Struktur Atom

Struktur AtomStruktur AtomKOMPETENSI DASAR KOMPETENSI DASAR 1.11.1 Menjelaskan teori atom Bohr danMenjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum untuk menuliskan mekanika kuantum untuk menuliskan konfigurasi elektron dankonfigurasi elektron dan menggambarkan diagram orbital menggambarkan diagram orbital serta menentukan letak unsur dalam serta menentukan letak unsur dalam tabel periodik.tabel periodik.

Indikator :Indikator :

11. Menjelaskan teori atom mekanika kuantum. Menjelaskan teori atom mekanika kuantum 2. Menentukan harga keempat bilangan kuantum suatu 2. Menentukan harga keempat bilangan kuantum suatu elektron dalam atom/ion.elektron dalam atom/ion. 3. Menggambarkan bentuk-bentuk orbital (orbital s, p,3. Menggambarkan bentuk-bentuk orbital (orbital s, p, dan d)dan d) 4. Menjelaskan kulit dan sub kulit serta hubungannya 4. Menjelaskan kulit dan sub kulit serta hubungannya dengan bilangan kuantumdengan bilangan kuantum 5. Menggunakan prinsip Aufbau, aturan Hund, dan azas larangan 5. Menggunakan prinsip Aufbau, aturan Hund, dan azas larangan Pauli untuk menuliskan konfigurasi elektron dan Pauli untuk menuliskan konfigurasi elektron dan

menggambarkanmenggambarkan diagram orbitaldiagram orbital 6. Menghubungkan konfigurasi elektron suatu unsur dengan 6. Menghubungkan konfigurasi elektron suatu unsur dengan letaknya dalam sistem periodik unsur.letaknya dalam sistem periodik unsur.

TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUMTEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM Teori atom mekanika kuantum disusun oleh Erwin Schrodinger Teori atom mekanika kuantum disusun oleh Erwin Schrodinger

berdasarlkan prinsip berdasarlkan prinsip dualisme materi dari Louis de Broglie dan prinsip dualisme materi dari Louis de Broglie dan prinsip ketidakpastian dari Heisenberg.ketidakpastian dari Heisenberg.

Menurut Louis de Broglie materi dapat bersifat sebagai partikel dan Menurut Louis de Broglie materi dapat bersifat sebagai partikel dan gelombang. gelombang.

Adapun menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan Adapun menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektron secara bersamaan tetapi yang dapat ditentukan hanyalah posisi elektron secara bersamaan tetapi yang dapat ditentukan hanyalah kebolehjadian untuk menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.kebolehjadian untuk menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.

Berdasarkan teori tersebut Schrodinger mengemukakan bahwa, atom Berdasarkan teori tersebut Schrodinger mengemukakan bahwa, atom mempunyai inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mempunyai inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mengelilingi inti. Posisi elektron mengelilingi inti. Posisi elektron dalam mengelilingi inti tidak dapat dalam mengelilingi inti tidak dapat ditentukan secara pasti tetapi hanya merupakan ditentukan secara pasti tetapi hanya merupakan kebolehjadian kebolehjadian ditemukan elektron. Ruang dimana terdapat kebolehjadian paling besar ditemukan elektron. Ruang dimana terdapat kebolehjadian paling besar untuk menemukan elektron di sekitar inti disebut untuk menemukan elektron di sekitar inti disebut orbital.orbital. Selain itu gerakan Selain itu gerakan elektron dalam mengelilingi inti bersifat seperti gelombang.elektron dalam mengelilingi inti bersifat seperti gelombang.

2. BILANGAN KUANTUM2. BILANGAN KUANTUM

Pada teori mekanika kuantum dikenal istilah Pada teori mekanika kuantum dikenal istilah bilangan kuantum yaitu bilangan yang bilangan kuantum yaitu bilangan yang dipergunakan untuk menentukan kedudukan dipergunakan untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom. suatu elektron dalam atom.

Ada empat macam bilangan kuantum yaitu :Ada empat macam bilangan kuantum yaitu : 1. Bilangan Kuantum Utama (n)1. Bilangan Kuantum Utama (n) 2. Bilangan Kuantum Azimut (ℓ)2. Bilangan Kuantum Azimut (ℓ) 3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)3. Bilangan Kuantum Magnetik (m) 4. Bilangan Kuantum Spin (s)4. Bilangan Kuantum Spin (s)

1. Bilangan Kuantum Utama (n)1. Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama menyatakan : Bilangan kuantum utama menyatakan : - kulit tempat elektron berada- kulit tempat elektron berada - nomor kulit (tingkat energi)- nomor kulit (tingkat energi) - ukuran orbital, makin besar n makin besar - ukuran orbital, makin besar n makin besar pula ukuran orbital.pula ukuran orbital. Bilangan kuantum utama mempunyai harga Bilangan kuantum utama mempunyai harga

1,2,3,4,5,6, dan 7.1,2,3,4,5,6, dan 7. Contoh : n=1, kulit KContoh : n=1, kulit K n=2, kulit Ln=2, kulit L n=3, kulit M dst.n=3, kulit M dst.

2. Bilangan Kuantum Azimut (ℓ)2. Bilangan Kuantum Azimut (ℓ) Bilangan kuantum Azimut menyatakan :Bilangan kuantum Azimut menyatakan : - subkulit tempat elektron berada- subkulit tempat elektron berada - jesis subkulit - jesis subkulit - bentuk orbital- bentuk orbital Harga bilangan kuantum azimut yaitu dari 0 sampai (n-Harga bilangan kuantum azimut yaitu dari 0 sampai (n-

1). Untuk setiap harga n terdapat n 1). Untuk setiap harga n terdapat n buah harga ℓbuah harga ℓ - ℓ=0 untuk subkulit s- ℓ=0 untuk subkulit s - ℓ=1 untuk ksubkulit p- ℓ=1 untuk ksubkulit p - ℓ=2 untuk subkulit d- ℓ=2 untuk subkulit d - ℓ=3 untuk subkulit f- ℓ=3 untuk subkulit f Contoh : Contoh : Untuk n=2, kulit L, ℓ=0, 1, subkulitnya s dan pUntuk n=2, kulit L, ℓ=0, 1, subkulitnya s dan p n=3, kulit M, ℓ=0, 1, 2, subkulitnya s, p, dan n=3, kulit M, ℓ=0, 1, 2, subkulitnya s, p, dan

dd

3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)3. Bilangan Kuantum Magnetik (m) Bilangan kuantum magnetik menyatakan :Bilangan kuantum magnetik menyatakan : - kedudukan elektron pada suatu orbital- kedudukan elektron pada suatu orbital - orientasi khusus dari orbital/banyaknya orbital dalam - orientasi khusus dari orbital/banyaknya orbital dalam tiap-tiap kulittiap-tiap kulit Harga m adalah bilangan bulat mulai dari - ℓ s/d + ℓ, Harga m adalah bilangan bulat mulai dari - ℓ s/d + ℓ,

termasuk 0.termasuk 0. Untuk setiap harga ℓ terdapat (2 ℓ + 1) buah harga m.dan Untuk setiap harga ℓ terdapat (2 ℓ + 1) buah harga m.dan

setiap harga m mengandung 1 orbital.setiap harga m mengandung 1 orbital.

Contoh :Contoh : - ℓ=0 maka m=0- ℓ=0 maka m=0 jumlah orbital=1 jumlah orbital=1 - ℓ=1 maka m= -1, 0, +1- ℓ=1 maka m= -1, 0, +1 jumlah orbital=3jumlah orbital=3 - ℓ=2 maka m= -2,-1, 0, +1, +2- ℓ=2 maka m= -2,-1, 0, +1, +2 jumlah orbital=5jumlah orbital=5 - ℓ=3 maka m= -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3jumlah orbital=7- ℓ=3 maka m= -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3jumlah orbital=7

4. Bilangan Kuantum Spin (s)4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan kuantum spin menyatakan arah perputaran Bilangan kuantum spin menyatakan arah perputaran elektron pada sumbunya selama elektron pada sumbunya selama mengelilingi inti. mengelilingi inti. Bilangan kuantum spin mempunyai harga +1/2 dan -1/2.Bilangan kuantum spin mempunyai harga +1/2 dan -1/2.

+1/2 jika arah putaran berlawanan arah jarum jam.+1/2 jika arah putaran berlawanan arah jarum jam. -1/2 jika arah putaran searah jarum jam.-1/2 jika arah putaran searah jarum jam.

Kedua elektron mempunyai arah perputaran Kedua elektron mempunyai arah perputaran berlawanan tersebut dapat membentuk berlawanan tersebut dapat membentuk pasangan elektron dalam satu orbital. Satu pasangan elektron dalam satu orbital. Satu orbital maksimal terisi dua elektron dengan spin orbital maksimal terisi dua elektron dengan spin berlawanan yang dapat diberi lambang berlawanan yang dapat diberi lambang

3.BENTUK DAN ORIENTASI 3.BENTUK DAN ORIENTASI ORBITALORBITAL

Subkulit s mempunyai 1 orbitalberbentuk bola. Subkulit s mempunyai 1 orbitalberbentuk bola. Subkulit p mempunyai 3 buah orbital yang masing-Subkulit p mempunyai 3 buah orbital yang masing-

masing berbentuk balon terpilin. Menurut masing berbentuk balon terpilin. Menurut perhitungan mekanika gelombang salah perhitungan mekanika gelombang salah satu satu orbitalnya terletak pada sumbu x dan dua orbital orbitalnya terletak pada sumbu x dan dua orbital lainnya terletak pada sumbu y dan z oleh sebab itu lainnya terletak pada sumbu y dan z oleh sebab itu diberi lambang px, py, dan pz.diberi lambang px, py, dan pz.

Subkulit d mempunyai 5 buah orbital setingkat yang Subkulit d mempunyai 5 buah orbital setingkat yang terdiri dari dxy, dxz, dyz, dx2-y2, dan dz2terdiri dari dxy, dxz, dyz, dx2-y2, dan dz2

Subkulit f mempunyai 7 orbital. Ketujuh orbital Subkulit f mempunyai 7 orbital. Ketujuh orbital mempunyai bentuk dan orientasi yang lebih rumit mempunyai bentuk dan orientasi yang lebih rumit dan sukar untuk digambarkan.dan sukar untuk digambarkan.

GAMBAR MACAM-MACAM GAMBAR MACAM-MACAM BENTUK ORBITALBENTUK ORBITAL

z z z zz z z z

z z z z z

y yy

y

y

yyy y

xxxx

xxxx

x

dxydyz dxz dx

2-y2 dz

2

pxpx px

Orbital s

LATIHAN SOALLATIHAN SOAL

1.1. Tentukan nomor atom yang mempunyai Tentukan nomor atom yang mempunyai bilangan kuantum elektron terakhir :bilangan kuantum elektron terakhir : a. n=3, ℓ =0, m=0, s= +1/2 a. n=3, ℓ =0, m=0, s= +1/2 b. n=2, ℓ =1, m=0, s=-1/2b. n=2, ℓ =1, m=0, s=-1/22. 2. Tuliskan konfigurasi elektron dengan sistem Tuliskan konfigurasi elektron dengan sistem

gas mulia :gas mulia : a. a. 2727Co b. Co b. 5656Ba c. Ba c. 5353II3. Ion X3. Ion X2+2+ memiliki konfigurasi elektron 1s memiliki konfigurasi elektron 1s22

2s2s22 2p 2p66. Tentukan harga keempat bilangan. Tentukan harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir atom X !kuantum elektron terakhir atom X !

SISTEM PERIODIKSISTEM PERIODIK

1. Konfigurasi Elektron Menggambarkan1. Konfigurasi Elektron Menggambarkan Susunan Elektron dalam AtomSusunan Elektron dalam Atom Konfigurasi elektron adalah susunan elektron Konfigurasi elektron adalah susunan elektron

dalam atom sesuai dengan tingkat-tingkat dalam atom sesuai dengan tingkat-tingkat energinya. Pengisian elektron ke dalam energinya. Pengisian elektron ke dalam orbital-orbital mengikuti tiga aturan, yaitu :orbital-orbital mengikuti tiga aturan, yaitu :

Prinsip AufbauPrinsip Aufbau Kaidah HundKaidah Hund Asas Larangan PauliAsas Larangan Pauli

Prinsip AufbauPrinsip Aufbau

Menurut prinsip ini elektron-elektron akan Menurut prinsip ini elektron-elektron akan mengisi orbital dimulai dari tingkat energi mengisi orbital dimulai dari tingkat energi terendah terendah kemudian tingkat energi yang kemudian tingkat energi yang lebih tinggi dan seterusnya. lebih tinggi dan seterusnya.

Prinsip pengisian ini dapat digambarkan Prinsip pengisian ini dapat digambarkan dalam bentuk diagram dengan urutan dalam bentuk diagram dengan urutan pengisian pengisian orbital sebagai berikut :orbital sebagai berikut :

Cara pengisian elektron Cara pengisian elektron dalam orbital :dalam orbital :

..

Arah panah menunjukkan urutan yang harus diikuti

1s

2s

3s

4s

5s

6s

7s

2p

3p

4p

5p

6p

7p

3d

4d

5d

6d

7d

4f

5f

6f

7f

Contoh 1Contoh 1

66C : Konfigurasi elektron : 1sC : Konfigurasi elektron : 1s22 2s 2s22 2p 2p22

Pengisisan elektron dalam orbital Pengisisan elektron dalam orbital (diagram orbital)(diagram orbital)

Contoh 2Contoh 2

88O : Konfigurasi elektron : 1sO : Konfigurasi elektron : 1s22 2s 2s22 2p 2p44

Pengisisan elektron dalam orbitalPengisisan elektron dalam orbital (diagram orbital)(diagram orbital)

Contoh 3Contoh 3

1010Ne : Konfigurasi elektron : 1sNe : Konfigurasi elektron : 1s22 2s 2s22 2p 2p66

Pengisisan elektron dalam orbital Pengisisan elektron dalam orbital (diagram orbital) (diagram orbital)

Kaidah/Aturan Hund Kaidah/Aturan Hund

Jika sub kulit memiliki lebih dari satu Jika sub kulit memiliki lebih dari satu orbital, maka elektron-elektron yang orbital, maka elektron-elektron yang mengisi orbital-orbital tersebut cenderung mengisi orbital-orbital tersebut cenderung untuk tidak berpasangan, sebab struktur untuk tidak berpasangan, sebab struktur semacam itu memiliki energi yang lebih semacam itu memiliki energi yang lebih rendah di bandingkan jika elektron-rendah di bandingkan jika elektron-elektron itu berpasangan.elektron itu berpasangan.

Larangan PauliLarangan Pauli

Di dalam suatu atom tidak boleh terdapat Di dalam suatu atom tidak boleh terdapat dua elektron dengan empat bilangan dua elektron dengan empat bilangan kwantum yang sama. kwantum yang sama.

Pembagian Blok dalam Pembagian Blok dalam SPUSPU

Kedudukan suatu atom dalam sistem periodik dapat Kedudukan suatu atom dalam sistem periodik dapat diketahui dari konfigurasi elektronnya.Konfigurasi diketahui dari konfigurasi elektronnya.Konfigurasi elektron dapat digunakan untuk menentukan periode elektron dapat digunakan untuk menentukan periode dan golongannya.dan golongannya.

Berdasarkan konfigurasi elektronnya, unsur-unsur Berdasarkan konfigurasi elektronnya, unsur-unsur dapat dikelompokkan ke dalam blok s, blok dapat dikelompokkan ke dalam blok s, blok p, blok p, blok d, dan blok f. Unsur blok s dan blok p disebut unsur d, dan blok f. Unsur blok s dan blok p disebut unsur golongan utama atau golongan A sedangkan blok d golongan utama atau golongan A sedangkan blok d disebut golongan transisi atau golongan B. Unsur blok f disebut golongan transisi atau golongan B. Unsur blok f meliputi lantanida dan aaktinida yang disebut unsur meliputi lantanida dan aaktinida yang disebut unsur transisi dalam.transisi dalam.

Golongan UtamaGolongan Utama

Jika konfigurasi elektron menempati subkulit s Jika konfigurasi elektron menempati subkulit s dalam sistem periodik dikelompokkan dalam dalam sistem periodik dikelompokkan dalam blok s. Blok s adalah golongan IA dan IIA blok s. Blok s adalah golongan IA dan IIA (kecuali 1s2 termasuk dalam golongan VIIIa/1)(kecuali 1s2 termasuk dalam golongan VIIIa/1)

Misalnya : 11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1, karena Misalnya : 11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1, karena elektron terakhir menempati subkulit s/orbital s elektron terakhir menempati subkulit s/orbital s maka terletak dalam blok s atau golongan IA maka terletak dalam blok s atau golongan IA (karena jumlah elektron terakhir 1). Untuk blok (karena jumlah elektron terakhir 1). Untuk blok p, jika konfigurasi elektron terluarnya mengisi p, jika konfigurasi elektron terluarnya mengisi orbital p, terdiri atas golongan IIIA sampai orbital p, terdiri atas golongan IIIA sampai VIIIA.VIIIA.

Contoh :Contoh :

1717Cl konfigurasi elektronnya (Ne) 3sCl konfigurasi elektronnya (Ne) 3s22 3p 3p55

karena orbital terakhirnya p maka karena orbital terakhirnya p maka termasuk blok p termasuk blok p dan jumlah elektron dan jumlah elektron terluarnya 5 disebut golongan VAterluarnya 5 disebut golongan VA

Golongan TransisiGolongan Transisi

Golongan transisi terdiri dari blok d dan blok f. Blok d Golongan transisi terdiri dari blok d dan blok f. Blok d menempati golongan IB sampai VIIIB menempati golongan IB sampai VIIIB jika elektron jika elektron terluar menempati orbital d. Blok f meliputi unsur-unsur terluar menempati orbital d. Blok f meliputi unsur-unsur lantanida dan aktinida lantanida dan aktinida dan elektron terluarnya dan elektron terluarnya terletak pada orbital f. Untuk menemtukan golongan IB terletak pada orbital f. Untuk menemtukan golongan IB sampai dengan sampai dengan VIIIB dapat ditentukan dari VIIIB dapat ditentukan dari konfigurasi elektronnya dengan rumus :konfigurasi elektronnya dengan rumus :

nsnsxx (n - 1) d (n - 1) dy y n = nomor tingkat energi utama (kulit n = nomor tingkat energi utama (kulit elektron)elektron)

GolonganGolongan

Jika Jika x + y = 3,x + y = 3, maka termasuk golongan IIIBmaka termasuk golongan IIIB atau golongan 3 atau golongan 3 x + y = 4,x + y = 4, maka termasuk golongan IVBmaka termasuk golongan IVB atau golongan 4 atau golongan 4

x + y = 5,x + y = 5, maka termasuk golongan VBmaka termasuk golongan VB atau golongan 5 atau golongan 5 x + y = 6,x + y = 6, maka termasuk golongan VIBmaka termasuk golongan VIB atau golongan 6 atau golongan 6 x + y = 7,x + y = 7, maka termasuk golongan VIIBmaka termasuk golongan VIIB atau golongan 7 atau golongan 7 x + y = 8,x + y = 8, maka termasuk golongan VIIIB atau golongan 8maka termasuk golongan VIIIB atau golongan 8 x + y = 9,x + y = 9, maka termasuk golongan VIIIB atau golongan 9maka termasuk golongan VIIIB atau golongan 9 x + y = 10,x + y = 10, maka termasuk golongan VIIIB atau golongan 10maka termasuk golongan VIIIB atau golongan 10 x + y = 11,x + y = 11, maka termasuk golongan IBmaka termasuk golongan IB atau golongan 11 atau golongan 11 x + y = 12,x + y = 12, maka termasuk golongan IIBmaka termasuk golongan IIB atau golongan 12 atau golongan 12

Sistem TradisionalSistem Tradisional Sistem IUPAC Sistem IUPAC

PeriodePeriode

Dalam sistem periodik modern ada 7 Dalam sistem periodik modern ada 7 (tujuh) periode, letak periode ditentukan (tujuh) periode, letak periode ditentukan oleh bilangan kuantum utama (n) oleh bilangan kuantum utama (n) tertinggi dari konfigurasi elektronnyatertinggi dari konfigurasi elektronnya

Contoh Soal :Contoh Soal :

Tentukan letak periode dan golongan Tentukan letak periode dan golongan unsur-unsur berikut :unsur-unsur berikut :

a. a. 1919KK

b. b. 2121ScSc

c. c. 2727CoCo

d. d. 3030ZnZn

Penyelesaian :Penyelesaian :

a a .19K, e = 19.19K, e = 19 Konfigurasi elektronnya = (Ar) 4s1Konfigurasi elektronnya = (Ar) 4s1 Jumlah elektron valensi = s=1, Jumlah elektron valensi = s=1, golongan IAgolongan IA Nomor kulit terbesar= 4, Nomor kulit terbesar= 4, periode ke-4periode ke-4

b.b. 21Sc, e = 2121Sc, e = 21 Konfigurasi elektronnya Konfigurasi elektronnya = (Ar) 4s2 3d1= (Ar) 4s2 3d1

Jumlah elektron valensi Jumlah elektron valensi = s+d=3, = s+d=3, golongan IIIBgolongan IIIB

Nomor kulit terbesarNomor kulit terbesar = 4, periode ke-4= 4, periode ke-4

c. c. 27Co, e = 2727Co, e = 27 Konfigurasi elektronnya Konfigurasi elektronnya = (Ar) 4s2 3d7= (Ar) 4s2 3d7 Jumlah elektron valensi Jumlah elektron valensi = s+d=9, golongan VIIIB= s+d=9, golongan VIIIB Nomor kulit terbesarNomor kulit terbesar = 4, periode ke-4= 4, periode ke-4

d. d. 30Zn, e = 3030Zn, e = 30 Konfigurasi elektronnya Konfigurasi elektronnya = (Ar) 4s2 3d10= (Ar) 4s2 3d10 Jumlah elektron valensi Jumlah elektron valensi = s+d=12, golongan IIB= s+d=12, golongan IIB Nomor kulit terbesarNomor kulit terbesar = 4, periode ke-4= 4, periode ke-4

LATIHAN SOALLATIHAN SOAL 1. 1. Unsur X terletak pada periode 3 dengan elektron valensi=7.Unsur X terletak pada periode 3 dengan elektron valensi=7. a. Terletak pada golongan berapa unsur X dalam sistema. Terletak pada golongan berapa unsur X dalam sistem periodik ?periodik ? b. Berapa nomor atom unsurnya ?b. Berapa nomor atom unsurnya ? c. Tulislah konfigurasi elektronnya !c. Tulislah konfigurasi elektronnya ! 2. Unsur-unsur golongan berapa saja yang termasuk 2. Unsur-unsur golongan berapa saja yang termasuk a. blok sa. blok s b. blok pb. blok p c. blok dc. blok d d. blok fd. blok f 3. Tentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi 3. Tentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi dari unsur :dari unsur : a. a. 2727CoCo b. b. 5656BaBa