11
Struktur Atom
Menurut IUPAC, massa atom unsur ditentukan berdasarkan massa setiap isotop dan kelimpahannya. Penentuan dengan cara ini dinamakan
massa atom relatif, disingkat A
r
. Massa atom relatif A
r
suatu unsur didefinisikan sebagai jumlah dari massa isotop dikalikan dengan
kelimpahannya di alam .
Contoh: Jika suatu unsur memiliki n isotop: isotop-1, massanya m
1
dengan kelimpahan Z
1
; isotop-2, massanya m
2
dengan kelimpahan Z
2
; dan seterusnya maka massa atom relatif unsur tersebut ditentukan dengan
persamaan berikut: A
r
= m
1
Z
1
+ m
2
Z
2
+ ... +m
n
Z
n
Oleh karena massa atom relatif sudah mempertimbangkan isotop dan kelimpahannya di alam maka untuk perhitungan dan pengukuran massa
zat didasarkan pada massa atom relatifnya. Tabel berikut menunjukkan massa atom relatif unsur-unsur.
Unsur
Tabel 1.2
Massa Atom Relatif Unsur-Unsur
Massa Atom Relatif
H Li
C N
O F
Na Mg
Al P
Si Cl
K Ca
Br 1,008
6,975 12,011
14,006 15,999
18,998 22,989
24,305 26,981
30,974 28,080
35,453 39,091
40,080 79,904
Sumber:
General Chemistry Ebbing, 1990
Menghitung Massa Atom Relatif Unsur
Hasil analisis spektrometer terhadap unsur boron menunjukkan bahwa unsur boron terdiri atas dus isotop, yaitu isotop
10
B massanya 10,013 dengan kelimpahan 19,10 dan isotop
11
B massanya 11,01 sma dengan kelimpahan 80,90 sma. Berapakah massa atom relatif boron?
Jawab
A
r
atom = massa isotop kelimpahan
×
∑
A
r
B =
× +
×
⎛ ⎞ ⎛
⎞ ⎜
⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝
⎠
19,10 80,90
10,013 11,01
100 100
= 1,9125 + 8,9065 = 10,819 Jadi, massa atom relatif A
r
unsur boron adalah 10,819.
Contoh
1.5
Kata Kunci
• Kelimpahan di dalam
• Massa relatif
• Spektrometer massa
12
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X
1. Berapakah massa atom relatif karbon? Diketahui isotop
l2
C massanya 12 sma dengan kelimpahan 98,9, isotop
13
C massanya 13,0 sma dengan kelimpahan 1,1. 2.
Diketahui isotop
121
Sb massanya 121 sma dengan kelimpahan 57,3, isotop
123
Sb massanya 123 sma dan A
r
Sb= 121,60. Berapakah kelimpahan
123
Sb?
Tes Kompetensi Subbab
D
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
E. StrukturAtom
Perkembangan pemahaman struktur atom sejalan dengan awal perkembangan ilmu Kimia modern. Ilmuwan pertama yang membangun
model struktur atom adalah John Dalton, kemudian disempurnakan secara bertahap oleh J.J. Thomson, Rutherford, dan Niels Bohr.
1. Model Atom Dalton
Teori atom Dalton didasarkan pada pengukuran kuantitatif reaksi- reaksi kimia. Dalton menghasilkan beberapa postulat sebagai berikut.
1. Materi tersusun atas partikel-partikel sangat padat dan kecil yang tidak dapat dipecah-pecah lagi. Partikel itu dinamakan atom.
2. Atom-atom suatu unsur identik dalam segala hal, tetapi berbeda
dengan atom-atom unsur lain. 3. Dalam reaksi kimia, terjadi penggabungan atau pemisahan dan
penataan ulang atom-atom dari satu komposisi ke komposisi lain. 4. Atom dapat bergabung dengan atom lain membentuk suatu molekul
dengan perbandingan sederhana. Kesimpulan dari model atom Dalton, yaitu unsur terdiri atas atom-
atom yang sama dalam segala hal, baik bentuk, ukuran, dan massanya, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain. Dengan kata lain, atom
adalah partikel terkecil suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur itu.
2. Model Atom Thomson
Berdasarkan fakta bahwa elektron merupakan partikel dasar penyusun materi, mendorong Thomson membangun suatu model atom
untuk menyempurnakan teori atom Dalton sebab model atom Dalton tidak menunjukkan adanya sifat-sifat listrik.
Menurut Thomson, atom mengandung elektron yang bermuatan negatif dan elektron-elektron ini tersebar merata di dalam seluruh atom.
Atomnya sendiri diasumsikan berupa bola pejal yang bermuatan positif. Jika model atom Thomson ini digambarkan dalam bentuk tiga dimensi
akan mirip kue onde, bijih wijen menyatakan elektron dan onde menyatakan bentuk atom. Gambar 1.11 menunjukkan model atom
Thomson. Jika model atom Thomson dibelah dua maka elektron-elektron di dalam atom akan tampak seperti bijih jambu batu yang tersebar merata
di dalam jambu.
3. Model Atom Rutherford
Rutherford melakukan percobaan penembakan lempeng emas yang sangat tipis dengan partikel alfa yang diemisikan oleh unsur radioaktif.
Data hasil percobaan menunjukkan bahwa sebagian besar dari partikel
Gambar 1.10
Model atom dan molekul Dalton Atom
Molekul
Bola bermuatan positif
Elektron bermuatan negatif
Gambar 1.11
Model atom Thomson
13
Struktur Atom
alfa dapat melewati lempeng emas, tetapi hanya sebagian kecil partikel alfa yang dipantulkan kembali. Gambar 1.12 menunjukkan diagram
hamburan partikel alfa.
Lempeng emas Plat timbal
Sumber partikel alfa
Kotak timbal Tabir seng sulfida
Gambar 1.12
Partikel menumbuk tabir Zn, kilat cahaya diamati melalui mikroskop.
Sebagian besar partikel alfa diteruskan oleh lempeng emas tanpa
pembelokan, hanya beberapa partikel yang dipantulkan dengan
sudut lebih besar dari 90°.
Dari modifikasi model atom di bawah ini, yang merupakan model atom
Thomson adalah....
A. D.
B. E.
C.
Pembahasan Model atom Thomson menyerupai
bola pejal yang bermuatan positif, dan elektron menyebar merata E.
Ebtanas 1995–1996
Mahir
Menjawab
Berdasarkan data itu, Rutherford menyimpulkan bahwa volume atom sebagian besar berupa ruang kosong. Ini ditunjukkan oleh banyaknya
partikel alfa yang dapat melewati lempeng emas. Adanya partikel alfa yang dipantulkan akibat bertumbukan dengan suatu partikel yang sangat
keras dengan ukuran sangat kecil. Rutherford menamakan partikel itu sebagai inti atom. Oleh karena partikel alfa bermuatan positif maka inti
atom harus bermuatan positif. Jika inti atom bermuatan negatif maka akan terjadi tarik menarik antara inti atom dan partikel alfa.
Berdasarkan percobaan tersebut, Rutherford menyusun suatu model
atom perhatikan Gambar 1.13 untuk menyempurnakan model atom Thomson. Model yang dikembangkan oleh Rutherford adalah sebagai
berikut. 1. Atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif dan elektron-
elektron yang bermuatan negatif. 2. Sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong yang massanya
terpusat pada inti atom. 3. Oleh karena atom bersifat netral maka jumlah muatan positif harus
sama dengan jumlah muatan negatif. 4. Di dalam atom, elektron-elektron bermuatan negatif selalu bergerak
mengelilingi inti atom.
Berdasarkan model atom Rutherford, temukanlah di mana letak proton, neutron, dan elektron di dalam atom. Gambarkanlah oleh Anda.
Kegiatan Inkuiri
Ruang kosong Lintasan e
–
Elektron Inti
Kelemahan Model Atom Rutherford
Seperti halnya model atom pendahulunya, teori atom Rutherford memiliki kelemahan. Kelemahan utama terletak pada pergerakan elektron
dalam mengelilingi inti atom.
Gambar 1.13
Model atom Rutherford
