PPT-Struktur-Atom-dan-Sistem-Periodik-Unsur.ppt

Struktur Atom

1. 1
STRUKTUR ATOM DAN TABEL
PERIODIK

2. 3
1. TEORI ATOM
Lima belas abad S.M. Democritus (filusuf Yunani):
“ Semua materi terdiri dari zat yang sangat kecil,
berupa partikel yang tidak dapat dibagi lagi
 atom ( a= tidak, tomos = terbagi)”

3. 4
Teori Atom Dalton (1808)
Kimia modern diawali dengan
Teori Atom Dalton
•Semua materi terdiri dari partikel kecil yang
tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom
•Atom dari unsur yang sama identik (massa,
sifat kimia dan ukuran)
•Senyawa terdiri dari atom-atom dari unsur
yang berbeda yang bergabung dengan
perbandingan bilangan bulat yang sederhana
•Dalam reaksi kimia atom tidak diciptakan atau
hilang.

4. 5
• Hukum Perbandingan Tetap ( J. Proust, 1799)
• Hukum Kelipatan Perbandingan
• Hukum Kekekalan Massa (Lavoiseir, 1774)
Teori Atom Dalton

5. 6
Namun.....
Mulai tahun 1850 – abad 21
serangkaian penelitian menemukan
partikel subatomik :
•Elektron
•Proton
•Neutron
2. Struktur Atom

6. 7
Elektron

7. 8
Tabung Sinar Katoda
a. “Gas discharge tubes”a. “Gas discharge tubes”
b. Pembelokan sinar
katoda menuju logam
yang bermuatan positif

8. 9
J.J.Thomson (1856 – 1940). Ahli fisika dari Inggris
yang mendapatkan Penghargaan Nobel pada tahun
1906 untuk menemukan elektron
Dengan mengatur kekuatan
medan magnet dan listrik,
Thomson dapat menghitung
perbandingan muatan dan
massa elektron. (e/m) yaitu
–1,76 x 10
8
coulomb/gram.

9. 10
Robert Andrew Milikan (1868 – 1953). Ahli fisika dari
Amerika yang mendapatkan Penghargaan Nobel di
bidang fisika pada tahun 1923 untuk menemukan
muatan elektron
Karena e = - 1,6022 x 10
-19
C, maka m = 9,10 x 10
-28
kg

10. 11
RADIOAKTIVITAS
Antoine
Becquerel (1852 –
1908) Ahli fisika
dari Prancis yang
mendapatkan
Penghargaan
Nobel di bidang
fisika pada tahun
1903 untuk
menemukan
radioaktivitas dari
uranium

11. 12
Proton
dan
Nukleus

12. 13
Setelah menemukan
elektron, J.J.
Thomson
mengajukan Model
Atom, yang dikenal
dengan Model Atom
Thompson - Roti
Kismis. Elektron
(kismis) tersebar di
dalam badan atom
yang bermuatan
positif (roti)

13. 14
Ernest Rutherford (1871 – 1937). Ahli fisika dari New
Zealand yang mendapatkan Penghargaan Nobel di
bidang kimia pada tahun 1908 untuk menemukan
struktur atom yang memiliki nukleus

14. 15
Rutherford mengusulkan bahwa seluruh
muatan positif atom terpusat di inti atom
(nukleus) yang menjadi pusat massa atom.
Partikel yang bermuatan positif dalam nukleus
disebut proton.
Penelitian yang lain menemukan massa proton
= 1,67262 x 10
-24
g
(kira-kira 1840 kali massa elektron)

15. 16
Neutron

16. 17
Penemuan Rutherford meninggalkan satu
masalah......
Perbandingan jumlah proton H dan He  1 : 2
namun...
Perbandingan massa H dan He  1 : 4
Bagaimana Saudara menjelaskan
fenomena ini ?

17. 18
Penelitian Chadwick (1932), menemukan
partikel yang bermuatan netral dengan massa
hampir sama dengan proton  NEUTRON
H mengandung 1 proton
He mengandung 2 proton dan 2 neutron
maka...
Perbandingan massa H dan He  1 : 4

18. 19
Proton dan neutron
Proton dan neutron Proton dan neutron
terpaketkan dalam terpaketkan dalam
inti atom dengan inti atom dengan
ukuran yang sangat ukuran yang sangat
kecil.kecil. Elektron Elektron
bagaikan awan yang bagaikan awan yang
mengelilingi nukleus.mengelilingi nukleus.

19. 20
3. Nomor Atom, Nomor Massa dan Isotop
A
X
Z
X = Lambang unsur
Z = nomor atom (= jumlah proton)
A = Nomor Massa ( = jumlah proton + neutron)
Isotop  Atom dengan Z sama A beda

20. 21
4. Teori Kuantum (Max Planck, 1900)
•Planck mengatakan : Atom dan molekul
dapat menyerap atau mengemisikan energi
dengan jumlah yang terdiskritkan.
•Satuan terkecil dari energi tersebut disebut
kuantum
•Energi yang diserap atau diemisikan dalam
bentuk radiasi elektromagnetik

21. 22
• Setiap kuantum memiliki energi sebesar 
E = h.
E = energi (J)
h = konstanta Planck ( 6,63 x 10
-34
J.s)
 = frekuensi radiasi (s
-1
)
Untuk memahami Teori Kuantum Planck, kita harus
memahami sifat-sifat gelombang.

22. 23
Sifat Gelombang (rambatan energi)
 (panjang gelombang) = Jarak antara 2 bukit
(atau lembah)
 (frekuensi) = jumlah getaran perdetik
 x  = c
C = konstanta kecepatan cahaya ( 3x 10
-8
m/s)

23. 24
Radiasi Elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik : emisi atau transmisi energi
dalam bentuk gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik : gelombang yang
memiliki komponen medan listrik dan medan magnet.

24. 25
Jenis Radiasi Elektromagnetik

25. 26
TEORI ATOM
HIDROGEN BOHR

26. 27
Element from The Sun

27. 28
Spektrum Emisi
Spektrum emisi : spektrum garis atau kontinu dari
radiasi yang diemisikan oleh suatu zat
Spektrum garis: emisi cahaya dengan panjang
gelombang tertentu  Spektrum emisi atom
Spektrum kontinu: emisi cahaya dengan panjang
gelombang yang berkelanjutan 
Spektrum emisi molekul

28. 29
Spektrum Emisi Garis (diskontinu)

29. 30
Spektrum Emisi Kontinu

30. 31

31. 32
• Elektron berputar dalam jalur orbit
• Elektron tunggal atom hidrogen hanya dapat berada
pada orbit-orbit tertentu yang memiliki energi
tertentu
• Radiasi terjadi ketika elektron berpindah dari orbit
yang
memiliki energi lebih besar ke yang lebih kecil.

32. 33
Energi yang dimiliki elektron :
En = - R
H
( 1/n
2
)
R
H
= konstanta Rydberg : 2,18 x 10
-18
J
n= bilangan kuantum utama (kulit)  n = 1,2,3,...
Jika elektron berpindah dari n
a
– n
z
, maka :
E
n = E
z – E
a
E
n = R
H {( 1/n
a
2
) - ( 1/n
z
2
)}
Radiasi emisi  E
n
=
h.

33. 34

34. 35

35. 38
BILANGAN KUANTUM
Dalam mekanika kuantum, tiga bilangan kuantum
diperlukan untuk menggambarkan distribusi elektron
dalam suatu atom, yaitu :
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
2. Bilangan Kuantum Momentum Sudut (l)
3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Tiga bilangan kuantum ini dapat menunjukan tempat
orbital sebuah elektron berada.
Bilangan kuantum yang ke empat :
4. Bilangan kuantum spin (s),
menggambarkan sifat suatu elektron sehingga
dapat mengidentifikasi lebih spesifik lagi

36. 39
Menunjukkan …
• Tingkat energi suatu orbital.
• Jarak rata-rata suatu elektron dengan inti atom
• n = 1,2,3, …
n = 1 2 3 4 ...
Kulit K L M N ...
Bilangan Kuantum Utama, n

37. 40
Bilangan Kuantum Momentum Sudut
(azimuth) , l
Menyatakan …
• Bentuk orbital, l = 0  orbital s (bola)
l = 1  orbital p (balon terpilin)
l = 2  orbital d
l = 3  orbital f
• Sub kulit, pada kulit ke n, harga l yang mungkin 
l = 0 s/d (n-1)
Pada n = 1  l = 0 ( 1s)  1 sub kulit
n = 2  l = 0,1 (2s dan 2p)  2 sub kulit
n = 3  l = 0,1,2 ( 3s, 3p, 3d)  3 sub kulit
n = 4  l = 0,1,2,3 ( 4s, 4p, 4d, 4f)  4 sub kulit

38. 41
Orbital s
Orbital p

39. 42
Bilangan Kuantum Magnetik , m
Menggambarkan …
Arah orientasi ruang orbital,
Pada sub kulit l, maka nilai m yang
mungkin :
-l, (-l + 1),…,0,…,(+l –1), +l
Pada sub kulit s, l = 0  m = 0
(tidak punya arah orientasi ruang)
Pada sub kulit p, l = 1  m = -1, 0, +1
(punya 3 orbital dengan arah orientasi
ruang  p
x, p
y, p
z
)

40. 43
Bilangan Kuantum Spin , s
s = 1/2
s = - 1/2
Dalam satu orbital, dapat diisi max 2 elektron yang
memiliki arah rotasi yang berlawanan

41. 44
Tabel Hubungan n,l,m,s

42. 45
Jumlah Maksimum Elektron

43. 46
Orbital-orbital Atom
Orbital s
Orbital d
Orbital p

44. 47
Energi Orbital

45. 48
Urutan orbital berdasarkan tingkat energi

46. 49
Konfigurasi Elektron

47. 50
Prinsip Larangan Pauli
Dua buah elektron tidak mungkin memilki empat
bilangan kuantum yang sama keempat-empatnya
Dari tiga kemungkinan konfigurasi elektron He di
bawah ini, mana yang benar ? Berapakah empat
bilangan kuantum untuk masing-masing elektron ?
He
1s
2
1s
2
1s
2

48. 51
Paramagnetik dan Diamagnetik
Zat Paramagnetik  Dipengaruhi medan magnet (ada
elektron yang tidak berpasangan)
Zat Diamagnetik  Tidak dipengaruhi medan magnet
(elektron berpasangan semua)

49. 52
Aturan Hund
Konfigurasi elektron dengan arah elektron yang
paralel pada orbital-orbital dengan tingkat energi
yang sama adalah lebih stabil

50. 53
Prinsip Aufbau (“membangun”)
Elektron mengisi orbil atom satu demi satu dimulai
dari orbital dengan energi yang lebih rendah terlebih
dahulu
Kestabilan penuh – Kestabilan setengah penuh
Silahkan Saudara buat konfigurasi
24
Cr dan
29
Cu !
24
Cr [Ar] 4s
1
3d
5
29
Cu [Ar] 4s
1
3d
10
Nb : Kita dapat menggunakan lambang gas mulia
untuk menyingkat konfigurasi elektron

51. 54
Konfigurasi Elektron dan Tabel Periodik

52. 55
Tabel Periodik
Lavoisier ( 1789)  26 unsur
1870  60 unsur
Sekarang  114 unsur
Data tentang unsur perlu diorganisir agar mudah
dipelajari dan dipahami

53. 56
• Logam  kilap, dapat ditempa, penghantar panas
dan
listrik, membentuk senyawa dengan oksigen yang
bersifat basa
Mulanya, unsur dibagi jadi dua kelompok besar :
• Nonlogam  tidak mempunyai sifat khas, tidak
menghantar panas dan listrik (kecuali grafit) dan
membentuk oksida asam

54. 57
Triade Dobereiner ( 1817)
Menemukan tiga unsur dengan kemiripan sifat dan
ada hubungannya dengan massa atom relatif,
seperti :
Litium Kalsium Klor
Natrium Stronsium Brom
Kalium Barium Yod
Diamatinya bahwa Ar Br 80, kira-kira sama dengan
setengah dari jumlah Ar klor (35) dan Yod (127).
Ar Br = ½ ( 35 + 127) = 81

55. 58
Hukum Oktaf Newlands (1865)
John Newlands menemukan hubungan lain antara
sifat unsur dan massa atom relatifnya….
Jika ia menyusun unsur berdasarkan kenaikkan Ar,
maka setiap unsur kedelapan mempunyai sifat mirip
dengan unsur yang pertama  Hukum Oktaf
(sama halnya dengan oktaf dalam nada musik)
Li Be B C N O F
Na Mg Al Si P S Cl
K Ca Cr Ti Mn Fe

56. 59
Mendeleyev dan Meyer (1868)
Menyempurnakan susunan unsur Newlands dengan
menyelidiki lebih detil sifat fisika dan kimia dari unsur-
unsur yang sudah ditemukan.
Beberapa perbaikannya antara lain :
1. Selisih Ar dua unsur berurutan sekurang-
kurangnya dua satuan
2.Unsur-unsur transisi disediakan jalur khusus
3.Beberapa tempat dikosongkan untuk unsur-unsur
yang belum ditemukan saat itu (Ar = 44, 68, 72 dan
100)

57. 60
4. Koreksi Ar Cr bukan 43,3 tapi 52,0
5. Tanpa eksperimen mengubah valensi boron dan
aluminium dari 2 menjadi 3
6. Ia meramal sifat unsur yang belum dikenal seperti
ekasilikon (Ge)

58. 61
Keuntungan dari daftar Mendeleyef dalam memahami
sifat unsur :
1.Sifat kimia dan fisika unsur dalam satu golongan
berubah secara teratur.
2.Valensi tertinggi yang dapat dicapai unsur sama
dengan nomor golongan.
3.Sifat Li mirip dengan Mg. Sifat Be mirip dengan Al.
Sifat B mirip dengan Si. Kemiripan ini dikenal sebagai
hubungan diagonal.
4.Mendeleyey meramal sifat unsur-unsur yang belum
ditemukan
5.Daftar ini tidak mengalami perubhan setelah
ditemukan unsur-unsur gas mulia He, Ne, Ar, Kr, Xe,
Rn, diantara tahun 1890 – 1900.

59. 62
Tabel Periodik Modern
1.Daftar ini disusun berdasarkan konfigurasi elektron
2.Unsur dalam suatu jalutr vertikal mempunyai
struktur elektron terluar yang sama oleh karena itu
mempunyai sifat kimia yang mirip. Jalur ini disebut
“golongan”.
3.Ada perubahan sifat kimia secara teratur dalam
suatu jalur horisontal  “perioda”.

60. 63
Tabel Periodik Modern
Nama golongan : 1. Sistem IA-IIA-B-IIIA-VIIIA
2. Sistem baru (1985) 1 - 18

61. 64
Logam, Nonlogam dan Metaloid

62. 65
Sifat Periodik
1.Jari-jari Atom
Jarak dari inti atom ke elektron terluar ( ½ kali
ikatan kovalen molekul unsur diatomik)
Jari -jari atom
berkisar :
70 A
o
s/d 290 A
o
1 A
o
=

1.10
-10
m
(1 Angstrom)

63. 66
Variations in atomic and ionic radii in the periodic table. Variations in atomic and ionic radii in the periodic table.
Value are in picometersValue are in picometers

64. 67
Ukuran Ion

65. 68
2. Energi ionisasi
Energi ionisasi (EI) adalah energi yang dibutuhkan
untuk memindahkan satu elektron dari keadaan
terisolasi, atom gas atau ion dalam keadaan dasar.
X
(g)
 X
+

(g)
+ e
-
Energi ionisasi umumnya meningkat dari bawah ke
atas pada satu golongan dan meningkat dari kiri
kekanan dalam satu perioda.

66. 69
Grafik energi ionisasi pertama terhadap
nomor atom

67. 70

68. 71
3. Afinitas elektron
Afinitas elektron (EA) adalah jumlah energi yang
Dikeluarkan karena penambahan elektron pada atom
gas
atau ion dalam keadaan dasar.
X
(g)
+ e
-
 X
-

(g)

Afinitas elektron menjadi lebih eksotermik dari kiri ke
kanan
pada tabel periodik dan dari bawah ke atas.

69. 72