tersebut

mempunyai bentuk, ukuran, dan energi yang sama.

Perbedaan ketiga orbital itu terletak pada arah

konsentrasi atau rapatan elektronnya.

Bentuk dan posisi ketiga orbital p

c) Orbital d

Orbital d lebih rumit daripada orbital p. Hal yang

perlu diperhatikan adalah tidak semua orbital d

tampak. Keempat orbital ini dibedakan oleh perbedaan

arah.


Bentuk dan arah kelima orbital d

3) Konfigurasi Elektron

Diagram tingkat energi dapat digunakan untuk membuat

konfigurasi elektron hanya dari pengetahuan nomor atom.

Asas Larangan Pauli menerangkan bahwa semua orbital

memiliki elektron maksimum hanya dua elektron.


Berikut ini prinsip yang digunakan untuk menentukan

konfigurasi elektron dari suatu atom dalam keadaan dasar

atau energi rendahnya

1. Menempatkan elektron ke dalam orbital mulai dengan

energi yang paling rendah yang orbital pertama.

2. Menempatkan dua elektron maksimum pada setiap orbital

Konfigurasi elektron pertama dari 36 unsur-unsur dapat

dilihat sebagai berikut:

(Sumber: Foundation of Chemistry: 76-79)

4) Diagram orbital

Diagram orbital dapat ditarik menuju banyaknya elektron

pada setiap orbital. Masing-masing orbital diwakili oleh

suatu kotak dan masing-masing elektron oleh suatu panah.

Suatu panah menunjuk naik/ke atas (↑) menghadirkan suatu


elektron yang memutar satu arah dan suatu panah yang

menunjuk ke bawah (↓) menghadirkan suatu elektron yang

memutar arah kebalikan.

Orbital kosong orbital dengan 1 elektron

orbital dengan elektron berpasangan


5) Bilangan Kuantum

Dalam teori atom mekanika kuantum, terdapat tiga bilangan

kuantum yang merupakan hasil penyelesaian dari persamaan

scrodinger untuk atom hidrogen. Ketiganya adalah bilangan

kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l) dan

bilangan kuantum magnetik (m). Selain itu masih ada lagi

satu bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum spin (s)

yang menjelaskan perilaku spesifik elektron sekaligus

melengkapi penjelasan tentang elektron dalam atom.

a. Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama (n) memiliki nilai n = 1, 2,

3, ..., n. Bilangan kuantum ini menyatakan tingkat energi utama

elektron dan sebagai ukuran Struktur Atom 5 kebolehjadian

ditemukannya elektron dari inti atom. Jadi, bilangan kuantum utama

serupa dengan tingkat-tingkat energi elektron atau orbit

menurut teori atom Bohr. Bilangan kuantum utama merupakan

fungsi jarak yang dihitung dari inti atom (sebagai titik

nol). Jadi, semakin besar nilai n, semakin jauh jaraknya


↑ ↑↓

dari inti. Oleh karena peluang menemukan elektron

dinyatakan dengan orbital maka dapat dikatakan bahwa orbital

berada dalam tingkat-tingkat energi sesuai dengan bilangan kuantum utama

(n). Pada setiap tingkat energi terdapat satu atau lebih bentuk

orbital. Semua bentuk orbital ini membentuk kulit (shell).

Kulit adalah kumpulan bentuk orbital dalam bilangan

kuantum utama yang sama .

b. Bilangan Kuantum Azimut

Bilangan kuantum azimut disebut juga bilangan kuantum

momentum sudut, dilambangkan dengan . Bilangan kuantum

azimut menentukan bentuk orbital. Pada pembahasan sebelumnya,

dinyatakan bahwa bentuk-bentuk orbital yang memiliki

bilangan kuantum utama sama membentuk kulit. Bentuk

orbital dengan bilangan kuantum azimut sama dinamakan

subkulit. Jadi, bilangan kuantum azimut dapat juga

menunjukkan jumlah subkulit dalam setiap kulit. Masing-

masing subkulit diberi lambang dengan s, p, d,f, …, dan

seterusnya. Hubungan subkulit dengan lambangnya

adalahsebagai berikut.

c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)


Bilangan kuantum magnetik disebut juga bilangan kuantum orientasi sebab

bilangan kuantum ini menunjukkan orientasi (arah orbital) dalam ruang atau

orientasi subkulit dalam kulit. Nilai bilangan kuantum magnetik

berupa deret bilangan bulat dari –m melalui nol sampai +m.

Untuk =1, nilai m=0, ±l. Jadi, nilai bilangan kuantum

magnetik untuk =1 adalah –l melalui 0 sampai +l.

d. Bilangan Kuantum Spin (s)

Di samping bilangan kuantum n, , dan m, masih terdapat

satu bilangan kuantum lain. Bilangan kuantum ini

dinamakan bilangan kuantum spin, dilambangkan dengan s.

Bilangan kuantum ini ditemukan dari hasil pengamatan radiasi uap perak

yang dilewatkan melalui medan magnet, oleh Otto Stern dan W.

Gerlach. Spin elektron dinyatakan dengan bilangan kuantum

spin. Bilangan kuantum ini memiliki dua harga yang

berlawanan tanda, yaitu +1/2 dan -1/2. Tanda (+)

menunjukkan putaran searah jarum jam dan tanda (–) arah

sebaliknya.

(Sumber: Sunarya, Yayan dan Setiabudi, Agus. 2009. Mudahdan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah

Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Depdiknas)

Contoh: Tulislah Konfigurasi electron dari 17Cl, kemudian

tentukan keempat bilangan kuantumnya!


Jawab:

Bilangan kuantum utama (n) = 3

Bilangan kuantum azimuth (l) = 2

Bilangan kuantum utama (m) = = 0

Bilangan kuantum azimuth (s) = - 1/2

G.Elektron ValensiSifat kimia dari suatu unsur sebagian besar ditentukan oleh

banyaknya elektron terluar yang disebut elektron valensi.

Banyaknya elektron valensi sama dengan nomor/jumlah

kelompok di dalam daftar susunan unsur kimia yang mana

memiliki unsur.

Contohnya: , elektron valensi 1


H. DAFTAR PUSTAKA

Anderton, dkk. 1996. Foundation of Chemistry Second Edition.Australia: National Library of Australia.

Setyawati, Arifatun Anifah. 2009. Kimia kelas X. Jakarta: PT.

Cempaka Putih

Sunarya, Yayan dan Setiabudi, Agus. 2009. Mudah dan Aktif BelajarKimia untuk Kelas XI Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah ProgramIlmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Depdiknas

Susilowati, Endang dan Harjani, Tarti. 2013. Buku Guru Kimiauntuk Kelas X SMA dan MA. Solo: PT. Wangsa Jatra Lestari


↑ ↓ ↑ ↑ ↓

A. Perkembangan model atom

Documents

Transcript of A. Perkembangan model atom