STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK

STRUKTUR  ATOM DAN SISTEM PERIODIK

A.      Perkembangan Teori  Atom

1.       Teori  Atom Dalton

Pada Tahun 1803, John Dalton mengajukan suatu teori tentang atom. Intinya, Dalton menyatakan bahwa materi terdiri atas partikel, yaitu atom.

Postulat – postulat dalam teori  Dalton.

a.       Setiap unsur  terdiri dari partikel yang sudah tak dapat terbagi yang dinamai atom.

b.      Atom – atom dari suatu unsur adalah identik. Atom – atom dari unsur  yang berbeda mempunyai sifat – sifat yang berbeda, termasuk mempunyai massa yang berbeda.

c.       Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain, tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan, reaksi kimia hanya merupakan penataan ulang atom – atom.

d.      Senyawa terbentuk ketika atom – atom dari dua jenis unsur atau lebih bergabung dengan perbandingan tertentu.

                      Molekul dan ion.

·      Gabungan beberapa atom yang bersifat netral disebut molekul.

·      Molekul unsur  terdiri dari sejenis atom.

·      Molekul senyawa terdiri dari dua jenis atom atau lebih.

·      Atom atau molekul yang bermuatan listrik disebut ion.

2.       Teori Atom Thomson

Sekitar akhir abad 19, Thomson menyimpulkan bahwa atom mengandung elektron, suatu partikel  bermuatan listrik negatif.

Pada tahun 1900, J.J. Thomson mengajukan model atom yang menyerupai roti kismis.

    Atom terdiri dari materi bermuatan positif dan didalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis.

    Secara keseluruhan atom bersifat netral.

3.       Teori Atom Rutherford

Pada tahun 1910, Ernest Rutherford bersama dua orang asistennya, yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian percobaan.

Berdasarkan eksperimen, yang terjadi adalah sebagai berikut.

      Sebagian besar partikel alfa dapat melewati lempeng emas tanpa mengalami pembelokan yang berarti.

      Sebagian kecil mengalami pembelokan.

      Beberapa partikel alfa dipantulkan.

Pada tahun 1911, Rutherford menjelaskan penghamburan sinar alfa dengan mengajukan gagasan tentang inti atom.

       Sebagian besar dari massa dan muatan positif atom terkonsentrasi pada bagian pusat atom yang selanjutnya disebut inti atom.

       Elektron beredar mengitari inti pada jarak yang relative sangat jauh sehingga sebagian besar dari atom merupakan ruang hampa.

Lintasan electron dalam mengitari inti disebut kulit atom. Jarak dari inti hingga kulit atom disebut jari – jari atom.

4.       Teori Atom Niels Bohr

Pada tahun 1913, Niels Bohr mengajukan model atom yang menyerupai system tata surya.

      Elektron dalam atom hanya dapat berada pada lintasan dengan tingkat energy tertentu.

      Pada keadaan normal , elektron menempati lintasan dengan tingkat energi terendah. Keadaan demikikian disebut keadaan dasar (ground state) 

      Apabila atom mendapat energi dari luar, electron akan menyerap energi dalam jumlah tertentu dan meloncat ke lintasan dengan tingkat energi yang lebih tinggi.

      Elektron akan segera kembali ke tingkat energi yang lebih rendah desertai pemancaran energi dalam jumlah tertentu berupa radiasi elektromagnet.

5.        Teori Atom Modern

Pada tahun 1926, Erwin Schrodinger, seorang ilmuwan dari Austria, mengemukakan teori atom yang disebut teori atom mekanika kuantum atau mekanika gelombang. Dalam teori atom mekanika kuantum, posisi elektron tidak dapat dipastikan. Yang dapat ditentukan yaitu daerah dengan peluang terbesar menemukan elektron tersebut. Daerah dengan peluang terbesar ini disebut orbital.

B.      Partikel Penyusun Inti Atom

1.       Proton

Pada tahun 1886, Goldstein melakukan percobaan dengan tabung sinar katode dan menemukan fakta berikut.

      Apabila katode tidak berlubang, ternyata gas di belakang katode tetap gelap.

      Bila pada katode diberi lubang, maka gas di belakang katode menjadi berpijar.

Pada tahun 1919, Rutherford menemukan proton terbentuk ketika partikel alfa ditembakkan pada inti atom nitrogen.

2.       Neutron

Partikel ini ditemukan oleh James Chadwick pada tahun 1932, tetapi keberadaannya telah diduga sebelumnya oleh Aston. Pada tahun 1919, Aston menemukan spectrometer massa, alat yang dapat digunakan untuk menentukan massa atom atau molekul. Aston menemukan bahwa atom – atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda. Fenomena ini disebut isotop.

Pada tahun 1930, W. Bothe dan H. Becker menembaki inti atom berilium dengan partikel alfa dan menemukan suatu radiasi partikel yang mempunyai daya tembus tinggi. Pada tahun 1932, James Chadwick membuktikan bahwa radiasi tersebut terdiri atas partikel netral yang massanya hamper sama dengan massa proton. Karena bersifat netral, partikel itu dinamakan neutron. Inti atom terdiri atas proton dan neutron.

C.      Komposisi  Atom dan Ion

1.       Nomor  Atom

Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor proton atau nomor atom.

Atom – atom dari unsur yang sama mempunyai jumlah proton yang sama, tetapi berbeda dari atom unsur lain.

            Nomor  atom = Jumlah proton = jumlah elektron

2.       Nomor  Massa

Massa suatu atom sama dengan jumlah massa proton, electron, dan neutronnya.

            Nomor massa = Jumlah proton + Jumlah neutron

3.       Notasi Komposisi Atom

Jumlah proton, elektron, dan neutron dalam sebuah atom dinyatakan dengan lambang (notasi) sebagai berikut :

                                                                 _ZX^A

                     X = lambang atom (=lambang unsur)

                     Z = nomor atom = jumlah proton (p) = jumlah electron (e)

                     A = nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron = p + n

Jadi, jumlah neutron dalam suatu atom sama dengan selisih nomor massa dengan nomor atomnya.

                      

                     Jumlah Neutron (n) = A – Z

4.       Isotop

Atom –atom dari unsure yang sama tetapi berbeda nomor massanya disebut isotop. Isotop terjadi karena perbedaan jumlah neutron dalam inti atom.

5.       Isobar dan Isoton

      Isobar

Isobar adalah atom – atom dari unsur  yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai nomor massa sama.

      Isoton

Isoton adalah atom – atom dari unsur  yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai jumlah neutron sama.

6.       Komposisi Ion

Atom yang bermuatan listrik disebut ion. Ion terbentuk jika atom melepas atau menyerap elektron. Atom yang melepas elektron menjadi ion positif, sedangkan atom yang menyerap elektron menjadi ion negatif.

D.       Konfigurasi Elektron

1.       Konfigurasi elektron

Persebaran elektron pada kulit – kulit atomnya disebut konfigurasi elektron.

2.       Elektron Valensi

Elektron yang berada pada kulit terluar disebut elektron valensi.

E.       Perkembangan Dasar Pengelompokan Unsur

1.       Pengelompokan atas logam dan nonlogam

Pada tahun 1789, Lavoisier mengelompokan unsur – unsur kedalam logam dan nonlogam. Logam merupakan konduktor, mengkilap jika digosok, dapat ditempa, dapat ditarik. Logam bersifat kuat dan merupakan zat padat dengan titik leleh yang relatif tinggi. Nonlogam bersifat nonkonduktor dan tidak mengkilap. Nonlogam ada yang berwujud padart, cair, maupun gas. Yang bersifat padat umumnya rapuh.

2.       Triade dari Dobereiner

Pada tahun 1829, Johan Wolfgang Dobereiner, menemukan massa atom relatif stronsium sangat dekat dengan massa rata – rata dari dua unsur lain yang mirip dengan stronsium, yaitu kalsium dan barium.

3.       Hukum Oktaf Newland

Pada tahun 1864, di mana sekitar 60 jenis unsur telah dikenal, A. R. Newlands, mengumumkan penemuannya yang disebut hukum oktaf. Newlands menyusun unsur – unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Hokum oktaf Newlands ternyata hanya berlaku untuk unsur – unsur  ringan, kira – kira sampai kalsium (A_r = 40)

4.       Sistem Periodik Mendeleev

Pada tahun 1869, Dmitry Ivanovich Mendeleev, menyimpulkan bahwa sifat – sifat unsur adalah fungsi periodic dari massa atom relatifnya. Artinya, jika unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan berulang secara periodik. Mendeleev menempatkan unsur – unsur yang mempunyai kemiripan sifat dalam satu lajur vertikal, yaitu disebut golongan.

5.     Sistem Periodik Modern dari Henry Moseley

Pada awal abad ke-20, Henry Moseley menunjukan bahwa urut –urutan unsur dalam sistem periodik Mendeleev sesuai dengan kenaikan nomor atomnya. Moseley menyimpulkan hukum periodik modern yang mengatakan bahwa sifat – sifat unsur merupakan fungsi periodic dari nomor atomnya.

F.       Sistem Periodik Modern

1.       Struktur Sistem Periodik Modern

Lajur –  lajur horizontal (periode) berdasarkan kenaikan nomor atom, sedangkan lajur – lajur vertikal (golongan) berdasarkan kemiripan sifat.

a.      Periode

Sistem periodik modern terdiri atas 7 periode.

b.      Golongan

Sistem periodik modern terdiri atas 18 kolom vertikal. Ada dua cara penamaan golongan, yaitu :

     Sistem 8 golongan

     Sistem 18 golongan

c.       Unsur  Transisi dan Transisi Dalam

Unsur  Transisi

Unsur – unsur golongan B, yaitu golongan III B hingga II B (golongan 3 sampai dengan 12) disebut unsur transisi atau unsur peralihan. Unsur – unsur tersebut harus dialihkan setelah golongan II A sehingga ditemukan unsur yang mempunyai kemiripan sifat dengan golongan III A.

Unsur  Transisi Dalam

Dua baris unsur yang ditempatkan di bagian bawah tabel periodic disebut unsur transisi dalam, terdiri dari :

      Lantanida, yaitu nomor atom 57 – 70, semuanya 14 unsur.

      Aktinida, yaitu nomor atom 89 – 102, semuanya 14 unsur.

2.       Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik

Sistem periodik disusun berdasarkan pengamatan terhadap sifat – sifat unsur. Para ahli menyimpulkan bahwa sifat – sifat unsur ternyata bergantung pada konfigurasi elektronnya.kemiripan sifat di antara unsur  - unsur segolongan terjadi karena unsur – unsur tersebut mempunyai elektron valensi sama.

G.     Sifat – Sifat Periodik Unsur

1.       Jari – Jari Atom

Jari – jari atom adalah jarak inti hingga kulit elektron terluar.

2.       Energi Ionisasi

Besarnya energi yang diperlukan untuk melepas satu elektron dari suatu atom netral dalam wujud gas disebut energi ionisasi.

3.       Aftinitas Elektron

Energi yang menyertai penambahan 1 elektron pada satu atom netral dalam wujud gas membentuk ion bermuatan -1 disebut afnitas elektron.

4.       Keelektronegatifan

Keelektronegatifan adalah suatu bilangan yang menggambarkan kecenderungan relatif suatu unsur untuk menarik elektron ke pihaknya dalam suatu ikatan kimia.

5.       Sifat Logam dan Nonlogam

Secara kimia, sifat logam dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan melepas electron membentuk ion positif. Jadi, sifat logam akan bergantung pada energi ionisasi, makin besar energi ionisasi makin sukar melepasa elektron, makin berkurang sifat logamnya. Sifat nonlogam dikaitkan dengan keelektronegatifan, yaitu kecenderungan menarik elektron.

6.       Kreaktifan

Kreaktifan suatu unsure sangat bergantung pada kecenderungannya melepas atau menari elektron. Unsure logam yang palin reaktif adalah golongan I A (logam alkali). Sedangkan nonlogam yang paling reaktif adalah golongan VII A (halogen)         

_Semoga Bermanfaat_