Upload
others
View
17
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Oleh:
Drs. Yuwono Budi Santoso
MODUL KIMIA KELAS X Semester I
SMK YADIKA LUBUKLINGGAU
i
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbalalamiin… puji serta syukur kehadirat Allah Swt. yang telah melimpahkan rahmat
serta karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan modul kimia ini. Shalawat serta salam selalu
terlimpah curah kepada junjungan Nabi Muhammad saw, keluarganya, sahabatnya, serta kita sebagai
umatnya.
Dengan adanya modul ini diharapkan dapat menjadi pedoman guru dalam mengajar serta dapat
mempermudah peserta didik dalam memahami ilmu kimia, khususnya guru dan peserta didik di SMK
Negeri I Takokak.
Saran dan kritik sangat diharapkan oleh penulis guna membangun penyusunan modul ini menjadi lebih
baik lagi. Akhirnya penulis menyampaikan terima kasih kepada rekan – rekan guru dan staf Tata Usaha
yang telah memberikan kontribusi sehingga tersusunnya modul ini.
Lubuklinggau, Juli 2020
Penulis
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................. i
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
BAB I STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK .............................................................. 7
BAB II IKATAN KIMIA ............................................................................................
BAB III DAYA HANTAR LISTRIK LARUTAN ....................................................................
BAB IV REAKSI REDUKSI-OKSIDASI ............................................................................
P a g e | 3
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
PENDAHULUAN
Modul ini merupakan pengantar untuk mengenal ruang lingkup kimia secara umum, manfaat ilmu
kimia serta keterkaitannya dengan ilmu lain.
Di dalam kajian ilmu kimia, yang akan Anda pelajari meliputi struktur materi, komposisi materi,
sifat dan perubahan materi, serta energi yang menyertai perubahan materi. Sifat dan perubahan materi
yang dipelajari dalam ilmu kimia mencakup sifat fisis, yaitu meliputi wujud dan tapilan materi, serta sifat
kimia materi yang mempunyai kecenderungan untuk berubah, sehingga menghasilkan materi baru. Ilmu
Kimia berhubungan dengan banyak ilmu lain seperti Biologi, Farmasi, Geologi, dan Lingkungan.
A. KARAKTERISTIK DAN RUANG LINGKUP ILMU KIMIA
Pernahkah Anda berfikir bahwa, Anda hidup diantara bahan bahan kimia dan proses kimia?Mulai
dari unsur unsur pembentuk tubuh dan berbagai aktivitas manusia, yang dilakukan di rumah, di sekolah, di
tempat kerja, bahkan di luar angkasa sekalipun, tidak terlepas dari proses kimia.
Ilmu Kimia berperan untuk mencari materi alternatif, misalnya penggunaan sel bahanbakar
sebagai bahan bakar alternatif, untuk menggantikan minyak bumi yang dapathabis. Di samping itu ilmu
kimia juga berperan dalam peningkatan kualitas hidup,dengan cara mengubah materi yang ada
menjadi.materi yang lebih bermanfaat.Contohnya: dari minyak bumi dapat diubah menjadi produk bahan
bakar, cat, detergan,pupuk, plastik dan lain lain.
Ilmu Kimia adalah ilmu Pengetahuan Alam yang mempelajari tentang materi yang meliputi
struktur, susunan, sifat dan perubahan materi serta energi yang menyertainya.
a. KAJIAN ILMU KIMIA
Di dalam kajian ilmu kimia Anda akan mempelajari struktur, komponen, sifat dan perubahan
materi, serta energi yang menyertai perubahan materi. Sifat dan perubahan materi akan di bahas dalam
Ilmu Kimia mencakup sifat-sifat fisis serta sifat kimia dari materi.
Pengertian Materi
Materi dapat diartikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa, dan menempati ruang.
Makhluk hidup dan benda mati terdiri atas materi: manusia, tumbuh tumbuhan, hewan, air, batu, kayu,
garam dan benda benda apa saya di sekitar kita termasuk materi.
Materi terdiri dari 3 macam wujud yaitu: padat, cair dan gas. Adapun ciri-cirinya:
a) Padat: Bentuk dan volumenya tetap, selama tidak ada pengaruh dari luar.
b) Cair: Bentuknya selalu berubah, sesuai dengan tempatnya volume zat cair adalah tetap.
c) Gas: Baik bentuk dan volumenya tidak tetap dan akan mengisi seluruh ruang yang ditempatinya.
Sifat Materi
Kita dapat mengenal suatu materi dan membedakannya dengan materi-materi yang lain
berdasarkan sifat –sifatnya.
Sifat materi terbagi menjadi 2, yakni:
a) Sifat fisis, yaitu ciri suatu materi yang dapat diamati tanpamerubah zat-zat yang menyusun
materi. Contoh: warna, bentuk, ukuran, kepadatan, titik lebur dan titik didih
b) Sifat kimia, yaitu ciri-ciri suatu zat yang menyatakan apakah zat itu dapat mengalami perubahan
kimia tertentu. Contoh: mudah terbakar, mudah berkarat
P a g e | 4
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Gambar 1. Besi berkarat
Menurut ukurannya, sifat materi terbagi menjadi dua, yakni:
a) Sifat ekstensif:sifat yang bergantung pada ukuran, seperti : massa dan volume
b) Sifat intensif: sifat yang tidak bergantung pada ukuran, seperti: keadaan fisik, warna, titik leleh,
dan titik didih.
Perubahan Materi
Dalam kehidupan sehari-hari Anda sering melihat perubahan materi.Kalau kita cermati benda -
benda tersebut banyak mengalami perubahan. Air jika direbus akan berubah menjadi uap, air jika
didinginkanakan berubah menjadi es. Kertas jika dibakar akan menjadiabu. Besi jika dibiarkan diudara
akan berkarat. Perubahan materi digolongkan menjadi dua, yakni:
a) Perubahan fisika: yaitu perubahan yang tidak menghasilkan materi baru,yang berubah hanya
bentuk dan wujud materi.
Contoh:
a) Es menjadi air, dan dapat kembali menjadi es.
b) Pelarutan garam, dan jika diuapkan, akan kembali menjadi garam semula.
b) Perubahan kimia: atau reaksi kimia yaitu perubahan
yang menghasilkanmateri baru. Suatu perubahan
kimia, sulit dikembalikan ke keadaan semula.
Contoh:
c) Nasi menjadi basi
d) Kayu terbakar menjadi abu.
e) Besi berkarat
Untuk mengetahui, apakah telah terjadi perubahan
kimia pada materi, ada ciri-ciri yang dapat diamati seperti
perubahan suhu, pembentukan gas ataupembentukan
endapan.
1. Berikut ini tergolong sifat fisis atau kimia?
a. berat jenis
b. mudah berkarat
c. berwarna hijau
d. mudah pudar
2. Apa yang dimaksud dengan perubahan fisika?
3. Tentukan perubahan berikut termasuk perubahan fisika atau kimia?
a. bensin menguap
b. proses fotosintesis
c. pembusukan sampah
d. kaca mobil pecah
4. Kertas terbakar menjadi abu merupakan salah satu contoh reaksi kimia. Sebutkan ciri-ciri yang
membuktikan bahwa kertas terbakar menjadi abu merupakan reaksi kimia.
LATIHAN
P a g e | 5
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
5. Carilah contoh perubahan fisika dan perubahan kimia yang terjadi di lingkungan Anda.
Penggolongan Materi
Materi di alam ini sangat beragam jenisnya. Ahli kimia menggolongkannya menjadi beberapa
golongan materi, sebagaimana diperlihatkan pada gambar 2.
Gambar 2. Penggolongan Materi
a) Zat tunggal adalah materi yang mempunyai sifat dan komposisi sama di seluruh bagiannya. Zat
tunggal terdiri dari unsur dan senyawa.
• Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain yang lebih sederhana
dengan reaksi kimia biasa (bukan reaksi nuklir).
Unsur-unsur tersebut umumnya ditemukan di alam dalam bentuk persenyawaan. Misalnya,
natrium banyak ditemukan dalam garam dapur, kalsium banyak ditemukan dalam batu kapur.
Unsur-unsur yang terdapat bebas di alam, tidak dalam bentuk persenyawaan, antara lain tembaga,
seng, perak, platina danemas.
Unsur-unsur tersebut secara umumdapat digolongkan menjadi unsur logam dan unsur non logam.
Beberapa unsur logam adalah besi, tembaga, seng, perak, aluminium dansebagainya. Beberapa
unsur bukan logamadalah oksigen, natrium k arbon, belerang dan sebagainya.
• Senyawa adalah Zat tunggal yang tersusun dari lebih dari satu unsur melalui reaksi kimia. Sifat
senyawa berbeda dengan sifat unsur pembentuknya. Contohnya Air, gula pasir, garam, dll.
Air merupakan zat tunggal karena hanya tersusun dari satu jenis bahan. Tetapi air bukan
merupakan unsur, karena air dapat diuraikan menjadi beberapa bahan yang lebih sederhana. Air
dapat diuraikan menjadi unsur hidrogen dan oksigen.
b) Campuranadalah materi yang terbentuk dari gabungan dua zat tunggal atau lebih dengan komposisi
yang bervariasi. Sifat dan karakteristik campuran tergantung dari sifat zat tunggal penyusunnya.
• Campuran homogeny adalah campuran yang memiliki ciri-ciri dan komposisi yang sama di seluruh
bagian. Campuran homogeny disebut juga larutan. Larutandapat berwujud cair, gas maupun
padat. Contohnya larutan gula, larutan garam,
campuran udara, campuran logam.
• Campuran heterogen adalah campuran dimana ciri-ciri
dan komposisi di setiap bagian tidak sama. Penyusun
campuran heterogen dengan mudah dapatdibedakan.
Contoh adonan beton cor, tanah dan sayur sup.
Materi
zat tunggal
unsur senyawa
campuran
campuran homogen
campuran heterogen
P a g e | 6
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Gambar 3. Adonan beton cor
1. Buatlah daftar nama barang-barang yang ada di rumah anda. Klasifikasikan barang-barang tersebut ke
dalam kelompok unsur,kelompok senyawa, dan kelompok campuran.
2. Golongkan materi berikut ini tergolong unsur, senyawa, campuran homogen atau campuran
heterogen.
a. Aspal
b. tanah
c. platina
d. kuningan
e. urea
f. sirup
g. belerang
h. garam dapur
b. MANFAAT ILMU KIMIA
Dengan belajar ilmu kimia, kita dapat mengubah bahan alam menjadi produk yang lebih berguna
untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia, dan kita dapatmengerti kebutuhan hidup manusia, dan kita
dapat mengerti barbagai gejala alamyang kita jumpai dalam kehidupan kita setiap hari misalnya:
a) Pencernaan dan pembakaran zat zat makanan dalam tubuh.
Makanan berasal dari tumbuh tumbuhan. Tumbuh tumbuhan berassimilasi dengan proses kimia. Tubuh
kita membutuhkan karbohidart, protein, lemak, vitamin, yang keseluruhannya merupakan proses
kimia sehingga dapat menghasilkan gas karbondioksida, air dan enegri.
b) Dalam kehidupan ini, kita membutuhkan sabun, pasta gigi, tekstil, kosmetik,plastik, obat-obatan,
pupuk, pestisida, bahan bakar, cat, bumbu masak, alat-alat rumah tangga, bahkan berbagai jenis
makanan olahan, yang semuanyamerupakan hasil dari penerapan ilmu kimia.Hampir semua bahan
keperluan kita, sedikit banyak, baik langsung atau tidaklangsung mengalami sentuhan kimia.
B. PERANAN ILMU KIMIA
Ilmu Kimia merupakan cabang ilmu pengetahuan yang menjadi dasarbanyak ilmu lainnya. Oleh sebab
itu Ilmu Kimia disebut juga “Central Science” karena peranannya yang sangat pentingdiantara ilmu
pengetahuan lainnya. Tidak ada ilmu pengetahuan alam yang tidakbergantung pada ilmu kimia.
Pengembangan dalam bidang kedokteran, farmasi,geologi, pertanian dapat berjalan seiring dengan
kemajuan yang dicapai dalam ilmu kimia, misalnya dalam:
a) Bidang Kedokteran dan Farmasi
Ilmu kimia diperlukan untuk mengatasi berbagai kasus, seperti uji kesehatan laboratorium,
pembuatan alat cuci darah, pembuatan materi sintetis pengganti tulang, gigi dan pembuatan obat-
obatan.
b) Bidang Geologi
LATIHAN
P a g e | 7
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Ilmu kimia diperlukan utnuk penelitian jenis dan komposisi materi dalam batuandan mineral.
c) Bidang Pertanian
Ilmu kimia digunakan untuk pembuatan berbagai macam pupuk dan pestisida agarproduksi pangan
meningkat.
d) Bidang Industri
Ilmu kimia berperan seperti dalam pembuatan serat sintetis, rayon dan nylon, untukmenggantikan kapas,
wool dan sutera alam yang produkasinya semakin tidakmencukupi.
Bahkan ilmu kimia juga dapat membantu menyelesaikan masalah sosial, seperti masalah ekonomi,
hukum, seni dan lingkungan hidup.Sebagai contoh: uang sebagai alat tukar dalam perekonomian, bahkan
bahan danproses pembuatannya memerlukan ilmu kimia.Namun demikian, ilmu kimia juga memerlukan
ilmu-ilmu lain seperti matematika,fisika dan biologi. Matematika diperlukan untuk memahami beberapa
bagian ilmukimia seperti: hitungan kimia, laju reaksi, thermo kimia dan lain lain.Fisika diperlukan untuk
mempelajari antara lain Thermodinamika, perubahan materi,sifat fisis zat dan lain lain.
Biologi sangat erat hubungannya dalam bio kimia. Keterkaitan ilmu kimia dengan ilmu lainnya, telah
melahirkan beberapa cabang dalam ilmu kimia, contohnya:biokimia (biologi dan kimia), kimia fisika (kimia
dan fisika), Thermo kimia (thermodinamika dan kimia), elektro kimia (elektronik dan kimia) dan kimia
nuklir (kimiadan nuklir).
Dengan pengetahuan dasar kimia yang kita miliki, kita mengerti berbagai gejala alam yang kita jumpai
dalam kehidupan seharu hari dan dapat menyelesaikanpermasalahan yang kita hadapi.
P a g e | 8
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Gambar 4. John Dalton (1766 –
1844) adalah ilmuwan Inggris
Gambar 5. Model Atom Dalton
seperti bola pejal
BAB I
STRUKTUR ATOM
Pernahkah Anda berpikir bagaimana seandainya sepotong besi dipotong menjadidua, kemudian
setiap bagian dipotong lagi menjadi dua, kemudian setiap bagianyang kecil dipotong menjadi dua lagi, dan
seterusnya sampai bentuk yang terkecil.Kira-kira apa yang akan Anda peroleh? Pernahkah juga Anda
berpikir hamparanpasir di pantai yang dari kejauhan tampak seperti hamparan permadani, tetapi
ketikadidekati dan dipegang ternyata hanya butiran-butiran kecil. Nah, seperti itulah jugasemua zat yang
ada di dunia ini yang juga tersusun atas partikel-partikel paling kecilyang menyusun zat yang lebih besar.
Partikel terkecil yang menyusun setiap zat didunia ini oleh para ilmuwan dikenal dengan sebutan atom.
Pada 400 SM, Ahli filsafat Yunani, Leucipus dan Demokritus(460–370 SM) mengemukakankonsep
atom. Menurut Democritus atom berasal dari kata atomos (dalam bahasa Yunania = tidak, tomos = dibagi),
jadi atom merupakan partikel yangsudah tidak dapat dibagi lagi. Pendapat Demokritus tersebut disangkal
oleh Aristoteles. Menurutnya, materi bersifat kontinu atau dapat dibelah menjadi bagian yang lebih kecil
secara terus menerus.
Seiring perkembangan ilmu pengetahuan teori-teori baru tentang konsep atom juga mengalami
perkembangan, salah satunya John Daltonpada1808 mengemukakan teori atomnya.
A. PERKEMBANGAN TEORI DAN STRUKTUR ATOM
1. Model Atom Dalton
Teori atom Dalton dikemukakan berdasarkan dua hukum, yaitu
hukumkekekalan massadan hukum perbandingan tetap.
a) Atom merupakan bagian terkecil dari materi yangsudah tidak dapat
dibagi lagi.
b) Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangatkecil, suatu unsur
memiliki atom-atom yang identic dan berbeda untuk unsur yang
berbeda.
c) Atom-atom bergabung membentuk senyawadengan perbandingan
bilangan bulat dansederhana. Misalnya air terdiri atas atom-atom hidrogen dan atom-atom
oksigen.
d) Reaksi kimia merupakan pemisahan atau peng-gabungan atau
penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat
diciptakan ataudimusnahkan.
Hipotesis Dalton digambarkan denganmodel atom sebagai bola pejal
seperti bolatolak peluru.
Beberapa kelebihan dan kelemahan dari teori atom Dalton, dapat
dilihatdalam tabel berikut.
P a g e | 9
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Gambar 6. Model Atom Thomson
Gambar 7. J. J. Thomson (1856 – 1909)
Tabel 1. Kelebihan dan Kelemahan Teori Atom Dalton
Kelebihan Kelemahan
Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
Dapat menerangkan Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)
Tidak dapat menerangkan sifat listrik atom Pada kenyataannya atom dapat dibagi lagi menjadi partikel yang lebih kecil yang disebut partikel subatomik
2. Model Atom Thomson
Pada tahun 1897 J. J. Thompsonmenemukan elektron.
Berdasarkan penemuannya tersebut, kemudian
Thompsonmengajukan teori atom baru yang dikenaldengan
sebutan model atom Thompson.Model atom Thompson
dianalogkan sepertisebuah roti kismis, di mana atom terdiri
atasmateri bermuatan positif dan di dalamnyatersebar elektron
bagaikan kismis dalam rotikismis.Beberapa kelebihan dan
kelemahan dari teori atom Dalton, dapat dilihat dalam tabel
berikut.
Tabel 2. Kelebihan dan Kelemahan Teori Atom Thomson
Kelebihan Kelemahan
Dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatomic
Dapat menerangkan sifat listrik atom
Tidak dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas yang dikemukakan oleh Rutherford
3. Model Atom Rutherford
Pada tahun 1903 Philipp Lenard melalui percobaannyamembuktikan bahwa teori atom Thomson yang
menyatakanbahwa elektron tersebar merata dalam muatan positif atomadalah tidak benar. Hal ini
mendorong Ernest Rutherford(1911) tertarik melanjutkan eksperimen Lenard. Denganbantuan kedua
muridnya Hans Geiger dan Ernest Marsden,Rutherford melakukan percobaan dengan hamburan sinar
α. Partikel α bermuatan positif.Berdasarkan
percobaan tersebutdisimpulkan bahwa:
a) Sebagian besar ruang dalamatom adalah
ruang hampa; partikel α diteruskan.
b) Di dalam atom terdapat suatubagian
yang sangat kecil danpadat yang disebut
inti atom;partikel α dipantulkan kembali
oleh inti atom.
P a g e | 10
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Gambar 8 Percobaan hamburan sinar α
Gambar 9 Model Atom Rutherford
Gambar 10 Niels Bohr (1885 – 1962)
c) Muatan inti atom dan partikel α sejenis yaitu positif; seba-gian kecil partikel α dibelok
Hasil percobaan tersebut menggugurkan teoriatom
Thomson. Kemudian Rutherford mengajukanteori atom sebagai berikut: atom tersusun atas intiatom
yang bermuatan positif sebagai pusat massa
dan dikelilingi elektron-elektron yang bermuatannegatif.
Massa atom berpusat pada inti dan sebagianbesar volume
atom merupakan ruang hampa. Atombersifat netral, karena
itu jumlah muatan positif dalamatom (proton) harus sama
dengan jumlah elektron.Diameter inti atom berkisar 10–15 m,
sedang diameter atom berkisar 10–10 m., tetapi belummampu
menjelaskan distribusi elektron-elektron secarajelas.Hasil
percobaan ini membuat Rutherford menyatakan
hipotesisnyabahwa atom tersusun dari inti atom yang
bermuatan positif dan dikelilingielektron yang bermuatan
negatif, sehingga atom bersifat netral. Massa intiatom tidak seimbang dengan massa proton yang ada
dalam inti atom,sehingga dapat diprediksi bahwa ada partikel lain dalam inti atom.
Teori atom Rutherford hanya mampu menjelaskan bahwa elektron-elektron yang beredar mengelilingi
inti atom berada dalam ruang hampa
Kelemahan dari teori atom Rutherford:
a) tidakdapat menjelaskan mengapa elektron tidakjatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teorifisikaMax-
well, Jika partikel bermuatan negatif (elektron) bergerak mengelilingipartikel bermuatan
berlawanan(inti atom bermuatan positif), makaakan mengalami percepatan dan memancarkan energi
berupa gelombang elektromagnetik. Akibatnya energi elektron semakin berkurang. Jika demikian
halnya maka lintasan elektron akan berupaspiral.Pada suatu saat elektron tidak mampu mengimbangi
gaya tarik inti dan akhirnya elektron jatuhke inti. Sehingga atom tidak stabil padahal ke-nyataannya
atom stabil.Fenomena di atas dapat dijelaskan sebagai berikut. Ambillah 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? Lama-kelamaan putarannya akan melemah karena Anda pegal
memegang tali tersebut sehingga kayu akan mengenai kepala Anda. Meski teorinya lemah, namun
Rutherford telah berjasa dengan mengenalkan istilah lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut
dengan kulit.
b) Tidak dapat menjelaskan bahwa spektrum atom hidrogen berupa spektrum garis
(diskrit/diskontinu).Jika elektron berputarmengelilingi inti atom sambil memancarkanenergi, maka
lintasan-nya berbentuk spiral. Iniberarti spektrum gelom-bang elektromagnetikyang dipancarkan
beru-pa spektrum pita (kontinu) padahal kenya-taannya dengan spek-trometer atom hydrogen
menunjukkan spectrum garis.
4. Model Atom Bohr
Diawali dari pengamatan Niels Bohrterhadap spektrum atom, adanya
spectrum garis menunjukkan bahwa elektron hanyaberedar pada
P a g e | 11
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
lintasan-lintasan dengan ener-gi tertentu. Dengan teori Mekanika KuantumPlanck, Bohr (1913)
menyampaikan 2 pos-tulat untuk menjelaskan kestabilan atom.
Dua Postulat Bohr:
a. Elektron mengelilingi inti atom pada lintasan tertentuyang stasioner yang disebut orbit/kulit.
Walaupun elektron bergerak cepat tetapi elektron tidak memancarkanatau menyerap energi sehingga
energi elektron konstan.Hal ini berarti elektron yang berputar mengelilingi intiatom mempunyai
lintasan tetap sehingga elektron tidakjatuh ke inti.
b. Elektron dapat berpindah dari kulit yang satu ke kulityang lain dengan memancarkan atau
menyerap energi.Energi yang dipancarkan atau diserap ketika electron berpindah-pindah kulit disebut
foton. Besarnya fotondirumuskan:
Energi yang dibawa foton ini bersifat diskrit (catu). Jikasuatu atom menyerap energi, maka energi ini
digunakanelektron untuk berpindah kulit dari tingkat energi rendahke tingkat energi tinggi. Pada saat
elektron kembali keposisi semula akan dipancarkan energi dengan besaryang sama. Jadi, hanya
elektron pada kulit tertentudengan tingkat energi tertentu yang dapat bergerak,sehingga frekuensi
cahaya yang ditimbulkan jugatertentu. Hal inilah yang digunakan untuk menjelaskanspektrum diskrit
atom hydrogen.
Kelemahan teori atom Bohr:
a. Hanya mampu menjelaskan spektrum atom hidrogen tetapi tidak mampu menjelaskan spectrum
atom yang lebih kompleks (dengan jumlah electron yang lebih banyak).
b. Orbit/kulit elektron mengelilingi inti atom bukanberbentuk lingkaran melainkan berbentuk elips.
c. Bohr menganggap elektron hanya sebagai partikelbukan sebagai partikel dan gelombang,
sehinggakedudukan elektron dalam atom merupakan kebolehjadian.
Beberapa kelebihan dan kelemahan dari model atom Bohr, dapat dilihatdalam tabel berikut.
Tabel 3. Kelebihan dan Kelemahan Model Atom Bohr
Kelebihan Kelemahan
Menjawab kelemahan dalam model atom Rutherford dengan mengaplikasikan teori kuantum.
Menerangkan dengan jelas garis spektrum pancaran (emisi) atauserapan (absorpsi) dari atom hidro-gen.
Terjadi penyimpangan untuk atomyang lebih besar dari hidrogen.
Tidak dapat menerangkan efek Zaeman, yaitu spektrum atom yanglebih rumitapabila atom ditem-patkan pada medanmagnet.
1. Apakah perbedaan antara teori atom Dalton danteori atom Thomson?
2. Apakah persamaan antara teori atom Thomsondan teori atom Rutherford?
3. Model atom Rutherford ternyata bertentangan dengan teori fisika klasik. Jelaskan pertentang-an
teori tersebut.
4. Apakah kelebihan teori atom Bohr dibandingkanteori atom lainnya?
LATIHAN
P a g e | 12
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
B. PARTIKEL DASAR PENYUSUN ATOM
Walaupun pada awalnya atom diartikan sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, tetapi
dalam perkembangannya ternyata ditemukan bahwa atom tersusun atas tiga jenis partikel sub-atom
(partikel dasar), yaitu proton, elektron, dan neutron.
1. Electron
SetelahJohn Dalton (1766-1844) pada tahun 1803 mengemukakanteori atom yang pertama kali,
maka tidak lama setelah itu dua orangilmuwan yaitu Sir Humphry Davy (1778-1829) dan muridnya.
Michael Faraday (1791-1867), menemukan metode elektrolisis, yaitucara menguraikan senyawa
menjadi unsur-unsurnya dengan bantuanarus listrik. Dengan metode baru itulah akhirnya mereka
menemukanbahwa atom mengandung muatan listrik.
Sejak pertengahan abad ke-19, para ilmuwan banyak meneliti dayahantar listrik dari gas-gas
pada tekanan rendah. Tabung lampu gaspertama kali dirancang oleh Heinrich Geissler (1829-1879)
dariJerman pada tahun 1854. Rekannya, Julius Plucker (1801-1868),membuat eksperimen sebagai
berikut. Dua pelat logam ditempatkanpada masing-masing tabung Geissler yang divakumkan, lalu
tabunggelas itu diisi dengan gas pada tekanan rendah. Salah satu pelat logam(disebut anode)
membawa muatan positif, dan pelat yang satu lagi(disebut katode) membawa muatan negatif. Ketika
muatan listrikbertegangan tinggi dialirkan melalui gas dalam tabung, muncullah nyalaberupa sinar
dari katode ke anode. Sinar yang dihasilkan ini disebut sinar katode.
Plucker ternyata kurang teliti dalam pengamatannya dan meng-anggap sinar tersebut hanyalah
cahaya listrik biasa. Pada tahun 1875,William Crookes (1832-1919) dari Inggris, mengulangi
eksperimenPlucker tersebut dengan lebih teliti dan mengungkapkan bahwa sinarkatode merupakan
kumpulan partikel-partikel yang saat itu belumdikenal.
Hasil-hasil eksperimen Crookes dapat dirangkum sebagai berikut.
a. Partikel sinar katode bermuatan negative sebab tertarik oleh pelat yangbermuatan positif.
b. Partikel sinar katode mempunyaimassa sebab mampu
memutarbaling-baling dalam tabung.
c. Partikel sinar katode dimilikioleh semua materi sebab
semuabahan yang digunakan (padat,
cair, dan gas) menghasilkansinar katode yang sama.
Partikel sinar katode itu dinamai“elektron” oleh George
Johnstone Stoney (1817 – 1895) pada tahun1891.
Gambar 11. Tabung sinar katode
William Croockes
Pada masa itu para ilmuwan masih diliputikebingungan dan ketidaktahuan serta ketidak-
percayaan bahwa setiap materi memilikiekektron karena mereka masih percaya bahwaatom adalah
partikel terkecil penyusun suatumateri. Kalau atom merupakan partikelterkecil, maka di manakah
keberadaanelektron dalam materi tersebut?
Pada tahun 1897, Joseph JohnThompson(1856 – 1940) dari Inggrismelalui serangkaian
eksperimennyaberhasil mendeteksi atau menemukanelektron yang dimaksud Stoney.Hasil percobaan
P a g e | 13
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
J.J. Thomson menunjukkan bahwa sinar katode dapatdibelokkan ke arah kutub positif medan listrik.
Hal ini membuktikan terdapatpartikel bermuatan negatif dalam suatu atom. Thompson membuktikan
bahwa electron merupakan partikel penyusun atom,bahkan Thompson mampu
menghitungperbandingan muatan terhadap massa electron e/m, yaitu 1,759 ×108coulomb/gram.
Kemudian pada tahun 1908, Robert Andrew Millikan(1868-1953)dari Universitas Chicago
menemukan harga muatan elektron, yaitu1,602×10–19coulomb. Dengan demikian massa sebuah
elektron dapatdihitung.
2. Proton
Dengan ditemukannya elektron, para ilmuwan semakin yakin bahwadalam atom pasti ada
partikel bermuatan positif untuk mengimbangimuatan negatif dari elektron. Selain itu, jika
seandainya partikelpenyusun atom hanya elektron-elektron, maka jumlah massaelectron terlalu kecil
dibandingkan terhadap massa sebutir atom.
Eugene Goldstein(1886) melaku-kan eksperimen dari tabung gas yangmemiliki katode, yang
diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik melakukan eksperimen dari tabung gas yangmemiliki
katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik.
Hasil eksprerimen tersebut membuktikan bahwa pada saat terbentukelektron yang menuju
anode, terbentuk pula sinar positif yang menuju arahberlawanan melewati lubang pada katode.
Setelah berbagai gas dicoba dalamtabung ini, ternyata gas hidrogenlah yang menghasilkan sinar
muatan positifyang paling kecil baik massa maupun muatannya, sehingga partikel inidisebut dengan
proton. Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) danmuatan proton = +1.
Keberadaan partikel penyusun atom yang bermuatanpositif itu semakin terbukti ketikaErnest
Rutherford (1871-1937), orang Selandia Baru yangpindah ke Inggris, pada tahun1906 berhasil
menghitung bahwamassa partikel bermuatan positifitu kira-kira 1.837 kali massaelektron. Kini kita
menamaipartikel itu proton, nama yang baru dipakai mulai tahun 1919.
Massa 1 elektron = 9, 11 ×10–28gram
Massa 1 proton = 1.837 ×9, 11 ×10–28gram= 1,673 ×10–24gram
3. Neutron
Setelah para ilmuwan mempercayai adanya elektron dan protondalam atom, maka timbul
masalah baru, sesuai dengan prediksi Rutherford bahwa jumlah proton dalam inti belum mencukupi
untuk sesuai dengan massa atom. Jadi, dalam inti pasti ada partikel lain yang menemani proton-
proton.
P a g e | 14
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Prediksi dari Rutherford memacu W. Bothedan H. Becker (1930) melakukan eksperimen
penembakan partikel alfa pada inti atom berilium(Be) dan dihasilkan radiasi partikel berdaya tembus
tinggi. Eksperimen inidilanjutkan oleh James Chadwick(1932). Ternyata partikel yangmenimbulkan
radiasi berdaya tembus tinggi itu bersifat netral atau tidak bermuatan dan massanya hampir sama
dengan proton. Massa sebutir neutron adalah 1,675 ×10–24 gram, hampir sama atau boleh dianggap
sama dengan massa sebutir proton.
Jadi sekarang diketahui dan dipercayai oleh para ilmuwan bahwainti atom tersusun atas dua
partikel, yaitu proton (partikel yangbermuatan positif) dan neutron (partikel yang tidak bermuatan).
Protondan neutron mempunyai nama umum, nukleon-nukleon, artinyapartikel-partikel inti.
Lengkapilah tabel berikut.
Partikel Penemu Massa Muatan listrik
gram sma coulomb (C) Atomik
Electron … … … … …
Proton … … … … …
Neutron … … … … …
C. NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA
Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas satu sama lain. Denganpenemuan partikel
penyusun atom dikenal istilah nomor atom (Z) dan nomormassa (A).Penulisan lambang atom unsur
menyertakan nomor atom dan nomor massa.
Keterangan:
A = nomor massa
Z = nomor atom
X = lambang unsur
atau
1) Nomor Atom (Z)
Nomor atom (Z) menunjukkan jumlah proton (muatan positif) ataujumlah elektron dalam atom
tersebut. Nomor atom ini merupakan ciri khassuatu unsur. Oleh karena atom bersifat netral maka
LATIHAN
Nomor Massa (A) = jumlah proton + jumlah neutron
jumlah neutron = Nomor Massa (A) – Nomor atom (Z)
Nomor atom (Z) = jumlah proton = jumlah elektron
P a g e | 15
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
jumlah proton samadengan jumlah elektronnya, sehingga nomor atom juga menunjukkan
jumlahelektron. Elektron inilah yang nantinya paling menentukan sifat suatu unsur.Nomor atom
ditulis agak ke bawah sebelum lambang unsur.
2) Nomor Massa (A)
Massa elektron sangat kecil dan dianggap nol sehingga massa atomditentukan oleh inti atom yaitu
proton dan neutron. Nomor massa (A)menyatakan banyaknya proton dan neutron yang menyusun inti
atom suatuunsur. Nomor massa ditulis agak ke atas sebelum lambang unsur.
Contoh soal:
Tentukan nomor atom, nomor massa, jumlah proton, jumlah electron, jumlah neutron dari:
1) H
2) Li
3) F
Jawaban:
Unsur Z A p e n
Hydrogen 1 1 1 1 1 – 1 = 0
Litium 3 7 3 3 7 – 3 = 4
Fluorin 9 19 9 9 19 – 9 = 10
1) Lengkapi tabel berikut.
Unsur Nomor
atom (Z)
Nomor
massa (A)
Jumlah
proton (p)
Jumlah
electron (e)
Jumlah
neutron (n)
Notasi
ilmiah
Natrium 11 23 … … … …
Kalsium 20 40 … … … …
Kalium … 39 19 … … …
Platina … 195 78 … … …
Kromium … … … … … 52
24Cr
2) Tentukan nomor atom dan massa atom dari unsur yang inti atomnya mengandung:
a. 37 proton dan 48 neutron
b. 53 proton dan 74 neutron
D. ISOTOP, ISOBAR, DAN ISOTON
Setelah penulisan lambang atom unsur dan penemuan partikel penyusunatom, ternyata
ditemukan adanya unsur-unsur yang memiliki jumlah protonyang sama tetapi memiliki massa atom
yang berbeda. Ada pula unsur-unsuryang memiliki massa atom yang sama tetapi nomor atom berbeda.
Oleh karenaitu, dikenallah istilah isotop, isoton, dan isobar.
1. Isotop
LATIHAN
P a g e | 16
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Salah satu teori Dalton menyatakan bahwa atom-atom dari unsur yangsama memiliki massa yang
sama. Pendapat Dalton ini tidak sepenuhnyabenar. Kini diketahui bahwa atom-atom dari unsur yang
sama dapat memilikimassa yang berbeda. Fenomena semacam ini disebut isotope.
Isotop adalah atom yang mempunyai nomor atom sama tetapi memiliki nomor massa
berbeda.
Contoh:atom oksigen memiliki tiga isotop, yaitu:
Setiap isotop satu unsur memiliki sifat kimia yang sama karena jumlahelektron valensinya
sama.Isotop-isotop unsur ini dapat digunakan untuk menentukan massa atomrelatif (Ar) atom tersebut
berdasarkan kelimpahan isotop dan massa atomsemua isotop.
2. Isobar
Isobaradalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atomberbeda), tetapi mempunyai
nomor massa yang sama.Sebagai contoh:
3. Isoton
Isotonadalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atomberbeda), tetapi mempunyai
jumlah neutron sama.Sebagai contoh:
E. KONFIGURASI ELEKTRON DAN ELEKTRON VALENSI
Konfigurasi (susunan) elektron suatu atom berdasarkan kulit-kulit atomtersebut. Setiap kulit
atom dapat terisi elektron maksimum 2n2, di mana nmerupakan letak kulit.
Jika n = 1 maka berisi 2 elektron
Jika n = 2 maka berisi 8 elektron
Jika n = 3 maka berisi 18 elektron
dan seterusnya.
Lambang kulit dimulai dari K, L, M, N, dan seterusnya dimulai dariyang terdekat dengan inti
atom.Elektron disusun sedemikian rupa pada masing-masing kulit dan diisimaksimum sesuai daya
tampung kulit tersebut. Jika masih ada sisa electron yang tidak dapat ditampung pada kulit tersebut
maka diletakkan pada kulitselanjutnya.
Contoh konfigurasi electron:
Tentukanlah konfigurasi elektron atom-atom berikut.
a. O (nomor atom = 8)
b. Na (nomor atom = 11)
c. S (nomor atom = 16)
d. Ca (nomor atom = 20)
Jawab
a. Nomor atom O = 8
P a g e | 17
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
kulit K terisi 2 elektron
kulit L terisi 6 elektron
Jadi, konfigurasinya 2 6. Elektron pada atom O mengisi 2 lintasan yaitu K dan L.
Untuk memudahkan pengerjaan, jawaban dapat ditulis seperti tabel berikut.
Atom Nomor atom Jumlah electron Konfigurasi
electron Jumlah kulit
O 8 8 2 6 2
Na 11 11 2 8 1 3
S 16 16 2 8 6 3
Ca 20 20 2 8 8 2 4
Bagaimana jika nomor atom lebih dari 20? Untuk atom dengan nomoratom (jumlah elektron)
lebih dari 20, dapat dilakukan cara sebagai berikut.
a. Kulit pertama (kulit K) dan kulit kedua (kulit L) diisi dengan jumlahelektron maksimum terlebih
dahulu.
b. Kulit ketiga (kulit M) diisi dengan jumlah elektron:
• 18 jika : elektron yang tersisa > 18
• 8 jika : 8 ≤elektron yang tersisa < 18
• sisa jika : elektron yang tersisa < 8
c. Kulit keempat (kulit N) diisi dengan jumlah elektron:
• 32 jika : elektron yang tersisa > 32
• 18 jika : 18 ≤elektron yang tersisa < 32
• 8 jika : 8 ≤elektron yang tersisa < 18
• sisa jika : elektron yang tersisa < 8
Jumlah elektron yang menempati kulit terluar disebut elektron valensi. Jadi, electron valensi
untuk atom O adalah 2, electron valensi Na adalah 1,electron valensi S adalah 6 dan elektron valensi
atom Ca adalah 2.
Lengkapi tabel berikut.
Atom Nomor atom Jumlah electron
Konfigurasi electron
Jumlah kulit
Jumlah electron valensi
Cl 17 … … … …
K 19 … … … …
Ge 32 … … … …
Sr 38 … … … …
Ra 88 … … … …
F. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK
1. Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan Kemiripan Sifat Zat
LATIHAN
P a g e | 18
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Pada awalnya unsur-unsur dipelajari secara terpisah-pisah. Ketika jumlah unsur yang ditemukan
cukup banyak, hal ini menyulitkan para ilmuwan untuk mempelajari. Kimiawan dari Arab dan Persia
mulai mengelompokkan unsur ber-dasarkan sifat kelogamannya.
Tabel 4. Sifat-sifat fisika logam dan nonlogam
Sifat fisika logam Sifat fisika non-logam
Mengkilap Tidak mengkilap
Pada suhu kamar umumnya berwujud padat Pada suhu kamar dapat berwujud kamar dapat
berwujud padat, cair, dan gas
Mudah ditempa/dibentuk Sulit dibentuk dan rapuh
Penghantar panas listrik yang baik Bukan penghantar panas dan listrik yang baik
Sumber: Harnanto, 2009
Lavoisier masih menganggap cahaya dan kalori sebagaizat/unsur dan beberapa senyawa sebagai
unsur. OlehLavoisier berdasarkan sifat kimia zat-zat dibagi menjadi unsurgas, logam, nonlogam, dan
tanah.
Tabel 5. Pengelompokan Unsur Kimia oleh Lavoisier
Kelompok Unsur
Gas Cahaya, kalor, oksigen, hydrogen, nitrogen
Non-logam Sulfur, fosfor, karbon, radikal muriatic (asam klorida), radikal florin
(asam florida), radikal boracid (asam borak)
Logam Antimony, perak, arsenic, bismuth, kobalt, tembaga, timah, besi,
mangan, raksa, molybdenum, nikel, emas, platina, timbal, tungsten,
seng
Tanah Kapur, magnesia (magnesium oksida), barit (barium oksida), alumina
(aluminium oksida), silica (silicon oksida)
Sumber:Rahayu, 2009
2. Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan MassaAtom
a. Triade Dobereiner
Pada tahun 1829, Johan Wolfgang Dobereinermelihat adanya kemiripansifat di antara beberapa
unsur, lalu mengelompokkannya menurut kemiripansifat yang ada. Ternyata tiap kelompok terdiri
atas tiga unsur, sehinggadisebut Triade.
Jika unsur-unsur dalam satu triade tersebut disusun menurut kenaikanmassa atom-atomnya,
ternyata massa atom maupun sifat-sifat unsur yangkedua merupakan rata-rata dari massa atom unsur
pertama dan ketiga.
Penemuan ini memperlihatkan adanya hubungan antara massa atom dengansifat-sifat unsur.
Contoh:
Unsur Massa atom Rerata massa atom unsur pertama dan ketiga
Unsur pertama Li 6,94 6,94 + 39,10
2= 23,02 Unsur kedua Na 22,99
Unsur ketiga K 39,10
P a g e | 19
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Unsur Massa atom Rerata massa atom unsur pertama dan ketiga
Unsur pertama Be 9,01 9,01 + 40,08
2= 24,55 Unsur kedua Mg 24,31
Unsur ketiga Ca 40,08
Sumber: Khamidinal, 2009
Tabel 6. Daftar Unsur Triade Dobereiner
Triade 1 Triade 2 Triade 3 Triade 4 Triade 5
Li Ca S Cl Mn
Na Sr Se Br Cr
K Ba Te I Fe
Sumber: Brown & Le May, 1977
b. Hukum Oktaf Newlands
Pada tahun 1864, John Alexander Reina Newlandmenyusun daftar unsur yang jumlahnya lebih
banyak. Susunan Newland menunjukkan bahwa apabila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan
massa atomnya, maka unsur pertama mempunyai kemiripan sifat dengan unsur kedelapan, unsur
kedua sifatnya mirip dengan unsur kesembilan, dan seterusnya. Penemuan Newland ini dinyatakan
sebagai HukumOktaf Newland.
Tabel 7. Daftar Unsur Oktaf Newland
1 2 3 4 5 6 7
H Li Be B C N O
F Na Mg Al Si P S
Cl K Ca Cr Ti Mn Fe
Co dan Ni Cu Zn Y In As Se
Br Rb Sr Cs dan La Zr Bi dan Mo Po dan Ru
Sumber: Brown & Le May, 1977
Pada saat daftar Oktaf Newland disusun, unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr,Xe, dan Rn)
belum ditemukan. Gas Mulia ditemukan oleh Rayleighdan Ramsaypada tahun 1894. Unsur gas mulia
yang pertama ditemukan ialah gas argon. Hukum Oktaf Newland hanya berlaku untuk unsur-unsur
dengan massa atom yang rendah.
c. Tabel Periodik Mendeleev
Pada tahun 1869, tabel sistem periodik mulai disusun. Tabel sistem periodik ini merupakan hasil
karya dua ilmuwan, Dmitri Ivanovich Mendeleevdari Rusia dan Julius Lothar Meyer dari Jerman.
Mereka berkarya secara terpisah dan menghasilkan tabel yang serupa pada waktu yang hampir
bersamaan. Mendeleev menyajikan hasil kerjanya pada Himpunan Kimia Rusia pada awal tahun 1869,
dan tabel periodik Meyer baru muncul pada bulan Desember 1869.
Mendeleev yang pertama kali mengemukakan tabel sistem periodik, maka ia dianggap
sebagaipenemu tabel sistem periodik yang sering disebut juga sebagaisistem periodik unsur
pendek.Sistem periodik Mendeleev disusun berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat.
Sistem periodik Mendeleev pertama kali diterbitkan dalam jurnal ilmiah Annalen der Chemiepada
tahun 1871.
P a g e | 20
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Mendeleev menempatkan unsur-unsuryang mempunyai kemiripan sifat dalam satu lajurvertikal,
yang disebut golongan. Lajur-lajur hori-zontal, yaitu lajur unsur-unsur berdasarkankenaikan massa
atom relatifnya, disebutperiode.Sistem periodik Mendeleev inimempunyai kelemahan dan juga
keunggulan.
Kelemahan sistem ini adalah penempatanbeberapa unsur tidak sesuai dengan kenaikanmassa
atom relatifnya. Contoh: 127I dan 128Te.Karena sifatnya, Mendeleyev terpaksa menempatkanTe lebih
dulu daripada I. Dalam Sistem Periodik Mo-dern yang berdasarkan kenaikkan nomor atom Te (Z= 52)
lebih dulu dari I (Z = 53).Selain itu masihbanyak unsur yang belum dikenal.
Sedangkan keunggulan sistem periodic Mendeleev adalah bahwa Mendeleev beranimengosongkan
beberapa tempat dengankeyakinan bahwa masih ada unsur yangbelum dikenal (James E. Brady,
1990). Kelebihan sistem periodic Mendeleev lebih jelasnya dapat ditunjukkan tabel berikut.
Tabel 8. Keunggulan Sistem Periodik Mendeleev
Keunggulan Sistem Periodik Mendeleev
a. Dapat meramalkan tempat kosong untuk unsuryang belum ditemukan (diberi tanda ?).
Contoh:Unsur Eka-silikon (Germanium-Ge) berada diantara Si dan Sn.
b. Menyajikan data massa atom yang lebih akurat,seperti Be dan U.
c. Periode 4 dan 5 mirip dengan Sistem Periodik Modern.
Contoh: K dan Cu sama-sama berada di periode4 golongan I.
Dalam Sistem Periodik Modern Kdigolongan IA dan Cu di golongan IB.
d. Penempatan gas mulia yang baru ditemukan tahun1890–1900 tidak
menyebabkanperubahansusunan Sistem Periodik Mendeleyev.
Tabel 9. Tabel Periodik Mendeleev
d. Tabel Periodik Modern
Tahun 1914, Henry G. J. Moseleymenemukan bahwa urutan unsur dalam tabel periodik sesuai
kenaikan nomor atom. Tabel periodik modern yang disebut juga tabel periodik bentuk
P a g e | 21
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
panjang,disusun menurut kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Tabel periodik modern ini dapat
dikatakan sebagai penyempurnaan Tabel Periodik Mendeleyev.
Tabel periodik bentuk panjang terdiri atas lajur vertikal (golongan) yang disusun menurut
kemiripan sifat dan lajur horizontal (periode) yang disusun berdasarkan kenaikan nomor atomnya.
a. Lajur vertikal (golongan) ditulis dengan angka Romawi terdiri atas 18 golongan.
• Golongan A (Golongan Utama)
IA : Alkali
IIA : Alkali Tanah
IIIA : Aluminium
IVA : Karbon
VA : Nitrogen
VIA : Kalkogen
VIIA : Halogen
VIIIA: Gas Mulia
• Golongan Transisi/Golongan Tambahan (Golongan B), terbagi atas:
a) Golongan Transisi (Gol. B), yaitu: IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB,VIIIB (VIII), IB, dan IIB.
b) Golongan Transisi Dalam, ada dua deret yaitu:
Deret Lantanida (unsur dalam deret ini mempunyaikemiripan sifat dengan 57La).
Deret Aktinida (unsur dalam deret ini mempunyaikemiripan sifat dengan 89Ac).
Pada periode 6 golongan IIIB terdapat 14 unsur yang sangatmirip sifatnya, yaitu unsur-unsur
Lantanida. Demikian juga padaperiode 7 yaitu unsur-unsur Aktinida. Supaya tabel tidak
terlalupanjang, unsur-unsur tersebut ditempatkan tersendiri padabagian bawah sistem periodik.
Golongan B terletak di antara Golongan IIA dan IIIA.Unsur-unsur yang berada dalam satu golongan
mempunyaipersamaan sifat karena mempunyai elektron valensi (electron di kulit terluar) yang
sama.
b. Lajur Horizontal (Periode) ditulis dengan angka Arab terdiri atas 7periode.
Periode 1 berisi 2 unsur
Periode 2 berisi 8 unsur
Periode 3 berisi 8 unsur
Periode 4 berisi 18 unsur
Periode 5 berisi 18 unsur
Periode 6 berisi 32 unsur
Periode 7 berisi 23 unsur
P a g e | 22
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
P a g e | 23
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
BAB II
IKATAN KIMIA
IKATAN KIMIA membentuk zat zat berupa unsur atau senyawa dalam upaya mencapai kondisi stabil
Ada 4 jenis ikatan kimia, yakni:
1. Ikatan ion
2. Ikatan kovalen
3. Ikatan kovalen koordinasi
4. Ikatan logam
A. KONDISI STABIL ATOM UNSUR
• Atom-atom cenderung memiliki konfigurasi electron pada kulit terluarnya seperti
konfigurasi electron gas mulia terdekat dengan atom-atom tersebut.
Tabel 1. Konfigurasi Elektron Gas Mulia
• Unsur-unsur gas mulia yang sangat stabil, kecuali He memiliki 8 elektron valensi. Dengan
demikian unsur-unsur lain berusaha memperoleh konfigurasi electron seperti gas mulia
untuk mencapai kestabilan. Hal ini dirumuskan menjadi Aturan Oktet.
• Unsur gas mulia He memiliki 2 elektron valensi. Unsur-unsur dengan nomor atom kecil,
yakni H dan Li berusaha memiliki konfigurasi electron gas mulia terdekat, yaitu memiliki 2
elektron valensi seperti He untuk mencapai kestabilan. Hal ini dirumuskan menjadi Aturan
Duplet.
B. LAMBANG LEWIS
Lambang Lewis dari suatu unsur dapat dinyatakan oleh lambang unsur dikelilingi oleh sejumlah
tanda titik (•) atau tanda lainnya seperti tanda silang (x). Tanda tersebut menyatakan jumlah
elektron valensi dari unsur tersebut.
Contoh:
• Konfigurasi elektron 11Na
11Na : 2 8 1 Jumlah electron valensi Na: 1
Lambang Lewis: Na •
• Konfigurasi elektron 17Cl
17Cl : 2 8 7 Jumlah electron valensi Na: 7
P a g e | 24
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Lambang Lewis:
C. IKATAN ION
• Ikatan ion terbentuk akibat kecenderungan atom-atom menerima atau melepas electron
agar memiliki konfigurasi electron seperti gas mulia terdekat.
• Senyawa ion adalahsenyawa yang memiliki ikatan ion
• Ikatan ion umumnya terbentuk antara unsur LOGAM dan NONLOGAM.
Contoh: ikatan ion yang terbetuk antara atom logam Na dengan atom nonlogam Cl pada
senyawa NaCl.
• Konfigurasi elektron 11Na
11Na : 2 8 1 Jumlah electron valensi Na: 1
Lambang Lewis: Na •
• Konfigurasi elektron 17Cl
17Cl : 2 8 7 Jumlah electron valensi Na: 7
Lambang Lewis:
Na • + → [Na] ++ [Cl]-
LATIHAN
GUNAKAN LAMBANG LEWIS UNTUK MENGGAMBARKAN PEMBENTUKAN IKATAN ION ANTARA
ATOM 12Mg DAN 8Odalam senyawa MgO
D. IKATAN KOVALEN
1) PEMBENTUKAN IKATAN KOVALEN
• Ikatan Kovalen terbentuk akibat kecenderungan atom-atom untuk menggunakan elektron
bersama agar memiliki konfigurasi electron seperti gas mulia terdekat.
• Atom-atom yang berikatan secara kovalen umumnya atom-atom NON-LOGAM
• Gabungan atom-atom melalui ikatan kovalen dinamakan molekul
• Jika atom-atom tersebut berasal dari unsur sejenis, maka molekul tersebut dinamakan
molekul unsur. Contohnya Cl2, O2, S8
P a g e | 25
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
• Jika atom-atom tersebut berasal dari unsur berbeda jenis, maka molekul tersebut
dinamakan molekul senyawa. Contohnya HCl, H2O, CO2
Contoh: Pembentukan Ikatan Kovalen Antara dua atom 17Cl
• Konfigurasi elektron 17Cl
17Cl : 2 8 7 Jumlah electron valensi Na: 7
Dari struktur Lewis di atas, terlihat adanya sejumlah pasangan electron. Pasangan electron
dapat dibedakan menjadi 2, yakni:
• Pasangan Elektron Ikatan (PEI) adalah pasangan electron yang digunakan bersama
• Pasangan Elektron Bebas (PEB) adalah pasangan electron yang tidak digunakan bersama
LATIHAN
1. Gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom
1H dalam senyawa H2kemudian tentukan jumlah PEB dan PEI nya.
2. Gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom
1H dan 17Cl dalam senyawa HCl kemudian tentukan jumlah PEB dan PEI nya.
3. Gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom
1H dan 6C dalam senyawa CH4 kemudian tentukan jumlah PEB dan PEI nya.
P a g e | 26
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
2) JENIS IKATAN KOVALEN
a. IKATAN KOVALEN TUNGGAL: melibatkan penggunaan bersama 1 pasangan elektron
Contoh: Pembentukan ikatan H2O
Konfigurasi elektron H dan O
1H: 1
8O: 2 6
H • + O + •H → H O H → H – O – H → H – O – H
Ikatan kovalen tunggal ditunjukkan dengan
garis tunggal ( -) yang artinya ada 1 pasangan
electron ikatan (PEI = 1)
b. IKATAN KOVALEN RANGKAP
Ikatan kovalen rangkap adalah ikatan kovalen yang melibatkan penggunaan bersama 2 atau
lebih pasangan electron ikatan (PEI).
• IKATAN KOVALEN RANGKAP DUA (=)→ terjadi jika terdapat 2 PEI (Pasangan Elektron
Ikatan)
Contoh: Pembentukan ikatan pada molekul O2
konfigurasielectron O:
8O →2 6
O + O → O O → O = O → O = O
Ikatan kovalen rangkap 2 ditunjukkan dengan garis rangkap dua
(=) yang artinya ada 2 pasangan elektron ikatan (PEI=2)
• IKATAN KOVALEN RANGKAP TIGA (≡) → terjadi jika terdapat 3 PEI (Pasangan Elektron
Ikatan)
Contoh: Pembentukan ikatan pada molekul N2
konfigurasielectron N:
7N→2 5
N + N → N N → N ≡ N → N ≡ N
Ikatan kovalen rangkap 3 ditunjukkan dengan garis rangkap dua
(≡) yang artinya ada 3 pasangan elektron ikatan (PEI=3)
P a g e | 27
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
LATIHAN
1. Apa jenis ikatan kovalen pada pembentukan senyawa CO2?
Gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom
6Cdan8O dalam senyawa CO2
2. Apa jenis ikatan kovalen pada pembentukan senyawa C2H2
gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom
6C dan 1H dalam senyawa C2H2
3) ANALISIS IKATAN ION DAN IKATAN KOVALEN
LATIHAN
Diantara senyawa berikut mana yang memiliki ikatan kovalen dan ikatan ion?
1. CuO
2. H2O
3. NH3
4. Al2O3
5. Cl2
6. MgCl2
7. CCl4
8. HOCl
9. CH3Cl
10. CaF2
4) SIFAT FISIS SENYAWA ION DAN SENYAWA KOVALEN
a. Titih Didih
Air, H2O merupakan senyawa kovalen. Ikatan kovalen yangmengikat antara atom hidrogen
dan atom oksigen dalam molekulair cukup kuat, sedangkan gaya yang mengikat antar
molekulair cukup lemah. Keadaan inilah yang menyebabkan airyang cair itu mudah berubah
menjadi uap air bila dipanasi sampaisekitar 100o C, akan tetapi pada suhu ini ikatan kovalen
yang adadi dalam molekul H2O tidak putus.
IKATANION→ umumnya LOGAM – NONLOGAM
IKATANKOVALEN→ umumnya NONLOGAM – NONLOGAM
P a g e | 28
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Garam dapur, NaCl adalah senyawa ionik yang meleleh padasuhu 801oC dan mendidih pada
suhu 1517oC. NaCl mempunyai titikdidih tinggi karena mengandung ikatan ion yang sangat
kuat,sehingga untuk memutuskan ikatan tersebut dibutuhkan panasyang sangat besar.
Hampir semua senyawa kovalen mempunyai titik didihyang rendah (rata-rata di bawah suhu
200oC), sedang senyawa ionmempunyai titik didih yang tinggi (rata-rata di atas suhu 900oC).
b. Kemudahan Menguap
Banyak sekali berbagai bahan yang kita jumpai dalamkehidupan sehari-hari merupakan
senyawa kovalen. Sebagian besar senyawa kovalenberupa cairan yang mudah menguap dan
berupa gas. Molekul-molekulsenyawa kovalen yang mudah menguap seringmenghasilkan bau
yang khas. Parfum dan bahan pemberi aromamerupakan senyawa kovalen. Hal ini tidak
diperoleh pada sifatsenyawa ionik.
c. Daya hantar Listrik
Senyawa ion dalam keadaan padatan tidak dapat menghantararus listrik, tetapi bila padatan
ionik dipanaskan sampai suhu tinggisehingga diperoleh lelehannya maka dapat menghantar
arus listrik.
Larutan senyawa ionik yang dilarutkan ke dalam air juga dapatmenghantar arus listrik. Pada
keadaan lelehan atau larutan ionionnyadapat bebas bergerak.
Senyawa kovalen pada berbagai wujud tidak dapat menghantararus listrik. Hal ini
disebabkan senyawa kovalen tidak mengandungion-ion sehingga posisi molekulnya tidak
berubah.
d. Kelarutan
Banyak senyawa ion yang dapat melarut dalam air. Misalnya,natrium klorida banyak
diperoleh dalam air laut. Kebanyakansenyawa kovalen tidak dapat melarut dalam air, tetapi
mudahmelarut dalam pelarut organik. Pelarut organik merupakansenyawa karbon, misalnya
bensin, minyak tanah, alkohol, danaseton. Senyawa ionik tidak dapat melarut dalam pelarut
organik.Namun ada beberapa senyawa kovalen yang dapat melarut dalamair karena terjadi
reaksi dengan air dan membentuk ion-ion.Misalnya, asam sulfat bila dilarutkan ke dalam air
akan membentukion hidrogen dan ion sulfat.
5) IKATAN LOGAM
Drude dan Lorentz mengemukakan model, bahwa logam sebagaisuatu kristal terdiri dari ion-
ion positif logam dalam bentuk bola-bolakeras dan sejumlah elektron yang bergerak bebas
dalam ruang antara.
P a g e | 29
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
Elektron-elektron valensi logam tidak terikat erat (karena energy ionisasinya rendah),
sehingga relatif bebas bergerak. Hal ini dapatdimengerti mengapa logam bersifat sebagai
penghantar panas danlistrik yang baik, dan juga mengkilat.
Gambar 2. Struktur Logam menurut Teori “Lautan Elektron”
Model lautan elektron ini sesuai dengan sifat-sifat logam,seperti: dapat ditempa menjadi
lempengan tipis, ulet karena dapatdirentang menjadi kawat, memiliki titik leleh dan kerapatan
yangtinggi. Logam dapat dimampatkan dan direntangkan tanpa patah,karena atom-atom dalam
struktur kristal harus berkedudukanMsedemikian rupa sehingga atom-atom yang bergeser
akan tetap padaMkedudukan yang sama. Hal ini disebabkan mobilitas lautan elektron diantara
ion-ion positif meru-pakan penyangga
Keadaan yang demikian ini berbeda dengan kristal ionik. DalamNkristal ionik, misalnya NaCl,
gaya pengikatnya adalah gaya tarikNmenarik antar ion-ion yang muatannya berlawanan dengan
electron valensi yang menempati kedudukan tertentu di sekitar inti atom. Bilakristal ionik ini
ditekan, maka akan terjadi keretakan atau pecah. Hal inidisebabkan adanya pergeseran ion
positif dan negatif sedemikian rupasehingga ion positif berdekatan dengan ion positif dan ion
negatif dengan ion negatif,keadaan yang demikian ini mengakibatkan terjadi tolak-
menolaksehingga kristal ionik. menjadi retak
Gambar 3. Adanya Tekanan terhadap kristalionic
EVALUASI
1) Peristiwa perpindahan elektron terjadi pada pembentukan senyawa….
a. NH3
b. CH4
c. KCl
d. Cl2
2) Di antara kumpulan senyawa berikut yang mempunyai ikatan ionadalah….
a. H2O, CO2, CH4
b. NaCl, KI, CaCl2
c. HBr, NaBr, Br2
d. HI, H2O, NaC
P a g e | 30
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
3) Kumpulansenyawa berikut yang semuanya mengandung ikatankovalen adalah….
a. H2O, CO2, CH4
b. NaCl, KI, CaCl2
c. HBr, NaBr, Br2
d. HI, H2O, NaCl
4) Penggunaan pasangan elektron secara bersama-sama olehmasing-masing atom unsur terdapat
dalam pembentukan:
a. NH3
b. NaCl
c. KCl
d. CaCl2
5) Gambarkan terjadinya ikatan kovalen dengan menggunakan rumustitik elektron Lewis dari:
a. HF
b. PCl3
c. C2H4
d. C2H6
e. C2H2
6) Perhatikan pasangan atom unsur-unsur berikut.
a. 11Na dengan 8O
b. 19K dengan 17Cl
c. 12Mg dengan 8O
d. 20Ca dengan 9F
Gunakan rumus titik elektron Lewis untuk menjelaskan terjadinya ikatan ion. Tuliskan rumus
senyawa ion yang terjadi?
7) Tuliskan pasangan ion-ion dan rumus senyawa ion yang terjadi padatabel berikut.
P a g e | 31
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
BAB III
DAYA HANTAR LISTRIK LARUTAN
5
BAB IV
REAKSI REDUKSI OKSIDASI
P a g e | 6
Created by Drs. Yuwono Budi Santoso Modul Kimia
DAFTAR PUSTAKA
Harnanto, A. Kimia 1. Jakarta: PT Seti-Aji
Rahayu, I. Praktis Belajar Kimia. Jakarta: PT. Visindo Media Persada
Sukarmin, M. Pd. (2004). Materi dan Perubahannya. Jakarta: Direktorat Pendidikan Menengah
KejuruanDirektorat Jenderal Pendidikan Dasar Dan MenengahDepartemen Pendidikan Nasional.
Setyawati, A. A. (2009). Kimia Mengkaji Fenomena Alam. Jakata: PT Cempaka Putih
Utami, B. (2009). Kimia 1. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional