Struktur Atom (KIMIA SMA 1)   Leave a comment

STRUKTUR ATOM

Istilah atom pertama kali di perkenalkan oleh democritus (460-370). Atom berasal dari a (tidak) dan tomos (dibagi). Maka, atom didefinisikan sebagai sesuatu yang tidak dapat dibagi lagi.

A.TEORI ATOM DALTON
Bola pejal dalton
John Dalton (1803), ilmuan inggris yang menghidupkan kembali gagasan mengenai atom democritus.
Kelebihanya, dapat menerangkan hukum kekekalan masa (lavoisier) dan hukum perbandingan tetap (proust).
Kelemahanya, ada partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatom, tidak menjelaskan bagaimana atom-atom berikatan, tidak dapat menerangkan sifat listrik atom.

B. TEORI J.J THOMSON
Roti kismis Thomson
J.J Thomson (1897), fisikawan inggris yang mengemukakan bahwa terdapat partikel subatom yang disebut electron yang tersebar didalam atom.
Kelebihan, dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom, dapat menerangkan sifat listrik stom, jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negative sehingga atom bersifat netral.
JUMLAH MUATAN POSITIF = JUMLAH MUATAN NEGATIF
Kelemahan, tidak dapat menerangkan efek penghamburan cahaya pada lempeng tipis emas.

C. TEORI ATOM ERNEST RUTHERFORD
Orbit electron Rutherford
Eenest Rutherford (1911), seorang ahli fisika inggris yang mengatakan bahwa atom terdiri dari inti (bermuatan positif) berada dipusat, sementara elektron (bermuatan negatif) bergerak mengelilingi inti sebagian besar atom adalah ruangan kosong dan hampir semua masa atom ada pada inti.
Kelebihan, dapat menerangkan efek penghamburan sinar alfa pada lempeng tipis emas.
Kelemahan, bertentangan dengan teori elektrodinamika klasik Maxwell (elektron yang terus bergerak akan memancarkan energi yang pada akhirnya akan habis dan jatuh ke inti).

D. TEORI ATOM NEILS BOHR
Miniatur tata surya bohr
Neils bohr (1913), fisikawan dari Denmark yang mengemukakan bahwa elektron bergerak mengelilingi inti pada lintasan tertentu elektron juga dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain (tereksitasi) dengan menyerap atau melepas energi,
Kelebihan, dapat menjelaskan spectrum atom hydrogen, menjawab kesulitan teori atom Rutherford.
Kelemahan, tidak dapat menjelaskan atom berelektron banyak, tidak dapat menerangkan efek Zeeman bila atom di tempatkan pada medan magnet.

Elektron sebagai gelombang dan partikel
Pada 1920-an, tiga fisikawan, Louis de Broglie dari prancis (teori sifat gelombang pada materi), Werner Heisenberg dari jerman (prinsip ketidak pastian), dan Erwin schrodinger dari Austria (persamaan gelombang partikel) berhasil mengemukakan teori atom modern atau sering di sebut teori atom mekanika kuantum, seperti berikut:
Electron sangat kecil sehingga perilakunya tidak bias dipastikan.
Bila fungsi gelombang electron diketahui, dengan menggunakan persamaan schrodinger, bias di tentukan keboleh jadian tempat ditemukannya electron.

Nomor punggung atom dinyatakan sebagai berikut:

Meskipun atom itu tak terlihat, atom masih punya daleman (patikel 1,840 kali massa electron), dan neutron (n), memiliki massa 1,67493 x 〖10〗^(-24)g dan tidak mempunyai muatan, proton dan neutron terletak diinti, serta electron (e) yang bergerak mengelilingi inti.
Partikel dasar penemu Muatan relatif Massa relatif
Proton Goldstein +1 1
Neutron Chadwick 0 1
Elektron Thomson -1 0

MISI PENCARIAN PARTIKEL SUBATOM
Goldstein, melakukan suatu percobaan dengan tabung katoda. Kalau tabung katoda ditutup rapat, ternyata gas dibelakang katoda tetap gelap. Tetapi, kalau tabung di beri lubang, maka gas di belakang katoda menjadi berpijar atau terang sinar ini disebut sinar anoda atau sinar positif. Partikel partikel yang terdapat disinar tersebut disebut proton.
Robert milikan, dengan percobaan tetes minyak menemukan muatan electron milikan meneteskan minyak diantara dua lempeng logam yang punya muatan berbeda, dan udara disekitar lempeng diradiasi dengan menggunakan sinar x. dia mengamati bahwa tiap tetesan minyak memiliki muatan yang selalu tetap, yaitu -1,6 x 〖10〗^(-19)c atau kelipatannya.
James Chadwick, membuktikan bahwa terdapat radiasi yang terdiri atas partikel netral yang massanya hamper sama dengan massa proton, oleh karena bersifat netral, partikel ini dinamakan neutron.
Michael faraday dan johanes hittorf, melalui percobaan medan magnet diantara anoda dan katoda menemukan adanya sinar yang akan di belokkan kea rah medan magnet bermuatan positif, melalui percobaan tersebut, dapat di simpulkan bahwa sinar tersebut bermuatan negative karena di tarik oleh medan yang muatannya sama. Penemuan ini merupakan cikal bakal ditemukannya electron yang nantinya di temukan oleh Thomson.
Kembaran unsur.
Isotop → jumlah proton sama
Contoh : 37¦17 CL dan 37¦17 CL
Isoton → jumlah neutron sama
Contoh : 13¦6C dan 14¦7 N
Isobar → Ar / nomor massa sama
Contoh : 24¦11 Na dan 24¦12 Mg

ALAMAT RUMAH ELEKTRON
Elektron juga seperti manusia, mereka punya rumah dan kamar masing-masing, alamat rumah electron disebut bilangan kuantum. Bilangan kuantum adalah bilangan-bilangan yang menyatakan keadaan energy dan letak si electron dalam atom. Bilangn kuantum merupakan penyelesain dari persamaan schrodinger yang rumit itu.
Bilangan kuantum terdiri dari bilangan kuantum utama, azimuth, magnetic, dan spin.
Bilangan kuantum utama ( n ) menyatakan kulit, bayangkan kulit adalah sebuah hotel di kawasan wisata. Besarnya n adalah 1 sampai 7 dimana n=1 adalah kulit k, n=2, adalah kulit l, dan seterusnya.
Bilangan kuantum azimuth ( l ) menyatakan subkulit / bentuk orbital,subkulit adalah lantai hotel yang dibayangkan tadi. Besarnya l adalah 0 sampai ( n-1)
l = 0 → subkulit s
l = 1 → subkulit p
l = 2 → subkulit d
l = 3 → subkulit f
Bilangan kuantum magnetic (m) menyatakan orientasi orbital dan nomor ruang. Besarnya adalah-l sampai +l, nah, orbital adalah kamar dari hotel tersebut.
l = 0 (subkulit s) → makanya cuma ada 1 ruang bernomor 0.
l = 1 (subkulit p) → makanya cuma ada 3 ruang bernomor -1, 0, +1.
l = 2 (subkulit d) → makanya cuma ada 5 ruang bernomor -2, -1, 0, +1, +2.
l = 3 (subkulit f) → makanya cuma ada 7 ruang bernomor -3, -2, -1, 0,+1, +2, +3.
Ruang subkulit s → 0 =

Ruang subkulit p→

Ruang subkulit d→

Ruang subkulit f→

Bilangan kuantum spin (s) menyatakan arah rotasi electron, bilangan kuantum spin bernilai -1/2 ( arah ke bawah ↓) atau +1/2 ( arah ke atas ↑).

ELEKTRON BISA DIATUR
Pengaturan posisi electron berdasarkan tingkat energinya di sebut konfigurasi electron tingkat energy terendah adalah yang paling dekat dengan inti atom, ada dua cara penyusunan electron, yaitu cara kulit dan cara subkulit.

Cara kulit
Cara kulit lebih gampang, tetapi Cuma berlaku untuk golongan utama saja. Kalau menggunakan konfigurasi ini. Akan susah untuk membedakan golongan utama dengan golongan transisi.
Langkah pengisian electron berdasarkan cara kulit,
Isi dulu kulit k sampai penuh, kalau masih ada sisa, tuliskan pada kulit berikutnya maksimal 8 elektron;
Tulis sisa electron di kulit selanjutnya maksimal 18 kalau elektronnya kurang dari 18, tulis saja sisanya.

Kulit k maksimal Cuma 2 elektron,kulit l maksimalnya 8 elektron,kulit m maksimal boleh 18 elektron, kulit n maksimum 32 elektron.
Contoh

20Ca=

CARA SUBKULIT
Pengaturan electron dengan cara ini agak rumit, tetapi kita bias meramalkan sifat unsurnya, kita dapat berkenalan dengan bilangan kuantum azimut, yaitu s, p, d, dan f berdasarkan prinsip aufbau, aturan hund, dan larangan pauli.
Prinsip aufbau (bahasa jerman yang artinya ‘membangun’)
Menyatakan bahwa “pengisian electron di mulai dari lantai (subkulit) yang paling bawah di teruskan pada ke lantai yang lebih tinggi. :berdasarkan ketentuan tersebut, maka urutan pengisian (konfigurasi) electron mengikuti tanda panah seperti yang sudah di gambarkan.
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4d < 5p< 6s< ……….. dan seterusnya

Aturan hund
Friedrich hund (1927), fisikawan jerman, menerangkan aturan pengisian electron pada orbital, yaitu “kita harus mengisi tiap orbital dengan jumlah electron yang sama dan arah spin yang sama. Setelah itu, kita ulangi pengisian dengan arah spin yang berbeda”.
Contoh
7N :[HE] 2s 2p3 diagram orbitalnya adalah:

C. Larangan pauli
w. pauli (1924) melarang kita menempatkan elektron-elektron yang punya keempat bilangan kuantum yang sama. Jadi, setiap orbital hanya dapat berisi 2 elektron dengan spin (arah putar) yang berlawanan.
Jumlah maksimum electron adalah sebagai berikut,
Subkulit s terdiri dari 1 orbital dapat ditempati maksimum 2 elektron,
Subkulit p terdiri dari 3 orbital dapat ditempati maksimum 6 elektron,
Subkulit d terdiri dari 5 orbital dapat ditempati maksimum 10 elektron.
Contoh

Bentuk dan arah orbital
Setiap subkulit di susun oleh satu atau lebih orbital dan setiap orbital mempunyai bentuk tertentu. Bentuk orbital di tentukan oleh bilangan kuantum azimut
Lantai (subkulit) s yang berbentuk bola tidak menunjukan arah ruang tertentu. Hal itu karena boleh jadi ditemukan elektron dengan bentuk ini berjarak sama jauhnya ke segala arah dari inti atom.
Lantai (subkulit) p terdiri dari tiga kamar (orbital) p. nama kamar-kamarnya (bilangan kuantum magnetik) yaitu -1, 0, dan +1, ketiga orbital ini mempunyai tingkat energi yang sama, tetapi arah ruangnya masing-masing berbeda. Kalau digabungkan, ketiga orbital ini saling tegak lurus satu sma lain. Orbital p yang terletak pada sumbu x disebut orbital px, pada sumbu y disebut orbital py sementara itu yang terletak pada sumbu z disebut orbital pz.

Lantai (subkulit) d terdiri dari lima kamar (orbital) d dengan nama (nilai) -2, -1, 0, +1,, +2, seperti orbital p, orbital d juga punya tingkat energi yang sama, tetapi arah ruangnya masing-masing berbeda. Bentuk kelima orbital d dapat digambarkan seperti berikut.

Soal
Berikut ini adalah teori atom neils bohr, kecuali,….
Electron bergerak pada orbit melingkar.
Elekton memiliki orbitnya, energy electron tetap.
Selama pada orbitnya, energy electron tetap.
Energi elektron akan tertarik oleh inti.
Elektron yang pindah orbit akan menyerap atau memancarkan energi.

Isotop dari unsur (_6^14)A adalah…
(_6^14)A
(_6^14)A
(_6^14)A
(_6^14)A
(_6^14)A
Berikut ini merupakan deretan bilangan kuantum yang dimiliki oleh suatu electron. Deretan bilangan kuantum yang tidak mungkin adalah….

N= 3; l = 0; m= 0; dan s = -1/2
N= 3; l = 1; m= +1; dan s =+1/( 2)
N= 3; l = 1; m= +2; dan s= -1/2
N= 3; l = 2; m= -1; dan s= +1/2
N= 3; l = 2; m= +2; dan s= +1/2

Posted May 30, 2011 by benzenaddict in Uncategorized

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: