TEORI ATOM

 STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK  UNSUR

A. Struktur Atom
     1. Teori kuantum
                  Pada tahun 1900 Max Planck mengemukakan suatu hipotesis

         yang dikenal dengan Teori Kuantum . Menurut Max Planck ,

         pancaran radiasi eletromagnetik suatu benda disebut diskrit,

         berupa  paket-paket kecil atau kuanta atau atau partikel yang  disebut sebagai kuantum.Hipotesis Planck didukung oleh Einstein yang menyebut partikel radiasi Planck dengan sebutan foton. Setiap foton memiliki energi yang bergantung pada frekuensi atau panjang gelombang. Besar energi foton dapat dihitung dengan :

read more :D
Keterangan : E = energi radiasi
h = tetapan Planck = 6,63 x 10-34 joule detik-1
ν = frekuensi (detik-1)
c = cepat rambat cahaya = 3 x 108m detik -1
λ = panjang gelombang (m)

      2. Model Atom Bohr
        Pada tahun 1913 , Niels Bohr seorang fisikawan dari Denmark berhasil mengungkapkan teori kuantum guna menggambarkan struktur atom. Meskipun atom hidrogen hanya memiliki satu elektron saja,tetapi atom hidrogen juga memiliki lintasan-lintasan elektronseperti atom-atom lain.Ini terjadi saat elektron unsur hidrogen berpindah-pindah lintasan sambil memancarkan atau menyerap energi. Bohr berhasil merumuskan jari-jari lintasan dan energi elektron pada atom hidrogen. Jari-jari lintasan ke-n dalam atom hidrogen dirumuskan sebagai berikut.
dimana n = kulit elektron : 1,2,3,,,,,
a0= 0,53 A (53 pm)

       3. Hipotesis Louis de Broglie
         Pada tahun 1924 ,fisikawan dari Prancis , Louis de Broglie mengemukakan hipotesis tentang gelombang materi . Menurut de Broglie cahaya dan partikel-partikel kecil , pada saat tertentu dapat bersifat sebagai benda yang tersusun atas partikel ,tetapi dapat pula sebagai gelombang.Hipotesis Planck melalui persamaan


dimana λ = panjang gelombang
h = tetapan Planck
m = massa partikel
v = kecepatan

       4. Mekanika Kuantum
         Pada tahun1927 ,Erwin Schrodinger,ahli matematika dari Austria mengemukakan teori mekanika kuantum . menurutnya ,kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti ,yang dapat ditentukan adalah probabilitas atau kemungkinan menemukan elektron . daerah dengan probabilitas terbesar menemukan elektron disebut orbital.

      5. Bilangan Kuantum

          a. Bilangan kuantum utama: kulit K untuk n=1,kulit L untuk n=2,kulit M untuk n=3,kulit N untuk n=4 dan begitu seterusnya . Secara nyata orbital dengan bilangan kuantum berbeda ,mempunyai tingkat energi yang berbeda.
b. Bilangan kuantum azimuth (ℓ) : bilangan kuantum azimuth menyatakan subkulit.
Tabel jumlah subkulit pada setiap kulit
Kulit n Subkulit (ℓ)
K
L
M
N 1
2
3
4 0
0,1
0,1,2
0,1,2,3
c. Bilangan kuantum magnetik (m) : menentukan orientasi orbital dalam ruang disekitar inti atom.
Tabel jumlah Orbital setiap subkulit
ℓ Subkulit Harga m Jumlah orbital
0
1
2
3 s
p
d
f 0
-1,0,+1
-2,-1,0,+1,+2
-3,-2,-1,0,+1,+2,+3 1
3
5
7
d. Bilangan kuantum spin (s)
Bilangan kuantum spin menyatakan arah putar elektron terhadap sumbunya (berotasi) sewaktu elektron berputar mengelilingi inti atom. Bilangan kuantum spin dinotasikan dengan s. Arah rotasi elektron ada 2 kemungkinan ,yaitu searah jarum jam dan berlawanan dengan jarum jam. Oleh karenanya ,bilangan kuantum spin (s) mempunyai 2 harga yaitu +½ dan -½.

        6. Bentuk orbital dan orientasi orbital
a. Orbital s
Obital yang paling sederhana adalah orbital s. Orbital s berbentuk bola simetris .Ini berarti pada setiap jarak yang sama dari inti atom selalu ditemukan rapatan elektron yang sama. Semakin jauh dari inti atom .rapatan elektronnya semakin rendah
2s
3s
Semua orbital s,baik 1s,2s,3s, dan seterusnya semuanya berbentuk bola ,tetapi berbeda ukurannya . Semakin besar harga bilangan kuantum,semakin besar pula ukuran orbital atomnya.

b. Orbital p
Rapatan elektron orbital p terdistribusi pada bagian yang berlawanan dengan inti atom. Inti atom terletak pada bagian simpul dengan kerapatan elektron nol.
Setiap subkulit p (ℓ = 1) terdiri atas 3 orbital yan setara ,sesuai dengan 3 harga m untuk ℓ = 1, yaitu -1,0,dan +1. Ketiga orbital p pada subkulit p ini dinamai dengan orbital px,py,pz, terletak di sepanjang garis yang memotong sumbu x,y,z.

c. Orbital d
Subkulit d (ℓ=2) terdiri atas 5 orbital , tersebar diantara sumbu-sumbu ruang x,y, dan z.
Semua orbital d tersusun pada inti atom . Masing-masing orbital d dibedakan atas dxy,dxz,dyz,dx2- y2, dan dx2. Orbital dz2 mempnyai bentuk yang berbeda dari keempat orbital lainnya. Namun,energi orbital dz2 setara dengan energi orbital lainnya.
d. Orbital f
Setiap subkulit f terdiri atas 7 orbital. Orbital f (ℓ = 3) mempunyai 7 harga m ,yaitu -3,-2,-1,0,+1,+2,+3. Energi dari ketujuh orbital adalah setara.

       7. Konfigurasi Elektron
             Konfigurasi elektron dalam dalam orbital suatu atom sangatlah penting, karena konfigurasi elektron berpengaruh terhadap sifat-sifat kimia suatu unsur. Penentuan konfigurasi elektron suatu atom menganut tiga aturan ,yaitu:
a. Prinsip Aufbau
Menurut Aufbau,pengisian elektron ke dalam orbital selalu dimulai dari orbital dengan tingkat energi rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Apabila terdapat 2 subkulit dengan harga n + ℓ sama, elektron akan mengisi subkulit yang harga n-nya lebih kecil terlebih dahulu. Dengan demikian suatu atom selalu berada pada tingkat energi minimum.
Urutan-urutan tingkat energi dari tingkat energi rendah ke tingkat energi yang palint tinggi ,dapat dilihat pada diagram dibawah ini.

1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d
6s 6p
7s

Pengisian elektron ke dalam orbital dimulai dari orbital 1s,kemudian 2s,2p,dan seterusnya.
Urut-urutan pengisian elektron ke dalam orbital di atas sama dengan pengisian elektron berikut.
1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d.

         b. Prinsip Larangan Pauli
                     Prinsip ini dikemukakan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1

             1926. Menurut Pauli, dalam satu atom tidak boleh ada dua  

             elektron yang mempunyai 4 bilangan kuantum yang sama.Dua

             buah elektron yang menempati satu orbital , kemungkinan c.

             mempunyai tiga bilangan kuantum yang sama. Oleh karenanya,

             bilangan keempat harus berbeda.
          d. Kaidah Hund
                    Menurut hund , pengisian elektron ke dalam satu sub kulit 

              pada awalnya elektron menempati seluruh orbital dengan spin  

              yang sama (½ penuh), baru kemudian berpasangan      (penuh).  

              Dalam penulisan konfigurasi elektron , ada beberapa hal yang

             dapat diterapkan.
            ФPenulisan Konfigurasi Elektron dengan Lambang Gas Mulia
               Penulisan konfigurasi elektron dengan lambang gas mulia     

               dipakai untuk unsur-unsur bernomor atom besar.Misal: [Ar]             

               4s2 3d1
            ФOrbital Penuh dan setengah Penuh
                Berdasarkan hasil eksperimen ditemukan beberapa         

                penyimpangan konfigurasi elektron dari azas Aufbau.     

                Misalnya pada 24Cr. Konfigurasi elektron pada 24Cr : [Ar]      

                4s2   3d4 cenderung berubah menjadi [Ar] 4s1 3d5 . Ini berarti  

               bahwa subkulit yang penuh (d10) atau setengah penuh (d5)

               bersifat lebih stabil.
            ФEletron Valensi
               Elektron valensi adalah jumlah elektron pada subkulit dengan    

               n terbesar yang digunakan untuk pembentukan ikatan kimia .

               Dengan menuliskan konfigurasi elektron suatu unsur ,maka      

               akan dapat ditentukan elektron valensinya. Misal:
               19K : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
               n terbesar = 4
               subkulit 4s mempunyai 1 elektron sehingga elektron valensi  

               19K = 1

                     Elektron yang terletak pada subkulit yang mempunyai   

              energi terbesar dinamakan elektron terakhir . Ini dikarenakan

              elektron tersebut diletakkan paling terakhir berdasarkan  

              aturan Hund . Konfigurasi elektron terakhir dapat digunakan

              untuk menentukan nomor atom suatu unsur