KIMIA DASAR

M. Sri Prasetyo Budi

StrukturAtom Struktur dan Sifat Bahan (gas, cair, padat) Konsep Dasar Reaksi Kimia Stoikhiometri Energi (entalpi, entropi)

MATERI

Mohan, B.H., 1975, University Chemistry,

Adison Wesley Publishing Company, 3rd ed. Sienko, M.J. and Plane, R.A., 1974, Chemical

Principle and Properties, Mc.Graw Hill & Kogakusha Ltd, 2nd ed.

Swift, T.J., 1975, Principle Chemistry, Mc.Graw Hill Inc

LITERATUR

Pembelajaran 1:1. Pengertian Atom, Unsur, molekul, Senyawa2. Struktur Atom, Sistem Periodik3. Konfigurasi Elektron

Zat Murni

Unsur Senyawa

LogamNon

Logam

Atom Molekul

Menjelaskan : Konsep Atom, Ion dan Molekul

Materi = Zat

Partikel Zat

Molekul = Senyawa

Atom = Unsur

Ion Partikel Pembentuk Atom

+ ( Kation ) - ( Anion ) Proton Elektron

Neutron

PERKEMBANGAN ATOM DEMOCRITUS

SEJARAH PERKEMBANGAN TEORI ATOM

ATOM ADALAH BAGIAN

YANG PALING KECIL DARI

SUATU ZAT YANG TIDAK

DAPAT DIBAGI BAGI LAGI

SEJARAH PERKEMBANGAN ATOM MENURUT

John Dalton ATOM ADALAH BAGIAN YANG

TERKECIL DARI SUATU BENDA ATOM TIDAK DAPAT DICIPTAKAN DAN DIMUSNAHKAN

ATOM-ATOM BERGABUNG MEMBENTUK SENYAWA DENGAN PERBANDINGAN

YANG TETAP

SEJARAH PERKEMBANGAN ATOM MENURUT

Joseph John ThompsonATOM BERBENTUK SEPERTI BOLA YANG BERMUATAN POSITIF DAN ELEKTRON-ELEKTRON TERSEBAR DALAM BOLA TERSEBUT

ELECTRON

SEJARAH PERKEMBANGAN ATOM

ANALOG TEORI ATOM THOMSON ADALAH MODEL ATOM ROTI KISMIS ATAU PUDING DIMANA ELEKTRON TERSEBAR DALAM ATOM SEPERTI KISMIS DALAM ROTI KISMIS

- - ---

- -

-- -- -

----

-

Elektron

Materi bermuatan positif

Menurut Thomson: atom merupakan materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis.

SEJARAH PERKEMBANGAN ATOM MENURUT

Ernest Rutherford1. ATOM TERDIRI DARI INTI

ATOM YANG BERMUATAN POSITIF DAN ELEKTRON YANG BERMUATAN NEGATIF BEREDAR MENGELILINGI INTI ATOM

2. ATOM BERSIFAT NETRAL MUATAN POSITIF DALAM INTI SAMA DENGAN MUATAN NEGATIF

+ -

Jari – jari atom

Elektron

Kulit atom

Inti atom

Ruang hampa

Menurut Rutherford: Atom mempunyai inti yang kecil dan pejal bermuatan positif yang berada dipusat atom. Elektron beredar mengitari inti pada lintasan yang relatif jauh, sehingga sebagian besar dari atom terdiri dari ruang hampa

SEJARAH PERKEMBANGAN ATOM MENURUTNiels Bohr

1. Atom dalam beredar mengeliling inti pada tingkat energi atau kulit-kulit tertentu

2. Atam dalam beredar mengelilingi inti tanpa menyerap atau memancarkan energi kecuali kalau elektron berpindah

Teori atom Bohr Elektron

dalam orbital

nucleus

+

-

Elektron

Inti atom

Model Atom Niels Bohr

--

--

- -

--

- -∑ Elektron =

2 . n 2

+ K L M N O P

n = 1n = 2n = 3n = 4n = 5n = 6

Lintasan elektron Teori atom BOHR

TEORI ATOM NIELS BOHR (TEORI ATOM MODERN)NIELS BOHR MENGAJUKAN MODEL ATOM SEBAGAI

BERIKUT:1. Dalam atom terdapat lintasan – lintasan tertentu

tempat elektron dapat mengorbit inti tanpa disertai pemancaran atau penyerapan energi. Lintasan ini disebut kulit atom yang merupakan lintasan berbentuk lingkaran dengan jari – jari tertentu. Tiap lintasan ditandai dengan satu bilangan bulat yang disebut bilangan kuantum utama (n), mulai dari 1, 2, 3, 4, dan seterusnya yang dinyatakan dengan lambang K, L, M, N, dan seterusnya.

2. Elektron hanya boleh berada pada lintasan – lintasan yang diperbolehkan dan tidak boleh berada diantara dua lintasan. Lintasan yang akan ditempati oleh elektron bergantung pada energinya. Pada keadaan normal (tanpa pengaruh luar) elektron menempati pada tingkat energi terendah yang disebut keadaan dasar (Ground state)

3. Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu energi. Perpindahan elektron keklulit lebih luar akan disertai penyerapan energi. Sebaliknya perpindahan elektron ke kulit lebih dalam akan disertai pelepasan energi.

+

Elektron

Inti atom

Model Atom : Hidrogen ( 1H 1 )

-

Contoh :1

+

Elektron

Proton

Model Atom : Helium ( 2He 4 )

-

-

Contoh : 2

+

Neutron

+

Elektron Kulit L

Inti atom

Model Atom Carbon ( 6 C

12 )

-

-

-

--

-

Contoh : 3

++

+

+ +

Elektron Kulit K

TEORI ATOM MODERN ( TEORI MEKANIKA KUANTUM)Menurut Erwin Schrodinger: Posisi dan kedudukan elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti, yang bisa ditentukan peluang (probabilitas) terbesar menemukan elektron. Daerah peluang terbesar menemukan elektron disebut ORBITAL.

Teori mekanika kuantum mempunyai persamaan dengan teori atom Niels Bohr dalam hal adanya tingkat – tingkat energi (kulit – kulit ) dalam atom, tetapi berbeda dalam hal bentuk lintasan atau orbit

Muatan dan Massa Partikel Penyusun Atom

Partikel Muatan (coloumb)

Muatan relatif

terhadap Proton

Massa(sma)

Massa relatif

terhadap Proton

Proton +1,6 x 10-19 +1 1,67 x 10-24 1

Neutron 0 0 1,67 x 10-24 1

Elektron -1,6 x 10-19-1 9,11 x 10-24 1/1836 = 0

Lambang Unsur

X = Lambang UnsurZ = Nomor AtomA = Nomor Massa

A

Z

NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA

Nomor Atom ( Z ) = Jumlah ProtonPada Atom netral, Jumlah Proton = Jumlah elektronSehingga Z = Jumlah Proton (p)

= Jumlah Elektron (e)

Nomor Massa (A) = Jumlah Proton + Jumlah Neutron = p + n

ISOTOP, ISOTON DAN ISOBAR

ISOTOP = Z sama, A berbedaISOBAR = Z berbeda, A samaISOTON = Z dan A berbeda, tetapi A – Z sama

= p berbeda, n sama

KONFIGURASI ELEKTRONAdalah penyusunan elektron dalam atomElektron dalam atom tersusun pada kulit atom berdasarkan tingkat energinyaKulit ke-1 (n=1) disebut kulit KKulit ke-2 (n=2) disebut kulit LKulit ke-3 (n=3) disebut kulit MKulit ke-4 (n=4) disebut kulit NDan seterusnya sampai kulit ke-7

Konfigurasi elektron mengikuti beberapa aturan.

Prinsip Aufbau Elektron-elektron dalam atom akan menempati orbital dari

tingkat energi yang paling rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Satu orbital dapat terisi paling banyak dua elektron.

Aturan Hund Untuk orbital yang memiliki tingkat orbital yang sama

(misalnya orbital p dan d) elektron akan menyebar (mengisi orbital satu per satu) sebelum membentuk pasangannya.

Larangan Pauli Tidak ada dua elektron yang memiliki keempat bilangan

kuantum yang sama. Jadi, dalam satu orbital terdapat dua buah elektron yang memiliki harga bilangan kuantum spin (ms atau s) yang berbeda.

+E1E2

KL

E3

M

E4

N

E1 < E2 < E3 < E4 dst

E5

O

33

Bilangan kuantum orbital

• Suatu orbital atom didefenisikan oleh 3 bilangan kuantum :

n bilangan kuantum utamal bilangan kuantum angularml bilangan kuantum magnetik

34

Bilangan kuantum

ml (magnetik) -l..0..+l Orientasi orbital

l (sudut) 0, 1, 2, .. n-1 Bentuk orbital

n (utama) 1, 2, 3, .. Ukuran orbital dan energi = -R(1/n2)

Simbol Harga Arti fisik

Jumlah Elektron Maksimum tiap kulit = 2n2

Kulit n Jumlah e maks

K 1 2(1)2 = 2 L 2 2(2)2 = 8 M 3 2(3)2 = 18 N 4 2(4)2 = 32

36

Urutan Pengisian Orbital

Atom Kulit K

n = 1

Kulit Ln = 2

Kulit M

n = 3

Kulit N

n = 4 1H 1 3Li 2 1 6C 2 4 12Mg 2 8 2 19K 2 8 8 1

Pengisian ElektronDari kulit K kemudian L, M, N dan seterusnya

Konfigurasi beberapa unsur ringan

1s 2s 2p 3p

Penggolongan Unsur dalam Tabel Periodik

Di Amerika Utara, pelabelan golongan menggunakan huruf A dan B, menyertai angka Romawi atau Arab. Sebagai contoh, golongan 7A sering ditulis VIIA.

Di Eropa, biasanya menggunakan juga pelabelan kolom dari 1A hingga 8A dan dari 1B hingga 8B, di samping pelabelan serupa dengan angka Romawi.

Untuk menghinari kebingungan, maka Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) menyusun kesepakatan baru untuk pelabelan golongan dalam tabel periodik, yaitu 1 hingga 18, tanpa diikuti huruf A atau B.

40

SISTEM BERKALA UNSUR-UNSUR

41

Na [Ne]3s1 Si [Ne]3s23p2 Cl [Ne]3s23p5

Mg [Ne]3s2 P [Ne]3s23p3 Ar [Ne]3s23p6 = [Ar]Al [Ne]3s23p1 S [Ne]3s23p4

1) Semakin kecil atom, semakin sulit untuk melepaskan elektron2) I1 < I2 < I 3 < I4 Ionisasi pertama adalah yang paling mudah3) Elektron dalam tidak dapat diionisasi

IONISASI UNSUR-UNSUR

Elektron Valensi• Elektron yang ada pada kulit

terluar1H 1

3Li 2 1

UNSUR LOGAM DAN NON LOGAMSifat logam dan non logam

dipengaruhi oleh elektron valensiUnsur Logam mampu melepas

elektron menjadi bermuatan positifUnsur non logam mampu menerima elektron menjadi bermuatan negatif

44METAL, NON-METAL, METALOID

1. Dalam teori atom J.J. Thomson, muatan negatif terletak secara . . . .a. menyatu b. melingkarc. Menumpukd. Menyebare. menggumpal

LATIHAN

2. Konsep inti atom pertama kali

dikemukakanoleh . . . . a. Dalton b. Thomson c. Rutherford d. Niels Bohr e. Max Planck

3. Eksperimen tabung sinar katoda menghasilkan . . . .

a. penemuan elektronb. penemuan massaelektronc. penemuan muatan elektrond. penemuan massa protone. penemuan muatan proton

3. Kelemahan model atom Dalton tidak dapat menerangkan . . . .a. atom berelektron banyakb. hubungan larutan senyawa dengan daya hantar listrikc. elektron tidak jatuh ke intid. susunan muatan positif dalam atome. adanya lintasan elektron

1. Lengkapilah tabel berikut :

Lambang Unsur

Massa Atom

Nomor Atom

Jumlah Elektron

Jumlah Proton

Jumlah nutron

6C

6C

7N

7N

13

14

14

16

Lambang Unsur

Massa Atom

Nomor Atom

Jumlah Elektron

Jumlah Proton

Jumlah nutron

8O

8O

9F

10Ne

16

17

19

20

2. Dari data di atas tentukan pasangan unsur-unsur yang termasuk isotop, isobar dan isoton !

3.Tentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi dari :

a. 56A b. 17X112 35 _

Tatacara “Penulisan Lambang Atom”Tata cara Penulisan Atom yang kita anut sampai sekarang menganut “ Sistem John Jacob Berzelius “1. Lambang atom yang penulisannya menggunakan satu huruf

ditulis dengan menggunakan huruf Kapital.Contoh : S = Sulfur, P = Posphor, H = Hidrogen

2. Jika menggunakan dua huruf, maka huruf pertama ditulis dengan huruf kapital kemudian diikuti huruf kecil.Contoh : Na = Natrium, Fe = Ferum, Au = Aurum

3. Jika menggunakan tiga huruf, maka huruf pertama ditulis dengan huruf besar kemudian diikuti dua huruf kecil.Contoh : Unh = Unnil heksium, Uns = Unnil septium

Konsep IonIon adalah : Kumpulan atom-atom yang bermuatan listrik. Ion dibedakan menjadi dua, yaitu :

1. Kation : ion yang bermuatan listrik positif. 2. Anion : ion yang bermuatan listrik negatif.

Kation maupun Anion yang terdiri dari satu atom disebut : Ion tunggal ( ion mono atom ), sedangkan yang terdiri dari dua atom atau lebih disebut : Ion poli atom.

Contoh :Kation mono atom : Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ Kation poli atom : ( NH 4 ) + , ( H 3 O ) +

Anion mono atom : Cl - , Br - , O 2- , S 2- Anion poli atom : ( OH ) - , ( NO 3 ) - , ( SO 4 ) 2-

Contoh : Zat ( senyawa ) yang tersusun dari ion-ion. 1. Air = H2O2. Asam sulfat = H2 SO 4 3. Asam cuka = CH3COOH 4. Timbal sulfat = PbSO4 5. Garam dapur (natrium klorida) = NaCl

Molekul

Molekul adalah : bagian dari suatu zat yang masih memiliki sifat seperti zat aslinya. Molekul dibedakan menjadi dua.

1. Molekul unsur : yaitu molekul yang terbentuk dari atom-atom sejenis. Contoh : O2 , H2 , P4 , S8

2. Molekul Senyawa : yaitu molekul yang terbentuk dari atom-atom yang tidak sejenis. Contoh : H2 O , PbSO4 , NaCl , H2 SO4 , CaCO3

Untuk menghitung jumlah atom dalam molekul unsur maupun molekul senyawa dapat dilakukan dengan cara sbb :

1. Huruf besar dianggap satu atom.2. Huruf besar yang diikuti huruf kecil juga dianggap satu atom.3. Angka dibelakang huruf, menyatakan jumlah atom. Contoh : CO2

terbentuk dari 1 atom C dan 2 atom O.4. Angka yang ada di belakang tanda kurung ion, sebagai perkalian

dari angka yang ada di dalam kurung . Contoh: Ca ( NO3 )2

Sekian

Terima Kasih