< PreviousKimia X SMA1Tujuan Pembelajaran:Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu: 1.Menjelaskan perkembangan teori atom dari teori atom Daltonsampai mekanika kuantum. 2.Menuliskan konfigurasi elektron suatu atom. 3.Menyebutkan jenis-jenis partikel dasar penyusun atom. 4.Menjelaskan struktur atom. 5.Menentukan jumlah proton, neutron, dan elektron suatu atomatau ion. 6.Menentukan jumlah nomor atom dan massa atom suatu atomjika diketahui jumlah proton, neutron, dan elektron. 7.Menjelaskan proses penemuan partikel-partikel dasar pe-nyusun atom. 8.Menjelaskan pengertian isotop, isobar, dan isoton. 9.Memberikan contoh isotop, isobar, dan isoton.10.Menjelaskan perkembangan sistem periodik unsur dari sistemtriad sampai sistem periodik unsur modern.11.Membedakan dasar-dasar penyusunan setiap sistem periodikunsur.12.Menjelaskan pengertian periode dan golongan dalam sistemperiodik unsur.13.Menentukan elektron valensi, jumlah kulit atom, nomorperiode, dan nomor golongan suatu unsur dalam sistemperiodik unsur.14.Menjelaskan pengertian jari-jari atom, energi ionisasi, elektro-negatifitas, afinitas elektron.15.Menjelaskan kecenderungan jari-jari atom, energi ionisasi,elektronegatifitas, afinitas elektron, sifat logam, titik didih,dan titik leleh suatu unsur dalam satu periode dan satugolongan.Struktur Atom dan SistemPeriodik UnsurBAB1Kata KunciPengantarAtom, model atom Dalton, Rutherford,proton, elektron, lambang unsur, isotop,isobar, triade, hukum oktaf, Mendeleev,periode, golongan, jari-jari atom, energiionisasi, dan afinitas elektron.Pernahkah Anda berpikir bagaimana seandainya sepotong besi dipotong menjadidua, kemudian setiap bagian dipotong lagi menjadi dua, kemudian setiap bagianyang kecil dipotong menjadi dua lagi, dan seterusnya sampai bentuk yang terkecil.Kira-kira apa yang akan Anda peroleh? Pernahkah juga Anda berpikir hamparanpasir di pantai yang dari kejauhan tampak seperti hamparan permadani, tetapi ketikadidekati dan dipegang ternyata hanya butiran-butiran kecil. Nah, seperti itulah jugasemua zat yang ada di dunia ini yang juga tersusun atas partikel-partikel paling kecilyang menyusun zat yang lebih besar. Partikel terkecil yang menyusun setiap zat didunia ini oleh para ilmuwan dikenal dengan sebutan atom.Untuk mengawali pelajaran kimia di kelas X ini, Anda akan mempelajari tentangstruktur atom, bagaimana bentuk atom itu, apa saja partikel penyusun atom, berapabanyak atom di dunia ini, bagaimana upaya para ahli untuk mengelompokkan atom-atom tersebut agar mudah dipelajari, dan lain-lain. Selamat memasuki dunia ilmukimia yang penuh dengan keajaiban dan keindahan serta penuh pelajaran untukkemaslahatan hidup di dunia.Kimia X SMA2Peta KonsepA. Struktur Atomterdiri atasterletak padadigambarkandiperbaikidiperbaikidiperbaikidiperbaikimenentukanmenentukanAtomInti AtomProton (eks. sinar terusan)Neutron (eks. Chadwick)Nomor AtomNomor MassaIsotonIsobarIsotopElektron (eks. sinar katode)Kulit ElektronValensi ELektronKonfigurasiElektronPerkembanganModel AtomModel Atom DaltonModel AtomThompsonModel AtomRutherfordModel Atom BohrModel Atom ModernmengalamimeliputimeliputihubunganmemilikiKimia X SMA3B. Sistem Periodik UnsurPenyempurnaanmenjadiTak LengkapPanjangPendekPeriodeGolonganElek. Valensiditunjukkanterdiri darimeliputiGol. Lantanidadan AktinidaGolongan BGolongan ALogamMetaloidNonlogamsifatsifatsifatsifatPerkembangan sistem periodikKulit ElektronEnergiIonisasiAfinitasElektronJari-jariAtomElektro-negatifitasMenjelaskan keperiodikan berupaS.P. Mendeleev& Lothar MeyerHukum Oktaf dariJohn NewlandHukum TriadDobereinerPengelompokanUnsurAtom/UnsurSistem PeriodikSPU Modern/PanjangmempunyaikeperiodikandaridaridariditunjukkanKimia X SMA41.1Struktur AtomA.Perkembangan Pemahaman Mengenai Struktur AtomSetiap materi di alam semesta ini tersusun atas partikel-partikel yang sangatkecil yang oleh para ahli dikenal dengan nama atom. Sejak dahulu kala pertamamanusia berpikir tentang zat penyusun setiap materi, kemudian dirumuskannyateori atom dan sampai sekarang di zaman yang serba canggih ini, keberadaanatom sudah diterima semua orang, tetapi bagaimana bentuk sebenarnya atomtersebut serta penyusunnya belum diketahui secara pasti. Para ahli hanyamereka-reka berdasarkan pengamatan di laboratorium terhadap gejala yangditimbulkan jika suatu materi diberi perlakukan tertentu. Dari pengamatangejala-gejala tersebut para ahli kemudian membuat teori tentang atom danmemperkirakan bentuk atom tersebut yang dikenal dengan sebutan modelatom.Model-model atom yang diusulkan oleh para ahli mengalami per-kembangansampai sekarang dan akan terus berkembang seiring dengan semakincanggihnya instrumen laboratorium yang ditopang oleh kemajuan iptek yangluar biasa.1.Model Atom DaltonTahukah Anda bahwa di dunia ilmukimia ini patut dikenang satu nama sebagaipencetus teori atom modern yang asli. Diaadalah seorang guru dan ahli kimia ber-kebangsaan Inggris bernama John Dalton(1776 – 1844). Sumbangan Dalton merupakankeunikan dari teorinya yang meliputi dua hal:a.Dia adalah orang pertama yang melibatkankejadian kimiawi seperti halnya kejadianfisis dalam merumuskan gagasannya ten-tang atom.b.Dia mendasarkan asumsinya pada data kuantitatif, tidak menggunakanpengamatan kualitatif atau untung-untungan. Teori atom Dalton dikemukakan berdasarkan dua hukum, yaitu hukumkekekalan massa dan hukum perbandingan tetap. Teori atom Daltondikembangkan selama periode 1803-1808 dan didasarkan atas tiga asumsipokok, yaitu:a.Setiap unsur kimia tersusun oleh partikel-partikel kecil yang tidak dapatdihancurkan dan dipisahkan yang disebut atom. Selama mengalamiperubahan kimia, atom tidak bisa diciptakan dan dimusnahkan.b.Semua atom dari suatu unsur mempunyai massa dan sifat yang sama,tetapi atom-atom dari suatu unsur berbeda dengan atom-atom dari unsuryang lain, baik massa maupun sifat-sifatnya yang berlainan.c.Dalam senyawa kimiawi, atom-atom dari unsur yang berlainan melakukanikatan dengan perbandingan angka sederhana.Gambar 1.1 John Dalton (1766 –1844) adalah ilmuwan Inggris.Sumber: Microsoft Encarta Library2005.Kimia X SMA5elektronmateri bermuatanpositifGambar 1.3 Model Atom Thompson2.Model Atom ThompsonPada tahun 1897 J. J. Thompsonmenemukan elektron. Berdasarkan pene-muannya tersebut, kemudian Thompsonmengajukan teori atom baru yang dikenaldengan sebutan model atom Thompson.Model atom Thompson dianalogkan sepertisebuah roti kismis, di mana atom terdiri atasmateri bermuatan positif dan di dalamnyatersebar elektron bagaikan kismis dalam rotikismis. Karena muatan positif dan negatifbercampur jadi satu dengan jumlah yangsama, maka secara keseluruhan atommenurut Thompson bersifat netral (MartinS. Silberberg, 2000). 3.Model Atom RutherfordAntoineHenri Becquerel (1852-1908), seorang ilmuwan dari Perancispada tahun 1896 menemukan bahwa uranium dan senyawa-senyawanyasecara spontan memancarkan partikel-partikel. Partikel yang dipancarkanitu ada yang bermuatan listrik dan memiliki sifat yang sama dengan sinarkatode atau elektron.Unsur-unsur yang memancarkan sinar itu disebut unsur radioaktif,dan sinar yang dipancarkan juga dinamai sinar radioaktif. Ada tiga macamsinar radioaktif, yaitu:a.sinar alfa (α), yang bermuatan positifb.sinar beta (β), yang bermuatan negatifc.sinar gama(γ), yang tidak bermuatanSinar alfa dan beta merupakan radiasi partikel. Setiap partikel sinaralfa bermuatan +2 dengan massa 4 sma, sedangkan partikel sinar beta samadengan elektron, bermuatan –1 dan massa 11.840 sma (dianggap samadengan nol). Adapun sinar gama adalah radiasi elektromagnet, tidak bermassa,dan tidak bermuatan.Gambar 1.2 J. J. Thompson (1856-1909) Sumber: Microsoft EncartaLibrary 2005.Kimia X SMA6HampaInti atomKulit atom lintasan elektronJari-jari atomElektronJari-jari intiPada tahun 1908, Hans Geiger danErnest Marsden yang bekerja dilaboratorium Rutherford melakukan eksperimen dengan menembakkan sinaralfa (sinar bermuatan positif) pada pelat emas yang sangat tipis. Sebagianbesar sinar alfa itu berjalan lurus tanpa gangguan, tetapi sebagian kecildibelokkan dengan sudut yang cukup besar, bahkan ada juga yang dipantul-kan kembali ke arah sumber sinar.Dari hasil percobaan kedua asistennya itu,Ernest Rutherford menafsirkan sebagai berikut.a.Sebagian besar partikel sinar alfa dapatmenembus pelat karena melalui daerah hampa.b.Partikel alfa yang mendekati inti atomdibelokkan karena mengalami gaya tolak inti.c.Partikel alfa yang menuju inti atom dipantul-kan karena inti bermuatan positif dan sangatmassif (Martin S. Silberberg, 2000).Beberapa tahun kemudian, yaitu tahun 1911, Ernest Rutherford meng-ungkapkan teori atom modern yang dikenal sebagai model atom Rutherford.a.Atom tersusun dari:1)Inti atom yang bermuatan positif.2)Elektron-elektron yang bermuatan negatif dan mengelilingi inti.b.Semua proton terkumpul dalam inti atom, dan menyebabkan inti atombermuatan positif.c.Sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong. Hampir semuamassa atom terpusat pada inti atom yang sangat kecil. Jari-jari atomsekitar 10–10 m, sedangkan jari-jari inti atom sekitar 10–15 m.Berkas partikelalfaLempenganemasGambar 1.4 Percobaan Rutherford menem-bakkan sinar alfa pada lempengan emas tipis.Gambar 1.5 Rutherford (1871– 1937). Sumber: “Chemistryand Chemical Reactivity”,Kotz and Purcell 1987, CBScollege Publishing New York.Gambar 1.6 Model atom RutherfordKimia X SMA7Gambar 1.8. Model atom Niels Bohrn = 7n = 6n = 5n = 4n = 3n = 2n = 1d.Jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah elektron yang mengelilingiinti, sedangkan atom bersifat netral. 4.Model Atom Niels BohrDilihat dari kandungan energi elektron, ternyata model atom Rutherfordmempunyai kelemahan. Ketika elektron-elektron mengelilingi inti atom,mereka mengalami percepatan terus-menerus, sehingga elektron harusmembebaskan energi. Lama kelamaan energi yang dimiliki oleh elektronmakin berkurang dan elektron akan tertarik makin dekat ke arah inti, sehinggaakhirnya jatuh ke dalam inti. Tetapi pada kenyataannya, seluruh elektrondalam atom tidak pernah jatuh ke inti. Jadi, model atom Rutherford harusdisempurnakan.Dua tahun berikutnya, yaitu pada tahun1913, seorang ilmuwan dari Denmark yangbernamaNiels Henrik David Bohr (1885-1962) menyempurnakan model atomRutherford. Model atom yang diajukanBohr dikenal sebagai model atom Ruther-ford-Bohr, yang dapat diterangkan sebagaiberikut.a.Elektron-elektron dalam atom hanyadapat melintasi lintasan-lintasan tertentuyang disebut kulit-kulitatautingkat-tingkat energi, yaitu lintasan di manaelektron berada pada keadaan stationer,artinya tidak memancarkan energi.b.Kedudukan elektron dalam kulit-kulit, tingkat-tingkat energi dapatdisamakan dengan kedudukan seseorang yang berada pada anak-anaktangga. Seseorang hanya dapat berada pada anak tangga pertama, kedua,ketiga, dan seterusnya, tetapi ia tidak mungkin berada di antara anaktangga-anak tangga tersebut.Model atom Bohr tersebut dapat dianalogkan seperti sebuah tata suryamini. Pada tata surya, planet-planet beredarmengelilingi matahari. Pada atom, elektron-elektron beredar mengelilingi atom, hanyabedanya pada sistem tata surya, setiaplintasan (orbit) hanya ditempati 1 planet,sedangkan pada atom setiap lintasan(kulit) dapat ditempati lebih dari 1elektron.Dalam model atom Bohr ini dikenalistilahkonfigurasi elektron, yaitu susu-nan elektron pada masing-masing kulit.Data yang digunakan untuk menuliskankonfigurasi elektron adalah nomor atomGambar 1.7 Niels Bohr (1885-1962)Sumber: Buku “Chemistry andChemical Reactivity”, Kotz and Purcell1987, CBS College Publishing NewYork.Kimia X SMA8suatu unsur, di mana nomor atom unsur menyatakan jumlah elektron dalamatom unsur tersebut. Sedangkan elektron pada kulit terluar dikenal dengansebutanelektron valensi. Susunan elektron valensi sangat menentukan sifat-sifat kimia suatu atom dan berperan penting dalam membentuk ikatan denganatom lain.Untuk menentukan konfigurasi elektron suatu unsur, ada beberapapatokan yang harus selalu diingat, yaitu:a.Dimulai dari lintasan yang terdekat dengan inti, masing-masing lintasandisebut kulit ke-1 (kulit K), kulit ke-2 (kulit L), kulit ke-3 (kulit M),kulit ke-4 (kulit N), dan seterusnya.b.Jumlah elektron maksimum (paling banyak) yang dapat menempatimasing-masing kulit adalah:2n2dengann = nomor kulitKulit K dapat menampung maksimal 2 elektron.Kulit L dapat menampung maksimal 8 elektron.Kulit M dapat menampung maksimal 18 elektron, dan seterusnya.c.Kulit yang paling luar hanya boleh mengandung maksimal 8 elektron.Tulislah konfigurasi elektron dari unsur-unsur berikut.a.Helium dengan nomor atom 2b.Nitrogen dengan nomor atom 7c.Oksigen dengan nomor atom 8d.Kalsium dengan nomor atom 20e.Bromin dengan nomor atom 35Jawab: UnsurNomor Konfigurasi ElektronElektron ValensiAtompada KulitKLMNHelium222Nitrogen7255Oksigen8266Kalsium2028822Bromin35281877C o n t o h 1.1Kimia X SMA91.Jelaskan kelemahan model atom Rutherford!2.Bagaimana Niels Bohr mengatasi kelemahan model atom Rutherford?3.Dewasa ini model atom yang diterima para ahli adalah model atom mekanika kuantum.Apakah model atom mekanika kuantum ini sudah sempurna? Masih mungkinkah adamodel atom yang lebih sempurna?1.Salin dan lengkapilah daftar berikut dengan jawaban singkat!2.Tulislah konfigurasi elektron, dan tentukan elektron valensi dari unsur-unsur berikut!Tugas IndividuLatihan 1.1 Teori AtomDasarIsiKelemahanDalton .......................................................................................Thompson .......................................................................................Rutherford .......................................................................................Niels Bohr .......................................................................................UnsurNomor AtomKonfigurasi ElektronElektron ValensiKLMNONatrium11Litium3Kalium19Belerang16Argon18Arsen33Kripton36Barium56Bismut83Fransium87............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Kimia X SMA10B.Partikel Dasar1.Sifat-sifat Partikel DasarWalaupun pada awalnya atom diartikan sebagai partikel terkecil yangtidak dapat dibagi lagi, tetapi dalam perkembangannya ternyata ditemukanbahwa atom tersusun atas tiga jenis partikel sub-atom (partikel dasar), yaituproton, elektron, dan neutron.Massa partikel dasar dinyatakan dalam satuan massa atom (sma), dimana 1 sma = 1,66 × 10–24 gram. Sedangkan muatan partikel dasar dinyatakansebagai muatan relatif terhadap muatan elektron (e), di mana muatan 1elektron = e = –1,60 × 10–19 coloumb.Muatan 1 proton sama dengan muatan 1 elektron, tetapi tandanyaberbeda. Massa 1 proton sama dengan massa 1 neutron, masing-masing 1sma. Massa elektron lebih kecil daripada massa proton atau neutron.2.Susunan AtomHenry Gwyn-Jeffreys Moseley (1887 – 1915) pada tahun 1913 mene-mukan bahwa jumlah muatan positif dalam inti atom merupakan sifat khasmasing-masing unsur. Atom-atom dari unsur yang sama memiliki jumlahmuatan positif yang sama. Moseley kemudian mengusulkan agar istilah nomoratom diberi lambang Z, untuk menyebutkan jumlah muatan positif dalam intiatom.Nomor atom unsur menunjukkan jumlah proton dalam inti. Setelahdilakukan percobaan, diketahui bahwa atom tidak bermuatan listrik yangberarti dalam atom jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif,sehingga nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron dalam unsur.Nomor atom (Z)=jumlah proton=jumlah elektronMisalnya, unsur oksigen memiliki nomor atom 8 (Z= 8), berarti dalam atomoksigen terdapat 8 proton dan 8 elektron.Selain nomor atom, ada juga yang disebut dengan nomor massa yangbiasanya diberi lambang A. Nomor massa ini digunakan untuk menentukanjumlah nukleon dalam atom suatu unsur. Nukleon sendiri adalah partikelpenyusun inti atom yang terdiri dari proton dan neutron.A(nomor massa) = jumlah proton (p) + jumlah neutron (n)Dalam penulisan atom, nomor massa (A) ditulis di sebelah kiri atas,sedangkan nomor atom (Z) ditulis di sebelah kiri bawah dari lambang unsur.Keterangan:X=lambang unsurA=nomor massaZ=nomor atomp+npXAZX=Next >