STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK Kimia SMK KELAS X SEMESTER 1 SMK MUHAMMADIYAH 3 METRO

Transkripsi

1 STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK Kimia SMK KELAS X SEMESTER 1 SMK MUHAMMADIYAH 3 METRO

2 SK DAN KD Standar Kompetensi Mengidentifikasi struktur atom dan sifat-sifat periodik pada tabel periodik unsur Kompetensi Dasar Mendiskripsikan perkembangan teori atom Menginterpretasikan data dalam tabel periodik Hal.: 2

3 TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Siswa mengerti dan mampu mendeskripsikan proton, netron dan elektron berdasarkan muatan relatif dan massa relatifnya 2. Siswa mampu mendeskripsikan massa dan muatan dalam atom 3. Siswa mampu mendeskripaikan kontribusi proton dan netron pada inti atom berdasarkan nomor atom dan nomor massa 4. Siswa mampu mendeduksikan jumlah proton, netron dan elektron yang terdapat dalam atom dan ion dari nomor atom dan nomor massa yang diberikan Hal.: 3

4 5. Siswa mampu membedakan isotop berdasarkan jumlah netron berbeda yang ada 6. Siswa mampu mendeskripsikan jumlah dan energi relatif orbital s, p dan d dari bilangan kuantum utama 7. Siswa mampu mendeduksi konfigurasi elektronik atom 8. Siswa mampu mendeskripsikan tabel periodik berdasarkan susunan unsur dengan meningkatnya nomor atom, pengulangan sifat fisik dan sifat kimia dalam satu periode dan golongan Hal.: 4

5 9. Siswa mampu mendeskripskan unsur periode ketiga, variasi konfigurasi elektronik, radius atom, konduktivitas listrik, titik leleh dan titik didih, dan menjelaskan variasinya berdasarkan struktur dan ikatan dalam unsur 10. Siswa mampu mendeskripsikan dan menjelaskan variasi energi ionisasi pertama unsur yang meningkat dalam satu periode berdasarkan peningkatan muatan inti Hal.: 5

6 11. Siswa mampu mendeskripsikan dan menjelaskan variasi energi ionisasi pertama unsur yang menurun dalam satu golongan berdasarkan peningkatan radius atom 12. Siswa mampu menginterpretasikan data berdasarkan konfigurasi elektronik, radius atom, konduktivitas listrik, titik leleh dan titik didih untuk menjelaskan periodisitas Hal.: 6

7 PERKEMBANGAN MODEL ATOM Model atom John Dalton Atom merupakan partikel terkecil unsur yang tidak dapat dibagi lagi, kekal dan tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat diciptakan. Hal.: 7

8 MODEL ATOM JOSEPH JOHN THOMPSON Model roti kismis dengan roti sebagai atom yang bermuatan positif dan kismis sebagai elektron yang tersebar merata di seluruh bagian roti. Atom secara keseluruhan bersifat netral. Hal.: 8

9 MODEL ATOM ERNEST RUTHERFORD Atom mempunyai inti yang bermuatan positif dan merupakan pusat massa atom dan elektronelektron mengelilinginya. Hal.: 9

10 MODEL ATOM NIELS BOHR Elektron mengorbit di tingkat energi tertentu yang disebut kulit. Tiap elektron mempunyai energi tertentu yang cocok dengan tingkat energi kulit. Dalam keadaan stasioner, elektron tidak melepas dan menyerap energi. Elektron dapat berpindah posisi dari tingkat energi tinggi menuju tingkat energi rendah dan sebaliknya dengan menyerap dan melepas energi. Hal.: 10

11 MODEL ATOM NIELS BOHR Tingkat energi Notasi kulit K L M N O... Hal.: 11

12 MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG Elektron berada dalam orbital dengan tingkat energi tertentu. Orbital adalah suatu daerah kemungkinan terbesar untuk menemukan elektron disekitar inti atom. Hal.: 12

13 MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG Hal.: 13

14 PARTIKEL PARTIKEL ATOM Elektron merupakan partikel dasar yang menyusun materi (atom) Massa e = 9,11 x kg Muatan e = ( - ) Proton merupakan partikel bermuatan positif ditemukan oleh Eugen Goldstein Massa proton = 1,67 x kg Muatan proton = + 1,6 x C Neutron merupakan partikel tak bermuatan yang mempunyai massa ± 1,67 x kg Hal.: 14

15 INTI ATOM Ernest Rutherford (1911) penemu inti atom. Zat radioaktif merupakan zat yang dapat memancarkan radiasi spontan, misalnya uranium, radium dan polonium. Radiasi atau sinar yang dipancarkan oleh zat radioaktif disebut sinar radioaktif. Sinar radioaktif yang umum dikenal adalah sinar alfa (a), sinar beta (β) dan sinar gama (γ). Hal.: 15

16 SINAR ALFA BETA DAN GAMMA Hal.: 16

17 NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA ATOM Inti atom mengandung proton dan netron. Nomor atom sama dengan jumlah proton didalam inti atom sedangkan nomor massa sama dengan jumlah proton A X Z Keterangan: X = lambang atom unsur A = nomor massa Z = nomor atom Hal.: 17

18 ISOTOP, ISOBAR, ISOTON Isotop adalah atom unsur sama dengan nomor massa berbeda. Contoh : 12 C 6 13 C 6 14 C 6 Isobar adalah atom unsur yang berbeda tetapi mempunyai nomor massa sama. Contoh : 24 Na 11 dan 24 Mg 12 isoton adalah atom unsur yang berbeda tetapi mempunyai jumlah netron yang sama. Contoh : 40 Ca 20 dan 39 K 19 Hal.: 18

19 ELEKTRON DALAM ATOM Jika elektron bergerak mengelilingi inti, maka elektron akan kehilangan energinya dan energi kinetik elektron akan terus berkurang. Gaya tarik inti atom terhadap elektron akan menjadi lebih besar daripada gaya sentrifugal lintasan elektron dan menyebabkan lintasan menjadi spiral dan akhirnya elektron jatuh kedalam inti atom Hal.: 19

20 Apabila elektron jatuh kedalam inti atom, maka atom menjadi tak stabil. Hal ini bententangan dengan pernyataan umum bahwa atom stabil. Hal.: 20

21 SPEKTRUM GARIS Apabila berkas cahaya polikromatis seperti lampu listrik dan sinar matahari dilewatkan melalui prisma maka akan diperoleh spektrum kontinu yang terdiri dari berbagai warna penyusunnya. Hal.: 21

22 TEORI BOHR Niels Bohr menjelaskan dengan pendekatan pemecahan spektrum garis hidrogen. Bohr menggunakan pendekatan Max Planck untuk menjelaskan spektrum garis hidrogen. Menurut Max Planck Dimana : E = nhv n = bilangan bulat positif h = tetapan Planck (6,6, J.s) v = frekuensi Hal.: 22

23 KONFIGURASI ELEKTRON Bagaimana elektron tersusun dalam bentuk lintasan lintasan dalam : KULIT SUB KULIT K L M N s p d f Hal.: 23

24 Hal.: 24

25 SUB KULIT YANG TERDAPAT DALAM ATOM Subkulit s, mengandung 1 orbital (dapat menampung 2 elektron) Subkulit p, mengandung 3 orbital (dapat menampung 6 elektron) Subkulit d, mengandung 5 orbital (dapat menampung 10 elektron) Subkulit f, mengandung 7 orbital (dapat menampung 14 elektron) Hal.: 25

26 PENGISIAN ORBITAL Urutan pengisian orbital mulai dari orbital yang energinya paling rendah sampai kepada orbital yang energinya paling tinggi sesuai dengan Prinsip Aufbau Urutan pengisian orbital adalah : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p Hal.: 26

27 Contoh : 26Fe = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 Bagaimana jika Fe 3+? Jawab : berarti melepaskan 3 elektron terluarnya jadi total elektronnya (23) Fe 3+ = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 5 Hal.: 27

28 ELEKTRON VALENSI Elektron valensi merupakan jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar suatu atom unsur. Elektron valensi merupakan penentu sifat kimia atom unsur. Hal.: 28

29 BILANGAN KUANTUM Untuk mengetahui posisi yang tepat dari pada suatu elektron dalam atom, maka kepada setiap elektron diberikan empat buah harga bilangan kuantum. Bilangan kuantum utama (n) Bilangan kuantum azimut (l) Bilangan kuantum magnetik (m) Bilangan kuantum spin (s) Hal.: 29

30 BILANGAN KUANTUM UTAMA (N) Menyatakan nomor kulit tempat elektron berlokasi atau ukuran orbital/jarak/jarijari atom. Elektron di kulit ke-1 memiliki harga n = 1 Elektron di kulit ke-2 memiliki harga n = 2 Elektron di kulit ke-3 memiliki harga n = 3 Elektron di kulit ke-4 memiliki harga n = 4 Elektron di kulit ke-5 memiliki harga n = 5 Elektron di kulit ke-6 memiliki harga n = 6 Hal.: 30

31 BILANGAN KUANTUM AZIMUT (l) Menyatakan jenis sub kulit tempat elektron berlokasi. Bilangan ini juga menyatakan bentuk orbital. Elektron di sub kulit s memiliki harga l=0 Elektron di sub kulit p memiliki harga l=1 Elektron di sub kulit d memiliki harga l=2 Elektron di sub kulit f memiliki harga l=3 Hal.: 31

32 Sesuai dengan jumlah sub kulit yang terkandung dalam masing-masing kulit maka harga l yang berlaku untuk setiap harga n. n = 1, l = 0 n = 2, l = 0,1 n = 3, l = 0,1,2 n = 4, l = 0,1,2,3 Harga l adalah bilangan bulat dari 0 sampai (n 1) Hal.: 32

33 CONTOH Elektron pada tingkat energi 4s memiliki harga n = 4, l = 0 Elektron pada tingkat energi 2p memiliki harga n = 2, l = 1 Elektron pada tingkat energi 5d memiliki harga n = 5, l = 2 Hal.: 33

34 BILANGAN KUANTUM MAGNETIK (M) Menyatakan orbital tempat elektron berlokasi. Harga m untuk elektron dalam setiap orbital adalah bilangan bulat dari -1 sampai +1 l=0, maka m=0 l=1, maka m=-1,0,+1 l=2, maka m=-2,-1,0,+1,+2 l=3, maka m=-3,-2,-1,0,+1,+2, Hal.: 34

35 BILANGAN KUANTUM SPIN (S) Menyatakan arah rotasi elektron dalam orbital. Dua buah elektron yang menghuni satu orbital masing-masing memiliki harga s = +½ dan s = -½ Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa; Elektron-elektron dalam satu kulit memiliki harga n yang sama Hal.: 35

36 Elektron-elektron dalam satu subkulit memiliki harga n dan l yang sama Elektron-elektron dalam satu orbital memiliki harga n, l dan m yang sama Elektron-elektron dalam satu orbital memiliki harga s yang berbeda Hal.: 36

37 Pengisian ke empat bilangan kuantum di atas mengikuti asas yang disebut Larangan Pauli; Tidak ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum keempat-empatnya sama Contoh; Tentukan keempat bilangan kuantum elektron terakhir dalam pengisian elektron dari atom; a. 7N b. 17Cl Hal.: 37

38 JAWAB a. Konfigurasi 7 N = 1s 2 2s 2 2p 3 ll ll L l l 1s 2s 2p Maka : n = 2 l = 1 (ingat, subkulit p dimana l=1) m = -1 (perhatikan orbital p, untuk kotak ujung kanan) s = +½ (arah perputaran ke atas) Hal.: 38

39 b. Konfigurasi 17 Cl = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 maka; n = 3 l = 1 ll ll ll ll ll ll ll ll l 1s 2s 2p 3s 3p m = 0 (perhatikan orbital p, kotak yang tengah) s = -½ (arah ke bawah) Hal.: 39

40 SISTEM PERIODIK UNSUR Triad Dobereiner Johann Wolfgang Dobereiner (1829) mengelompokkan unsur-unsur dalam kelompok tiga unsur yang dikenal sebagai Triad. Hal.: 40

41 Hal.: 41

42 HUKUM OKTAF NEWLANDS John Newlands (1864) mengelompokkan unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif unsur. Kemiripan sifat ditunjukkan oleh unsur yang berselisih satu oktaf yakni unsur ke-1 dan unsur ke-8, unsur ke-2 dengan unsur ke-9. Hal.: 42

43 SISTEM PERIODIK MENDELEEV Dimitri Ivanovich Mendeleev (1869) menyatakan bahwa sifat unsur merupakan fungsi periodik dari massa atom relatifnya, sifat tertentu akan berulang secara periodik apabila unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Hal.: 43

44 SISTEM PERIODIK MOSELEY Henry G Moseley (1914) menemukan cara menentukan nomor atom berdasarkan sifat sifat unsur yang merupakan fungsi periodik nomor atomnya Hal.: 44

45 PERIODA DAN GOLONGAN Sistem periodik modern tersusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat dan tersusun atas 7 perioda dan 18 golongan Lajur horisontal disebut Perioda Lajur Vertikal disebut Golongan, terbagi menjadi: Unsur Golongan A (Utama) Unsur Golongan B (Transisi) Unsur Golongan Lantanida dan Aktinida Hal.: 45

46 TABEL SISTEM PERIODIK MODERN Hal.: 46

47 UNSUR UNSUR GOLONGAN UTAMA Adalah unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada orbital orbital s atau p, seperti pada tabel : Nomor Golongan Nama Golongan Struktur Elektron Terluar I A Alkali ns 1 II A Alkali Tanah ns 2 III A Boron ns 2 np 1 IV A Karbon ns 2 np 2 V A Nitrogen ns 2 np 3 VI A Oksigen ns 2 np 4 VII A Halogen ns 2 np 5 VIII A Gas Mulia ns 2 np 6 Hal.: 47

48 UNSUR UNSUR GOLONGAN TRANSISI Adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada orbital-orbital d atau disebut blok d. Penomoran golongan : o 1. Nomor golongan diberi huruf B o 2. Nomor golongan = jumlah elektron s + d ( jumlah elektron di kulit terluar ditambah dengan jumlah elektron d yang diisi terakhir) o Jika : s+d=9 maka golongan o s+d=10 s+d=11 s+d=12 VIII B VIII B I B II B Hal.: 48

49 TABEL GOLONGAN TRANSISI Nama Golongan Struktur Elektron Terluar III B ns 2 nd 1 IV B ns 2 nd 2 V B ns 2 nd 3 VI B ns 2 nd 4 VII B ns 2 nd 5 VIII B ns 2 nd 6 VIII B ns 2 nd 7 I B ns 1 nd 10 II B ns 2 nd 10 Hal.: 49

50 UNSUR-UNSUR GOLONGAN LANTANIDA DAN AKTINIDA Adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada orbital-orbital f, terdiri dari : Unsur-unsur Lantanida, berakhir pada orbital 4f Unsur-unsur Aktinida, berakhir pada orbital 5f Hal.: 50

51 SIFAT PERIODIK UNSUR Yaitu sifat yang berubah secara beraturan menurut kenaikkan nomor atom dari kiri ke kanan dalam satu periode dan dari atas ke bawah dalam satu golongan o Jari jari Atom Yaitu jarak dari inti atom sampai kulit terluar suatu atom o Dalam Satu Golongan : Dari atas ke bawah makin besar o Dalam satu perioda : Dari kiri ke kanan makin kecil Hal.: 51

52 PENENTUAN JARI JARI ATOM Hal.: 52

53 HUBUNGAN JARI JARI ATOM DENGAN NOMOR ATOM Hal.: 53

54 ENERGI IONISASI Yaitu energi minimum yang dibutuhkan untuk melepas elektron atom netral dalam wujud gas pada kulit terluar dan terikat paling lemah o Dalam satu golongan : Dari atas ke bawah makin kecil o Dalam satu perioda : Dari kiri ke kanan makin besar Hal.: 54

55 HUBUNGAN ENERGI IONISASI DENGAN NOMOR ATOM Hal.: 55

56 AFINITAS ELEKTRON Yaitu energi yang dilepas atau diserap oleh atom yang netral dalam bentuk gas apabila terjadi penangkapan satu elektron yang ditempatkan pada kulit terluarnya dan atom menjadi ion negatif Dalam satu perioda : Dari kiri ke kanan makin kecil Dalam satu golongan: dari atas ke bawah makin besar Hal.: 56

57 KEELEKTRONEGATIFAN Yaitu kemampuan atom untuk menarik atau menangkap elektron. o Keelektronegatifan besar (tinggi) bersifat mudah menangkap elektron o Keelektronegatifan kecil (rendah) bersifat sukar menangkap elektron Dalam satu golongan : Dari atas ke bawah makin kecil Dalam satu perioda : Dari kiri ke kanan makin besar Hal.: 57

58 Terima Kasih Hal.: 58