STRUKTUR ATOM

PARTIKEL MATERI ARISTOTELES LEUKIPOS dan DEMOKRITUS Materi merupakan satu kesatuan yang utuh (KONTINU) ARISTOTELES PARTIKEL MATERI LEUKIPOS dan DEMOKRITUS Materi terdiri dari bagian-bagian yang terputus-putus, yaitu partikel-partikel yang sangat kecil (DISKONTINU)

Partikel materi yang sangat halus dan tidak dapat dibagi lagi LEUKIPOS ATOM (a = tidak dan tomos = dapat dibagi)

JOHN DALTON (1766 – 1844) TEORI ATOM DALTON (1807) Semua materi tersusun dari partikel yang sangat kecil yang disebut atom Atom tidak dapat diciptakan, tidak dapat dimusnahkan, dan tidak dapat dibelah Atom suatu unsur mempunyai sifat yang sama dalam segala hal (ukuran, bentuk, dan massa), tetapi berbeda sifat-sifatnya dari atom unsur lain Reaksi kimia adalah penggabungan, pemisahan, atau penyusunan kembali atom-atom Atom suatu unsur dapat bergabung dengan atom unsur lain membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana

KELEMAHAN TEORI ATOM DALTON Dalton menyatakan bahwa atom tidak dapat dibagi lagi, tetapi kini telah dibuktikan bahwa atom terbentuk dari partikel dasar yang lebih kecil dari atom, yang disebut neutron, proton, dan elektron 100 tahun Dalton menyatakan bahwa atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi kini telah dibuktikan bahwa dengan reaksi nuklir satu atom dapat diubah menjadi atom unsur lain Dalton menyatakan bahwa atom suatu unsur sama dalam segala hal, tetapi sekarang ternyata ada isotop (atom unsur yang sama tetapi mempunyai massa yang berbeda) Perbandingan atom suatu unsur dalam satu senyawa menurut Dalton adalah bilangan bulat dan sederhana, tetapi kini banyak ditemukan senyawa dengan perbandingan yang tidak sederhana

CROOKES (1875) SINAR KATODA

Secara normal sinar katoda bergerak lurus

Sinar katoda bermuatan listrik negatif Sinar katoda bergerak membelok menjauhi kutub negatif dan mendekati kutub positif dari medan listrik Sinar katoda bermuatan listrik negatif

Sinar katoda dapat memutar baling-baling Sinar katoda mempunyai energi dan bersifat sebagai materi

SINAR KATODA = ELEKTRON Pada tahun 1908, R.A. Millikan berhasil mengukur muatan partikel sinar katoda dan hasilnya adalah -1,6 × 10-19 C Massa 1 sinar katoda = 9,11 × 10-28 gram Sinar katoda merupakan partikel yang paling ringan dan paling kecil Sinar katoda tidak bergantung pada bahan katoda yang digunakan JOSEPH JOHN THOMSON (1897) SINAR KATODA = ELEKTRON

EUGENE GOLDSTEIN (1886) gas hidrogen sinar saluran elektron anoda katoda elektron

(berbentuk partikel dan bermuatan positif) elektron Elektron yang keluar dari katoda membentur atom-atom gas hidrogen. Akibat benturan ini, gas hidrogen kehilangan elektron dan berubah menjadi ion positif. Ion positif ini bergerak menuju katoda dan keluar melalui lobang pada katoda dan membentur tabung di belakang katoda SINAR SALURAN (berbentuk partikel dan bermuatan positif)

Sinar positif bergantung pada jenis gas dalam tabung Sinar positif mempunyai massa dan muatan tertentu Sinar positif yang paling ringan berasal dari gas hidrogen dan muatannya sama dengan muatan elektron, tetapi tandanya berlawanan SINAR POSITIF = PROTON massa proton = 1,67 × 10-24 gram

JOSEPH JOHN THOMSON (1898) Atom merupakan sebuah bola kecil berupa awan proton (yang bermuatan positif) dengan sejumlah elektron yang cukup untuk menetralkan proton

PERCOBAAN GEIGER DAN MARSDEN (1909)

INTERPRETASI TERHADAP PERCOBAAN GAERIGER DAN MARSDEN ERNEST RUTHERFORD (1871 - 1937) (1911) INTERPRETASI TERHADAP PERCOBAAN GAERIGER DAN MARSDEN

Sebagian besar atom platina terdiri dari ruang kosong Bagian yang padat, berat, dan bermuatan pisitif haruslah berada di bagian tengah dan menjadi inti (pusat) atom Sebagian besar atom platina terdiri dari ruang kosong Di dalam atom platina terdapat bagian yang berat dan padat Bagian atom platina yang padat mempunyai muatan listrik positif

MODEL ATOM RUTHERFORD Atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan merupakan pusatnya massa atom. Di sekitar inti terdapat elektron yang bergerak mengelilinginya dalam ruang hampa.

Apakah elektron yang bermuatan negatif dan mengelilingi inti yang bermuatan positif tidak akan tertarik ke inti ?

JAWABAN RUTHERFORD Gaya tarik inti terhadap elektron akan dilawan oleh gaya sentrifugal (gaya ke luar) yang dihasilkan oleh gerakan elektron mengelilingi inti

TEORI MAXWELL Setiap partikel yang bermuatan listrik, bila bergerak menurut garis lintasan yang melengkung, maka sebagian energi kinetiknya akan diubah menjadi energi radiasi

NIELS BOHR (1885 – 1962) (1923) Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif Elektron bergerak mengelilingi inti menurut lintasan (orbit) tertentu (dari penelitian diketahui terdapat 7 lintasan elektron) Pada setiap lintasan, energi gerak elekltron selalu tetap besarnya (pada saat elektron mengelilingi inti pada lintasannya, elektron tidak memancarkan atau menyerap energi) atau elektron berada pada keadaan stasioner (tingkat energi elektron atau lintasan elektron) dan diberi symbol E

Tingkat energi yang paling rendah adalah tingkat energi yang paling dekat ke inti atom (E1) dan tingkat energi yang paling paling jauh ke inti adalah tingkat energi yang paling tinggi

Elektron dapat pindah dari satu lintasan ke lintasan lain (dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain) Untuk naik ke tingkat energi yang lebih tinggi, elektron mengambil (diberi) energi (bisa energi listrik, energi radiasi, energi panas, dll)

Untuk turun ke tingkat energi yang lebih rendah, elektron melepas energi (bisa energi listrik, energi radiasi, energi panas, dll)

SPEKTRUM ATOM HIDROGEN + - Keadaan Dasar (ground state)

Keadaan tereksitasi (excited state) + - -

+ - - Jika elektron kembali ke tingkat energi yang lebih rendah, atom akan memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara dua lintasan tersebut

MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG

DASAR PEMIKIRAN HIPOTESIS LOUIS DE BROGLIE AZAS KETIDAK PASTIAN HEISENBERG PERSAMAAN SCHRODINGER

HIPOTESIS LOUIS DE BROGLIE (1924) Gerakan elektron mengelilingi inti atom berhubungan dengan panjang gelombang tertentu Gerakan elektron mengelilingi inti bukan dalam lintasan tertentu, melainkan dalam bentuk gelombang

HOME

AZAS KETIDAK PASTIAN HEISENBERG WERNER HEISENBERG (1927) Pada saat yang sama kedudukan dan momentum partikel sangat kecil seperti elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti Yang mungkin bisa ditentukan dan dihitung hanyalah kebolehjadian menemukan elektron di dalam suatu daerah ruang tertentu di dalam atom ORBITAL

HOME

PERSAMAAN SCHRODINGER ERWIN SCRODINGER (1926) Gerak gelombang dan elektron di dalam atom merupakan gerak harmonis, dengan tiap orbital elektron merupakan kelipatan bilangan bulat terhadap panjang gelombang Elektron hanya menempati orbit yang harmonis saja dan elektron tidak bisa menempati orbit yang tidak harmonis Bila elektron memperoleh energi tambahan dari luar, maka panjang gelombang elektron berubah dan orbit semula menjadi tidak harmonis lagi. Oleh karena itu elektron harus melompat ke orbit baru yang merupakan kelipatan panjang gelombang yang baru

BILANGAN KUANTUM

BILANGAN KUANTUM UTAMA DASAR PEMIKIRAN Penyelesaian persamaan Schrodinger untuk masalah atom hidrogen menunjukkan bahwa untuk tiap energi total yang mungkin, terdapat lebih dari satu gelombang untuk membedakannya BILANGAN KUANTUM UTAMA BILANGAN KUANTUM AZIMUT BILANGAN KUANTUM MAGNETIK

BILANGAN KUANTUM UTAMA Diberi simbol n n dapat berharga 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – ………………… Merupakan penentu utama tingkat energi elektron dan ukuran orbital Semua orbital yang mempunyai n sama membentuk kulit elektron Kulit-kulit elektron dalam atom diberi tanda dengan huruf K – L – M – N – O – P – Q – ………………. Bil. Kuantum Utama 1 2 3 4 5 Tanda Kulit K L M N O

HOME

BILANGAN KUANTUM AZIMUT Diberi simbol l Harga-harga yang mungkin untuk l dibatasi oleh harga n l adalah bilangan bulat dari 0 – ……. sampai (n-1) Menunjukkan berapa banyak sub-kulit terdapat dalam suatu kulit

Bilangan bulat dari 0 ……. (n – 1) Kulit n l Tanda Orbital HOME

BILANGAN KUANTUM MAGNETIK Diberi simbol m Merupakan bilangan bulat berharga mulai dari -l melalui 0 sampai +l Menggambarkan orientasi orbital dalam ruang Jumlah bilangan kuantum magnetik menunjukkan jumlah orbital yang terdapat dalam suatu sub-kulit

Bilangan bulat berharga dari –l ….. 0 ….. +l Tanda Orbital m Jumlah

BENTUK ORBITAL s

BENTUK ORBITAL p

BENTUK ORBITAL d

BILANGAN KUANTUM SPIN Diberi simbol s Menyatakan arah putaran elektron Harganya +1/2 dan -1/2

PRINSIP LARANGAN PAULI Tidak ada elektron di dalam satu atom yang mempunyai ke-4 bilangan kuantumnya sama Jika 2 elektron menempati orbital yang sama, maka ke-2 elektron ini harus berbeda bilangan kuantum spinnya

l l 1s 3s el A B C n m s el A B C n m s Tidak bisa masuk

SUBKULIT s yang hanya mempunyai 1 orbital (m = 0) hanya dapat diisi maksimum oleh 2 elektron

2p el A B C D E F G n l m s Tidak bisa masuk

5p el A B C D E F G n l m s Tidak bisa masuk

SUBKULIT p yang mempunyai 3 orbital (m = -1, 0, +1) dapat diisi maksimum oleh 6 elektron tiap orbital maksimum hanya bisa diisi oleh 2 elektron

KONFIGURASI ELEKTRON

ATURAN YANG DIGUNAKAN PRINSIP AUFBAU ATURAN HUND

PRINSIP AUFBAU Elektron di dalam atom akan mengisi terlebih dahulu orbital yang energinya lebih rendah

HOME

ATURAN HUND Elektron terlebih dahulu mengisi tiap satu sub-kulit (p, d, atau f) masing-masing dengan 1 elektron, setelah itu baru elektron mengisi tiap orbital sampai penuh Untuk sub-kulit d, yang stabil adalah yang setengah penuh atau penuh

HOME

d yang stabil adalah yang setengah penuh

INTI ATOM

PARTIKEL APAKAH YANG TERDAPAT DI DALAM INTI ATOM ? MODEL ATOM RUTHERFORD Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan merupakan pusatnya massa atom (massa inti atom lebih besar daripada massa elektron) PARTIKEL APAKAH YANG TERDAPAT DI DALAM INTI ATOM ?

INTI ATOM HIDROGEN Disebut proton Inti yang paling ringan, dengan massa 1,6726 × 10-24 gram dan muatan 1,6 × 10-19 Coulomb Muatan inti yang lain merupakan kelipatan muatan proton

PENGUKURAN DENGAN SPEKTROSKOPI MASSA Massa atom He = 4 × massa proton Inti atom He mengandung 2 proton Masih ada 2 massa proton lagi ? SELAIN PROTON, PARTIKEL APA LAGI YANG TERDAPAT DI DALAM INTI ATOM ?

PERCOBAAN J. CHADWICK (1932) HIPOTESIS RUTHERFORD (1930) Inti atom mengandung proton dan neutron Neutron adalah partikel bermassa sama dengan proton, tetapi tidak bermuatan Inti atom He mengandung 2p + 2n, sehingga muatannya +2 PERCOBAAN J. CHADWICK (1932)

CHADWICK ATOM neutron Proton (+) Neutron (-) INTI ATOM elektron (-) yang mengelilingi inti atom

NOMOR ATOM

HENRY MOSLEY (1913) Sinar-X yang dipancarkan khas menurut jenis anoda PANJANG GELOMBANG SINAR-X BERGANTUNG PADA MUATAN POSITIF PADA INTI ATOM (MUATAN INTI ATOM)

Z (Nomor Atom) = jumlah muatan positif dari inti atom HENRY MOSLEY matematika menemukan suatu faktor bilangan yang menunjukkan jumlah muatan positif dari inti atom Faktor bilangan tersebut oleh Mosley diberi lambang Z Tiap unsur mempunyai nilai/harga Z yang khusus hanya untuk unsur itu saja. Z selanjutnya disebut NOMOR ATOM Z (Nomor Atom) = jumlah muatan positif dari inti atom Z = ∑proton

Pada atom netral ∑proton = ∑elektron

∑proton + ∑neutron = nomor massa atom Massa sebuah atom ∑proton + ∑neutron ∑proton + ∑neutron = nomor massa atom

LAMBANG UNSUR A = Nomor massa atom Z = Nomor atom A = ∑proton + ∑neutron Z = ∑proton ∑proton = ∑elektron

Partikel Atom Nomor Massa Nomor Atom Proton Elektron Neutron ISOTOP

Partikel Atom Nomor Massa Nomor Atom Proton Elektron Neutron ISOTON

Partikel Atom Nomor Massa Nomor Atom Proton Elektron Neutron ISOBAR

ISOELEKTRON Partikel Atom Nomor Massa Nomor Atom Proton Elektron Neutron ISOELEKTRON

ALHAMDULILLAHI ROBBIL ALAMIIN WASSALAMU'ALAIKUM WR. WB.