1.
Struktur Atom
Atom
adalah partikel terkecil penyusun materi. Atom terdiri atas beberapa partikel
dasar, yaitu elektron, proton, dan neutron. Adanya partikel-partikel inilah
yang menyebabkan atom mempunyai sifat listrik, sebab elektron bermuatan
negatif, proton bermuatan positif, dan neutron tidak bermuatan.
Atom unsur
yang satu berbeda dengan atom unsur yang lain disebabkan adanya perbedaan
susunan partikel subatom yang menyusunnya.
a. Elektron (
)
Tahun
1838, Michael Faraday mengemukakan bahwa atom memupnyai muatan listrik.
Atom-atom gas hanya dapat menghantarkan listrik dan menyala terang pada
tekanan rendah dan tegangan tinggi.
Tahun
1858, Heinrich Geissler dan Julius Plucker membuat
percobaan dengan mengunakan dua plat logam. Plat yang bermuatan positif disebut
anode dan plat yang bermuatan negatif disebut katode. Kedua plat
kemudian ditempatkan dalam tabung gelas yang dihampakan, dimana kemudian
kedalamnya dimasukkan gas bertekanan rendah. Ketika dihubungkan dengan listrik
tegangan tinggi, maka timbullah pancaran sinar dari katodemenuju anode. Sinar
itulah yang disebut sinar katode.
Pada tahun
1891, George J. Stoney menamakan partikel sinar katode dengan nama elektron.
Selanjutnya pada tahun 1897, Joseph John Thomson mengganti katode yang
digunakan Geissler dan Plucker dengan berbagaimacam logam yang ternyata
menghasilkan sinar katode yang sama. Hal ini membuktikan bahwa memang betul
bahwa elektron merupakan partikel penyusun atom. J.J
Thomson juga berhasil menemukan perbandingan antara muatan dengan massa
elektron yaitu C g-1. Hasil eksperimen Thomson ditindaklanjuti
oleh Robert Andrew Millikan pada tahun 1908 yang dikenal dengan Model
Percobaan Tetes Minyak Millikan, yang berhasil menemukan muatan elektron
yaitu sebesar 1,6.10-19 Coulumb.
Berdasarkan
ekperimen tersebut di atas, maka massa elektron (m) dapat ditentukan dengan
cara sebagai berikut :
maka
Massa
elektron (m)
=
= 9,11.10-28 g
Sehingga
massa elektron adalah 9,11.10-28 gram, harga ini kira-kira
massa atom hidrogen.
Dari
beberapa percobaan yang dilakukan diketahui beberapa sifat sinar katode yaitu
sebagai berikut :
1)
Dipancarkan oleh plat bermuatan negatif dalam tabung hampa apabila dilewati
listrik bertegangan tinggi.
2)
Berjalan dalam garis lurus
3)
Dapat memendarkan berbagai jenis zat termasuk gelas
4)
Bermuatan negatif sehingga dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet
5)
Memiliki sifat cahaya dan sifat materi
6)
Tidak tergantung pada jenis gas dan jenis elektrode.
b. Proton (
)
Tahun
1886, Eugene Goldstein membuat percobaan yang sama seperti yang
dilakukan J.J Thomson, tetapi dengan memberi lubang pada katode dan mengisi
tabung dengan gas hidrogen. Dari percobaan ini didapat sinar yang diteruskan
merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif (dalam medan listrik
dibelokkan ke kutub negatif) yang disebut sinar anode. Sinar anode yang
bermuatan positif ini selanjutnya disebut proton.
Beberapa
sifat sinar anode yang dapat diketahui adalah sebagai berikut :
1)
Dibelokkan dalam medan listrik dan medan magnet
2)
Merupakan radiasi partikel
3)
Bermuatan positif
4)
Bergantung pada jenis gas dalam tabung
Apabila
muatan proton adalah 1,6022.10-19 C, maka massa proton dapat
ditentukan sebagai berikut :
maka
Massa
proton (m)
=
= 1,6726.10-24 g
Sehingga
massa proton adalah 1,6726.10-24 gram, harga ini kira-kira 1.836 x
massa elektron = 1,007276
c. Neutron (
)
Tahun
1932, James Chadwick melakukan ekperimen/percobaan dengan menembakkan
partikel alfa (a) pada lempeng berilium (Be), ternyata setelah ditembakkan dengan
partikel tersebut, berilium memancarkan suatu partikel yang berdaya tembus
besar dan tidak dipengaruhi oleh medan listrik, hal ini membuktikan bahwa ada
partikel inti yang massanya sama dengan proton, tetapi tidak mempunyai muatan
sehingga partile itu ia beri nama sebagai neutron. Proton dan
elektron adalah partikel penyusun inti atom yang dikenal dengan istilah nukleon.
- 2. Kategori Unsur
Unsur
adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan menjadi zat lain yang lebih
sederhana dengan cara kimia biasa. Unsur dapat berubah menjadi unsur lain
melalui reaksi inti (nuklir)
Pada suhu
kamar (± 25oC) beberapa unsur dapat berupa gas (gasses),
cairan (liquid), dan padatan (solid). Unsur ada yang mempunyai
kerapatan sangat rendah, ada yang keras, lunak, dan sebagainya. Secara umum,
unsur dapat digolongkan dalam 3 (tiga) kategori yaitu logam, nonlogam dan
metaloid.
- a. Logam
Logam
mempunyai beberapa sifat fisik, yaitu :
1)
Pada suhu kamar berwujud padat
2)
Merupakan penghantar listrik yang baik
3)
Merupakan penghantar panas yang baik
4)
Mempunyai kilap logam
5)
Dapat ditempa menjadi membran yang sangat tipis (maleabilitas)
6)
Dapat diregangkan jika ditarik (duktilitas)
- b. Nonlogam
Unsur
nonlogam umumnya ditemukan dalam bentuk senyawa serta mempunyai beberapa sifat
fisik, yaitu :
1)
Bersifat isolator kecuali karbon (C) yang bersifat semikunduktor. Khusus unsur
karbon, di alam terdapat dalam 2 (dua) alotrop, yaitu grafit dan intan. Alotrop
adalah dua bentuk atau lebih molekul/kristal dari suatu unsur tertentu yang
memiliki sifat fisik dan kimia berlainan.
2)
Tidak mempunyai kilap logam
3)
Sangat mudah rapuh
4)
Umumnya berwujud gas
5)
Tidak dapat ditarik
- c. Metaloid
Unsur
metaloid umumnya disebut juga sebagai semimetal, yaitu unsur peralihan dari
logam ke nonlogam sehingga sebagian memiliki sifat logam dan sebagian mempunyai
sifat nonlogam. Contoh unsur yang paling dikenal adalah Silikon (Si). Unsur
metaloid banyak dipergunakan dalam industri elektronik karena mempunyai sifat
semikunduktor (penghantar listrik, namun tidak sebaik logam).
- 3. Nomor Atom dan Nomor Massa
Unsur
adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan menjadi zat lain yang lebih
sederhana dengan cara kimia biasa. Unsur dapat berubah menjadi unsur lain
melalui reaksi inti (nuklir).
Di dalam
inti terdapat proton dan neutron yang menentukan besarnya massa sebuah atom.
Jumlah proton atau muatan positif yang terdapat dalam inti atom ditunjukkan
oleh Nomor Atom (NA atau Z). Untuk atom yang netral jumlah muatan
positif (proton) sama dengan jumlah muatan negatif (elektron). Jumlah total
keseluruhan proton dan neutron yang terdapat dalam inti atom ditunjukkan oleh Nomor
Massa (NM atau A).
Penulisan
simbol atom yang dilengkapi dengan nomor massa dan nomor atom dapat ditulis
sebagai berikut :
dimana;
A = Nomor Massa, Z = Nomor Atom ,
dan
X = lambang unsur
Perlu
diketahui bahwa pada atom netral akan memiliki jumlah proton (p) dan elektron
(e) yang sama dengan Nomor Massa (Z) sehingga Z = p = e
Contoh
1. :
Jika
atom X diketahui mempunyai 12 elektron. Tentukan Nomor Massa (Z) dan proton (p)
unsur tersebut?
Jawab
:
Elektron
X = 12.
Jika
e = p = Z, maka proton (p) = 12, dan Nomor Massa (Z) = 12
Nomor
Massa (A) menunjukkan jumlah nukleon yaitu jumlah proton (p) dan neutron
(n) dalam inti atom. Jumlah nukleon dalam suatu unsur dilambangkan sebagai
berikut :
A
= p + n; karena p = Z, maka
A
= Z + n
Contoh
2. :
Jika
atom X diketahui mempunyai 12 elektron dan Nomor Massa 25. Tentukan neutron (n)
unsur tersebut?
Jawab
:
Elektron
unsur X = 12, maka proton (p) unsur X = 12
Nomor
Massa (A) = 25
Jika
A = p + n, maka
n
= A – p
n
= 25 – 12
n
= 13, sehingga jumlah neutron (n) unsur
X adalah 13
Atom
netral mempunyai jumlah proton yang sama dengan jumlah elektronnya. Jika suatu
atom melepaskan elektronnya, maka atom tersebut akan bermuatan positif (+) yang
disebut sebagai Kation, (sebab jumlah proton lebih banyak dari
jumlah elektron). Namun jika atom menangkap elektron, maka atom tersebut
akan bermuatan negatif (-) yang disebut sebagai Anion, (sebab
jumlah elektron lebih banyak dari proton). Perubahan tersebut hanya terjadi
pada elektron, sedangkan jumlah proton dan neutron tetap sama sebab inti atom
tidak berubah.
Contoh
3. :
Tentukan
proton, elektron, neutron dan nomor atom dari unsur berikut : a) b)
c) d) e)
Jawab
:
a)
, maka proton
= 11
elektron = 11
neutron = 23 – 11
= 12
NA
= 11
b)
, maka
proton = 20
elektron = 20
neutron = 40– 20
= 20
NA
= 20
c)
maka proton
= 11
elektron = 11 – 1
= 10
neutron = 23 – 11
= 12
NA
= 11
c)
maka proton = 20
elektron = 20 – 2
= 18
neutron = 40– 20
= 20
NA
= 20
e)
maka proton
= 17
elektron = 17 + 2
= 19
neutron = 35– 17
= 18
NA
= 17
- 4. Konfigurasi Elektron
Konfigurasi
elektron adalah susunan elektron dalam atom. Susunan ini ditentukan oleh
jumlah elektron yang bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan yang disebut
kulit atom.
Kulit
pertama diberi nama K, selanjutnya L, M, N, dst. Aturan pengisian jumlah
elektron maksimum per kullit diperkenalkan oleh Pauli, dengan memakai
rumum 2n2, dimana n = kulit atom. Berikut Jumlah elektron
maksimum per kulit :
Kulit
|
Nomor Kulit
|
Rumusan 2n2
|
Elektron Maksimum
|
K
|
1
|
2.(1)2
|
2.(1) = 2
|
L
|
2
|
2.(2)2
|
2.(4) = 8
|
M
|
3
|
2.(3)2
|
2.(9) = 18
|
N
|
4
|
2.(4)2
|
2.(16) = 32
|
O
|
5
|
2.(5)2
|
2.(25) = 50
|
P
|
6
|
2.(6)2
|
2.(36) = 72
|
Q
|
7
|
2.(7)2
|
2.(49) = 98
|
R
|
8
|
2.(8)2
|
2.(64) = 128
|
S
|
9
|
2.(9)2
|
2.(81) = 162
|
T
|
10
|
2.(10)2
|
2.(100) = 200
|
Selanjutnya,
pengisian elektron per kulit harus berdasarkan aturan Aufbau, (pengisian
elektron dimulai dari tingkat energi terendah ke tingkat energi tertinggi).
Tata
Cara Penulisan Konfigurasi Elektron :
1)
Ketahui dahulu nomor atom unsur
2)
Tulislah perlambangan unsur dan nomor atomnya ( Cth.: 3Li)
3)
Isi elekton sesuai kulit dimulai dari Kulit K
4)
Kulit K harus terlebih dahulu diisi maksimum sesuai aturan Pauli
5)
Jika atom memiliki lebih dari 2 elektron, maka sisa elektron dimasukkan ke
kulit berikutnya sampai mencapai maksimum
6)
Jika sisa elektron sesudah dimasukkan ke kuoit berikutnya tidak dapat mencapai
maksimum, maka diisi dengan elektron maksimum di kulit sebelumnya
7)
Selanjutnya jika kulit sebelumnya tidak memenuhi elektron maksimum, maka
ditulis sebagai sisa pada kulit selanjutnya.
Contoh
4 :
Tentukan
konfigurasi elektron unsur berikut ini
1H, 3Li, 7N, 13Al, 34Se,
35Br, dan 37Rb
Jawab
:
K
L M
N
O P
1H
= 1
3Li
=
2 1
7N
=
2 5
13Al
=
2
8 3
34Se
=
2
8
18 6
35Br
=
2
8
18 7
37Rb
=
2 8
18
8 1
- 5. Elektron Valensi (eV)
Elektron
valensi adalah jumlah elektron maksimum pada kulit terluar atom (Jumlah
elektron pada kulit terluar/yang paling akhir ditulis pada konfigurasi
elektron).
Atom-atom
yang memiliki elektron valensi yang sama akan memiliki sifat kimia yang relatif
sama/mirip, sebab elektron valensi menentukan sifat kimia suatu atom atau cara
atom bereaksi denan atom lain pada saat membentuk ikatan.
Elektron
valensi juga dipakai untuk menentukan/mengetahui letak Golongan suatu
atom pada Tabel Sistem Periodik Unsur.
Contoh
5 :
Tentukan
konfigurasi elektron dan Elektron valensi unsur berikut ini
1H, 3Li, 7N, 13Al, 34Se,
35Br, dan 37Rb
Jawab
:
K
L M
N O
P Elektron
Valensi
1H
=
1
1
3Li
=
2
1
1
7N
=
2
5
5
13Al
=
2
8
3
3
34Se
=
2
8
18 6
6
35Br
=
2
8
18 7
7
37Rb
=
2
8
18 8
8
Bila unsur
X mempunyai 14 proton, 14 elektron dan 14 neutron. Tentukan cara menuliskan
lambang unsur tersebut.
- Tentukan nomor atom jika suatu unsur mempunyai jumlah kulit 3 dan elektron valensi 6
RANGKUMAN
- 1. Banyaknya proton dalam inti atom suatu unsur dapat dilihat dari nomor atomnya.
- 2. Untuk atom netral jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya
- 3. Namor Massa (NM) atau (A) menunjukkan jumlah nukleon (proton + neutron) yang terdapat dalam inti atom
- 4. Suatu atom disimbolkan dengan , A= Nomor Massa, Z=Nomor Atom, X=lambang Unsur
- 5. Elektron mempunyai massa yang sangat kecil bila dibandingkan dengan massa hidrogen yaitu sebesar massa hidrogen
- 6. Elektron-elektron mengelilingi inti atom dan beredar pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit atom.
- 7. Kulit atom dimulai dengan kulit K, L, M, N, O, P, dst.
- 8. Elektron maksimum yang dapat menempati kulit harus memenuhi aturan Pauli yaitu 2n2.
- 9. Pengisian elektron maksimum per kulit harus sesuai dengan aturan Aufbau, yaitu dimulai dari tingkat energi terendah ke tingkat energi tertinggi.
- 10. Konfigurasi elektron adalah adalah susunan elektron dalam atom. Susunan ini ditentukan oleh jumlah elektron yang bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan yang disebut kulit atom.
- 11. Elektron valensi adalah jumlah elektron maksimum pada kulit terluar atom (Jumlah elektron pada kulit terluar/yang paling akhir ditulis pada konfigurasi elektron).
sumber: http://esdikimia.wordpress.com/2009/09/25/struktur-atom-nomor-massa-nomor-atom-dan-konfigurasi-elektron/
Posting Komentar untuk " STRUKTUR ATOM, NOMOR MASSA, NOMOR ATOM, DAN KONFIGURASI ELEKTRON"
Berilah komentar, saran, dan kritik dengan bijak