Struktur Atom dan Tabel Periodik Unsur

Partikel Dasar Penyusun Alam

Atom tersusun atas partikel-partikel yang lebih kecil lagi ukurannya yaitu: proton, neutron dan elektron. Proton yang bermuatan positif terletak di inti atom bersama neutron yang bermuatan netral dan elektron yang bermuatan negatif terletak di luat inti atom yang mengelilingi inti atom.

 Notasi Unsur

Konfigurasi Elektron

·         Asas Aufbau

·         Pengisian elektron pada orbital di mulai dari tingkat energi terendah ke lebih tinggi

·         1s 2s 2p 3s 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s dan seterusnya 

·         Aturan Hund

·         Pada pengisian elektron, masing-masing orbital diisi dengan satu elektron baru berpasangan. Jadi semua orbital harus terisi satu elektron, baru boleh berpasangan.
 

·       Larangan Pauli

·       DaIam satu atom, ngga boleh ada dua elektron yang punya keempat bilangan kuantum (n,l,m, dan s) yang sama.

·        Satu orbital maksumum dua elektron yang spin dengan berbeda arah
 

·       Kestabilan Subkulit d yang Terisi Penuh atau Setengah Penuh

·   Atom akan stabil kalau konfigurasi elektron penuh atau setengah penuh. Jadi biasanya kalau d⁹s² (tidak stabil) akan menjadi d¹⁰s¹(stabil) atau d⁴s²(tidak stabil) akan menjadi d⁵s¹(stabil).

 

·       Sistem Konfigurasi Gas Mulia

·        Jadi kalau mau nulis konfigurasi elektron, bisa makai konfigurasi elektron gas mulia. (He₂, Ne₁₀, Ar₁₈, dan seterusnya)

·         Contoh: Cr₂₄ = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵, dengan konfigurasi gas mulia, ditulis menjadi: Cr₂₄ = [Ar] 4s¹ 3d⁵

 

 Perkembangan Tabel Periodik Unsur

·         Hukum Triade Dobereiner

o    Hukum ini dikelompokkan menjadi 3 unsur (Triade).

o    Massa unsur yang ditengah merupakan rata-rata dari 2 unsur lainnya.

o    Pengelompokkan berdasarkan sifat kimia dan fisika dari unsur tersebut.

o    Contoh:

·         3 unsur di golongan IA adalah Li, Na, K

·         Massa atom Li: 6,94, K: 39.10

·         Maka massa atom Na = \({6,94 + 39,10\over2} = 23,02\)

·         Sama gak kayak massa yang ditulis dalam tabel periode unsur? 

 

·     Hukum Oktaf Newlands

o    Unsur-unsur dikelompokkan berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. 

o    Di hukum ini, unsur ke-1 mirip sama yang ke-8, unusur ke-2 mirip sama yang ke-9 dan seterusnya.
 

·      Sistem Periodik Mendeleev (Lothar Meyer dan Mendeleev)

o    Berdasarkan pada prinsip Newlands.

o    Unusur yang memiliki sifat serupa ditempatkan di satu lajur tegak, golongan.

o    Unsur yang massanya naik, ditempatkan di satu lajur horizontal, periode.

o    Ada tempat kosong juga buat unsur yang belum ditemukan

 

·      Sistem Periodik Modern (Henry G. Moseley)

o    Sifat-sifat dasar suatu unsur ditentukan oleh nomor atomnya bukan oleh massa atom relatif

o    Ini adalah sistem periodik yang digunakan pada zaman sekarang, dimana unsur-unsur diurutkan berdasarkan nomor atom, dan dibagi menjadi empat blok - s, p, d, dan f

 

 Penentuan Letak Unsur (Golongan dan Periode)

·         Golongan

o    18 kolum vertikal dan terbagi jadi 8 golongan utama dan 8 golongan transisi

o    Unsur yang punya elektron valensi yang sama, ditempatkan di golongan yang sama

·         Periode

o    7 periode

o   Sifat-Sifat Keperiodikan Unsur

·         Energi Ionisasi

o    Didefinisikan sebagai: "Energi yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari tiap mol spesies dalam keadaan gas" (Wikipedia) 

o    Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), energi ionisasi semakin besar dikarenakan muatan di dalam inti yang semakin kuat dari kiri ke kanan, sehingga energi yang dibutuhkan untuk melepaskan suatu elektron semakin besar. 

o    Dalam suatu golongan (dari atas ke bawah), energi ionisasi semakin kecil dikarenakan jarak dari inti atom ke elektron terluar semakin besar dari unsur paling atas ke unsur paling bawah. Meskipun muatan atom semakin kuat, namun elektron paling luar diblokir oleh efek perisai elektron, sehingga muatan efektif semakin kecil. Maka, energi yang dibutuhkan untuk mengeluarkan elektron semakin kecil. 

·         Jari-jari atom

o    Jarak dari inti atom ke kulit terluar

o    Dalam suatu periode, jari-jari atom semakin kecil dikarenakan muatan pada inti atom semakin besar, dan elektron terluar berada dalam kulit yang sama dalam satu periode. Maka, elektron terluar lebih tertarik ke dalam inti atom - jari-jari atom semakin kecil. 

o    Dalam suatu golongan, jari-jari atom semakin besar semakin ke bawah karena jarak antara inti atom dengan elektron terluar semakin besar, ditambah lagi dengan efek perisai elektron yang menyebabkan muatan efektif dari inti semakin kecil. 

·         Afinitas Elektron

o    Energi yang diserap atau dilepas atom pada saat menerima sebuah elektron yang menghasilkan muatan negatif

o    Dalam suatu periode, afinitas elektron semakin besar dari kiri ke kanan karena muatan inti yang semakin besar dalam suatu periode, dan efek perisai elektron tetap konstan dalam suatu periode, sehingga energi yang dibutuhkan untuk menerima suatu elektron lebih besar. 

o    Dalam suatu golongan, afinitas elektron semakin kecil dari atas ke bawah karena efek perisai elektron yang semakin besar dari unsur paling atas ke unsur paling bawah, menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk menerima suatu elektron lebih kecil. 

Bilangan Kuantum

·         Bilangan Kuantum Utama (n) → nunjukkin letak elektron pada kulit

o    Nilai n = 1,2,3,4,5, dan seterusnya

§  Kulit A → n =1

§  Kulit B → n = 2

§  Kulit C → n = 3 dan seterusnya

§  Jumlah maksimal elektron untuk kulit (2n²) n = jumlah kulit
 

·         Bilangan Kuantum Azimut (l) → nunjukkin letak elektron pada subkulit

o    Jadi kulit terdiri dari beberapa subkulit. Bilangan azimut dari 0 sampai (n-1). Jadinya 0,1,2,...,(n-1)

§  subkulit s, l = 0

§  subkulit p, l = 1

§  subkulit d, l = 2

§  subkulit f,  l = 3 
 

·         Bilangan Kuantum Magnetik (m) → nunjukkin orbital

o    Nunjukkin orbtial yang ditempatin elektron di subkulit. Nilainya tergantung dari bilangan kuantum azimut.

·         Bilangan Kuantum Spin (s)

o    Arah elektron dalam orbital. Ada 2 kemungkinan arah rotasi elektron yaitu:

§  Searah dengan jarum jam (s = +½) digambarkan dengan tanda ↑

§  Berlawanan dengan jarum jam (s = - ½) digambarkan dengan tanda ↓

·        

CContoh soal: 

·         Tentukan bilangan kuantum dari ₂₀Ca!

·         Penyelesaian: 

o    Konfigurasi elektron dari ₂₀Ca adalah:

o    1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s2

o    n = 4 - karena kulit elektron terluar adalah 4

o    l = 0 - karena Ca terletak pada subkulit s 

o    p = 0 - karena subkulit s hanya memiliki p = 0 

o    s = \(-{1\over2}\) - karena panah elektron ke bawah

Silahkan lihat video dibawah ini :

Video Konfigurasi Elektron :

Video Ikatan Kimia :