MODUL -1. STRUKTUR ATOM dan SISTEM PERIODIK UNSUR- UNSUR

Transkripsi

1 MODUL -1 STRUKTUR ATOM dan SISTEM PERIODIK UNSUR- UNSUR Standar Kompetensi ( SK ) : Memahami struktur untuk meramalkan sifat-sifat periodik unsur,struktur molekul, dan sifat-sifat senyawa Kompetensi Dasar ( KD ) Indikator : Menjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum untuk menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital serta menentukan letak unsur dalam tabel periodik. : 1. Menjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum 2. Menjelaskan hubungan kulit dengan subkulit serta bilangan kuantum. 3. Menggambarkan bentuk-bentuk orbital. Pembelajaran : 1. Teori atom Niels Bohr (1913) 1. Elektron-elektron mengelilingi inti atom hanya dalam lintasan yang memenuhi syarat teori kuantum. yang diperbolehkan hanyalah lintasan-lintasan dimana elektron memiliki momen sudut yang merupakan kelipatan dari harga h/2 (h=tetapan Planck). Lintasan itu dinamai kulit-kulit elektron 2. Dalam kulit tersebut, elektron berada pada tingkat energi tertentu serta berada pada keadaan stasioner, artinya tidak memancarkan energi 3. Energi akan dipancarkan atau diserap jika elektron berpindah dari satu tingkat energi ketingkat energi lain, sesuai dengan persamaan E = h Modul Bilangan Kuantum ( Bilkum ) Page 1

2 MODEL ATOM 2. Teori atom Modern ( Mekanika Kuantum ) Erwin Schrodinger Werner Heisenberg Teori atom modern ini dikembangkan berdasarkan mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang, dari Max Planck, de Broglie, Schrodinger, dan Heisenberg. Menurut teori ini dikenal dualisme sifat elektron yaitu sebagai materi dan sebagai gelombang. Elektron dalam inti bergerak mengelilingi inti sambil bergetar sehingga menghasilkan gerakan tiga dimensi. Oleh karena itu tidak mungkin menemukan posisi serta momentum yang pasti dari elektron. Yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dri inti. Daerah dalam ruang Modul Bilangan Kuantum ( Bilkum ) Page 2

3 disekitar inti dengan kebolehjadian menemukan elektron disebut orbital. Untuk dapat memperkirakan posisi elektron, hayu urang berangkat dari : MODEL ATOM 3. Konfigurasi Elektron Telah kalian ketahui bahwa elektron mengelilingi inti pada lintasan tertentu yang disebut kulit elektron. Satu kulit terdiri dari subkulit-subkulit Satu sub kulit terdiri dari orbital-orbital Satu orbital dapat menampung maksimum dua elektron Jenis-jenis subkulit yang terdapat dalam atom : Sub kulit s ( sharf: tajam ), mengandung 1 orbital (dapat menampung 2 elektron) Sub kulit p ( prinsif : utama ), mengandung 3 orbital (dapat menampung 6 elektron Sub kulit d ( diffuse : kabur ), mengandung 5 orbital (dapat menampung 10 elektron) Sub kulit f ( fundamental : dasar ), mengandung 7 orbital (dapat menampung 14 elektron) Setiap kulit memiliki subkulit sebanyak nomor kulit, dengan demikian kita dapat menghitung jumlah subkulit, jumlah orbital, jumlah elektron maksimum yang terdapat pada masing-masing kulit elektron sbb : Nomor kulit Jumlah sub kulit Jumlah orbital Elektron maksimum Kulit ke-1 (kulit K) s 1 orbital 2 elektron Kulit ke-2 (kulit L) s p 4 orbital 8 elektron Kulit ke-3 (kulit M) s p d 9 orbital 18 elektron1 Kulit ke-2 (kulit L) s p d f 16 orbital 32 elektron Urutan pengisian orbital mengikuti Prinsip Aufbau, yaitu mulai dari orbital yang energinya paling rendah, sampai pada orbital yang energinya paling tinggi, dan dapat diterangkan dengan diagram seperti terlihat di bawah ini : Modul Bilangan Kuantum ( Bilkum ) Page 3

4 Urutan subkulit berdasarkan tingkat energy : 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,.. dst Urutan subkulit berdasarkan kulit : 1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,5s,5p,5d.. dst Penulisan konfigurasi elektron dapat juga dipersingkat dengan menggunakan lambang gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe dan Rn) Urutan penulisan elektron dalam orbital mengikuti Aturan Hund yaitu elektronelektron yang mengisi orbital dengan tingkat energy yang sama cenderung untuk tidak saling berpasangan terlebih dahulu. Dua elektron yang menghuni satu orbital, akan berotasi dalam arah yang berlawanan. a. Bilangan Kuantum Untuk mengetahui posisi yang paling mungkin suatu elektron dalam atom, maka kepada setiap elektron diberikan 4 buah Bilangan Kuantum. i. Bilangan kuantum utama (n) Menyatakan kulit tempat elektron berlokasi, atau bilangan ini juga menyatakan ukuran orbital/jarak/jari-jari atom. Elektron dikulit K (ke-1), memiliki harga n = 1 Elektron dikulit L (ke-2), memiliki harga n = 2 Elektron dikulit M (ke-3), memiliki harga n = 3, dst. ii. Bilangan kuantum azimut (l) Menyatakan jenis subkulit 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 Modul Bilangan Kuantum ( Bilkum ) Page 4

5 iii. Bilangan kuantum magnetik (m) Menyatakan membagi subkulit menjadi beberapa orbital tempat elektron berlokasi dan arah orientasi orbital terhadap otbital lainya. Harga m untuk elektron dalam setiap orbital adalah bilangan bulat dari l s/d +l. l =0, m = 0 l =1, m = -1, 0, +1 l =2, m = -2, -1, 0, +1, +2 l =3, m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 iv. Bilangan kuantum spin (s) Menyatakan arah rotasi elektron dalam orbital. Dua buah elektron yang menghuni satu orbital masing-masing memiliki harga s = +1/2 dan s = -1/2. Dengan demikian kita dapat menyimpulkan bahwa : Elektron-elektron dalam satu kulit memiliki harga n yang sama Elektron-elektron dalam satu sub kulit 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 Kenyataan di atas diungkapkan oleh suatu azas yang sering disebut azas larangan pauli yaitu tidak ada dua elektron yang memiliki bilangan kuantum keempatempatnya sama b. Sistim Periodik Unsur - Unsur Ingat!!! Sistem periodik modern disusun berdasarkan kenaikan nomor atom (lajur horizontal atau periode) dan kemiripan sifat (lajur vertical atau golongan). Sistem periodik modern terdiri atas 2 periode dan 8 golongan. Hubungan konfigurasi elektron dengan kedudukan unsure-unsur dalam sistem periodik adalah sbb Penentuan golongan dan periode Golongan A ( blok s dan blok p ) Rumus Umum : Golongan B ( blok d ) Rumus Umum : ns x Untk Gol I A dan II A n = periode x = golongan ns x np y Untk Gol IIIA VIII A n = periode x + y = golongan ns x ( n-1 ) d y n = periode x + y = Golongan catatan : x + y = 8=9=10=,golongan VIII B x + y = 11 ( gol.i B ) x + y = 12 ( gol. II B ) Modul Bilangan Kuantum ( Bilkum ) Page 5

6 Golongan Lantanida Memiliki elektron valensi dari orbital 6s 2 4f 1 sampai 6s 2 4f 14 Golongan Aktinida Memiliki elektron valensi dari orbital 7s 2 5f 1 sampai 7s 2 5f 14 Berdasarkan subkulit yang ditempati oleh elektron terakhir, maka unsure-unsur dalam SPU dikelompokan atas : a. Blok s, meliputi golongan IA dan IIA b. Blok p, meliputi golongan IIIA dan VIIIA c. Blok d, meliputi golongan IB dan VIIIB (unsur-unsur golongan transisi) d. Blok f, meliputi golongan IIIB (unsure-unsur golongan transisi dalam) Periode 6 dikenal sebagai deret lantanida (4f), dan periode 7 dikenal sebagai deret aktinida (5f ) Bentuk penulisan konfigurasi elektron yang ringkas/pendek Konfigurasi gas mulia : 10 Ne :. 18 Ar : Kr : Xe :.. 86 Rn :... Co/: Buat konfigurasi elektron dalam bentuk pendek. a. 20 A b. 21 B C. 30 C d. 55 D Penyelesaian : Modul Bilangan Kuantum ( Bilkum ) Page 6