1. KIMIA DASAR STRUKTUR ATOM

2. STRUKTUR ATOM

Dalton

• Semua materi terbuat dari partikel sangat kecil, tak dapat diciptakan atau dimusnahkan disebut atom.

• Atom suatu unsur tertentu adalah sama.

• Selama reaksi kimia atom-atom dapat bergabung atau kombinasi atom dapat pecah menjadi atom-atom.

• Bila atom bergabung membentuk molekul, atom memiliki angka banding bulat kecil 1:1; 2:1 ; atau 2:3

3.

2. Elektron (e)

Sifat

Sinar bergerak kurus kecuali ada gaya dari luar.

Bermuatan negatif, dapat dibelokkan oleh medan ke positif. Ditemukan oleh R.A. Milikan.

e = - 1,6022 x 10 -19coulumb. Muatan = -1

Sinar terdiri dari partikel-partikel dengan massa pasti.

angka banding muatan terhadap massa

e/m = 1,7588 x 10 8C/g

m = -1,6022 x 10 -19C/1,7588 x 10 8C/g

= 9, 1096 x 10 -28 . Massa = 0

4.

Sifat sinar katoda adalah sama, tak brgantung pada bahan, macam gas dan macam kawat.

3. Proton (p)

Goldstein (1886), menemukan ion positif yang disebut proton

Perbandingan e/m ion positif berbeda jika gas alam tabung berbeda.

Harga e/m ion positif jauh lebih kecil dari e/m elektron.

4. Netron

Massa Spektrometer ( J. Chadwick)

5.

5.Sinar X

W.Rontgen (1895)

Elektron berenergi tinggi bertabrakan dengan antikatoda menghasilkan radiasi berdaya tembus besar.

Berbagai panjang gelombang antara 100 dan 1 A

Partikel Lambang Muatan Massa unit coulumb gram Massa atom Proton p +1 +1,602x10 -19 1,67x10 -24 1,007274 Neutron n 0 0 1,67x10 -24 1,008665 Elektron e -1 - 1,602x10 -19 1,67x10 -28 0,000549 6.

6. Radioaktifitas

Henry Bequerel (1886) & Marie Curie (1898)

Sinar , adalah sinar helium berkecepatan tinggi antara 13 dan 2,1 x 10 7m/s

e/m = 4,82 x 10 4= 2 x massa ion hidrogen

Sinar , adalah elektron berkecepatan tinggi yang dipancarkan inti mampu menembus aluminium 2-3 cm.

Sinar , bersifat elektromagnetik dan tidak dibelokkan oleh medan listrik atau medan magnet.

Energi sangat besar, panjang gelombang sangat kecil. Menembus timbal 15-20 cm.

7.

7. Spektroscopi atom

Berdasarkan radiasi elektromagnetik pada atom hidrogen, dengan kecepatan konstan. Hasil kali frekuensi ( ) dan panjang gelombang ( )

= c

Nama Massa Relatif Muatan Ter. Atom H Relatif Identitas Partikel 4 2+ Partikel 1/1837 1- Sinar 0 0 Radioaktif 8.

Berdasarkan prisma Balmer :

1/ == R(1/2 2 1/n 2 )

Atau

1/ = 109, 678 cm -1(1/2 2 1/n 2 )

= panjang gelombang

= bilangan gelombang

R = tetapan Rydberg

n = bilangan 1,2,3,4,..dst

9.

8. Efek Fotolistrik

Pancaran logam yang dikenai sinar matahari terjadi pancaran elektron.

Menurut Einstein

Energi kuantum E = h

Energi kinetik E = m v 2

Fungsi kerja W = h 0

Energi total dari elektron = energi foton

E foton=h= W + m v 2

- Jadi m v 2=h W = h ( - 0 )

10.

Tetapan planck (h) menurut milikan = 6,65 x 10 -24

11. TEORI ATOM

1. Teori atom Thompson

Atom menyerupai agar-agar tersusun dari muatan positif dan negatif.

12.

2. Model atom Rutherford

Atom terdiri dari inti positif yang sangat kecil dan elektron mengelilingi inti

13.

3. Model Atom Bohr

Elektron bergerak mengelilingi inti dalam lintasan berbentuk orbit atau lingkaran

Lintasan diperlukan adalah momentum sudut elektron menurut kelipatan h/2 disebut lintasan kuantum.

Momentum sudut elektron dengan dengan massa m, bergerak dengan kecepatan v dan jari-jari d adalah mvr.

mvr = n h/2 (n = bilangan kuantum 1,2,3dst)

Berada dalam keadaan stasioner, elektron tidak menerima atom melepaskan energi.

14.

Energi akan diserap (E 2 >E 1 ) atau dipancarkan (E 1 >E 2 ) jika elektron berpindah dari keadaan stasioner ke keadaan stasioner lain E 1 -E 2= h( = frekuensi radiasi)

mvr = momemtum sudut

r= jari-jari lintasan

h= tetapan plank

v= kecepatan

= tetapan (3,14)

Jika elektron berpindah dari orbit ke 1 ke orbit ke 2 maka : E =E 2 -E 1

15. 16.

Dari model atom Bohr dapat menjelaskan garis spektrum emisi dan absorpsi dari atom hidrogen

Garis Lyman terjadi karena perpindahan elektron. n = 2,3,4.. Ke orbit n = 1

Garis Balmer terjadi karena perpindahan elektron. n= 3,4,5.. Ke orbit n =2

Garis Paschen terjadi karena perpindahan elektron. n= 4,5,6..ke orbit n=3

Garis Bracket terjadi karena perpindahan elektron. n= 5,6,7..ke orbit n=4

Garis Pfund terjadi karena perpindahan elektron. n= 6,7,8..ke orbit n=5

17. Energitransisi dari spektrum Hidrogen 18.

Bilangan Kuantum dan Orbital

Bilangan kuantum utama (n)

menentukan tingkat energi, mempunyai harga positif dan bulat. Yaitu n = 1,2,3,4,5dst

2)Bilangan Kuantun orbital (azimut)

menentukan besarnya momentum sudut elektron yang berkuantisasi. Menentukan bentuk ruang dari orbital.Yaitu L = 0,1,2,3..n-1.

Orbital l dinyatakan sesuai dengan distribusi sudutnya.

19.

l = 0 orbital s (sharp), jumlah elektron maks =2e

l = 1 orbital p (principal), jumlah elektron maks = 6e

l = 2 orbital d (diffuse), jumlah elektron maks = 10 e

l = 3 orbital f (fundamental), jumlah elektron maks =14e

Hubungan kulit K, bilangan kuantum n, l dan orbitalnya

Kulit K (n=1) mengandung satu harga orbital s

Kulit L (n=2) mengandung dua harga l. orbital 2s, 2p

20.

Kulit M (n=3) mengandung tiga harga l. orbital 3s, 3p, 3d

Kulit N (n=4) mengandung empat harga l. orbital 4s, 4p, 4d, 4f

3)Bilangan Kuantum Magnit

menentukan orirntasi orbital dalam ruang untuk tiap harga l ada sejumlah orbital (2l+1), harga m mulai dari -1 s/d +1

Misal : l = 0 maka, m l= 0

l = 1 maka, m l= -1 0 +1

l = 2, maka, m l= -2 -1 0 +1 +2

21.

4) Bilangan Kuantum Spin

elektron memiliki momen magnetik sehingga elektron berputar pada porosnya dan menghasilkan sudut spin

Terkuantisasi oleh bilangan kuantum spin m s , dengan harga + dan -

n Kulit Jumlah Orbital Orbital 1 K 1 s 2 L 4 s, p 3 M 9 s, p, d 4 N 16 s, p, d, f 22.

Orbital 1s

Orbital 2s

23.

Orbital 2p

Ketiga orbital p

24.

Kelima orbital d

25.

Konfigurasi Elektron

Prinsip Aufbau

Elektron dalam atom dapat dinyatakan dengan fungsi gelombang

Setiap fungsi gelombang sesuai dengan energi tertentu

Setiapsesuai dengan seperangkat bilangan suatu fungsi kuantum n, l, m

Setiapmenyatakan suatu volume ruang disebut orbital atom

Setiap orbital paling banyak menampung dan elektron spin berlawanan.

Elektron dalam atom sedapat mungkin memiliki energi terendah

26.

Larangan Pauli

tidak mungkin terdapat dua elektron dalam atom yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama jika terjadi maka spin arahnya berlawanan

s = + dan -

Aturan Hund

dalam tingkat energi yang sama (n dan l tertentu) sedapat mungkin e -dalam keadaan tidak berpasangan atau mempunyai spin sejajar

27.

Urutan Pengisian Orbital

28.

Contoh :

7 N1s 2 2s 2 2p x 1 2p y 1 2p z 1

9 F 1s 2 2s 2 2p x 1 2p y 1 2p z 1

Energi Ionisasi

energi ionisasi : energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektronyang tidak terikat erat dari atom

29.

Energi ionisasi suatu unsur dapat ditentukan :

Dengan cara penembakan elektron

Dari limit pertemuan garis-garis Lyman dalam spektrum emisi.

Contoh :

H = 577,4 kj/mol

H = 1816 kj/mol

H = 2744 kj/mol

30.

Afinitas Elektron

energi yang dibebaskan untuk pembentukan ion negatif

Contoh :

H = +850 kj/mol

Jari-Jari Atom dan Jari-Jari Ion

setengah jarak antara dua inti atom yang terikat oleh ikatan kovalen tunggal

31.

Jari-jari atom lebih besar dari jari-jari ion positif

Jari-jari atom lebih kecil dari jari-jari atom ion negatif.

Br 1,14 A Br -1,95 A

Dalam satu golongan jari-jari atom lebih besar dari semakin besar dari atas ke bawah.

F Cl Br

0,72 A 0,19 A 1,14

F - Cl - Br -

1,36 A 1,81 A 1,95 A

32.

Dalam satu periode jari-jari atom lebih besar dari semakin kecil dari kiri ke kanan. Logam transisi hampiran besarnya.

Li Be N

1,33 A 0,89 A 0,74 A

Jari-jari ion positif isoelektrik berkurang jika muatannya bertambah.

Li + Be 2+

0,60 A 0,31 A

Jari-jari ion negatif isoelektrik hanya lebih sedikit lebih kecil jika muatannya bertambah

S 2- Cl -

1,84 A 1,181 A