RESUM SKA

STRUKTUR ATOM

Model atom John Dalton

Teori atom dalton berkembang selama periode tahun 1803 yang

didasarkan atas tiga asumsi pokok yaitu:

a. Tiap unsur kimia tersusun atas partikel terkecil yang disebut atom. Selama

perubahan kimia atom tidak bisa diciptakan ataupun di musnahkan.

b. Semua atom dari suatu unsur mempunyai massa dan sifat yang sama. Atom-

atom dari unsur yang berbeda massa dan sifat-sifatnya berlainan.

c. Dalam senyawa kimia, atom-ato dan unsur yang berlainan melakukn ikatan

dengan perbandingan numerik sederhana

Namun menjelang akhir tahun 1800, teori atom Dalton tumbang oleh

sederetan penemuan seperti, Sinar X(1895), radioaktif (1896) dan radium (1898).

Kelamahan teori atom dalton yaitu tidak dapat membedakan pengertian atom dan

molekul, atom bukan partikel yang terkecil.

Model atom JJ Thomson

Penelitian mengenai bangun atom didasarkan pada percobaan yang

dilakukan pada tabung sinar katode. Sir William Crookes merancang suatu tabung

hampa yang merupakan penyempurnaan dari tabung sinar katode yang disebut

tabung crookes. Apabila dua kawat diberi potensial listrik yang tinggi kemudian

didekatkan, maka akan terjadi bunga api dari suatu kawat kekawat yang lain. Bila

ujung kawat diletakkan dalam tabung hampa akan terlihat adanya bara hijau biru

kekuningan dari arah katode. Sinar itu disebut sinar katode. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa sinar katode terdiri dari partikel-partikel yang bermuatan

negatif dan diberi nama elektron oleh JJ Thomson. Model atom JJ Thomson

adalah atom merupakan suati bola bermuatan positif dan didalamnya tersebar

elektron-elektron seperti buah plump dan jumlah muatan positif sama dengan

muatan negatif sehingga atom bersifat netral.

RESUM SKA

Model atom Rutherford

Percobaan Rutherford yaitu dengan menembakkan partikel α (bermuatan

+) ke lembaran emas, percobaan tersebut menghasilkan bahwa, partikel α ada

yang di teruskan, di belokkan dan di pantulkan. Atom terdiri dari inti atom yang

sangat kecil dengan muatan positif yang massanya merupakan massa atom

tersebu, elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti tersebut, dan banyaknya

elektron dalam atom sama dengan banyaknya proton dalam inti dan ini sesuai

dengan nomor atomnya

Kelemahan dari model atom rutherford adalah a. lintasan berbentuk

spiral, hal ini tidak sesuai dengan teori fisika klasik yang menyatakan bahwa bila

suatu partikel bermuatan (elektron) mengelilingi inti, maka energinya akan

berkurang. Suatu saat elektron akan jatuh ke inti dan atom menjadi tidak stabil

(ambruk). Padahal kenyataanya atom stabil. b Tidak dapat menerangkan

spektrum hidrogen, menurut Rutherford spektrum atom adalah spektrum

continue, namun kenyataanya adalah spektrum ataom adalah spektrum garis.

Artinya bila suatu atom menyala hanya akan memancarkan warna-warna baru.

RESUM SKA

Model atom Bohr

Elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat

energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi, dan elektron

dapat berpindah dari kulit terluar ke kulit yang lebih dalam dengan memancarkan

energi atau sebaliknya.

Kelemahan model atom Bohr adalah a. Jika atom ditempatkan dalam

medan magnet maka akan terbentuk spektrum emisi yang rumit. Gejala ini disebut

efek Zeeman. b.Jika atom ditempatkan dalam medan listrik maka akan

menghasilkan spektrum halus yang rumit. Gejala ini disebut efek Strack.

Sepuluh tahun setelah teori Bohr lahir, muncul gagasan de Broglie tentang

dualisme materi, disusul Heisenberg tentang ketidakpastian posisi dan momentum

partikel. Berdasarkan gagasan tersebut dan teori kuantum dari Planck,

Schrodinger berhasil meletakkan dasar-dasar teori atom terkini, dinamakan teori

atom mekanika kuantum.

Keterangan:

a) model atom Thomson c) Lintasan Spiral

b) Model atom Rutherford d) Model atom Bohr

Teori atom mekanika kuantum

Erwin Schrodinger memngembangkan teori atom yang didasarkan pada

prinsip-prinsip mekanika kuantum. Teori atom mekanika kuantum mirip dengan

yang diajukan oleh model atom Bohr, yaitu atom memiliki inti bermuatan positif

RESUM SKA

dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan negatif. Perbedaannya terletak pada

posisi elektron dalam mengelilingi inti atom.

Menurut teori atom mekanika kuantum, posisi elektron dalam mengelilingi inti

atom tidak dapat diketahui secara pasti sesuai prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Oleh karena itu, kebolehjadian (peluang) terbesar ditemukannya elektron berada

pada orbit atom tersebut. Dengan kata lain, orbital adalah daerah kebolehjadian

terbesar ditemukannya elektron dalam atom. Dari persamaan Schrodinger ini

dihasilkan tiga bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan

kuantum azimut, dan bilangan kuantum magnetik (m). Ketiga bilangan kuantum

ini merupakan bilangan bulat sederhana yang menunjukkan peluang adanya

elektron di sekeliling inti atom.

a) Bilangan kuantum (n)

Bilangan kuantum utama (n) memiliki nilai n= 1, 2, 3,...n. bilangan

kuantum ini menyatakan tingkat energi utama elektron dan sebagai ukuran

kebolehjadian ditemukannya elektron dari inti atom. Semakin tinggi nilai

n, maka semakin jauh jaraknya dari inti.

b) Bilangan kuantum azimuth

Bilangan kuantum azimuth disebut juga bilangan kuantum momentum

sudut, dilambangkan dengan . Bilangan kuantum azimuth menentukan

bentuk orbital. Nilai bilangan kuantum azimuth adalah = n-1. Oleh

karena itu nilai n merupakan bilangan bulat dan terkecil sama dengan satu

maka harga juga merupakan deret bilangan bulat 0, 1, 2,.... (n-1).s

c) Bilangan kuantum magnetik (m)

Bilangan kuantum magnetik disebut juga bilangan kuantum orientasi

sebab bilangan kuantum ini menunjukkan orientasi (arah orbital) dalam

ruang atau orientasi subkulit dalam kulit Nilai bilangan kuantum magnetik

RESUM SKA

berupa deret bilangan bulat dari -m melalui nol sampai +m. untuk = 1,

nilai m= 0, ±1. Jadi, nilai bilangan kuantum magnetik untuk =1 adalah -1

melalui 0 samapai +1.

d). Bilangan kuantum spin (s)

bilangan kuantum spin ditemukan dari hasil pengamatan radiasi uap perak

yang dilewatkan melalui medan magnet oleh Otto Stern dan W. Gerlach. Spin

elektron dinyatakan dengan bilangan kuantum spin. Bilangan kuantum spin

memiliki dua harga yang berlawanan tanda yaitu +12

dan -12

. Tanda +

menyatakan putaran searah jarum jam dan tanda – arah sebaliknya. Sedangkan

harga12

menyatakan fraksi elektron.

KONFIGURASI ELEKTRON

Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan. antara

lain:

1. Prinsip Aufbau : elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat

energi terendah dan seterusnya. Orbital yang memenuhi tingkat energi

yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan

seterusnya dan untuk mempermudah dibuat diagram sebagai berikut:

RESUM SKA

2. Prinsip Pauli : tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan

keempat bilangan kuantum yang sama. Hal ini berarti, bila ada dua

elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik

yang sama, maka bilangan kuantum spinnya harus berlawanan.

3. Prinsip Hund : cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit

ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron

sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.

Contoh: Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan

cara Pengisian orbitalnya adalah

Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan

berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak

berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom

karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron.

Sehingga di alam terdapat senyawa CH4 atau CCl4, tetapi tidak terdapat

senyawa CCl3 atau CCl5.

Teori Kuantum

Teori kuantum dari Max Planck mencoba menerangkan radiasi

karakteristik yang dipancarkan oleh benda mampat. Radiasi inilah yang

menunjukan sifat partikel dari gelombang. Radiasi yang dipancarkan setiap benda

terjadi secara tidak kontinyu (discontinue) dipancarkan dalam satuan kecil yang

disebut kuanta (energi kuantum). Planck berpendapat bahwa kuanta yang

berbanding lurus dengan frekuensi tertentu dari cahaya, semuanya harus berenergi

sama dan energi ini E berbanding lurus dengan . sehingga:

E= h V

E = Energi kuantum

h = Tetapan Planck =6,626 x 10-34 J.s

RESUM SKA

V = Frekuensi

Einstein mengusulkan bukan saja cahaya yang dipancarkan menurut suatu

kuantum pada saat tertentu tetapi juga menjalar menurut kuanta individual.

Hipotesis ini menerangkan efek fotolistrik, yaitu elektron yang terpancar bila

frekuensi cahaya cukup tinggi, terjadi dalam daerah cahaya tampak dan ultraungu.

Hipotesa dari Max Planck dan Einstein menghasilkan rumusan empiris tentang

efek fotolistrik yaitu :

hV= Kmaks + hVo

hV = Isi energi dari masing-masing kuantum cahaya datang

Kmaks = Energi fotoelektron maksimum

hVo = Energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan sebuah elektron

dari permukaan logam yang disinari

Erwin Schrodinger

Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg

mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip

ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum

suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah

kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”. Daerah

ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut

orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.

Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi

gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron

dalam tiga dimensi. Persamaan Schrodinger

ψ ∂2

∂ X2 + ψ ∂2

∂Y 2 + ψ ∂2

∂2Z2 +2mћ

(E-V)ψ= 0

Keterangan:

x, y dan z = posisi dalam tiga dimensi

ψ = fungsi gelombang

m = massa

= h/2π dimana h= konstanta Planck dan π= 3,14

RESUM SKA

E = Energi Total

V = Energi Potensial