Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
STRUKTUR ATOM DAN TABEL PERIODIK UNSUR
Bab I
Struktur Atom dan Tabel Periodik Unsur1
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Peta Konsep
menghasilkan
Eksperimen yang MenunjukkanAdanya Elektron, Proton, Inti
Atom, dan Neutron
Massa atom Relatif/Massa Molekul Relatif
Spektrum Garis
Teori Atom Bohr
sebagai dasar
Distribusi Elektron
dapat menentukan
untuk memperkirakansebagai dasar
Sifat Logam/Nonlogam, Jari-Jari Atom/Ion, Kerapatan Massa, Kekerasan, Titik Leleh, Titik Didih, Energi Ionisasi, Afinitas Elektron, Elektronegativitas, Kereaktifan
Tabel Periodik Unsur
Sifat Keperiodikan Unsur
pengelompokan
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
A. Struktur Atom
Teori atom Dalton (1804):
1. Suatu zat tersusun dari suatu partikel sangat kecil yang tidak
dapat dibagi lagi, yaitu atom.
2. Atom dari suatu unsur yang sama adalah identik dan memiliki
berat, ukuran, serta bentuk yang sama, tetapi berbeda dari
atom-atom unsur lain.
3. Atom suatu unsur bersifat permanen dan tidak dapat teruraikan.
4. Suatu senyawa terbentuk dari penggabungan dua atau lebih
atom unsur.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
1. Eksperimen yang Menunjukkan Adanya Elektron
Sinar katode keluar dari katode (elektrode negatif) menuju ke
anode (elektrode positif).
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Sifat-sifat sinar katode, antara lain sebagai berikut.
1. Bergerak lurus dari katode menuju anode.
2. Sinar katode merupakan partikel yang bermuatan.
3. Sinar katode merupakan partikel yang bermuatan negatif.
4. Partikel katode tidak bergantung pada bahan katode maupun
gas yang digunakan. Hal ini menunjukkan bahwa dalam
semua atom terdapat partikel yang bermuatan negatif. Oleh
Thomson, partikel ini disebut elektron.
5. Muatan elektron = 1,6 x 10–19 coulomb, sedangkan massanya
= 9,107 x 10–28 g.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Berdasarkan penemuan elektron, J.J. Thomson (1904)
mengemukakan teori atomnya sebagai berikut.
Atom merupakan suatu bola pejal yang bermuatan positif. Di
tempat-tempat tertentu terdapat elektron yang bermuatan negatif.
Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
2. Eksperimen yang Menunjukkan Adanya Proton
Jika pada percobaan sinar katode digunakan katode yang berlubang
dan dinding belakangnya dilapisi dengan ZnS, pada dinding belakang
tersebut akan terjadi perpendaran. Hal ini mengindikasikan bahwa
ada partikel dari anode yang menumbuk lapisan ZnS yang berada di
belakang lempeng katode.
Sinar yang dihasilkan
tersebut berupa partikel
positif yang juga disebut
sinar terusan atau sinar
kanal.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Sinar positif bergantung pada jenis gas yang digunakan.
Untuk gas hidrogen (gas yang paling ringan), sinar positif
tersebut massanya = 1.837 x massa 1 elektron atau
1,6729 x 10–24 g (1,00758 satuan massa atom).
Atom hidrogen merupakan atom yang paling ringan, dianggap
bahwa ion hidrogen adalah suatu partikel dasar yang
mengandung muatan positif. Partikel tersebut disebut proton.
Muatan proton sama dengan muatan elektron, tetapi tandanya
berlawanan.
Banyaknya proton dalam suatu atom khas bagi suatu atom,
misalnya atom karbon mempunyai jumlah proton 6, oksigen 8,
dan natrium 11.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
3. Eksperimen yang Menunjukkan Adanya Inti Atom
Ernest Rutherford (1909) melakukan eksperimen dengan
menembakkan partikel alfa (α) pada suatu lempeng logam yang
tipis. Hasil eksperimennya menunjukkan bahwa sebagian besar
partikel alfa diteruskan dan hanya sebagian kecil yang
dihamburkan dan dipantulkan.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Adanya partikel alfa yang dihamburkan menunjukkan bahwa seluruh
muatan positif dan hampir seluruh massa atom terkonsentrasi pada
pusat atom yang disebut inti atom.
Sebagian besar partikel alfa diteruskan dan hanya sebagian kecil yang
dihamburkan. Hal itu mengindikasikan bahwa sebagian besar bagian
atom merupakan tempat yang kosong.
Atom terdiri atas inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif.
Hampir seluruh massa atom terpusat pada inti. Elektron mengelilingi
inti atom dalam orbit tertentu pada jarak yang relatif besar dari inti.
Karena atom bersifat netral, jumlah elektron di dalam atom sama
dengan jumlah muatan inti atom.
Teori atom Rutherford
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
4. Eksperimen yang Menunjukkan Adanya Neutron
Pada tahun 1932, Chadwick menembakkan partikel alfa pada
lempeng berilium. Ternyata, dihasilkan partikel netral yang
kemudian disebut sebagai neutron.
Diperkirakan bahwa inti atom
tersusun dari proton dan neutron.
Jumlah neutron tidak merupakan
sifat khas dari suatu unsur.
Bagan eksperimen Chadwick
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
B. Nomor Atom dan Nomor Massa
X = lambang unsur
Z = nomor atom
= jumlah proton = jumlah elektron
( untuk atom netral )
A = nomor massa
= jumlah proton (p) + neutron (n)
Nomor atom menyatakan jumlah proton yang terdapat dalam
inti atom.
Nomor atom juga menyatakan jumlah elektron yang terdapat
dalam atom (untuk atom netral).
Nomor massa menyatakan jumlah proton dan neutron yang
terdapat dalam inti atom.
A
XZ
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Contoh:
Hitunglah jumlah proton, elektron, dan neutron untuk
A. B. O168 Na23
11
Jawab:
A. : nomor atom O = 8, jumlah proton = jumlah elektron = 8, dan nomor massa O = 16 p + n = 16 8 + n = 16 n = jumlah neutron = 16 – 8 = 8
O168
B. : nomor atom Na = 11, jumlah proton = jumlah elektron = 11, dan nomor massa Na = 23
p + n = 2311 + n = 23 n = jumlah neutron = 23 – 11 = 12
Na2311
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Isotop, Isobar, dan Isoton
Isotop adalah suatu unsur yang mempunyai nomor atom sama,
tetapi nomor massanya berbeda. Dengan kata lain, isotop adalah
suatu unsur yang jumlah protonnya sama, tetapi jumlah neutronnya
berbeda. Contohnya adalah
Isobar adalah unsur-unsur yang nomor massanya sama, tetapi nomor atomnya berbeda. Contohnya adalah
Isoton adalah unsur-unsur yang berbeda, tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama. Contohnya adalah
O168 O17
8dengan
N147 C14
6
Na2311 Mg24
12
dengan
dengan
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Massa rata-rata Cl = (75% x 35) + (25% x 37)
= 26,25 + 9,25
= 35,5
Contoh:
Jawab:
Isotop Cl terdiri atas dan . Jika terdapat 75%
dan 25% , berapa massa rata-rata atom Cl?
Cl3517 Cl37
17 Cl3517
Cl3717
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
C. Teori Atom Niels Bohr
Niels Bohr mengemukakan teori atomnya yang bertitik tolak pada anggapan
berikut.
2. Selama elektron bergerak dalam lintasannya, elektron tidak
memancarkan energinya dalam bentuk radiasi.
3. Elektron dapat pindah dari tingkat energi (lintasan) yang rendah (dekat
dengan inti atom) ke tingkat energi (lintasan) yang lebih tinggi (lebih jauh
dari inti) jika menyerap energi.
1. Elektron-elektron dalam mengelilingi inti atom berada pada tingkat
energi atau lintasan tertentu yang disebut kulit atom.
Tingkat energi yang paling rendah adalah tingkat energi yang paling
dekat dengan inti atom dan disebut tingkat energi pertama atau kulit K.
Tingkat energi berikutnya berada lebih luar lagi atau disebut kulit L, M,
N, O, dan seterusnya.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
4. Sebaliknya, elektron dapat melepaskan energi jika pindah dari tingkat
energi yang tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah
Banyaknya elektron maksimum yang ada di setiap kulit atom
dirumuskan = 2n2 , n = nomor kulit atom (nilai n = 1, 2, 3, 4, ...).
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Hubungan Distribusi Elektron dengan Sifat-Sifat Unsur
Sifat suatu unsur bergantung pada distribusi elektronnya.
Unsur-unsur yang elektron valensinya kecil (≤ 3) bersifat
logam (umumnya keras, dapat ditempa, dapat menghantarkan
panas dan listrik, serta mudah membentuk ion positif).
Unsur-unsur yang elektron valensinya besar (≥ 4) bersifat
nonlogam (umumnya lunak, tidak dapat ditempa, tidak dapat
menghantarkan arus listrik dan panas, serta mudah
membentuk ion negatif).
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
D. Massa Atom Relatif (Ar) dan Massa Molekul Relatif (Mr)
1. Massa Atom Relatif (Ar)
Catom 1 massa 121
atom 1 massa
12
XXAr =
Massa atom relatif suatu unsur X (Ar X) adalah perbandingan
massa rata-rata satu atom unsur tersebut dengan x massa
satu atom 12C.
12
1
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Tentukan massa atom relatif unsur:
A. N; B. Na.
(Diketahui massa rata-rata 1 atom N = 14,0067 sma dan
massa rata-rata 1 atom Na = 22,99 sma.)
Catom 1 massa 121
N atom 1 massaN
12
=rA
sma 1
sma 14,0067=
14,0067=
Contoh:
Jawab:
A. B.
Catom 1 massa 121
Na atom 1 massaNa
12
=rA
sma 1
sma 22,99=
99,22=
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
2. Massa Molekul Relatif (Mr)
Catom 1 massa 121
molekul 1 massa
12
YYMr =
Massa 1 molekul Y = jumlah massa dari atom-atom penyusun
molekul Y. Massa rumus relatif (Mr) menyatakan jumlah massa
atom yang tercantum dalam rumus kimia suatu zat.
Massa molekul relatif (Mr) suatu molekul Y adalah perbandingan
antara massa satu molekul Y dengan × massa satu atom 12C.12
1
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Tentukan massa molekul relatif molekul-molekul (massa atom relatif
unsur-unsur lihat pada tabel periodik unsur dan gunakan bilangan
bulat): A. Al2(SO4)3; B. Na2CO3.10H2O.
Contoh:
Jawab:
A. Al2(SO4)3 terdiri atas 2 atom Al, 3 atom S, dan (3 × 4) atom O.
Mr Al2(SO4)3 = 2.Ar Al + 3.Ar S + 12.Ar O
= 2(27) + 3(32) + 12(16)
= 342
B. Na2CO3.10H2O terdiri atas 2 atom Na, 1 atom C, (3 + 10) atom O,
dan (2 × 10) atom H.
Mr Na2CO3.10H2O = 2.Ar Na + 1.Ar C + 13.Ar O + 20.Ar H
= 2(23) + 1(12) + 13(16) + 20(1)
= 286
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
E. Tabel Periodik Unsur
1. Hukum Triade dari Dobereiner
Tiap-tiap tiga unsur yang mempunyai persamaan sifat disusun
dalam satu kelompok yang disebut triade. Ternyata, massa atom
unsur yang di tengah mendekati setengah jumlah massa atom
unsur pertama dan ketiga.
Triade Massa atom Setengah Jumlah Massa Atom pertama dan ketiga
CaSrBa
4087
137
Cl Br I
3580
127
( ) =+2
1374088,5
( ) =+2
1374080
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
2. Hukum Oktaf dari John Newlands
John Newlands (1863) menyusun unsur-unsur menurut
naiknya massa atom.
Dalam susunan unsur tersebut, unsur kedelapan mempunyai
sifat yang sama dengan unsur pertama, unsur kesembilan
sama dengan unsur kedua, dan seterusnya seperti oktaf
dalam musik.
Beberapa unsur selanjutnya tidak menunjukkan kesamaan
sifat seperti yang diharapkan. Meskipun demikian, teori ini
merupakan pembuka jalan bagi penggolongan unsur.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
3. Tabel Periodik Unsur Mendeleyev dan Lothar Meyer
Dmitri Ivanovich Mendeleyev (1869) menyelidiki hubungan
massa atom dengan sifat-sifat kimia.
Bersamaan dengan itu, Lothar Meyer (1870) menyelidiki
hubungan massa atom dengan sifat-sifat fisika.
Keduanya menghasilkan suatu daftar yang hampir sama.
Karena alasan-alasan Mendeleyev lebih kuat dan lebih dapat
dikembangkan, daftar tersebut lebih dikenal sebagai susunan
berkala Mendeleyev.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Pokok-pokok susunan unsur Mendeleyev:
1. Atom-atom disusun menurut naiknya massa atom dengan
mengutamakan sifat-sifatnya.
Setelah tercapai sejumlah unsur, sifatnya berulang kembali
(sifat-sifat unsur merupakan fungsi berkala dari massa atom).
2. Mendeleyev meramalkan adanya unsur-unsur dan sifat-sifatnya
yang belum diketahui pada saat itu.
3. Dalam susunan berkala Mendeleyev,
unsur dibagi menjadi 8 deret vertikal yang dinamakan golongan
dan diusahakan agar unsur-unsur dalam masing-masing
golongan mempunyai sifat-sifat yang sama.
4. Tempat-tempat yang kosong diramalkan Mendeleyev akan
ditempati oleh unsur-unsur yang nantinya ditemukan.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
4. Tabel Periodik Bentuk Panjang
Tabel berkala unsur yang baru disusun berdasarkan nomor
atom.
Sifat-sifat unsur merupakan fungsi berkala dari nomor
atomnya.
Tabel berkala unsur ini menghasilkan baris yang disebut
periode dan kolom yang disebut golongan.
Dalam satu golongan, unsur-unsur mempunyai kemiripan
sifat.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
a. Periode dan Golongan
1) Periode
Periode adalah baris dengan nomor atom yang urut dari kiri ke
kanan. Periode juga menyatakan banyaknya kulit atom yang terisi
elektron.
Dalam tabel periodik unsur, terdapat tujuh periode.
2) Golongan
Golongan merupakan kolom yang berisi unsur-unsur yang
mempunyai kemiripan sifat. Ada dua golongan pokok, yaitu golongan A (golongan utama)
dan golongan B (golongan transisi).
Pada golongan A, nomor golongan menunjukkan banyaknya
elektron pada kulit terluar (elektron valensi) yang sama.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
b. Menentukan Letak Periode dan Golongan Utama (A) Suatu Unsur dalam Tabel Periodik Unsur
Untuk menentukan letak periode dan golongan utama (A) suatu
unsur dalam tabel periodik unsur, kita dapat menggunakan
pedoman sebagai berikut.
1. Menentukan distribusi elektron, yaitu susunan elektron pada
setiap kulit atom.
2. Menghitung banyaknya kulit atom yang terisi elektron. Jumlah
kulit atom yang terisi elektron menyatakan nomor periode atom
tersebut.
3. Menghitung banyaknya elektron yang menempati kulit atom
terluar. Jumlah elektron pada kulit terluar (elektron valensi)
menunjukkan nomor golongannya.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
Langkah ke-1, menentukan distribusi elektron N, yaitu K = 2; L = 5.
Langkah ke-2, menghitung banyaknya kulit atom yang terisi elektron.Banyaknya kulit atom N yang terisi elektron = 2, yaitu kulit K (berisi 2 elektron) dan kulit L (berisi 5 elektron). Berarti, unsur N terletak pada periode ke-2.
Langkah ke-3, menghitung banyaknya elektron yang menempati kulit atom terluar (elektron valensi).Jumlah elektron yang menempati kulit terluar (elektron valensi) N = 5 (pada kulit L).Jadi, N terletak pada golongan VA.
Tentukan letak periode dan golongan unsur nitrogen (N) dengan
nomor atom 7 dalam tabel periodik unsur serta tentukan elektron
valensinya.
Contoh:
Jawab:
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
F. Sifat Periodisitas Unsur
1. Sifat Logam dan Nonlogam
Dalam tabel periodik unsur, sifat nonlogam bertambah dari kiri
ke kanan.
Sebaliknya, dari kanan ke kiri sifat logamnya makin bertambah.
Unsur yang dapat bersifat logam dan nonlogam disebut unsur
semilogam atau metaloid.
2. Jari-Jari Atom
Jari-jari atom adalah jarak dari pusat inti sampai lintasan elektron
paling luar.
Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jari-jari atom makin
besar.
Dalam satu periode, dari kiri ke kanan jari-jari atom makin kecil.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
3. Rapat Jenis
Dalam satu golongan pada tabel periodik unsur, secara umum
rapat jenis unsur-unsur dari atas ke bawah makin besar.
Dalam satu periode, dari kiri ke kanan rapat jenis unsur
bertambah besar.
4. Kekerasan
Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi kohesi makin
kecil yang berarti dari atas ke bawah kekerasan logam makin
kecil (makin lunak).
5. Titik Leleh dan Titik Didih
Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, unsur-unsur logam
titik leleh dan titik didihnya makin tinggi.
Dalam satu golongan, titik leleh dan titik didih tidak teratur
karena dipengaruhi oleh perbedaan struktur logam.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
6. Energi Ionisasi (EI)
Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan oleh
suatu atom dalam bentuk gas untuk melepaskan elektron yang
terikat paling lemah. Secara umum dalam satu periode, dari kiri ke kanan energi
ionisasinya bertambah. Dalam satu golongan (misalnya golongan IA) energi ionisasi
unsur dari atas ke bawah makin kecil.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
7. Afinitas Elektron
Afinitas elektron adalah banyaknya energi yang dilepaskan jika
suatu atom dalam bentuk gas menerima satu elektron.
Dalam satu periode, dari kiri ke kanan harga afinitas elektron
unsur-unsur makin besar.
Dalam satu golongan, dari bawah ke atas harga afinitas elektron
unsur-unsur makin besar.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
8. Elektronegativitas
Elektronegativitas adalah kecenderungan atom dalam
molekul yang stabil untuk menarik elektron.
Dalam satu periode, dari kiri ke kanan nilai skala
elektronegativitas unsur makin besar. Hal itu disebabkan dari
kiri ke kanan muatan inti bertambah, sedangkan jari-jari atom
mengecil.
Dalam satu golongan, dari bawah ke atas nilai skala
elektronegativitas makin besar sebab dari bawah ke atas jari-
jari atom makin kecil.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
9. Kereaktifan
Untuk membandingkan kereaktifan unsur-unsur, perlu
dikelompokkan antara logam dan nonlogam. Logam dibandingkan
dengan logam, sedangkan nonlogam dibandingkan dengan
nonlogam. Dalam tabel periodik unsur, kereaktifan logam bertambah dari
kanan ke kiri dan dari atas ke bawah sesuai dengan
mengecilnya harga energi ionisasi.
Dalam tabel periodik unsur, kereaktifan nonlogam bertambah
dari kiri ke kanan dan dari bawah ke atas sesuai dengan
membesarnya harga elektronegativitas.
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7
AUDI CIPTA BAKTI06
X-MIA 4
Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Bab 6 Bab 7