Partikel dasar penyusun atom adalah proton dan neutron (inti atom) serta elektron (ruang kebolehjadian di sekitar atom)

Tabel Massa dan Muatan Partikel Penyusun Atom

Berdasarkan percobaan sinar katoda oleh Sir William Crookes, 1879 menemukan elektron

Sir Joseph j. Thompson menemukan angka banding muatan (e) terhadap massa (m) elektron (e/m) = 1,76 x 108 Coloumb per gram

Robert A. Milikan, 1906 menemukan harga muatan elektron melalui percobaan tetes minyak = -1,6 x 10-19 Coloumb

Gambar tetes minyak milikan

Eugen Goldstein menata kembali tabung Crookes, menemukan sinar terusan yang besarnya merupakan kelipatan 1,6 x 10-19 C disebut proton

Gambar tabung sinar terusan

Ernest Rutherford meradiasi lempeng tipis emas dengan sinar alpha yang bermuatan positif menemukan bahwa bagian terbesar dari atom merupakan ruang kosong

Radiasi lempeng emas Rutherford

Tahun 1932, James Chadwick mengamati bahwa berilium ditembak dengan partikel alpha memancarkan suatu partikel dengan daya tembus yang sangat tinggi dan tidak dipengaruhi oleh medan magnet dan medan listrik, diberi nama neutron

Neutron memiliki massa hampir sama dengan proton dan tidak bermuatan

Henry Moseley, 1914 penembakan suatu anoda dengan sinar katoda menghasilkan sinar x

Muatan inti bertambah dari satu atom ke atom lain sebesar satu satuan elektron disebut nmor atom

Hasil analisis spektrograf massa menunjukkan bahwa satu unsur terdiri dari atom-atom yang massanya berbeda-beda.

Atom atom dari unsur yang sama tetapi massa berbeda disebut isotop

Suatu sistem apabila menerima dan melepaskan energi, energi ini harus berbentuk kuantum sebanding dengan frekuensinya

Efek fotolistrik : apabila seberkas cahaya ditembakkan ke permukaan logam, menimbulkan pancaran elektron dan permukaan logam menjadi bermuatan positif

Einstein mengajukan bahwa radiasi elektromagnetik bersifat partikel, partikel cahaya disebut foton

Model atom Bohr,

Postulat Bohr:1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang

diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Elektron bergerak menetap pada lintasan stasioner

2. Selama elektron berada pada lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan atau diserap

3. Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan satu ke lintasan stasioner lainnya

4. Lintasan stasioner yang diizinkan mencerminkan sifat-sifat elektron yang mempunyai besaran khas

Teori atom Bohr dapat menjelaskan garis spektrum emisi dan absorpsi dari atom hidrogen

Suatu atom berada pada keadaan stabil memiliki energi terendah disebut keadaan tingkat dasar

Keadaan dimana n>1 tidak stabil dibanding tingkat dasar disebut keadaan tereksitasi

Gambar tingkat energi atom hidrogen menurut Bohr dan garis spektrumnya

Dualisme Partikel-Gelombang: Menurut De Broglie, setiap materi yang bergerak,

berukuran kecil maupun besar mempunyai lintasan gerak gelombang

Prinsip ketidakpastian Heisenberg: tidak mungkin dapat mengetahui pada waktu bersamaan baik momentum maupun posisi denan tepat dari suatu partikel, seperti elektron

Yang paling mungkin adalah peluang untuk menemukan elektron dengan kecepatan dan energi tertentu dalam wilayah tertentu pada waktu tertentu, orbital

Model atom mekanika kuantum mengemukakan pergerakan elektron dalam mengelilingi inti atom digambarkan dalam bentuk orbital-orbital atau awan elektron, dan penghunian elektron dalam orbital-orbital diterangkan dengan seperangkat bilangan kuantum, yang merupakan hasil kajian matematik terhadap fenomena atom

Orbital didefinisikan sebagai ungkapan matematik untuk menemukan elektron di sekeliling inti

Bilangan kuantum dan orbital: Bilangan kuantum utama (n) merupakan

penentu utama tingkat energi elektron dan ukuran orbital, berharga 1,2,3,…

Kulit adalah himpunan orbital-orbital dengan bilangan kuantum yang sama

Jumlah orbital dalam kulit diberikan oleh n2

Bilangan kuantum Azimut (l): momentum sudut yang menentukan bentuk orbital

Harga yang mungkin untuk l = n-1, merupakan bilangan bulat dari: 0,1,2, …(n-1)

Menunjukkan berapa banyak subkulit yang terdapat dalam kulit,

Subkulit diseri tanda huruf kecil dari s, p, d, f, …

Bilangan kuantum magnetik (m): Bilangan kuantum menggambarkan orientasi

orbital dalam ruang aatau orientasi subkulit dalam kulit

Bilangan kuantum spin (s): menyatakan putaran elektron

Terdapat dua macam putaran elektron berlawanan arah saling meniadakan, berharga +1/2 dan -1/2

Wolfgang Pauli, prinsip larangan pauli menyatakan bahwa tidak ada elektron di dalam atom yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama

Bentuk orbital dan distribusi elektron

Pada atom berelektron banyak, tingkat energi orbital-orbital selain ditentukan oleh harga n juga harga l.

Konfigurasi elektron adalah suatu cara untuk menggambarkan sebaran elektron pada orbital yang tersedia dalam suatu atom

Jumlah orbital dalam suatu kullit dinyatakan dengan n2

Jumlah maksimum elektron yang menghuni satu kulit tertentu dinyatakan dengan rumus 2n2

Jumlah tiap subkulit adalah (2l + 1) Jumlah maksimum elektron yang dapat

menghuni masing-masing subkulit adalah 2(2l+1)

Prinsip Aufbau : elektron dalam atom sedapat mungkin memiliki energi terendah , penghunian elektron dimulai dari orbital dengan tingkat energi paling rendah

Prinsip Larangan Pauli : dalam suatu sistem atom maupun molekul, tidak terdapat dua elektron yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama

Aturan Hund, menyatakan bahwa : - pada pengisian elektron ke dalam orbital-orbital

yang tingkat energinya sama, sedapat mungkin elektron-elektron berada dalam keadaan tidak berpasangan

- jika dua elekron terdapat dalam dua orbital yang berbeda dengan tingkat energi yang s ama, maka energi terendah dicapai bila spinnya sejajar

Contoh konfigurasi elektron :

Bagaimana konfigurasi elektron: - 12Mg - 4Be -6C - 8O - 10Ne -17Cl - 13Al - 15P - 16S

Pada unsur transisi dari skandium sampai seng, energi orbital 3d terletak di bawah energi orbital 4s, sehingga elektron dikeluarkan lebih mudah dari orbital 4s dari pada elektron orbital 3d

Contoh : 21Sc = [Ar] 3d Hasil kajian menunjukkan bahwa orbital

yang terisi penuh dan setengah penuh menunjukkan struktur yang relatif stabil

- Misal : Cr = [Ar] 3d5 4s lebih stabil daripada bentuk Cr = [Ar] 3d4 4s2

Dasar penyusunnanya adalah : sifat unsur-unsur merupakan fungsi berkala dari nmor atom

Sistem periodik bentuk panjang disusun berdasarkan konfigurasi elektron atom unsur

Unsur-unsur dengan konfigurasi atom mirip mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip

Dalam sistem periodik, lajur dari kiri ke kanan dinamakan perioda,

Lajur dari atas ke bawah dinamakan golongan Berdasarkan konfigurasi elektronnya, unsur-

unsur dalam sistem periodik terbagi menjadi 4 blok :

- unsur-unsur blok s, blok p = unsur-unsur golongan utama

- unsur-unsur blok d = unsur golongan peralihan/ transisi

- unsur blok f = unsur golongan transisi dalam, 4f = lantanoida, 5f = aktinoida

Golongan dalam sistem periodik ditentukan oleh banyaknya elektron yang menghuni orbital-orbital dengan bilangan kuantum utama paling besar

- contoh: 4Be: 1s2 2s2 Perioda dalam sistem periodik

ditunjukkan oleh bilangan kuantum utama paling besar

- contoh: 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1

Ukuran atom dan ion : - jari-jari atom didefinisikan sebagai

setengah jarak antara atom-atom yang berdekatan dalam bentuk atom-atom mampat (padat)

- dalam golongan yang sama, ukuran atom dari atas ke bawah umumnya meningkat

- dalam perioda yang sama dari kiri ke kanan ukurannya mengecil

- ion positif memiliki ukuran lebih kecil dari atom netral, sebaliknya

Energi Ionisasi : - didefinisikan sebagai energi yang

diperlukan untuk mengeluarkan satu elektron dari atom dalam keadaan gas terisolasi, atau ion dalam keadaan dasar

- dalam golongan yang sama, dari atas ke bawah kenaikan ukuran atom umumnya menimbulkan penurunan dalam energi ionisasinya

- Pada periode yang sama, dari kiri ke kanan, umumnya energi ionisasi meningkat

Afinitas Elektron : - adalah energi yang dilepaskan atau diserap

jika elektron ditambahkan kepada atom keadaan gas atau ion dalam keadaan dasarnya

- Penambahan elektron terhadap suatu atom akan melepaskan energinya sebagai upaya elektron merespon gaya antaraksi inti

- secara umum, pada golongan yang sama dari bawah ke atas meningkat

- Pada perioda yang sama, dari kiri ke kanan meningkat