STUKTUR ATOM

STUKTUR ATOMSTUKTUR ATOMSTUKTUR ATOMSTUKTUR ATOM

PETA EKSPEDISI

ATOM

Model Atom

Model Atom Dalton

Model Atom Awan Elektron

Model Atom Thomson

Model Atom Rutherford

Model Atom Bohr

Nomor Massa

Nomor Atom

Isotop

Isoton

Isobar

Partikel Atom

Inti Atom Elektron

Proton Neutron Konfigurasi Elektron Elektron Valensi

BendaTersuasun dari

Tersusun dari

Mem

punyai

MenemukanDijelaskandengan

Berkaitan dengan

Digam

barkan dengan

STUKTUR ATOMSTUKTUR ATOM

Partikel-Partikel Penyusun Atom

Model-Model Atom

Pengertian Atom

Konfigurasi Elektron

Susunan Atom

web

Pengertian Atom

Atom didefinisikan sebagai partikel terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi-bagi lagi, akan tetapi dari hasil penemuan selanjutnya ternyata atom masih terdiri atas partikel-partikel yang lebih kecil lagi yang disebut partikel sub atom. Partikel sub atom tersebut adalah;

End

No. Partikel Sub atom

Lambang Penemu / Th Massa (sma)

Massa (Kg) Muatan

1. Proton p Goldstein, 1886

1,00728 1,6726 X 10-27 +1

2. Neutron n J. Chadwick, 1932

1,00866 1,6749 X 10-27 0

3. Elektron e J. Thomson, 1897

0,00055 9,1095 X 10-31 -1

Partikel-Partikel Penyusun Atom

Elektron

Proton

Neutron

Dari hasil penemuan, ternyata atom terdiri atas partikel-partikelYang sederhana, yang disebut partikel sub atom. Partikel-partikel sub atom tersebut adalah : proton, elektron,dan neutron.

1. Model Atom Dalton (1805)

Model-Model Atom

2. Model Atom Thomson (1897)

3. Model Atom Rutherford (1911)

4. Model Atom Niels Bohr (1914)

5. Model Atom Modern

6. Kelebihan dan Kelemahan dari Setiap Model Atom

Hasil eksperimen yang memperkuat konsep atom menghasilkan gambaran mengenai susunan partikel-partikel di dalam atom. Gambaran ini berfungsi untuk memudahkan dalam memahami sifat-sifat kimia suatu atom.Gambaran susunan partikel-partikel dasar dalam atom disebut model atom.Marilah kita pelajari satu persatu masing-masing konsep/model atom tersebut.

Proton

Proton merupakan partikel bermuatan positif, posisinya terletak didalam inti atom.

Pn

Inti atom, terdapat protondan neutron

Kulit-kulitatom

e

ee

e

Goldstein berhasil menemukan adanya partikel bermuatan positif dalam atom. Partikel tersebut dinamakan proton. Setelah penemuan proton, Rutherford juga berhasil membuktikan proton terletak ditengah-tengah ruang atom (inti atom).

End

Elektron

Pn

Inti atom, terdapat protondan neutron

Kulit-kulitAtom terdapat elektron

e

ee

e

Elektron merupakan partikel atom yang pertama kali ditemukan, Elektron ditemukanOleh Joseph John Thomson seorang ilmuan inggris. Penemuannya berawal dariPercobaan tabung sinar katoda pada 1897. Istilah elektron sendiri pertama kali Dikemukakan oleh George Johnston Stoney pada 1891.

Gambaran Posisi Elektron dalam Atom

End

Neutron

Pn

Inti atom, terdapat protondan neutron

Kulit-kulitAtom terdapat elektron

e

ee

e

Keberadaan proton didalam inti atom ternyata tidak sendirian. James ChadwickSeorang ilmuan Inggris berhasil menemukan adanya neutron dalam inti atom Pada 1932.

Gambaran Posisi Neutron dalam Atom

End

Model Atom Dalton

John Dalton

Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukumsusunan tetap (hukum prouts). Lavoiser menyatakan bahwa "Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi". Sedangkan Prouts menyatakan bahwa "Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap". Dari kedua hukumtersebut Dalton mengemukakan teori tentang atom sebagai berikut:

1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-

atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan

sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari

atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti padatolak peluru. Seperti gambar berikut ini:

Atom adalah partikel terkecilDan tidak dapat dibagi lagi. Bentuk seperti Bola Pejal.

Gambar. Model Atom Dalton

Model atom Dalton, seperti bola pejal

Kelebihan Teori Atom Dalton

1. Dapat menjelaskan hukum kekekalan massa.

Jika atom-atom dari unsur-unsur tidak dapat dihancurkan, maka atom-atom yangsama harus ada setelah reaksi selesai. Seperti halnya sebelum reaksi berlangsung maka massa keseluruhan dari pereaksi dari hasil reaksi harus sama.

2. Dapat menjelaskan hukum perbandingan tetap.

Jika semua atom dari sebuah unsur memiliki massa yang sama, dan jika satuan-satuanAtom memiliki perbandingan tetap, persentase susunan senyawa harus memiliki nilaitertentu, dengan mengabaikan ukuran contoh yang dianalisis atau keadaan semula.

Kelemahan Teori Atom Dalton

1. Asumsinya bahwa semua atom dari suatu unsur memiliki massa dan sifat yang samaterbukti tidak benar.Setelah diketemukannya isotop oleh Mc. Coy dan Ross pada 1907. Isotop yang hampir tidak dapat dipisahkan satu sama lain secara kimia, Mempunyai susunan elektron yang sama tetapi mempunyai massa yang berbeda.

2. Asumsinya bahwa selama reaksi kimia, atom tidak bisa diciptakan dan dimusnahkan (tidak mengalami perubahan), teori ini kurang tepat. Bagaimana atom dapat saling mengadakan ikatan baik dengan atom-atom lain yangsejenis maupun yang tidak sejenis, jika sama sekali tidak mengalami perubahan?sekarang ditemukan fakta bahwa ada sedikit perubahan energi listrik pada bagian luar atom sehingga atom dapat mengadakan ikatan satu dengan lainnya.

3. Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik? padahal listrik adalah elektron yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menyebabkan terjadinya

daya hantar listrik.

End

Model Atom Thomson (1897)

Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang SINAR KATODE dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron. Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positif untuk menetralkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson.

Percobaan Sinar Katode

Hasil pengamatan:1. Sinar katoda dibelokkan oleh medan magnet, tertarik oleh lempeng logam positif, tetapi ditolak oleh lempeng negatif.2. Setelah menghitung dan membandingkan nilai muatan partikel (e) dan massa (m), diperoleh nilai perbandingan e/m=1,76X 108 coulomb/gram. Nilai ini sama untuk semua gas.

Kesimpulan:1. Setiap gas menghasilkan sinar katoda yang sama.2. Sinar katoda ini disebut elektron dan bermuatan negatif.

Animasi Percobaan Sinar KatodaYang dilakukan Thomson.

Kutub Positif magnet

Kutub Negatif magnet

Menurut Thomson, Atom adalah materi yang bermuatan positif dan didalamnya Tersebar elektron (muatan negatif) bagaikan kismis dalam roti kismis.

BermuatanPositif

Muatan Negatif(elektron) tersebar

Roti kismis

Gambar. Model atom Thomson seperti roti kismis

Kelebihan

Kelemahan

Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.

Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

End

3. Model Atom Rutherford (1911)

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.

Percobaan Rutherford

Model atom Rutherford seperti tata surya

Elektron mengelilingi intiDalam atom.

Kelebihan teori atom Rutherford

Kelemahan teori atom Rutherford

Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti

Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama - kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti Ambilah seutas tali dan salah satu ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu sedangkan ujung yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Benar. Lama kelamaan putarannya akan pelan dan akan mengenai kepala Anda karena putarannya lemah dan Anda pegal memegang tali tersebut. Rutherford telah dikenalkan lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit.

End

Model Atom Niels Bohr (1914)

Niels Bhor mengemukakan, Atom terdiri atas inti atom yangBermuatan positif dan dikelilingi elektron-elektron yang beredarPada kulit-kulit atom tanpa disertai pemancaran atau penyerapan energi.

Inti atom, bermuatanpositif

Kulit-kulit Atom, terdapat Elektron yang beredar mengelilingi inti

Model Atom Niels Bohr

Kelemahan dari Rutherford diperbaiki oleh Niels Bohr dengan percobaannya menganalisa spektrum warna dari atom hidrogen yang berbentuk garis. Hipotesis Bohr adalah :

1. Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.

2. 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.

Model atom Bohr digambarkan sebagai berikut

Kelebihan

Kelemahan

End

Berdasarkan hasil penelitian berikutnya terbukti bahwa gerakan elektron menyerupaiGelombang. Oleh karena itu posisi elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti. Jadi orbit Lingkaran dengan jari-jari tertentu yang diungkapkan Niels Bohrtidak dapat diterima.

Tidak dapat menjelaskan spekrum warna dari atom berelektron banyak. Sehingga diperlukan model atom yang lebih sempurna dari model atom Bohr.

Kelebihan atom Bohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.

Model Atom Modern (mekanika gelombang/mekanika kuantum)

Model Atom Mekanika Gelombang menjelaskan bahwa didalam atom elektron beredar Pada orbital-orbital yaitu daerah disekitar inti atom dengan kebolehjadian menemukan Elektron.

Model Atom Mekanika Gelombang

Awan elektron

Teori atom mekanika gelombang memiliki persamaan dengan teori atom Niels Bohr Dalam hal tingkat-tingkat energi atau kulit-kulit atom, tetapi berbeda dalam hal bentukLintasan elektronnya. Dalam teori mekanika gelombang posisi elektron adalah tidakPasti. Hal yang dapat ditentukan mengenai keberadaan elektron dalam atom adalahDaerah dengan peluang terbesar untuk menemukan elektron, daerah tersebut dinamakanOrbital.

End

Model Atom Kelebihan Kelemahan

Menurut Dalton seperti bola pejal

Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom

Tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik, jika atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur dan tidak dapat dibagi lagi

Menurut Thomson seperti roti kismis

Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur. Selain itu juga memastikan bahwa atom tersusun dari partikel yang bermuatan positif dan negatif untuk membentuk atom netral. Juga membuktikan bahwa elektron terdapat dalam semua unsur

Belum dapat menerangkan bagaimana susunan muatan positif dalam bola dan jumlah elektron 

Rutherford seperti planet bumi mengelilingi matahari

Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti

Model tersebut tidak dapat menerangkan mengapa elektron tidak pernah jatuh ke dalam inti sesuai dengan teori fisika klasik

Niels Bohr seperti bola, dengan inti atom yang dikelilingi sejumlah elektron

Mempu membuktikan adanya lintasan elektron untuk atom hidrogen

Hanya dapat menerangkan atom-atom yang memiliki elektron tunggal seperti gas hidrogen, tetapi tidak dapat menerangkan spektrum warna dari atom-atom yang memiliki banyak elektron

Kelebihan dan Kelemahan dari Setiap Model Atom

End

Dengan ditemukannya struktur atom, maka perbedaan antara atom yang satu dengan yang lainnya dapat dijelaskan. Perbedaan tersebut disebabkan oleh perbedaan susunan,yaitu jumlah proton, elektron, dan neutronnya. Dalam kaitan dengan susunan atom, kitaperlu memahami beberapa istilah, yaitu:

Susunan Atom

1. Nomor Atom

2. Nomor Massa

3. Notasi Susunan Atom

4. Isotop

6. Isoton

5. Isobar

Nomor Atom (Z)

Nomor atom adalah bilangan yang menunjukkan jumlah proton didalam inti atom.Nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron dalam atom.

Contoh : Nomor atom Na = 11 Artinya : - Jumlah proton = 11- Jumlah elektron = 11

End

11 proton pada Inti atom

11 Elektron pada semua kulit atom

Na2411

Nomor Massa (A)

Nomor Massa adalah bilangan yang menunjukkan jumlah proton + neutron dalam inti atom.

End

Na2411

Ada 11 proton dan 13 neutronSehingga nomor massa = 24

Notasi Susunan AtomNotasi Susunan Atom

XA

Z

Nomor Massa( Jumlah Proton + Neutron) dalam inti atom

Lambang Unsur

Nomor Atom ( Jumlah Proton) dalam inti atom

Jumlah proton, elektron dan neutron dalam suatu atom dinyatakan dengan lambang(notasi) sebagai berikut.

Contoh soal

Na2311

Jumlah Proton = 11Jumlah Elektron = 11Jumlah Neutron = 23 - 11=12

Artinya

Nomor Massa

Nomor Atom

Tentukan jumlah proton, elektron dan neutron pada atom Na2311

Jawab;

Keterangan; Jumlah proton diketahui dari nomor atom, Jumlah elektron Diketahui dari nomor atom, sedangkan jumlah neutron adalah nomor massa dikurangi nomor atom.

Contoh lain

Tentukan jumlah proton, elektron dan neutron pada ion dibawah ini !

End

Jawab :

-2168 O 224

12 Mg

-2168 O

a. b.

22412 Mg

Jumlah proton = 8Jumlah elektron = 8+2 = 10Jumlah neutron = 16- 8 = 8

Keterangan; Jumlah proton diketahui dari nomor atom, jumlah elektron diketahuimelalui menjumlahkan nomor atom dengan muatan ion (muatan ion negatif menunjukkan kelebihan elektron dalam atom) sehingga 8 elektron + 2 elektron=10 elektron.

Jumlah proton = 12Jumlah elektron = 12 – 2 = 10Jumlah neutron = 24 – 12 = 12

a.

b.

Keterangan; Jumlah elektron diketahui dengan menjumlahkan nomor atom dengan muatan ion (muatan ion positif menunjukkan kekurangan elektron dalam atom) sehingga 12 elektron – 2 elektron = 10 elektron.

Isotop Unsur-unsur yang mempunyai nomor atomsama tetapi nomor massanya berbeda. misalnya:

C146 C13

6 C126

dengan dengan

Nomor Atom sama,Yakni 6

Dengan kata lain isotop merupakan unsur-unsur sejenis yang memiliki jumlahProton sama tetapi jumlah neutron bebeda.

End

Nomor Massa beda

Isobar Unsur-unsur yang mempunyai nomor massa sama tetapi nomor atomnya berbeda, pada unsur yang berbeda pula. misalnya:

C146 N14

7dengan

End

Nomor Atom beda

Nomor Massa sama, yakni 14

Isoton Unsur-unsur yang mempunyai jumlah neutron sama. misalnya:

C146 N15

7dengan

Neutron =14 – 6 = 8

End

Neutron =15 – 7 = 8

Jumlah neutron masing-masing unsur diatas adalah 8. Sehingga kedua Unsur tersebut termasuk kedalam kelompok isoton. Isoton terjadi padaUnsur-unsur yang berbeda.

Konfigurasi ElektronKonfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron adalah menggambarkan susunan elektrondalam atom.

Menurut Niels Bhor bahwa atom terdiri atas kulit-kulit atom/ kulit-kulit elektron. Elektron beredar mengelilingi inti pada kulit-kulit atom. Kulit-kulit atom disebut juga lintasan elektron dengan tingkat energi berbeda-beda. Kulit yang paling dalam (paling dekat dengan inti atom) mempunyai tingkat energi paling rendah.

Kulit-kulit atom mempunyai nomor: 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7,……dst.Dan diberi lambang berturt-turut : K, L, M, N, O, P , Q, …..dst.

Pengisian elektron pada Kulit-kulit atom memenuhi rumus:

Dimana n = nomor kulit2n2

Jadi, Kulit K (n=1) = jumlah maksimum elektron: 2.12 = 2 elektronKulit L (n=2) = jumlah maksimum elektron: 2. 22 = 8 elektronKulit M (n=3) = jumlah maksimum elektron: 2. 32 =18 elektronKulit N (n=4) = jumlah maksimum elektron: 2. 42 =32 elektronKulit O (n=5) = jumlah maksimum elektron: 2. 52 = 50 elektron dst.

Elektron valensi adalah elektron yang terdapat pada kulit terluar.

Contoh Soal

Elektron valensi = 1

Konfigurasi elektron dari Beberapa atom, clik disini!

28

1

1. Buatlah konfigurasi elektron dari atom

Na2311

Na2311

Contoh;

Jawab;

Gambaran pegisian elektron dalam atom adalah sebagai berikut;

Contoh lain

Na2311

= 2, 8, 1

End

Contoh;

1. Buatlah konfigurasi elektron dari atom dibawah ini dan tentukan Elektron valensinya!!

Br35

K19

Cs55

Br35

K19

Cs55

Jawab:

= 2, 8, 9 (belum stabil) menjadi, = 2, 8, 8,1 (stabil)

= 2, 8, 18, 7

= 2, 8, 18, 27 (belum stabil) menjadi,= 2, 8, 18, 18, 9 (belum stabil) menjadi,= 2, 8, 18, 18, 8, 1

Catatatan : Pada kulit terakhir (terluar) maksimum hanya diisi 8 elektron, Apabila lebih harus dipecah.

Elektron valensi = 1

Elektron valensi = 7

Elektron valensi = 1