Struktur Atom
Mengapa atom dipelajari? 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.
DEFINISI ATOM Salah satu konsep ilmiah tertua menyatakan bahwa semua materi dapat dipecah menjadi zarah (partikel) kecil, ketika partikel-partikel itu tidak bisa dibagi lagi (terkecil) dinamakan : atom A berarti tidak, dan Tomos berarti memotong. Dinamakan atom karena dianggap tidak dapat dipecah lagi.
Atom merupakan bagian terkecil suatu materi. Bila atom-atom saling bergabung akan membentuk suatu molekul atau gugusan atom. Molekul dapat berupa molekul unsur (bila atom yang bergabung sama atau bersifat homoatom) atau molekul senyawa (bila atom yang bergabung berbeda atau bersifat heteroatom). Molekul bersifat netral, sedangkan gugusan atom dapat bermuatan positif atau negatif, yang sering dikenal sebagai ion positif atau negatif.
Seperti apa sih struktur atom itu???
Partikel-partikel dasar atom Atom terdiri atas Inti atom dan elektron yang berada di luar inti atom Inti atom terdiri atas proton dan neutron
PROTON, ELEKTRON, dan NEUTRON Proton adalah partikel bermuatan positif dalam suatu atom. Elektron adalah partikel bermuatan negatif dalam suatu atom Neutron adalah partikel yang bersifat netral atau tidak bermuatan
Notasi Atom Jumlah proton, elektron, dan neutron dapat ditentukan dengan cara : Nomor Massa A X Lambang Unsur Nomor Atom Z Menunjukkan jumlah proton dan juga jumlah elektron Jumlah neutron diperoleh dengan : A - Z
23 12 Mg Contoh Nomor massa = 23 Nomor atom = 12 Maka, Proton = 12 Elektron = 12 Neutron = 23-12 = 11
ISOTOP Adalah atom-atom dari unsur yang sama, yang mempunyai nomor atom yang sama, tetapi massanya berbeda
Contoh: 1 1H = Jumlah proton 1, elektron 1, neutron 0 2 1H = Jumlah proton 1, elektron 1, neutron 1 3 1H = Jumlah proton 1, elektron 1, neutron 2
1 1 H 2 1 H 3 1 H
ISOBAR Adalah atom dari unsur yang berbeda, mempunyai nomor atom berbeda tetapi mempunyai nomor massa yang sama
Contoh: 14 6 C dengan 14 7N 14 6C = Jumlah proton 6, elektron 6, neutron 8 14 7N = Jumlah proton 7, elektron 7, neutron 7
24 11 Na dengan 24 12Mg 24 11Na = Jumlah proton 11, elektron 11, neutron 13 24 12Mg = Jumlah proton 12, elektron 12, neutron 12
ISOTON Adalah atom dari unsur yang berbeda, mempunyai nomor atom berbeda tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama
Contoh: 13 6C dengan 14 7N 13 6C = Jumlah proton 6, elektron 6, neutron 7 14 7N = Jumlah proton 7, elektron 7, neutron 7
31 15 P dengan 32 16S 31 15P = Jumlah proton 15, elektron 15, neutron 16 32 16S S = Jumlah proton 16, elektron 16, neutron 16
PERKEMBANGAN TEORI ATOM
1. Model Atom Democritus (300 SM) Atom adalah partikel yang tidak dapat dibagi lagi Atomos (dalam yunani kuno) berarti sesuatu yang tidak dapat dipecah menjadi bagian yang lebih kecil Menganggap atom sebagai partikel terkecil dari materi yang tidak terbagi lagi Menjelaskan kejadian alam tertentu seperti keberadaan unsur
Kekurangan Model Atom Democritus (300 SM) Tidak memberikan gambaran ilmiah dari atom Tidak mengemukakan tentang partikel sub atom (proton, neutron dan elektron)
2. Model Atom Dalton (1800 M) Teori Dasar Atom Dalton Tiap unsur kimia tersusun oleh partikel-partikel kecil yang tidak bisa dihancurkan dan dibagi, yang disebut atom. Semua atom dari suatu unsur mempunyai massa dan sifat yang sama, tetapi atom-atom dari suatu unsur berbeda dengan atom dari unsur yang lain, baik massa maupun sifat-sifatnya berlainan. Dalam senyawa, atom-atom dari unsur yang berlainan melakukan ikatan dengan perbandingan numerik yang sederhana : Misalnya satu atom A dan satu atom B (AB) satu atom A dan dua atom B (AB 2 ).
Model atom Dalton Dianggap sebagai bola pejal yang padat dan tidak dapat dihancurkan Kelemahan : Tidak mengakui adanya inti atom Tidak menjelaskan adanya ion dan isotop Tidak membahasa tentang partikel sub atom (proton,neutron, dan elektron)
Kelebihan Atom Dalton Menjelaskan banyak sifat kimia seperti bagaimana atom atom saling berikatan untuk membentuk molekul Menjelaskan perubahan kimia lebih Memperkuat hukum dasar kimia : kekekalan massa dan perbandingan tetap
3. Model Atom J. J. Thomson (1850 M) e e e e e Atom adalah bola padat (pejal) yang bermuatan positif dan didalamnya tersebar elektron-elektron (model roti kismis) Atom bersifat netral, jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif
Kelebihan dan Kekurangan Model Atom J. J. Thomson Kelebihan: Menyimpulkan adanya elektron dan proton Memperkenalkan konsep tentang inti atom Menyimpulkan massa atom pada beberapa atom berbeda Kekurangan: Tidak menjelaskan adanya elektron diluar inti atom Tidak menjelaskan peranan elektron dalam membentuk ikatan Tidak membahas neutron
4. Model Atom Rutherford (1905 M) + e Model Tata Surya Atom terdiri atas Inti atom bermuatan positif dan elektron berada diluar inti atom (mengelilingi inti) Atom bersifat netral Jari-jari inti dan jari-jari atom sudah dapat ditentukan 28
Kelebihan dan Kekurangan Model Atom Rutherford Kelebihan: Pandangan modern pertama yang benarbenar nyata tentang atom Menjelaskan mengapa elektron berputar mengelilingi inti atom Mengajukan pendapat bahwa atom terdiri atas ruang kosong Kekurangan: Tidak menempatkan elektron pada tingkat energi tertentu disekeliling inti atom Tidak mengetahui neutron dalam inti atom Tidak menghubungkan elektron valensi dalam muatan atom
5. Model Atom Niels Bohr (1920 M) Atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif Elektron berada pada tingkat energi tertentu + disekitar inti Elektron beredar mengelilingi inti pada lintasan (orbit) tertentu yang disebut kulit Selma elektron beredar pada suatu kulit tidak terjadi perubahan energi, tetap bila elektron pindah dari kulit yang lebih dalam ke kulit yang lebih luar diperlukan energi. Dan apabila sebaliknya akan dipancarkan energi.
Kelebihan Model Atom Niels Bohr Menjelaskan peranan elektron valensi dalam pembentukan ikatan Menurunkan jumlah elektron valensi menjadi periode dalam tabel periodik Menjelaskan ikatan ion dan kovalen secara penuh Menempatkan elektron pada tingkat energi tertentu 2 e - pada kulit pertama 8 e - pada kulit kedua 18 e - pada kulit ketiga
Kekurangan Model Atom Niels Bohr Tidak menjelaskan bentuk molekul dan ketidak normalan yang menghasilkan pasangan elektron yang tidak terbagi merata
6. Teori Modern Banyak ilmuwan yang berperan, yaitu: 1. Schrodinger 2. Einstein 3. Louis de Broglie 4. Max Plank 5. Frank Hertz 6. Maxwell 7. Fermi
Teori Modern Model Mekanika Kuantum/ Model Awan Elektron 1. Atom terdiri atas inti atom yang mengandung proton dan neutron dan elektron-elektron yang mengelilingi inti atom berada pada orbital-orbital tertentu yang membentuk kulit atomn(konsep orbital) 2. Konsep orbital sebagai suatu ruang tempat peluang elektron dapat ditentukan 3. Kedudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan dengan bilangan kuantum
Model Atom Model Atom Keterangan: 1. Inti atom terdiri dari: Proton bermuatan positif Neutron bermuatan netral Sehingga inti atom bermuatan positif 2. Banyaknya elektron pada tiap kulit:
KONFIGURASI ELEKTRON
KONFIGURASI ELEKTRON Penempatan elektron dalam suatu atom menurut urutan tertentu sesuai dengan energi elektron bersangkutan. Pengisian elektron dimulai dari energi rendah ke energi tinggi Elektron-elektron yang terdapat pada kulit yang sama belum tentu memiliki energi yang sama, tergantung pada sub kulitnya. Kulit elektron dari energi rendah ke tinggi : K, L, M, N dst. Sub kulit : s,p,d,f.
KONFIGURASI ELEKTRON MACAM-MACAM BILANGAN KUANTUM 1. Bilangan Kuantum Utama (n) Bilangan bulat positif, harga : 1,2,3,4.dst Kulit utama elektron. n= 1(kulit elektron K), n = 2 (kulit elektron L), n = 3 (kulit elektron M), n = 4 (kulit elektron N) 2. Bilangan Kuantum Azimuth (l) Sub kulit elektron Harga, antara 0 sampai dengan (n-1). Jika n = 1, maka l = 0 saja. Jika n = 2, maka l = 0 dan1. Jika n = 3, maka l = 0,1 dan 2. Jika n = 4, maka l = 0,1,2 dan 3.
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3 KONFIGURASI ELEKTRON 3. Bilangan Kuantum Magnetik s p d f Bilangan bulat yang mempunyai harga - l sampai dengan +l. Jika l sama dengan 0, maka m hanya satu harga, yaitu : 0. Jika l = 1, maka m = -1, 0 dan +1. Jika l = 2, maka m = - 2, -1, 0, +1, +2. Menunjukkan orbital elektron
KONFIGURASI ELEKTRON l = 0 m = 0 (1 orbital) = 2 elektron l = 1 m = -1, 0, +1 (3 orbital) = 6 elektron l = 2 m = -2, -1, 0, +1, +2 (5 orbital) = 10 elektron l = 3 m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 (7 orbital) = 14 elektron Urutan Pengisian Elektron (Aturan Aufbau) 1s 2s 2p S maksimum 2 elektron 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f p maksimum 6 elektron 5s 5p 5d 5f d maksimum 10 elektron 6s 6p 6d 7s 7p f maksimum 14 elektron 8s
KONFIGURASI ELEKTRON KULIT HARGA HARGA Orbital (m) Jumlah Elektron n l (2 l + 1) Orbital (n 2 ) (2n 2 ) K L 1 2 0 0 1 0 0-1, 0, +1 1 1 3 4 8 2 M 3 0 0 1 1-1, 0, +1 3 9 18 2-2, -1, 0, +1, +2 5 N 4 0 0 1 1 2-1, 0, +1-2, -1, 0, +1, +2 3 5 16 32 3-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 7
Contoh 6C Konfigurasi Elektron Kulit 2, 4 Konfigurasi Elektron Sub Kulit 1S 2 2S 2 2P 2 Elektron valensi : 4 19C Konfigurasi Elektron Kulit 2, 8, 8, 1 Konfigurasi Elektron Sub Kulit 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 1 Elektron valensi : 1
Macam-macam bilangan kuantum 4. Bilangan Kuantum Spin (Aturan Hund) : Dalam suatu subtingkatan energi tertentu, tiap orbital dihuni oleh satu elektron terlebih dahulu sebelum ada orbital yang memilikisepasang elektron. Elektron tunggal dalam orbital itu mempunyai spin searah Contoh : 6C konfigurasi elektron : 1s 2 2s 2 2px 1 2py 1 dan bukan 1s 2 2s 2 2px 2 1s 2 2s 2 2px 1 2py 1