BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Segala sesuatu benda dalam alam ini mempunyai unsur dan partikel dalam
penyusunannya. Suatu zat atau benda memiliki beberapa partikel dalam menyusun
dirinya, mulai dari partikel berukuran makro hingga partikel yang berukuran
mikro. Dalam partikel berukuran mikro, zat-zat itu akan tersusun atas partikel
yang lebih kecil lagi sehingga pada akhirnya tidak dapat dibagi lagi. Partikel
itulah yang disebut dengan atom. Atom
merupakan partikel yang sangat kecil yang tersusun atas partikel sub
- atom, yaitu proton, elektron, dan neutron.
Perkembangan model atom dimulai dari yang
hipotesis-hipotesis. Kemudian seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan
teknologi banyak teori-teori atom yang baru dari hasil pemikiran para ilmuwan
yang menghasilkan fakta-fakta percobaan dan melengkapi bahkan memperbaruhi dari
teori sebelumnya, hingga akhirnya model
atom mengalami modifikasi menjadi model yang sekarang dikenal.
Pada
saat sekarang, pengambaran dari sebuah atom telah semakin sempurna dan lengkap
dan semakin banyak partikel-partikel
penyusun atom yang ditemukan.
Sehingga, model atom selalu mengalami perubahan.
Oleh karena
itu, dalam makalah ini kami mencoba
menguraikan beberapa tentang atom, mulai dari awal mula perkembangan
model atom, timbulnya teori-teori tentang atom dan susunan atom
berkala.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai
berikut:
1. Menguraikan beberapa penemuan
tentang teori-teori atom yang di kemukakan oleh para ahli.
2. Menjelaskan apa itu yang
dimaksud atom.
3. Menjelaskan apa yang dimaksud dengan
hubungan berkala dalam atom.
1.3 Manfaat
1. Memberikan bekal
pengetahuan agar dapat mengetahui menganai bangunan atom
2.Menambah pengetahuan mengenai bangunan atom.
3.Memberikan pengetahuan agar dapat mengetahui ruang lingkup hubungan
berkala dalam atom.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Struktur Atom
Struktur
atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari proton,neutron dan
elektron. Proton dan neutron yang berada di dalam inti atom, sedangkan elektron
bergerak mengelilingi inti atom karena
muatan listriknya.Semua elektron bermuatan negatif (-) dan semua proton
bermuatan positif (+).Sementara itu neutron bermuatan netral.
2.2 Perkembangan Teori Atom
A. Leokippos dan Demokritus (460-380 SM)
Leokippos bersama Demokritus muridnya
mencetuskan tentang keberadaan atom, bahwa materi terbentuk dari materi yang
sudah tidak terbagi lagi. Yang kemudian mereka namai dengan sebutan atom. Atom
berasal dari bahasa yunani (atomos = tak terbagi). Namun pendapat ini tidak
didukung dengan eksperimen yang meyakinkan sehingga tidak dapat diterima oleh
para ahli salah satunya Aristoteles, ia berpendapat bahwa materi bersifat
kontinu ( materi dapat dibelah terus menerus sampai tidak terhingga). Oleh
karena itu Aristoteles termasuk orang yang sangat berpengaruh pada masa itu.
B. John Dalton (1803- 1807 M)
Berdasarkan berbagai penemuan pada masa itu
John Dalton merumuskan teorinya tentang atom yang pertama kali, yang dikenal
sebagai teori atom Dalton. Berikut adalah pendapat Dalton tentang atom :
1. Setiap unsur terdiri dari partikel yang sudah tidak terbagi lagi, dinamai
dengan atom.
2. Atom – atom dari suatu unsur adalah
identik. Atom – atom dari unsur yang berbeda, mempunyai sifat yang berbeda dan
mempunyai masa yang berbeda pula.
3. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain, dan tidak
dapat dimusnahkan atau diciptakan.
4. Senyawa terbentuk ketika atom – atom dari dua jenis unsur atau lebih
bergabung dengan perbandingan tertentu.
Namun pada perkembangannya terdapat kelemahan
dari teori atom Dalton, diantaranya:
1. Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi.
2.Tidak dapat menjelaskan cara atom- atom saling berikatan.
3. Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu yang satu
dengan atom yang lain.
Meskipun demikian, teori atom Dalton
diterima, karena dapat menjelaskan dengan baik beberapa fakta eksperimen pada
masa itu, diantaranya :
-
Hukum Kekekalan Massa (hukum Lavoisier) : massa zat sebelum dan sesudah reaksi
adalah sama.
-
Hukum Perbandingan Tetap (hukum Proust) : perbandingan massa unsur-unsur yang
menyusun suatu zat adalah tetap.
Gambar
1 1 Modem atom Dalton
|
C. Hipotesa Prout (1785-1855 M)
Hipotesa Prout adalah upaya yang dilakukan
diawal abad ke -19 untuk menjelakan keberadaan
unsur kimia melalui hipotesis tentang struktur – struktur internal dari atom. Pada 1815 dan 1816 kimiawan Inggris
William Prout menerbitkan dua artikel dimana
ia mencatat bahwa berat atom yang telah ditetapkan untuk unsur yang dikenal pada saat itu tampaknya menjadi
beberapa dari semua berat atom Hidrogen.
D. JJ Thomson(1900 M)
Kelemahan dari Dalton diperbaiki oleh JJ. Thomson, yaitu
dengan eksperimen yang dilakukan melalui tabung sinar kotoda.
Hasil eksperimennya menyatakan ada partikel
bermuatan negatif dalam atom yang disebut elektron.
Gambar
1 2 model atom JJ Thomson
|
Gambar
1 3 Eksperimen JJ Thomson (percobaan tabung sinar katoda)
|
Thomson mengusulkan
model atom seperti roti kismis atau kue onde-onde. Suatu bola pejal yang
permukaannya dikelilingi elektron dan partikel lain yang bermuatan positif sehingga atom
bersifat netral.
Kelemahan model Thomson ini tidak dapat
menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola
atom tersebut.
E. Rutherford (1910 M)
Pada tahun 1910, Rutherford bersama dua assitennya
yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden,
melakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui lebih banyak tentang susunan atom. Mereka menembaki lempeng mas yang
sangat tipis dengan partikel sinar
alpha yang berenergi tinggi. Sebelumnya telah ditemukan partikel alpha yaitu partikel yang bermuatan positif dan
bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat
menembus lembaran tipis kertas. Hasil eksperimen
tersebut adalah, ternyata partikel itu ada yang
diteruskan, dibelokkan atau dipantulkan. Berarti
didalam atom terdapat susunan - susunan partikel bermuatan positif dan negatif.
Hipotesa dari Rutherford adalah atom yang tersusun dari inti
atom dan elektron yang mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan
massa atom terpusat pada inti
atom.
Kelemahan
dari teori atom Rutherford ialah tidak dapat menjelaskan mengapa elektron itu tidak jatuh ke intinya.
Gambar 1 5 model atom Rutherford
|
F. Nielhs Bohr (1913)
Kelemahan dari Rutherford diperbaiki oleh Niels Bohr dengan percobaannya
menganalisa spektrum
warna dari atom hidrogen yang berbentuk garis.
Pada tahun 1913, berdasarkan
analisis spektrum atom dan teori kuantum yang dikemukakan
oleh Max planck,Nielsh bohr mengajukan model atom hidrogen.
Gambar
1 6 model atom niels Bohr tentang teori kuantum
|
Hipotesis
Bohr adalah :
a.
Atom terdiri
dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan
negatif di dalam suatu lintasan.
b.
Elektron dapat
berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu
tidak akan berkurang. Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi
maka elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih
rendah maka akan memancarkan energi.
Kelebihan
atom Bohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya
elektron.
Kelemahan
model atom ini adalah: tidak dapat menjelaskan spekrum warna dari atom berelektron
banyak. Sehingga diperlukan model atom yang lebih sempurna dari model atom
Bohr.
G.
Teori Mekanika Kuantum (1926)
Teori ini dikembangkan
berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut
mekanika
gelombang dan diprakarsai oleh 3 ahli, yaitu:
a)
Louis Victor de Broglie
Menyatakan bahwa materi
mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagai
gelombang.
b)
Werner Heisenberg
Mengemukakan prinsip
ketidakpastian untuk materi yang bersifat sebagai partikel
dan gelombang. Jarak atau letak elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya dapat ditentukan
dengan kemungkinan – kemungkinan saja.
c)
Erwin Schrodinger (menyempurnakan model
Atom Bohr)
Berhasil
menyusun persamaan gelombang untuk elektron dengan menggunakan prinsip mekanika
gelombang. Elektron-elektron yang mengelilingi inti terdapat di dalam suatu orbital yaitu daerah 3 dimensi di
sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan
kemungkinan terbesar.
2.3 Partikel Atom dan Sub Atom
A. Sifat Benda Bermuatan
sifat benda bermuatan:
·
Arus listrik adalah gerakan partikel bermuatan dalam suatu penghantar.
·
Partikel yang muatannya berlawanan akan saling menarik, sebaliknya partikel yang sama akan tolak menolak.
·
Partikel bermuatan bergerak diantara kawat atau lempeng bermuatan yang disebut elektrode. Elektrode yang bermuatan
positif disebut anode (+), sedangkan
elektrode yang bermuatan negatif, disebut katode (-)
Gambar
1 7 tabung sinar katode
|
B. Bukti – bukti Eksperimen
i.
Elektron
·
Percobaan tabung sinar
katode pertama kali dilakukan oleh William Crookes (1875). Hasil ekperimennya
yaitu ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katode menuju ke anode
yang disebut sinar katode.
·
George Johnstone Stoney
(1891) mengusulkan nama sinar katode disebut “elektron”.
Kelemahan dari stoney
tidak dapat menjelaskan pengaruh elektron terhadap perbedaan sifat antara atom
suatu unsur dengan atom dalam unsur lainya.
·
Antonine Henri
Beecquerel (1896) menemukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur radioaktof
yang sifatnya mirip dengan elektron.
·
Joseph John Thomson
(1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan
medan magnet dalam tabung sinar katode.Hasil percobaan J.J Thomson menujukkan
bahwa sinar katode dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. Hal ini
membuktikan terdapat partikel bermuatan negatif dalam suatu atom.
·
Besarnya muatan dalam
eletron ditemukan oleh Robert Andreww miliki (1908)
melalui percobaan tetes Minyak Milikan seperti gambar berikut.
Minyak disemprotkan
kedalam tabung yang bermuatan litrik. Akibat gaya tarik grafitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Apabila
tetesan minyak diberi muatan
negatif maka akan tertarik ke kutub positif medan listrik. Dari hasil percobaan
Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron-1 dan massa elektron 0.
ii.
Proton
Jika massa elektron 0
bearti suatu partikel tidak mempunyai massa. Namun pada kenyataan nya partikel
materi mempunyai massa yang dapat diukur dan atom bersifat atom netral. Eugene
Goldstein (1886) melakukan eksperimen dari
tabung gas yang memiliki katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan
listrik. Hasil eksperimen tersebut membuktikan bahwa pada saat terbentuk
elektron yang menuju anode, terbentuk pula sinar positif yang menuju arah
berlawanan melalui lubang pada katode. Setelah berbagai gas dicoba dalam tabung
ini, ternyata gas hidrogenlah yang menghasilkan sinar muatan positif yang
paling kecil baik massa maupun muatanya, sehingga partikel ini disebut proton.
Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +
iii.
Inti
Atom
Setelah penemuan proton dan elektron,
Ernest Rutherford melakukan penelitian
penembakan lempang tipis emas. Jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan seharusnya tidak ada yang
diteruskan/ menembus lempeng sehingga
mincullah istilah inti atom. Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden (1911)
menemukan konsep inti atom didukung oleh penemuan sinar X oleh WC. Rontgen
(1895) dan penemuan zat radioaktif (1896).
Percobaan Rutherford dapat digambarkan sebagai
berikut :
Hasil percobaan ini membuat Rutherford
menyatakan hipotesisnya bahwa atom
tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron
yang
bermuatan negatif, sehingga atom bersifat netral. Massa inti atom tidak seimbang
dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapat diprediksi bahwa
ada partikel lain dalam inti atom.
iv.
Neutron
Prediksi dari
Rutherford memicu W. Bothe dan H. Becker (1930) melakukan
eksperimen
penembakan partikel pada inti atom berilium (Be) dan dihasilkan
radiasi
partikel berdaya tembus tinggi
James
Chadwick (1932). Ternyata partikel yang menimbulkan radiasi
berdaya
tembus tinggi itu bersifat nertal atau tidak bermuatan dan massanya
hampir
sama dengan proton. Partikel ini disebut neutron.
C.
Menentukan
Struktur Atom Berdaasarkan Tabel Periodik
1.
Partikel
Dasar Penyusun Atom
Struktur atom
menggambarkan bagaimana partikel-partikel dalam atom tersusun, atom tersusun atas inti atom dan dikelilingi
elektron-elektron yang
tersebar dalam kulit-kulitnya. Secara sistematis dapat digambarkan partikel-partikel sub atom berikut.
Sebagian besar atom
terdiri dari ruang hampa yang dalamnya terdapat inti yang sangat kecil di mana
massa dan muatan positifnya dipusatkan dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif. Inti atom
tersusun atas sejumlah proton dan neutron. Jumlah proton dalam inti atom
menentukan muatan inti atom, sedangkan massa atom inti ditentukan oleh
banyaknya proton dan neutron.
2.
Memahami Susunan dari Sebuah Atom
Cara memahami
susunan dari sebuah atom adalah :
a.
Lihatlah nomor dari
tabel periodik. Nomor atom selalu lebih kecil dari nomor massa
b.
Nomor atom merupakan
jumlah proton. Oleh karena sifat atom netral, maka nomor atom juga merupakan
jumlah elekton
c.
Susunan
elektron-elektron dalam level-level energi, selalu isi level terdalam sebelum
mengisi level luar
Dua hal yang penting
diperhatikan jika anda melihat susunan daam tabel periodik
a.
Jumlah elektron tingkat
terluar (atau kulit terluar)sama dengan nomor golongan (kecuali helium yang
memiliki 2 elektron. Gas mulia biasa disebut dengan golonga 0 bukan golongan
8). Hal ini berlaku diseluruh golongan unsur pada tabel periodik (kecuali
unsur-unsur transisi). Jadi, jika anda mengetahui bahwa barium terletak pada
golongan 2, bearti barium memiliki 2 elektron pada tingkat teluar.
b.
Gas mulia memiliki
elektron penuh pada tingkat terluar
D.
Nomor
Atom Dan Nomor Massa
Suatu atom memiliki
sifat dan massa yang khas satu sama lain. Dengan penemuan partikel penyusun
atom dikenal istilah nomor atom (Z) dan nomor massa (A).
Dimana : A = nomor massa
Z = nomor atom
X = lambang unsur
Nomor Massa (A) =
Jumlah proton + Jumlah Neutron, Atau
Jumlah Neutron = Nomor
massa – Nomor atom
Nomor Atom (Z) = Jumlah
proton
1. Nomor Atom (Z)
Nomor
atom (Z) menujukkan jumlah proton (muatan positif) atau jumlah elektron
dalam
atom tersebut. Nomor atom ini merupakan ciri khas suatu unsur. Oleh karena
atom
bersifat netral maka jumlah proton sama dengan jumlah elektronya, sehingga
nomor
atom juga menujukkan jumlah elektron. Elektron inilah yang nantinya paling menentukan
sifat suatu unsur. Nomor atom ditulis agak ke bawah sebelum lambang unsur.
2.
Nomor
Massa (A)
Massa elektron sangat
kecil dan dianggap nol sehingga massa atom ditentukan oleh
inti atom yaitu proton
dan neutron. Nomor massa (A) menyatakan banyaknya proton dan neutron yang menyusun
inti atom suatu unsur. Nomor massa ditulis agak ke ata sebelum lambang unsur.
E.
Isotop,
Isobar, Dan Isoton Suatu Unsur
1.
Isotop
Isotop adalah atom yang
mempunyai nomor atom sama tetapi nomor
massa berbeda. Setiap isotop satu
unsur memiliki sifat kimia yang sama karena jumlah valensinya sama.
Contoh :
2.
Isobar
Isobar adalah
unsur-unsur yang memiliki nomor atom berbeda tetapi nomor massa sama.
Contoh :
3.
Isoton
Atom-atom yang berbeda
tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama..
Contoh :
F.
Menentukan
Elektron Valensi
1.
Konfigurasi
Elektron
Konfigurasi (susunan)
elektron suatu atom berdasar pada kulit-kulit atom tersebut. Setiap atom dapat
terisi eletron maksimum 2n2, dimana n merupakan letak kulit. Lambang kulit dimulai dari
K, L, M, N dan seterusnya dimulai dari yang terdekat dengan inti atom.
Elektron disusun
sedemikian rupa pada masing-masing kulit dan diisi maksimum sesuai daya tampung
kulit tersebut. Jadi masing ada sisa elektron yang tidak dapat ditampung pada
kulit tersebut maka diletakkan pada kulit selanjutnya.
2. Elektron Valensi
Elektron yang berperan
dalam reaksi pembentukan ikatan kimia dan reaksi kimia adalah elektron pada
kulit terluar atau elektron valensi.
Jumlah elektron valensi suatu atom ditentukan
berdasarkan elektron yang terdapat pada kulit terakhir dari konfigurasi
elektron atom tersebut. Perhatikan Tabel
untuk menentukan jumlah elektron valensi
Unsur
–unsur yang mempunyai jumlah elektron valensi yang sama akan memiliki sifat kimia yang sama pula.
G. Perhitungan Bobot Atom
pengukuran cermat dengan spektograf massa
memberikan cara terbaik untuk
menentukan bobot atom unsur –unsur. Bobot atom suatu unsur adalah, rata – rata
berbobot dari bobot isootop – isotop alamiahnya.
|
Unsur
|
Nomor massa
|
Lambang
|
Bobot isotop sma
|
Kelimpahan isotop
persen
|
Bobot rata-rata
sma
|
|
hidrogen
|
1
|
1H
|
1.0078
|
99.985
|
1.0079
|
|
|
2
|
2H
|
2.0141
|
0.015
|
|
karbon
|
12
|
12C
|
12(eksak)
|
98.892
|
12.011
|
|
|
13
|
13C
|
13.0034
|
1.108
|
|
nitrogen
|
14
|
14N
|
14.0031
|
99.635
|
14.007
|
|
|
15
|
15N
|
15.0001
|
0.365
|
|
oksigen
|
16
|
16O
|
15.9949
|
99.759
|
15.999
|
|
|
17
|
17O
|
16.9991
|
0.037
|
|
|
18
|
18O
|
17.9992
|
0.204
|
|
|
besi
|
54
|
54Fe
|
53.940
|
5.84
|
55.85
|
|
|
56
|
56Fe
|
55.935
|
91.68
|
|
|
57
|
57Fe
|
56.935
|
2.17
|
|
|
58
|
58Fe
|
57.933
|
0.31
|
|
hanya isotop radioaktif yang dicantumkan
|
2.4 Susunan Berkala
Susunan Berkala disebut juga sebagai sistem
periodik unsur.Dengan ilmu kimia kita dapat mempelajari segala sesuatu tentang
unsur-unsur dan interaksi antara suatu unsur dengan unsur yang lainya,sehingga
dapat terjadi suatu perubahan kimia (reaksi kimia persenyawaan dan lain-lain).
Seperti kita ketahui,telah dikenal lebih 100 unsur terdapat di alam dan
masing-masing unsur memiliki sifat-sifat yang berbeda.Oleh karna itu untuk
mepelajari setiap unsur,perlu diadakan klasifikasi unsur-unsur dalam
golongan-golongan yang didasarkan atas persamaan sifat-sifatnya.Unsur-unsur
yang memiliki sifat-sifat yang mirip dimasukkan ke dalam satu golongan,sehingga
dapat dipelajari dengan lebih mudah dan lebih sistematis sekaligus dapat
melihat hubungan antara satu hal dengan hal lainya.
A. Sejarah Perkembangan Sistem Periodik
Sejarah
perkembangan Sistem Periodik Unsur dan penyusunan sistem PeriodikUnsur telah
mengalami banyak penyempurnaan mulai dari AntoineLavoiser, Dalton, John Jacob
Berzelius, J.Newslands, Mendeleev, hingga Henry Moseley.
a)
Lavoiser (1789)
Antoine
Lavoiser mengelompokkan 33 unsur kimia.Pengelompokkan unsur tersebut
berdasarkan sifat kimianya.Unsur-unsur kimia di bagi menjadi empat kelompok
yaitu gas,tanah,logam dan non logam.Pengelompokkan ini masih terlalu umum
karena ternyata dalam kelompok unsur logam masih terdapat berbagi unsur yang
memiliki sifat berbeda.
Unsur
gas yang di kelompokkan oleh lavoiser adalah
cahaya,kalor,oksigen,azote(nitrogen),dan hidrogen.Unsur-unsur yang tergolong
non logam adalah sulfur,fosfor,karbon,asam sulfida,dan asam borak.
Unsur-unsur logam adalah antimon, perak, arseenik, bismuth, kobalt, tembaga,
timah, nesi, mangan, raksa, molibdenum, nikel, emas, platina, tobel, tungsen,
dan seng.
Yang tergolong unsur tanah adalah
kapur, magnesium oksida, barium oksida, alumunium oksida, dan silikon oksida.
Kelemahan dari atom Lavoiser : Pengelompokkan
masih terlalu umum.
kelebihan dari atom Lavoiser : Sudah
mengelompokkan 33 unsur yang ada berdasarkan sifat kimia ssehingga bisa
dijadikan referensi bagi ilmuwan – ilmuwan setelahnya.
b)
Jhon Dalton.
Dalton mengemukakan bahwa unsur dari atom yang berbeda mempunyai sifat dan
massa yang berbeda. Massa atom diperoleh dari perbandingan massa atom unsur
terhadap massa atom unsur hidrogen. Dari teorinya itu Dalton mengelompokkan
zat-zat yang berupa unsur-unsur (sebanyak 36 unsur) berdasarkan kenaikan massa
atomnya.
c)
Jhon Jacob Berzellius
Dalam daftar massa unsur yang dibuat oleh Dalton terdapat kesalahan dalam
penentuan massa atom unsur. Pada tahun 1828 Barzellius berhasil membuat dan
mempublikasikan daftar massa atom unsur-unsur yang lebih akurat. Lambang unsur
ditemukan oleh John Jacob Berzelius. Aturan yang digunakan yaitu, simbol kimia
yang digunakan adalah singkatan dari nama latin karena waktu itu bahasa latin merupakan
bahasa sains, misalnya Fe adalah simbol untuk unsur ferrum (besi), Hg adalah
simbol untuk hydrargyrum (raksa), dll. Secara internasional, huruf pertama simbol
kimia ditulis dalam huruf kapital, sedangkan huruf selanjutnya jika ada ditulis
dalam huruf kecil. Sistem periodik unsur dapat membantu mempelajari jumlah
unsur yang semakin banyak dan membuatnya lebih praktis.
d)
J. A. K. Newland
(1863-1865)
Newlands merupakan orang pertama yang
mengelompokan unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif. Newlands
mengumumkan penemuanya yang disebut hukum oktaf.
Ia menyatakan bahwa sifat-sifat unsur berubah secara teratur. Unsur pertama
mirip dengan unsur kedelapan, unsur kedua mirip dengan unsur kesembilan, dan
seterusnya. Daftar unsur yang disusun oleh Newlands berdasarkan hukum oktaf.
Disebut Hukum Oktaf karena beliau mendapati bahwa sifat-sifat yang sama
berulang pada setiap unsur ke delapan dalam susunan selanjutnya dan pola ini
menyerupai oktaf musik.
Hukum oktaf newlands hanya berlaku untuk unsur-unsur ringan. Jika diteruskan,
teryata kemiripan sifat terlalu dipaksakan. Misalnya, Ti mempunya sifat yang
cukup berbeda dengan Al maupun B.
Kelemahan dari teori ini adalah dalam kenyataanya masih diketemukan beberapa
oktaf yang isinya lebih dari delapan unsur. Dan penggolonganya ini tidak cocok
untuk unsur yang massa atomnya sangat besar.
e)
Lothar Meyer (1969)
Lothar Meyer mengamati hubungan antara
kenaikan massa atom dengan sifat unsur. Hal ini dilakukan antara lain dengan
membuat Kurva volume atom versus fungsi massa atom.
Dari kurva, ia mengamati adanya keteraturan dari unsur-unsur dengan sifat yang
mirip, dan pengulangan sifat unsur tidak selalu setelah 8 unsur, seperti
dinyatakan dalam hukum oktaf.
Unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom secara vertikal.
Pengulangan sifat unsur membentuk kolom. Sedangkan unsur-unsur dengan sifat
yang mirip terletak pada baris yang sama.
f)
Dimitri Mendeleev
(1869)
Berdasarkan pengamatan terhadap 63 unsur
yang sudah dikenal ketika itu, ia menyimpulkan bahwa sifat-sifat unsur adalah
fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Tabel Sistem Periodik Mendeleev
yang telah disempurnakan (1871) terdiri atas golongan (lajur tegak) dan periode
(deret mendatar).
Keuntungan Tabel Periodik Mendeleev
dalam memahami sifat unsur ialah:
·
Sifat kimia dan sifat
fisika unsur dalam satu golongan berubah secara teratur
·
Dapat meramal sifat
unsur yang belum diketemukan, yang akan mengisi tempat kosong dalam daftar.
Kelemahan Tabel Periodik Mendelev:
Panjang periode tidak sama dan tidak
menjelaskan penyebabnya.
Selisih massa atom relatifnya antara dua
unsur yang berurutan tidak teratur (antara –1 dan +4), sehingga sukar untuk
meramal unsur-unsur yang belum ditemukan.
Sebagaimana dapat dilihat pada gambar di atas, Mendeleev mengkosongkan beberapa
tempat. Hal itu dilakukan untuk menetapkan kemiripan sifat dalam golongan.
g)
Henry G. Moseley
Pada 1913, seorang kimiawan inggris
bernama Henry Moseley melakukan eksperimen pengukuran panjang gelombang unsur
menggunakan sinar-X.
Berdasarkan hasil eksperimenya tersebut, diperoleh kesimpulan bahwa sifat dasar
atom bukan didasari oleh massa atom relatif, melainkan berdasarkan kenaikan
jumlah proton. Hal tersebut diakibatkan
adanya unsur-unsur yang memiliki massa atom berbeda, tetapi memiliki jumlah
proton sama atau disebut isotop.
Kenaikan jumlah proton ini mencerminkan kenaikan nomor atom unsur tersebut.
Pengelompokan unsur-unsur sistem periodik modern merupakan penyempurnaan hukum
periodik Mendeleev, yang disebut juga sistem periodik bentuk panjang.
Konfigurasi elektron 20 unsur pertama dalam Sistem Periodik
B.
Periode dan Golongan
1.
Periode
Periode
unsur pada sistem periodik unsur modem disusun dalam arah horisontal (baris) untuk menunjukkan
kelompok unsur yang mempunyai jumlah kulit sama.
Dalam sistem periodik modern terdapat 7 periode, yaitu :
1)
periode 1 (periode
sangat pendek) berisi 2 unsur, yaitu H dan He.
2)
periode 2 (periode pendek) berisi 8 unsur
yaitu, Li, Be, B, C, N, O, F, Ne.
3)
periode 3 (periode pendek) berisi 8 unsur,
yaitu Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar.
4)
periode 4
(periode panjang) berisi 18 unsur, yaitu K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Kr.
5)
periode 5 (periode
panjang) berisi 18 unsur, yaitu Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, I, Xe.
6)
periode 6 (periode
sangat panjang)berisi 32 unsur yaitu, 18 unsur seperti pada periode 4 atau
ke-5, yaitu Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po, At,
Rn, dan 14 unsur lagi merupakan deret lantanida, yaitu Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu,
Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb,
Lu;
7)
periode 7 (periode
sangat panjang) berisi 28 unsur, yaitu Fr, Ra, Ac, Rf, Db, Sg, Bh, Hs,Mt, Uun,
Uuu, Uub, Uut, Uuq, Uup, Uuh, Uus Uuobelum lengkap karena maksimum 32 unsur.
Pada periode ini terdapat deret aktinida yaitu Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk,
Cf, Es, Fm, Md, No, Lr.
2. Golongan
Golongan unsur pada sistem periodik unsur modern disusun berdasarkan jumlah
elektron valensi (elektron yang
terletak pada kulit terluar). Unsur dalam satu golongan mempunyai sifat
yang cenderung sama dan ditempatkan dalam
arah vertikal (kolom).
Pada sistem periodik unsur modern, golongan dibagi menjadi 18 berdasarkan
aturan IUPAC. Berdasarkan aturan Amerika, sistem periodik unsur modern dibagi
dua golongan yaitu golongan A dan B. Jadi, golongan unsur dari kiri ke kanan
ialah IA, IIA, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, IIB, IIIA, IVA, VA, VIA,
VIIA, dan VIIIA. Umumnya, digunakan pembagian golongan menjadi A dan B.
2.1 Golongan utama
Golongan utama tersebut adalah :
a. Golongan I A disebut golongan alkali (kecuali H) terdiri dari
unsur-unsur : H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr .
b. Golongan II A disebut golongan alkali tanah yang terdiri dari unsur-unsur : Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.
c. Golongan III A disebut golongan baron aluminium yang terdiri dari
unsur - unsur B, Al, Ga, In, Ti, Uut.
d. Golongan IV A disebut golongan
karbon-silicon yang terdiri dari unsur- unsur
C, Si, Ge, Sn, Pb, Uuq.
e. Golongan V A disebut golongan nitrogen-fosforus yang terdiri dari unsur-unsur: N, P, As, Sb, Bi, Uup.
f. Golongan VI A disebut golongan oksigen-belerang
yang terdiri dari unsur-unsur
O, S, Se, Te, Po, Uuh.
g. Golongan VII A disebut golongan halogen yang terdiri dari unsur-unsur
: F, Cl, Br, I, At.
h. Golongan VIII A disebut golongan gas mulia yang terdiri dari
unsur-unsur :
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
2.2 Golongan transisi
Golongan transisi tersebut
adalah :
a.
Golongan I B terdiri dari
unsur-unsur Cu, Ag, Au, Rg
b.
Golongan II B terdiri
dari unsur-unsur Zn, Cd, Hg, Uub.
c.
Golongan III B terdiri dari unsur-unsur Se,Y,
La, Ac.
d.
Golongan IV B
terdiri dari unsur-unsur Ti, Zr, Hf, Rf.
e.
Golongan V B terdiri dari unsur-unsur V, Nb,
Ta, Db.
f.
Golongan VI B terdiri dari unsur-unsur Cr, Mo,
W, Sg.
g.
Golongan VII B terdiri
dari unsur-unsur Mn, Te, Re,Bh.
h.
Golongan VIII B
terdiri dari unsur-unsur Fe, Ru, Os, Hs, Co, Rh, Ir, Mt, Ni, Pd, Pt, Ds.
Pada periode 6 dan 7 terdapat
masing-masing 14 unsur yang disebut unsur-unsur transisi dalam, yaitu
unsur-unsur antanida dan aktinida. Unsur-unsur transisi dalam semua termasuk
golongan IIIB. Unsur-unsur lantanida pada periode 6 golongan IIIB, dan
unsur-unsur aktinida pada periode 7 golongan IIIB. Penempatan unsur-unsur
tersebut di bagian bawah tabel periodik adalah untuk alasan teknis, sehingga
daftar tidak terlalu panjang.
C. Sifat
– Sifat Unsur Dalam Sistem Periodik.
1. Jari-jari Atom
Jari-jari
atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit terluar.
Unsur-unsur yang segolongan, jari-jari atom makin
bertambah besar dari atas kebawah. sebab jumlah kulit yang
dimiliki atom makin banyak.
Unsur-unsur
yang seperiode, jari-jari atom makin kecil dari kiri
kekanan. Unsur-unsur yang seperiode memiliki
jumlah kulit yang sama. Sebab, semakin ke kanan letak unsur, proton dan elektron
yang dimiliki makin banyak, sehingga tarik-menarik inti dengan elektron makin
kuat.
2. Energi ionisasi
Energi ionisasi adalah energi yang
diperlukan untuk melepaskan elektron terluar suatu atom. Unsur-unsur yang segolongan, energi
ionisasinya makin ke bawah semakin kecilkarena elektron terluar makin
jauh dari inti (gaya tarik inti makin lemah), sehingga elektron terluar makin
mudah dilepaskan.Unsur-unsur yang
seperiode, gaya tarik inti makin ke kanan makin kuat, sehingga energi ionisasi
pada umumnya makin ke kanan makin besar.
3. Elektronegativitas
(Keelektronegatifan)
Keelektronegatifan adalah kemampuan
atau kecenderungan suatu atom untuk menangkap atau menarik elektron dari
atom lain.Unsur-unsur yang segolongan,
keelektronegatifan makin ke bawah makin kecil sebab gaya tarik
inti makin lemah. Unsur-unsur
yang seperiode, keelektronegatifan makin ke kanan makin besar. Akan tetapi
perlu diingat bahwa golongan VIIIA tidak mempunyai keelektronegatifan. Hal
ini karena sudah memiliki 8 elektron di kulit terluar. Jadi keelektronegatifan
terbesar berada pada golongan VIIA.
4. Afinitas Elektron
Afinitas elektron adalah energi yang
menyertai proses penambahan elektron pada satu atom netral dalam wujud gas,
sehingga terbentuk ion bermuatan –1. Unsur yang memiliki afinitas elektron
bertanda negatif, berarti mempunyai kecenderungan lebih besar dalam menyerap
elektron daripada unsur yang afinitas elektronnya bertanda positif. Makin negatif nilai afinitas elektron, maka
makin besar kecenderungan unsur tersebut dalam menyerap elektron (kecenderungan
membentuk ion negatif).
5. Sifat Logam
Sesuai dengan kecenderungan energi
ionisasi dan keelektronegatifan, maka sifat logam-nonlogam dalam periodik unsur
adalah:
a. Dari kiri ke kanan dalam satu
periode, sifat logam berkurang, sedangkan
sifat nonlogam bertambah.
b. Dari atas ke bawah dalam satu
golongan, sifat logam bertambah, sedangkan sifat nonlogam berkurang.
6.
Titik Didih dan Titik Cair (Leleh)
Dalam satu periode, titik cair dan titik
didih naik dari kiri ke kanan sampai golongan IVA, kemudian turun drastis.
Titik cair dan titik didih terendah dimiliki oleh unsur golongan VIIIA. Dalam
satu golongan, ternyata ada dua jenis kecenderungan: a. Unsur-unsur golongan IA
– IVA, titik cair dan titik didih makin rendah dari atas ke bawah
b. Unsur-unsur
golongan VA – VIIIA, titik cair dan titik didihnya makin tinggi.
7.
Kereaktifan
Kereaktifan unsur-unsur logam
bertambah dari atas ke bawah dalam satu golongan, sedangkan unsur-unsur non
logam kereaktifannya berkurang dari atas kebawah dalam satu golongan.
D.
Penataan Elektron Berkala
Untuk mengingat penataan akan membantu bila diingat
,bahwa dengan naiknya nomor atom:
1.tingkatan energi utama tidak dapat memiliki lebih dari 2 elektron.
2.tingkatan energi utama kedua tidak dapat memiliki lebih dari delapan
elektron.
3.tingkatan energi utama ketiga tidak dapat memiliki lebih dari delapan,kecuali
kalau atom itu memiliki 21 elektron atau lebih.Konfigurasi elektron adalah suatu daftaran subtingkatan-subtingkatan
atom.
|
Tabel. Pembagian tingkatan energi utama
|
|
Tingkatan energi utama
(n)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Banyaknya sub-tingkatan
(n)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Banyaknya orbital (n2)
|
1
|
4
|
9
|
16
|
|
Jenis sub-tingkatan
|
s
|
s p
|
s p
d
|
s p
d f
|
|
Banyaknya orbital per
sub-tingkata
|
1
|
1 3
|
1 3
5
|
1 3
5 7
|
|
Jumlah maksimum elektron
per sub-tingkatan
|
2
|
2 6
|
2 6
10
|
2 6
10 14
|
|
jumlah maksimum elektron
per tingkatan utama (2n2)
|
2
|
8
|
18
|
32
|
Suatu bentuk popular table berkala adalah
bentuk panjang; suatu salinan table ini dicantumkan dalam halaman sampul depan.Unsur-unsur
dalam tabel ini dibagi secara vertikal,disebut golongan,dan baris horizontal disebut periode.
Terdapat 16 pembagian vertikal,karena terdapat
8 grup,dan tiap grup memiliki keluarga A dan B.Terdapat 7 periode,dan enam yang
pertama berakhir dengan suatu gas mulia.Untuk setiap unsur terdapat:
1. Lambang
2.nomor atom di sudut kiri atas
3.bobot atom dibawah lambang
Terdapat enam periode lengkap,periode belum lengkap.Periode pertam hanya
mempunyai 2 anggota,lima berikutnya masing-masing memiliki 8,8,18,18 dan 32
anggota.
2.6 Kegunaan Tabel Berkala
1.
Sebagai alat untuk
mengingat dan memahami data kimia
2. Sebagai penunjuk dalam teori kimia
3. Untuk mempelajari unsur - unsur
senyawa
4. untuk
meramalkan dan mengetahui sifat unsur,sehingga kita dapat meramalkan dan
mengetahui berbagai kejadian di alam.
5.
Dapat digunakan untuk
memprediksi harga bilangan oksidasi, yaitu nomor golongan suatu unsur (unsur
utama, dan unsur transisi), menyatakan
bilangan oksidasi tertinggi yang dapat dicapai oleh unsur tersebut.
2.7 CONTOH SOAL
1.
Mencari nilai neutron
Jika diketahui
Nitrogen mempunyai nomor massa 14 dan nomor atom 7. maka berapakah jumlah neutron
Nitrogen tersebut?
jawab :
Diketahui, nomor massa
(A) = 14 ; nomor atom = 7 ; maka maka neutron?
Neutron = A – Z
Neutron = 14 – 7
Neutron = 7
Jadi, jumlah neutron
pada Nitrogen adalah 7.
2. konfigurasi elektron
Tulislah konfigurasi
elektron yang lengkap maupun yang
singkat,
a. timah , Sn (Z = 50) dan
b. uranium ,U (Z = 92)
Jawab :
untuk timah : 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
atau (Kr) 4d105s2sp2
untuk uranium : 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f14
5d106p67s25f4 atau (Rn) 5f47s2
3. Perhitungan Bobot Atom
Isotop alamiah
belerang mempunyai massa 31, 972; 32,971;
33,968 dan 35,967 sma. kelimpahan relatif dalam persen masing – masing ialah
95,01; 0,76; 4,22 dan 0.01. hitunglah bobot atom rata –rata belerang.
jawab : untuk
menghitung bobot atom rata –rata dari bobot atom isotop dan kelimpahan
persennya, kita mengalikan tiap bobot isotop dengan kelimpahan pecahan dan
sumbangan proposional tiap isotop itu kemudian dijumlahkan.
bobot isotop X kelimpahan pecahan =
sumbangan proposional
31,972 X 0,9501 = 30,38
32,971 X 0,0076 =
0,25
33,968 X 0,0422 =
1,43
35,967 X 0,0001 =
0,00
bobot atom rata – rata =
32,06 sma
BAB III
PERMASALAHAN
3.1 Studi Kasus
Penentuan Golongan dan
Periode Suatu Unsur.
I. Diketahui suatu unsur memiliki nomor atom 26. Tentukanlah nama unsur
tersebut dan terletak pada periode dan golongan berapa unsur tersebut pada
tabel periodik?
Solusi :
Untuk menentukan suatu periode dan
golongan, kita harus memperhatikan hal – hal berikut : Nomor golongan = Elektron
valensi
Nomor periode = Jumlah
kulit yang terisi
Bagaimana jika menggunakan konfigurasi
elektron yang beerdasarkan model atom kuantum? pada prinsipnya sama saja,.
perbedaannya hanya pada cara menentukan jumlah kulit yang terisi dan elektron
valensi.
maka, unsur dengan nomor atom 31,
konfigurasinya : 1s22s22p63s23p64s23d104p1
n = 4, berarti periode 4 (kulit N)
elektron valensi 4s24p1,
berarti golongan IIIA
berdasarkan tabel periode unsur yang terletak
pada golongan IIIA dan periode 4 adalah Galium (Ga).
3.2 Aplikasi dalam kehidupan sehari –hari
Aplikasi dari
pembelajaran fungsi gelombang elektron dalam atom hidrogen yaitu untuk
penerapan atau pencarian dari probabilitas dan scrhodinger.
Aplikasi dan manfaatnya dalam
kehidupan sehari-hari kita adalah :
Menyangkut
pada scrhodinger yaitu menghasilkan hasil potret yang memperlihatkan berbagai
getaran klasikdari permukaan biola yang diperoleh dengan menggunakan hologram
sinar-laser.
Aplikasi
dari laser tersebut dalam kehidupan kita adalah :
1.
Di bidang komunikasi; sebagai pembawa informasi telepon serta optik.
2.
Di bidang industri; sebagai alat pemotong/pengebor dengan bekas sayat yang halus.
3.
Di bidang kesehatan; sebagai pisau bedah yang halus dan kasar.
4. Di bidang penelitian; sebagai alat ukur
panjang yang sangat akurat dan mempunyai
jangkauan yang jauh.
5.
dibidang seni/hiburan; sebagai tata cahaya,laser disk.
3.3 Aplikasi Dalam Industri Kimia
Reaksi Dari Logam Sebagai Zat
Pereduksi
Telah dipelajari bahwa logam adalah unsur dengan energi
ionisasi dan elektronegativitas yang rendah. Logam sangat mudah kehilangan elektron
dan sangat sukar untuk mendapatkannya kembali. Akibatnya bila bereaksi dengan unsur nonlogam akan berbentuk ion
positif (kation) dan dalam proses
ini ia akan teroksidasi. Logam dalam berekasi berperan sebagai zat
pereduksi. Sebagai contoh adalah reaksi logam natrium dengan klor membentuk
natrium klorida.
2Na(s)
+ Cl2(g) à
2NaCI(s)
Klor akan mengoksidasi natrium sehingga terbentuk ion Na+,
dan dalam proses ini dikatakan bahwa
natrium mereduksi klor menjadi Cl- (anion); klor menjadi
oksidator dan natrium reduktornya.
Kemampuan logam sebagai zat
pereduksi tak terbatas pada reaksinya
dengan unsur-unsur nonlogam. Banyak zat-zat lain dapat mengoksidasi logam
sehingga logam juga berperan sebagai reduktor. Dengan mempelajari reaksi-reaksi
ini, kita dapat mengurut logam-logam berdasarkan daya reduksinya.
Reaksi logam dengan asam
Salah satu cara. khas dari logam bertindak
sebagai zat pereduksi adalah reaksinya
dengan asam. Contohnya adalah reaksi dari seng dengan asam klorida atau
asam sulfat
Zn(s)
+ 2HCI(aq) à
ZnC12(aq) + H2(g)
Zn(s)
+ H2SO4(aq) à ZnSO4(aq) + H2(g) H2(g)
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Atom berasal dari bahasa yunani (atomos = tak
terbagi). Penemuan
partikel sub-atom membuat perubahan
revolusioner dalam kimia dan fisika. Banyak studi dilakukan mengenai perilaku
partikel bermuatan dalam tabung vakum, yang memiliki elektrode yaitu katode dan
anode. Discas listrik dalam satu tube vakum yang disebut suatu sinar katode,
terdiri dari elektron ringan bermuatan negatif, yang merupakan partikel dasar
dari semua materi.
Radioaktifitas unsur-unsur ternyata tidaklah dapat di rusak, sinar radioaktif
terdiri dari tiga pancaran radioaktif yaitu alfa (α), beta (β), dan gama (γ). Partikel alfa digunakan dalam
eksperimen lembar tipis emas oleh rutherford,untuk memperagakan adanya inti
atom .Isotop adalah atom-atom suatu
unsur yang mempunyai bobot yang berlainan. Bobot atom adalah rata-rata dari
bobot isotop alamiahnya. Energi pengionan atom adalah bannyaknya energi yang
perlu untukbmementalkan elektron dari dalam sebuah elektron dan membentuk ion.
Hukum berkala adalah sifat-sifat kimia dan fisika unsur-unsur merupakan fungsi
berkala dari nomor atomnya.
4.2 Saran
Demikianlah makalah ini kami susun. Bagi para pembaca
makalah ini, sebaiknya tidak merasa puas, karena masih banyak ilmu-ilmu yang
didapat dari berbagai sumber. Sebaiknya mencari sumber lain untuk lebih memperdalam
materi mengenai bangun atom dan hubungan berkala. Alangkah baiknya jika
mempelajari unsur-unsur kimia yang lain dalam tabel periodik.
