Bab 2 Struktur Atom dan Sistem Periodik Unsur

  

STRUKTUR ATOM

DAN SISTEM

PERIODIK UNSUR

  MATE

RI

  STRUKTUR ATOM TANDA ATOM KONFIGURASI ELEKTRON BERDASARKAN KULIT ATOM (MODEL ATOM NIELS BOHR) TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM SISTEM PERIODIK UNSUR

  TEORI ATOM TEORI ATOM

  Democrit

  Thomso Thomso

  Democrit

  

Dalton

Dalton

  us us

  n n Mekanik Mekanik a

  Rutherfo a Rutherfo

Bohr

  

Bohr Kuantu rd Kuantu rd m m DEMOCRIT US DEMOCRIT US

“Semua materi tersusun

dari partikel kecil yang

tidak dapat terbagi lagi yang disebut atomos.

“Semua materi tersusun

dari partikel kecil yang

tidak dapat terbagi lagi yang disebut atomos.

  Unsur terdiri dari partikel kecil dan Unsur terdiri dari partikel kecil dan

Teori

  tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom

Atom Dalton

  Atom tidak dapat diciptakan dan Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan dimusnahkan Atom- atom dari suatu unsur adalah Atom- atom dari suatu unsur adalah identik identik

  Senyawa terbentuk dari penggabungan Senyawa terbentuk dari penggabungan Bola atom dari dua jenis unsur/ lebih dengan atom dari dua jenis unsur/ lebih dengan

  Pejal perbandingan tertentu perbandingan tertentu

Teori Atom Thomson

  Percobaan dengan sinar katoda

  

Ditemukan

partikel

bermuatan

negatif

  Elektron

  Lanjutan ...

  

Atom

merupakan

bola pejal

bermuatan

  

Didalam

positif

atom

tersebar

elektron

seperti kismis

dalam roti

kismis

  

Atom tidak

bermuatan

(netral)

  Teori Atom Rutherford

Percobaan Rutherford

Penembakan lempeng emas dengan sinar alfa (α)

  Lanjutan ...

  Atom tersusun dari Atom tersusun dari inti atom (proton dan inti atom (proton dan neutron) bermuatan neutron) bermuatan positif dan elektron positif dan elektron bermuatan negatif bermuatan negatif yang mengelilingi inti yang mengelilingi inti

  Sebagian besar volume Sebagian besar volume atom merupakan ruang atom merupakan ruang

  Atom bersifat netral Atom bersifat netral kosong

Teori Atom Bohr

  

Elektron

mengelilingi

inti atom pada

lintasan

tertentu yang

stasioner yang

disebut kulit.

  

Elektron

mengelilingi

inti atom pada

lintasan

tertentu yang

stasioner yang

disebut kulit.

  

Elektron dapat

berpindah

lintasan

apabila

menyerap atau

memancarkan

  

Elektron dapat

berpindah

lintasan

apabila

menyerap atau

memancarkan Struktur Atom Struktur Atom

  Elektr on Elektr on

  Inti Atom Inti Atom

  

Proton

Proton

  Neutro n Neutro n Partikel Penyusun Atom Partikel Penyusun Atom

Partik el Muata n Penemu Massa (gram)

• 28

  Elektro n

• J.J. Thomson 9,11 x 10
• 24

  Proton + Goldstein 1,67 x 10

• 24

  Neutro Netral James 1,67 x 10

TANDA ATOM

  Keterangan : Keterangan :

A

  X = Lambang Unsur X = Lambang Unsur A = Nomor Massa A = Nomor Massa

  X Z = Nomor Atom Z = Nomor Atom

  Z

Nomor Atom (Z)

  Pada atom tidak bermuatan listrik/ netral

  Pada atom tidak bermuatan listrik/ netral

  Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif

  Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif

  Nomor Atom (Z) = Jumlah Proton = Jumlah Elektron

  

Massa atom =

massa p + massa n

  

Nomor Massa (A)

Atom terdiri atas proton, neutron, dan elektron Atom terdiri atas proton, neutron, dan elektron

  Massa elektron << massa proton dan massa neutron, maka massa elektron dapat diabaikan Massa elektron << massa proton dan massa neutron, maka massa elektron dapat diabaikan

• + massa e

  Massa atom =

  massa p + massa n

• + massa e

  No. Massa (A) = Jumlah Proton + Jumlah Neutron

Komposisi Ion

  

Ion –> Atom yang

bermuatan listrik

Ion –> Atom yang

bermuatan listrik

  Ion positif (Kation) ⇒

  Atom yang melepaskan elektron

  Ion positif (Kation) ⇒

  Atom yang melepaskan elektron

  Ion negatif (Anion) ⇒

  Atom yang menerima elektron

  Ion negatif (Anion) ⇒

  Atom yang menerima elektron

  

Berdasarkan nomor atom dan

nomor massa Unsur Unsur

  Isoto dengan Z Isoto dengan Z   p sama dan A p sama dan A berbeda berbeda

  Unsur Unsur Ato Isoba dengan Z Ato Isoba dengan Z

    m r berbeda m r berbeda dan A sama dan A sama

  Unsur Unsur dengan dengan

  Isoto Isoto   jumlah jumlah n n neutron neutron sama sama

Konfigurasi elektron berdasarkan kulit atom (Model atom Niels Bohr)

• Elektron mengelilingi inti pada lintasan/ kulit tertentu yang disebut kulit atau tingkat energi

  Nomo r kulit Nama kulit Jumlah elektron maksimu m

  1 K

  2

  2 L

  8

  3 M

  18

• Konfigurasi elektron menyatakan susunan elektron pada atom

  4 N

  32

  5 O

  50

  6 P

  72

Konfigurasi elektron beberapa atom

  

Tanda Jumlah Konfigurasi

atom elektron elektron

₃ Li 3 2 1 ₁₂ Mg 12 2 8 2 ₁₇ Cl 17 2 8 7 ₁₉ K 19 2 8 8 1 ₃₁ Ga 31 2 8 18 3

>> Jumlah elektron yang menempati kulit terluar disebut elektron

>> Jumlah elektron yang menempati kulit terluar disebut elektron

valensi.

valensi.

>> Elektron valensi hanya boleh mengandung maksimal 8 elektron

>> Elektron valensi hanya boleh mengandung maksimal 8 elektron

  Teori Atom Mekanika

Kuantum

  Max Planck

  

Atom suatu zat hanya dapat menyerap/

memancarkan energi pada paket- paket

gelombang tertentu yang disebut “kuanta”

  Louis de Broglie

  Materi dapat bersifat sebagai partikel dan sekaligus dapat mempunyai sifat sebagai gelombang

  Prinsip Ketidakpastian Heisenberg

  Akibat dualisme materi, letak dan kecepatan elektron tidak dapat dipastikan secara

  Lanjutan ...

Persamaan gelombang Schrodinger

  Persamaan gelombang yang digunakan

untuk mendeskripsikan keberadaan elektron

dalam atom, dikenal dengan bilangan kuantum

  Daerah/ ruang disekitar inti atom

Orbit yang mempunyai

peluang terbesar /kebolehjadian untuk al menemukan elektron

  Bentuk- bentuk orbital

  Orbital s

  

Orbital d

Orbital p

  

Bilangan

kuantum

Bilangan

kuantum

  Bilangan kuantum utama (n)

  Bilangan kuantum utama (n)

  Bilangan kuantum azimut (l)

  Bilangan kuantum azimut (l)

  Bilangan kuantum magnetik (m)

  Bilangan kuantum magnetik (m)

  Bilangan kuantum spin (s)

  Bilangan kuantum spin (s)

Bilangan kuantum utama (n) Kulit K L M N O P Q

  Nilai n

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7 Menentukan besarnya tingkat energi suatu elektron yang mencirikan ukuran orbital Menentukan besarnya tingkat energi suatu elektron yang mencirikan ukuran orbital

Bilangan kuantum azimut (l) Harg a l

  1

  2

  3

  4

  5

  6 Subk s p d f g h i Menyatakan subtingkat energi

  (subkulit) yang menunjukkan bentuk orbital Menyatakan subtingkat energi (subkulit) yang menunjukkan bentuk orbital

  Bilangan kuantum magnetik (m)

  Menentukan arah orientasi dari Menentukan arah orientasi dari orbital didalam ruang relatif orbital didalam ruang relatif terhadap orbital lain terhadap orbital lain

  

Subk l Jumlah Orbital m (-l….+l)

ulit (2l + 1) s

  1 p 1 3 -1, 0, +1 d 2 5 -2, -1, 0, +1, +2 f 3 7 -3, -2, -1, 0, +1,

  

Bilangan kuantum spin (s) menyatakan rotasi

elektron.

s dapat mempunyai nilai +½ (dinyatakan dengan

tanda )

s dapat mempunyai nilai -½ (dinyatakan dengan

tanda )

Bilangan kuantum spin (s) menyatakan rotasi

elektron.

s dapat mempunyai nilai +½ (dinyatakan dengan

tanda )

s dapat mempunyai nilai -½ (dinyatakan dengan

tanda )

  Bilangan kuantum spin tidak berhubungan secara langsung dengan tiga bilangan kuantum

  

Bilangin kuantum spin

(s)

Bilangin kuantum spin

(s) KONFIGURASI ELEKTRON BERDASARKAN

  KONFIGURASI ELEKTRON BERDASARKAN

  ORBITAL

  ORBITAL Aturan

Aturan

  Aufbau

  menulisk an

  Laranga n Pauli

  konfigura si

  Aturan Hund

  elektron

Aturan Aufbau

  

Elektron mempunyai

kecenderungan

untuk menempati

subkulit dengan

tingkat energi lebih

rendah terlebih

dahulu

Larangan Pauli

  

Larangan pauli menyatakan bahwa

didalam satu atom tidak boleh

terdapat dua elektron dengan empat

bilangan kuantum yang sama

  Kulit n l m s

  2

• ½ L

  2

• ½

Aturan Hund

  Pada orbital yang memiliki tingkat energi sama, pengisian elektron dalam orbital dilakukan dengan spin sejajar terlebih dahulu (setengah penuh).

  2

  2 Contoh = O : 1s 2s

  8

  4 2p

  1s 2s 2p Diagram Orbital

Contoh penulisan konfigurasi elektron Ato m Konfigurasi elektron

  2 He

  1s ² [He]

  4 Be

  1s ² 2s ² [He] 2s ²

  10 Ne

  1s ² 2s ² 2p ⁶ [Ne]

  17 Cl

  1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁵ [Ne] 3s ² 3p ⁵

  18 Ar

  1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ [Ar]

Penyimpangan dari Aturan Umum

  Contoh :

Unsu r Konfigurasi Elektron

  Kurang stabil Stabil

  [Ar] 4s

  2 3d

  4 [Ar] 4s

  1 3d

  5

  [Ar] 4s

  2 3d

  9 [Ar] 4s

  1 3d

  10

  

SISTEM PERIODIK UNSUR

SISTEM PERIODIK UNSUR

Perkembangan sistem periodik

  Logam dan Nonloga m

  

Triade

Doberein

er

Teori

  Oktaf Newland s Sistem

  Periodik Mendele ev

Sistem

  

Periodik

Modern

  Logam dan Nonlogam Sifat Sifat Logam Nonlog Logam Nonlog logam logam Lavoisi Lavoisi am am dan dan Besi, Besi, er er nonlog nonlog Emas Karbon Emas Karbon am am

  Triade

Dobereiner

  

“Berdasarkan massa atom relatifnya,

unsur – unsur dapat dikelompokkan

ke dalam kelompok tiga unsur

dimana massa unsur yang ditengah

merupakan rata- rata dari massa

unsur ditepi”

  

“Berdasarkan massa atom relatifnya,

unsur – unsur dapat dikelompokkan

ke dalam kelompok tiga unsur

dimana massa unsur yang ditengah

merupakan rata- rata dari massa

unsur ditepi”

  Triade A _r Rata- rata A _r unsur pertama dan ketiga Kalsium

  88

Teori Oktaf Newlands

  

“Jika unsur- unsur disusun berdasarkan kenaikan

massa atom, maka sifat unsur tersebut akan

berulang setelah unsur kedelapan.”

MENDELEEV

  “Unsur-unsur disusun 12 “Unsur-unsur disusun 12 baris mendatar (periode) baris mendatar (periode) berdasarkan kenaikan berdasarkan kenaikan massa atom dan 8 kolom massa atom dan 8 kolom

  Mendeleev menyiapkan Mendeleev menyiapkan tegak (golongan) tegak (golongan) tempat kosong dengan tempat kosong dengan berdasarkan kemiripan berdasarkan kemiripan sifat.” keyakinan banyak unsur sifat.” keyakinan banyak unsur yang belum ditemukan yang belum ditemukan

  

Sistem Periodik

Mendeleev

MODERN

  H. G. J. Moseley membuat sistem periodik modern untuk menyempurnakan klasifikasi unsur Mendeleev

  “Unsur-unsur dalam satu periode disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan unsur dalam satu golongan disusun berdasarkan kemiripan dalam sifat fisika dan kimia”

  Tabel periodik modern

Penentuan periode dan golongan

  Periode : Nomor Golongan : Jumlah Periode : Nomor Golongan : Jumlah kulit terluar elektron valensi kulit terluar elektron valensi

  

Konfigurasi elektron Golongan Period

valensi Utama e ₁ ns ₂ IA n ns _{2 1} IIA n ns np _{2 2} IIIA n ns np _{2 3} IVA n ns np _{2 4} VA n ns np _{2 5} VIA n ns np

  VIIA n

  

Pengelompokan Blok pada

Sistem Periodik Unsur

SIFAT- SIFAT KEPERIODIKAN

  Keelektronegat Jari- jari atom ifan Afinitas

  Energi ionisasi elektron Logam dan Kereaktifan nonlogam Jarak dari inti atom sampai kulit elektron terluar yang ditempati elektron

  Jari- jari atom

• + r

  Periode

  Jumlah kulit sama tetapi muatan Jumlah kulit sama tetapi muatan

  G o

  inti makin besar, gaya tarik inti inti makin besar, gaya tarik inti

  lo n

  terhadap elektron makin kuat, terhadap elektron makin kuat,

  g a maka jari-jari makin kecil

  maka jari-jari makin kecil

  n

  Jumlah kulit bertambah maka Jumlah kulit bertambah maka jari-jari makin besar jari-jari makin besar

Energ

  Energi minimum yang dibutuhkan i suatu atom untuk melepaskan satu ionisa elektron valensinya dalam wujud gas sehingga membentuk ion positif si

  Periode

  Muatan inti bertambah, tarikan Muatan inti bertambah, tarikan

  G o

  inti makin kuat dan elektron inti makin kuat dan elektron

  lo

  terluar sulit lepas, maka energi terluar sulit lepas, maka energi

  n g

  ionisasi besar ionisasi besar

  a n

  Jumlah kulit bertambah, jari-jari Jumlah kulit bertambah, jari-jari makin besar, tarikan inti lemah, makin besar, tarikan inti lemah, maka energi ionisasi kecil maka energi ionisasi kecil

  Energi yang dihasilkan oleh suatu atom apabila suatu atom menerima

Afinitas

  elektron valensi dari atom lain sehingga terbentuk ion negatif elektron

  Periode G

  Muatan inti bertambah, tarikan Muatan inti bertambah, tarikan

  o

  inti makin kuat maka afinitas inti makin kuat maka afinitas

  lo n

  elektron besar elektron besar

  g a n

  Jumlah kulit bertambah, jari-jari Jumlah kulit bertambah, jari-jari makin besar, tarikan inti lemah, makin besar, tarikan inti lemah, maka afinitas elektron kecil maka afinitas elektron kecil

  Keelektronegatifan Kecenderun gan suatu atom untuk menarik elektron valensi dari atom lain dalam membentuk

  Periode G

  Muatan inti bertambah, tarikan Muatan inti bertambah, tarikan

  o lo

  inti makin kuat maka inti makin kuat maka

  n g

  keelektronegatifan besar keelektronegatifan besar

  a n

  Jumlah kulit bertambah, jari-jari Jumlah kulit bertambah, jari-jari makin besar, tarikan inti lemah, makin besar, tarikan inti lemah, maka keelektronegatifan kecil maka keelektronegatifan kecil

  Logam dan nonlogam Nonlogam Logam

• Konduktor •

  Non-konduktor

• Warna mengkilap •

  Titik didih dan titik khas logam leleh rendah

• Keras dan ulet

  G

Periode o lo n g a

  Sifat nonlogam Sifat nonlogam

  n

  bertambah bertambah

  Kereaktif an

  Bergantung pada kecenderungan melepas atau menerima elektron

Periode G o lo n

  Kereaktifan menurun kemudian Kereaktifan menurun kemudian

  g a bertambah.

  bertambah.

  n

  Golongan VIII A (gas mulia) tidak Golongan VIII A (gas mulia) tidak

  Kereaktifan bertambah reaktif Kereaktifan bertambah reaktif

  

Titik Didih dan Titik

Leleh