1. Which of Dalton s postulates about atoms are inconsistent with later observations? Do these inconsistencies mean that Dalton was wrong? Is Dalton s model still useful? Explain clearly. Teori Atom Dalton : 1. Semua materi terbuat dari partikel-pertikel satuan kecil dan tak dapat dimusnahkan yang disebut atom. 2. Atom-atom suatu unsur tertentu adalah sama 3. Selama reaksi kimia atom-atom dapat bergabung, atau kombinasi atom-atom dapat pecah menjadi atom-atom yang terpisah, tetapi atom-atom itu sendiri tak berubah 4. Bila atom membentuk molekul, atom-atom ini bergabung dengan angka banding berbilangan bulat kecil, seperti 1:1 ; 1:2 ; 1:3 ; 2:3 ( Keenan, halaman 31 ) Ada beberapa postulat Dalton yang terbukti tidak benar atau salah yaitu pada pernyataan ke-1 dan ke-4, karena pada kenyataannya yang pertama atom dapat dibagi lagi menjadi yang lebih kecil yang dinamakan subatomic particles (electron, proton, dan neutron). (Buku Ajar Kimia Umum,hal 9) Yang kedua teori atom Dalton menyatakan bahwa bila atom membentuk molekul, atom-atom ini bergabung dengan angka banding berbilangan bulat-kecil, seperti 1:1, 1:2, 1:3, 2:3. Ternyata pada pengamatan selanjutnya ditemukan molekul yang atomatomnya mempunyai angka banding bilangan bulat besar. ( Keenan, halaman 31 ) 2. Given that the ions in LiF and in MgO are of similar size, which compound has stronger ionic bonding? Use Coulomb s law in your explanations. Hukum Coulomb menyatakan bahwa energy tarik menarik atau tolak menolak antara dua partikel adalah sebanding dengan hasil kali kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan jarak antara kedua partikel tersebut. (Buku Ajar Kimia Umum,hal 12) Jadi, ion yang berukuran lebih kecil mempunyai gaya tarik menarik atau tolak menolak yang lebih besar dibandingkan dengan ion-ion yang mempunyai ukuran lebih besar. Maka LiF mempunyai ikatan ion yang lebih kuat dibandingkan MgO. Karena jarak
antara inti ion Li dan F mempunyai jarak yang dekat sehingga gaya tarik menarik antar inti semakin kuat dan dapat menarik electron electron sekitar inti dengan sama kuatnya. 3. Rank the following photons in terms of decreasing energy: (a). IR (v=6.5e13 per second), (b). microwave (v=9.8 10 11 per second), and (c). UV (v=8.0 10 15 per second) Answer : Menurut Planck : E = h.v Berdasarkan rumus tersebut, maka energy radiasi berbanding lurus dengan frekuensi, sehingga bila diurutkan dari tingkat energy tinggi ke rendah atau penurunan energy, maka : 1) UV (v=8.0 10 15 per second) 2) IR (v=6.5e13 per second) 3) microwave (v=9.8 10 11 per second) 4. Are the following quantum number combinations allowed? If not, show two ways to correct them: (a). n=2, l=0 ml=-1; (b). n=4, l=3, ml=-1; (c). n=3, l=1, ml=0; (d). n=5, l=2, ml=+3 Answer : Semua poin tidak diperbolehkan karena jika hanya dijelaskan dengan 3 bilangan kuantum maka tidak dapat dijelaskan bahwa suatu electron berpasangan dalam suatu orbital, seharusnya pada semua poin a,b,c,dan d diberi bilangan kuantum spin. Pembetulan : a) n=2, l=0 ml=-1 seharusnya ml = 0 karena pada l=0 hanya ada ml=0 b) n=5,l=2,ml=+3 pada l=2 hanya ada ml=+2,+1,0,-1,-2 5. Explain the difference of Hund s rule, Pauli exclusion principle, and Aufbau principle. Give clear example if needed. Aturan Hund : orbital yang mempunyai energy yang sama diisi electron setengah dulu dengan spin parallel, baru kemudian pasangannya dengan spin berlawanan.
Contoh : He (Z=2) Prinsip Pauli : tidak ada dua elektron dalam satu atom boleh memiliki empat bilangan kuantum yang sama. Contoh : konfigurasi electron pada He (Z=2) n l ml ms 1 0 0 +1 1 0 0-1 Prinsip Aufbau : menetapkan banyaknya elektron yang disusun menurut subtingkatan energi. Contoh : Untuk atom H (Z=1) : Z=1, n=1, l=0, ml=0, ms= +1/2 Untuk atom He (Z=2) : Z=2, n=1, l=0, ml=0, ms= -1/2 (electron pertama di dalam atom He adalah sama dengan konfigurasi electron atom H, tetapi electron kedua atom He mempunyai spin yang berlawanan ) Urutan pengisian electron menurut Aufbau (Buku Ajar Kimia Umum,hal 52-53) 6. Write the condensed ground-state electron configuration of these transition metal ions, and state which are paramagnetic: (a). V 3+ ; (b). Cd 2+ ; (c). Co 3+ ; (d). Ag +
Paramagnetic adalah perilaku zat dalam medan magnet yang sedikit ditarik karena mempunyai setidaknya satu electron tidak berpasangan. (a) = [Ar] = [Ar] (b) = [Kr] Cd 2+ = [Kr] (c) 27 Co = [Ar] Co 3+ = [Ar] (d) 47 Ag = [Kr] Ag + = [Kr] Dari keempat ion diatas yang tergolong paramagnetic adalah dan Co 3+ 7. The NaCl crystal structure consists of alternating Na + and Cl - ions lying next to each other in three dimensions. If the Na + radius is 56.4% of the Cl - radius and the distance between Na + nuclei is 566 pm, what are the radii of the two ions? Calculation radius to ion 56,4% x = 566 x 100% 0,564 x = 566 x = example: Cl - radius = x x = 1003,5461 Cl - radius is 1003,5461 So, the radius of the two ions is 1003,5461-566 = 437,5461 pm 8. Define bond energy using the H-Cl bond as an example. When this bond breaks, is energy absorbed or released? Is the accompanying ΔH value positive or negative? How do the magnitude and sign of this ΔH value relate to the value accompanying H- Cl bond formation?
Energy ikatan bisa dihitung dari energy pembentukan suatu atom ketika reaksi pemecahan hydrogen. HCl(g) H(g) + Cl(g) H Cl = H(g) + Cl(g) - HCl(g) = 218,0 + 121,3 (-92,31) = 431,6 kj Energy is absorbed that have ΔH value positive because there is endoterm reaction. Untuk besar ΔH pembentuk ikatan HCl sama sebesar 431,6 kj sedangkan tandanya berlawanan karena pembentukan HCl merupakan kebalikan dari reaksi pemisahan HCl. ( Keenan, halaman 487 )