STRUKTUR  ATOM

A.  PENDAHULUAN

 

Penemuan proton dan elektron

                                    Dalton              

                                                                                Thompson

                                                                         Percobaan hamburan               

                                                                         Sinar alfa

     Rutherford

                                                                Teori Kuantum (Max Plank)

                                                                                                Teori Dualisme                                    

                                                                                                Teori ketidakpastian

                                                Niels Bohr                             Teori mekanika gelombang             

                                                               

                                                Mekanika Gelombang

Gambar : Skema perkembangan model Atom

Kedudukan elektron disekitar inti tidak dapat ditentukan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian mendapatkan elektron di sekitar inti.

Elektron tidak terdapat pada lintasan / orbit tertentu, tetapi sebagai awan elektron dalam daerah tertentu di sekitar inti yang disebut Orbital.

SOAL :

1.    Jelaskan kelemahan dari teori atom Rutherford

2.    Jelaskan kelemahan teori atom Bohr

3.    Jelaskan teori atom menurut mekaika gelombang

B.  BILANGAN KUANTUM

     Yaitu bilangan yang digunakan untuk menyatakan keadaan elektron dalam suatu atom.

Keadaan elektron ditunjukan  oleh empat macam bilangan Kuantum yaitu : Bilangan Kuantum Utama (n), Bilangan Kuantum Azimuth (l), Bilangan Kuantum Magnetik (l) dan Bilangan Kuantum Spin (s).

1.Bilangan Kuantum Utama (n)

   Bilangan Kuantum Utama menyatakan lintasan elektron. Harga  n  mulai dari 1,2,3, dan seterusnya

                                  K   L  M  dst      

2. Bilangan Kuantum Azimuth (l)

    Menyatakan subkulit ( bagian dari n ) . Harga l = 0,1,2,…..,n-1.

    Misal :

K  ® n   = 1 ® l = 0                       l = 0 ® s ( sharp )

L  ® n   = 2 ® l = 0,1                    l = 1 ® p ( prinsipal )

  M ® n    = 3 ® l = 0,1,2                 l = 2 ® d ( diffuse )

                                                     l = 3 ® f ( fundamental )

3. Bilangan Kuantum Magnetik ( m )

    Menyatakan  orbital atom ( bagian dari subkulit ). Harga m mulai dari  - l  sampai dengan + l.

  K  ® n = 1 ® l = 0               m = 0

  L  ® n = 2 ® l= 0                m = 0

       l= 1                m = -1, 0,+1

  M ® n = 3 ® l= 0                 m = 0

l= 1                m = -1,0,+1

l= 2                m = -2,-1,0,+1,+2

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Menyatakan arah rotasi elektron pada sumbunya. Karena ada dua kemungkinan arah rotasi elektron, maka ada dua harga s yaitu + ½ ( ditandai dengan tanda panah  ­ ) dan – ½ ( ditandai dengan tanda panah  ¯ ). Hal ini dapat kita bayangkan seperi halnya magnet bumi  U dan S.

BENTUK – BENTUK ORBITAL

A.    Orbital  s                         

                   z

                             y                                                                                                                 

 

                                   x

-

B.    Orbital  p                         

                   z                                        z                                z

                             y                                        y                                 y                                                                 

                                 

                                  x                                        x                                               

                   px                                        py                                 pz

C.    - Orbital  d

                   z        y                              z        y                        z         y

                                   

                                 

                                  x                                        x                                        x               

                   dxy                                  dxz                             dyz

                                                                                                                                                                                                         

                   z

                   Dx² –y²                                    dz²                                    

C. KONFIGURASI ELEKTRON

Konfiguarsi elektron yaitu gambaran penyebaran elektron yang paling mungkin ke dalam orbital – orbital kulit elektron. Ada tiga macam prinsip / aturan yang hsrus dipertimbangkan dalam menuliskan konfigurasi elektron suatu atom, yaitu aturan Aufbau, Aturan Hund, dan prinsip eksklusi Pauli.

1. Aturan Aufbau

Elektron menempati orbital secara berurutan pada kulit –kulit elektron utamanya sesuai dengan urutan tingkat energi dari rendah ke tinggi. Urutan pengisian orbital sesuai tingkat energinya digambarkan sebagai berikut  :

       K     1s

       L      2s        2p

       M    3s        3p         3d

   

       N     4s        4p         4d         4f

       O     5s        5p         5d         5f

       P     6s         6p         6d

     

       Q    7s          7p

             

                  Skema Pengisian Orbital

2. Prinsip Eksklusi Pauli

         Tidak ada dua buah elektron yang memiliki keempat bilangan kuantum sama. Jika tiga bilangan kuantum  n,e dan m sama, maka s nya harus berbeda. Jika dua elektron mempunyai bilangan kuantum n,e dan m sama, berarti terletak dalam orbital yang sama dan arah rotasi elektron harus berbeda yaitu + ½ atau – ½ . Dapat disimpulkan bahwa  dalam 1 orbital maksimum dapat diisi oleh dua elektron dengan arah rotasi elektron yang berlawanan.

  Jumlah elektron maksimal dalam suatau kulit  2 n²  dengan n adalah jumlah elektron.

  Dari mana dapat rumus tersebut ?

      

3. Prinsip penggandaan maksimum ( Aturan Hund )

       Pengisian elektron pada orbital dengan tingkat energi yang sama dilakukan dengan cara mengisi masing-masing orbital dengan sebuah elektron hingga semua orbital setingkat terisi, kemudian baru diisi dengan elektron pasangannya sehingga semua orbital setingkat terisi penuh.

  Misal : manakah cara pengisian 4 elektron pada orbital p dibawah ini yang tepat  ?

             

           1. ­­     ­¯

                    

                     

                2. ­¯     ­      ­

      

Contoh  :

Tuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital dari  ₆C.

Jawab    :

Konfigurasi elektron   ₆C   =  1s²  2s²  2p²

       Diagram orbital : ­¯         ­¯        ­         ­

                  

SOAL :

1.    Tulis komfigurasi elektron dari :     N,      O,       S,        Cl.

2.    Tulis konfigurasi elektron unsur dengan nommor atom :

1. 31
2. 36
3. 54

3.    Berapa harga n tertinggi dari unsur pada soal nomor 2 diatas ?

     Berapa pula jumlah elektron pada kuliut terluar ?

CATATAN :

Penulisan konfigurasi elektron suatu unsur dapat dipersingkat dengan menuliskan konfigurasi gas mulia sebnelumnya.

Contoh  :

Tuliskan konfigurasi elektron ₁₉K dan ₂₀Ca

        ₁₉K  = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s¹            atau  [ Ar ] 4s¹

        ₂₀Ca = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² atau  [ Ar ] 4s²        

Bagaimana konfigurasi elektron dari K⁺  dan Ca ²⁺  ?

Jawab :

Disamping itu juga ada cara lain dalam menuliskan konfigurasi elektron yaitu dengan mengurutkan berdasarkan bilangan kuantum utama.

Contoh :

        ₂₆Fe  = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d⁶    

dapat juga dituliskan sebagai berikut :

        ₂₆Fe  = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  3d⁶ 4s²   

SOAL :

1.    Tulis konfigurasi elektron unsur-unsur berikut berdasarkan konfigurasi elektron gas mulia sebelumnya dari :

A.Ca

B.    As

C.    Ba

2.    Lengkapilah besarnya bilamngan kuantum pada setiap perangkat berikut

A. n = 3             1 = 0 m = …

B. n = 3             1 = .. m = -1

C. n = ..            1 = 1 m = +1

D. n = ..  1 = 2            m = ..

3.    Tuliskan besarnya bilangan kuantum n,l, dan m untuk semua orbital beriklut :

1. 4s
2. 3p
3. 5f
4. 3d

4.    Dari susunan bilangan kuantum berikut, mana yang tidak diperbolehkan :

A.    n = 3,           l  = 2,           m = -1

B.    n = 2,           l  = 3,           m = -1

C.    n = 4,           l  = 0,           m = -1

D.   n = 5,           l  = 2,           m = -1

E.    n = 3,           l  = 3,           m = -3

F.    n = 5,           l  = 3,           m = +2

5.    Tentukan harga bilangan kuantum n, l, m dan s dari elektron terakhir unsur dengan nomor atom 24, 35 dan 37 !

 

                                                ¾¾   BR  ¾¾