Download - Week 3 - 19 September 2014
Week III - 19 September 2014
Atoms, Molecules, Ionsand
Periodic Table
Sub-topic
The atomic theory of matter The Discovery of atomic structure The Modern view of atomic structure Molecules and molecular compounds Ions and ionic compounds Naming inorganic compounds Development of the Periodic Table Electron Shells and Sizes of Atoms Ionization energy Electron Affinities Metals, nonmetals, and metalloids Group Trends for the Active Metals Group Trends for Selected Nonmetals
• untuk mengetahui bagaimana atom atom bergabung,• bagaimana mengubah bahan sesuai
dengan yang dibutuhkan • Penyusunan bagian-bagian atom akan
menentukan sifat - sifat suatu zat
Mengapa struktur atom dipelajari ?
Partikel partikel dasar pembentuk atom
1. Proton: partikel pembentuk atom yang mempunyai massa =1 sma dan bermuatan +1.
2. neutron: partikel pembentuk atom yang bermassa 1 sma dan netral.
3. elektron: partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1
Gambaran susunan partikel-partikel dasar dalam atomdisebut model atom.
PERKEMBANGAN MODEL ATOM
1.Model atom Dalton
• Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
• Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.
PERKEMBANGAN MODEL ATOM
2. Model atom Thomson
• Suatu bola pejal yang permukaannya dikelilingi
elektron dan partikel lain yang bermuatan positif sehingga atom bersifat netral
• Kelemahan : tidak dapat menjelaskan
susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
.
.
.
•
••
•
• ••
• •••
•
•
•
• •
••
•
••
•
Plum PuddingAtom
Jika atom seperti plum pudding, semua partikel seharusnya diteruskan lurus.
Kebanyakan partikel diteruskan lurus.
Beberapa partikel dapat lewat, tetapi dibelokkan.
Sngt sedikit partikel yang tidak melewati.
PERKEMBANGAN MODEL ATOM
Model atom Rutherford
atom tersusun dari inti atom yang bermuatan (+) dan dikelilingi e yg bermuatan (-)
Kelemahan dari Rutherford: :tidak dapat menjelaskan mengapa e tidak jatuh ke dalam inti atom
+
PERKEMBANGAN MODEL ATOM
Model Atom Niel Bohr
e dlm atom bergerak mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu, tidak
memancarkan energi.
Lintasan-lintasan elektron itu disebut kulit atau tingkat energi elektron
PERKEMBANGAN MODEL ATOM
e dapat berpindah dr satu lintasan ke lintasan yg lain.
Perpindahan e- dari tingkatenergi tinggi ke rendah
disertai pemancaran energi.
perpindahan elektron dari tingkat energi rendah ke
tinggi disertai penyerapan energi (keadaan tereksitasi).
e yang bergerak pada lintasannya berada dalam keadaan stasioner, artinya e tidak memancarkan atau menyerapenergi.
E = perubahan energi (J)
h = konstanta Planck (6.626 1034 J s) = frekuensi (s1 = panjang gelombang (m)
E hhc
= =
Model Atom Bohr:Spektrum Hidrogen
Tingkat energi yang tersedia untuk atom hidrogen:
E = tingkat energi atom Hz = muatan inti (H, z = 1)n = integer,(bil kuantum)
E = 2 .1 7 8 1 0 J (1 8 2 z n/ )2
Keadaan dasar: keadaan energi terendah utk atom (n=1).
Perubahan Energi dlm Atom Hidrogen (∆E):
∆E = Ekeadaan akhir - Ekeadaan awal
awalnakhirnJE
2218 11
10178.2
soal
Hitung: energi yg dibutuhkan utk merangsang elektron hidrogen dari tingkat n = 1 ke tingkat n = 2Hitung: panjang gelombang cahaya yang harus diserap oleh atom hidrogen dalam keadaan dasar untuk mencapai keadaan tereksitasi
E = 2 .1 7 8 1 0 J (1 8 2 z n/ )2
E1 = -2.178 x 10-18 J(12/12) = -2.178 x 10-18 J
E2 = -2.178 x 10-18 J(12/22) = -5.445 x 10-19 J
E = E2 - E1 = (-5.445 x 10-19 J) – (-2.178 x 10-18 J) = 1.633 x 10-18 J
mJ
smsJ
E
hc 718
834
10216.110633.1
/109979.2)(.10626.6(
soal
Hitunglah : energi yang dibutuhkan untuk menghilangkan e- dari atom H dalam keadaan dasar.Jawab: penghilangan e- dari atom H dlm keadaan dasar :
nawal = 1 ke nakhir =
E = -2.178 x 10-18 J
energi yg dibutuhkan utk menghilangkan e- dari
atom H dlm keadaan dasar : 2.178 x 10-18 J.
soal
awalnakhirnJE
2218 11
10178.2
Warna Biru dalam kembang api sering didapat dari pemanasan CuCl sekitar 1200oC. Kemudian senyawa memancarkan cahaya biru yg memiliki panjang gelombang 450 nm. Berapa kenaikan energi (kuantum) yg dipancarkanpada 4.50 x 102 nm oleh CuCl?
E = h = (6.626 x 10-34J.s)(6.66 x 1014 s-1)
= 4.41 x 10-19J
CuCl memancarkan cahaya pada 450 nmDgn energi sebesar of 4.41 x 10-19J
E = h
1147
8
1066,61050.4
/109979.2 sxmx
smxcv
PERKEMBANGAN MODEL ATOM
Model Atom Mekanika Kuantum
* Tdk mungkin dpt ditentukan kedudukan dan momentum st benda secara seksama pd saat bersamaan,
* yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan e pd jarak tertentu dari inti atom”.
* Daerah ruang di sekitar inti dgn kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital
PERKEMBANGAN MODEL ATOM
Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum
• Orbitalmenggambarkan tingkat energi e• Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama
atau hampir sama akan membentuk sub kulit. • Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.
teori kuantum
* Menurut teori kuantum kedudukan elektron-elektron di dalam kulit atau tingkat energinya ditentukan oleh bilangan-bilangan kuantum
* Ada 4 bilangan kuantum yang digunakan untuk
menentukan kedudukan elektron di dalam atom, yaitu
* Bilangan Kuantum Utama (n) * Bilangan Kuantum Azimut (l) * Bilangan Kuantum Magnetik (m) * Bilangan Kuantum Spin
Bilangan Kuantum Utama (n)
: Menyatakan kulit tempat dimana ditemukannya elektronNilai bilangan n : 1, 2, 3 sampai ke-n. Kulit diberi nama K,L,M,N
Bilangan Kuantum Azimut (l)
: Menunjukkan jumlah sub kulit yg terdpt dalam kulit. Harga bilangan kuantum azimut: l = 0, 1, 2, … (n – 1)
Bilangan Kuantum Magnetik (m)
: Menunjukkan banyaknya orbital yang terdapat di dalam tiap-tiap sub kulit.Nilai bilangan kuantum magnetik (m) : antara - l sampai + l.• Tiap harga m mengandung satu orbital • tiap orbital maksimum berisi 2 elektron.
Soal:
Tentukan ke tiga bilangan kuantum yang dimiliki oleh elektron pada subkulit 4d!
Elektron pada subkulit 4d :
Bilangan Kuantum Spin(s)
: menyatakan arah rotasi elektron pada porosnya. Ada dua arah rotasi yaitu: * searah jarum jam → nilai s=+½ → dinyatakan dgn panah keatas * berlawanan arah jarum jam → nilai s= - ½ → dinyatakan dengan panah kebawah
Hubungan ke 4 bilangan kuantum
SIMBOL UNSUR
Unsur dilambangkan oleh 1 atau 2 huruf
C12
6
SIMBOL UNSUR
Nomor massa(jumlah proton+neutron)
Nomor atom(jumlah proton/elektron)
Isotop
Atom dari unsur yang sama, tetapi nomor massa berbeda
Isotop memiliki jumlah netron yang berbeda
116C
126C
136C
146C
Ar/Mr
Dalam perhitungan yang digunakan adalah rata-rata massa.
Massa rata-rata dihitung dari isotop suatu unsur dengan kelimpahan relatifnya.
Massa 1 atom X rata-rata = {(%X1.massa X1) + (%X2.massa X2)}
% X = persentase atom
Massa X1 = massa isotop ke-1
Massa X2 = massa isotop ke-2
soal
Oksigen di alam terdiri dari 3 isotop sbb:
99,76% 0,04% 0,20%
Hitung: massa atom rata-rata (Ar) dari oksigen
16
100
1820.01704.01676.99
xxxAR
99,76% 0,04% 0,20%
soal
Tembaga memiliki dua isotop, yaitu 63Cu dan 65Cu. Jika Ar rata-rata Cu=63,5,Tentukan : % kelimpahan isotop 63Cu dan 65Cu
Misalkan, 63Cu = P1= a %,
65Cu = P2= (100-a) %
63,5 x 100 = 63a+6500-65a6350-6500 = 63a-65a
-150 = -2aa = 75
isotop 63Cu = 75% isotop 65Cu = 25 %
Konfigurasi elektron
• Dalam setiap atom telah tersedia orbital-orbital, akan tetapi belum tentu semua orbital ini terisi penuh.
• Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan. antara lain: * Prinsip Aufbau : ” elektron-elektron mulai
mengisi orbital dgn tingkat energi terendah dst“
soal
Buat Konfigurasi 20Ca
20Ca : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
disingkat menjadi Ca: [Ar] 4s2
Konfigurasi elektron gas mulia :
Skema ini digunakan untukmemudahkan dalam meng-ingat
Kaidah Hund
Elektron tidak akan berpasangan sebelum orbital dengan energi setingkat terisi
Oksigen: 1s22s22p4 Oksigen: 1s 2s 2p
Electron Configurations
Contoh-Tulis Konfigurasi elektron dari Mangan.
Mn Z = 25, memiliki 25 e−
Berdasarkan urutan mengisi subkulit, kita akan membutuhkan 7 subshells pertama
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
Subkulit S berisi 2 e−
Subkulit p berisi 6 e−
Subkulit d berisi 10 e−
2 e−
+2 = 4e−
+6 +2 = 12e−
+6 +2 = 20e−
1s 2s 2p 3s 3p 4s
Jadi konfigurasi elektronnya adalah1s22s22p63s23p64s23d5
+10 = 30e−3 d
Elektron Valensi
• Elektron valensi adalah elektron yang berada pada kulit yang terluar
• Elektron valensi berperan pada pembentukan ikatan kimia
• Unsur-unsur yang mempunyai elektron valensi sama mempunyai sifat-sifat kimia sama
Na (no. atom 11). [Ne]3s1
1 elektron valensi
Te (no. atom 52). [Kr]5s24d105p4
6 elektron valensi
3s
5s 5p4d
• Sifat suatu materi secara keseluruhan ditentukan oleh sifat atom-atomnya
• Oleh karena itu atom-atom digolongkan kedalam kategori yang mempunyai kesamaan sifat
• unsur disusun berdasarkan kenaikkan nomor atomnya, sifatnya akan berulang secara berkala . Penyusunan ini dinamakan Sistem Periodik
• Sistem ini terdiri dari dua deret, deret horisontal disebut periodik dan deret vertikal disebut golongan.
48
Electron Configurations and the Periodic Table
ns1
ns2
ns2
np1
ns2
np2
ns2
np3
ns2
np4
ns2
np5
ns2
np6
d1
d5 d10
4f
5f
Konfigurasi Elektron dalam Keadaan Dasar
Klasifikasi Unsur
Kolom menunjukkan Golongan. Golongan memiliki sifat kimia dan fisika yang mirip, dan juga memiliki
elektron valensi yang sama.
Baris menunjukkan periode.
Nomer Periode sesuai dengan tingkat energi dasar suatu unsur.
Apa Tingkat Energi Dasar Nickel, Ni? 4, karena berada pada baris ke-4
ORBITAL dan TABEL PERIODIK
mengisi suborbital s
Mengisi suborbital p
ORBITAL dan TABEL PERIODIK
ORBITAL dan TABEL PERIODIK
Mengiisi suborbital d
soal
Tentukan golongan dan periode unsurNo: 15 , 19, 24, 25,26,27,28, 29,30
Kecenderungan Periodik
Energi Ionisasi Afinitas Elektron Jari-jari Atom
KECENDERUNGAN PERIODIK DALAM SIFAT ATOM
KECENDERUNGAN PERIODIK DALAM SIFAT ATOM
4 p+
2e-
2e-
12 p+
2e-
8e-
2e-
Be (4p+ and 4e-)
Group IIA
Mg (12p+ and 12e-)
Ca (20p+ and 20e-)
16 p+
2e-
8e-
2e-
8e-
Li (3p+ and 3e-)
Periode 2
Be (4p+ and 4e-) B (5p+ and 5e-)
6 p+
2e-
4e-
C (6p+ and 6e-)
8 p+
2e-
6e-
O (8p+ and 8e-)
10 p+2e-8e-
Ne (10p+ and 10e-)
2e-
1e-
3 p+
2e-
2e-
4 p+
2e-
3e-
5 p+
Energi Ionisasi
Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari atom gas atau ion.
X(g) → X+(g) + e–
Mg → Mg+ + e– I1 = 735 kJ/mol (1st IE)
Mg+ → Mg2+ + e– I2 = 1445 kJ/mol (2nd IE)
Mg2+ → Mg3+ + e– I3 = 7730 kJ/mol (3rd IE)
KECENDERUNGAN PERIODIK DALAM SIFAT ATOM
KECENDERUNGAN PERIODIK DALAM SIFAT ATOM
Energi Ionisasi pertama meningkat dr kiri ke kananMengapa ???
* Energi ionisasi ditentukan oleh muatan inti dan jari-jari atom
* Makin besar muatan inti makin kuat elektron tertahan, sehingga diperlukan energi ionisasi yang makin besaruntuk melepaskan elektron dari atom
* Makin kecil jari-jari, makin kuat tarikan inti terhadap elektron sehingga energi ionisasi makin besar.
Besarnya energi ionisasi sesuai dengan tanda panah,
Semakin ke kanan Energi Ionisasi meningkat
Semakin ke atas, energi ionisasi meningkat
Golongan VIII memiliki energi ionisasi terbesar
Affinitas elektron:
: besarnya energi yang dibebaskan pada saat
atom suatu unsur dalam keadaan gas
menerima elektron
Keelektronegatifan :
: kemampuan atom suatu unsur untuk
menarik elektron ke arah intinya dan digunakan bersama
Tren pada Karakter Logam
soal
Ion X+2 , mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s24p6
Tentukan: unsur X termasuk pada golongan berapa.
Jawab: Konfigurasi X+2 : 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s24p6 → X melepas 2 elektronKonfigurasi X : 1s2 2s22p6 3s23p6 3d10 4s24p6 5s2 → X golongan II A
Ion
Saat atom kehilangan atau memdapat elektron, maka menjadi ion. Kation bermuatan positif dan dibentuk oleh unsur di
sisi kiri garis merah. Anion bermuatan negatif dan dibentuk oleh unsur di
sisi kanan garis merah.
Konfigurasi elektron gas mulia
Gas mulia memiliki 8 elektron valensi. Krecuali He, hanya 2 electrons.
Gas mulia bersifat iner. He and Ne praktis inert.
Alasan gas mulia sehingga non-reaktif adalah bahwa konfigurasi elektron gas mulia sangat stabil.
Semua ingin seperti Gas Mulia!
Logam-logam alkali :
memiliki satu e- lebih banyak dari gas mulia sebelumnya.
Dalam reaksi mereka, logam alkali cenderung kehilangan e-, sehingga konfigurasi elektron = gas mulia.
Membentuk kation dgn muatan +1.
7474
Konfigurasi elektron halogen memiliki satu e- lebih sedikit dibandingkan gas mulia
Dalam reaksi dgn logam, halogen cenderung utk mendptkan e- dan mencapai konfigurasi elektron gas mulia ,membentuk anion muatan -1
Dalam reaksi dgn nonmetals, cenderung untuk berbagi e- sehingga masing-masing mencapai konfigurasi elektron gas mulia.
Semua ingin seperti Gas Mulia!