Pada saat ini telah ditemukan lebih dari seratus unsur dan begitu banyak senyawa kimia yang telah disintesis. Bagaimana agar kita mudah mempelajari unsur-unsur itu? Para ahli kimia telah mengelompokkan unsur-unsur berdasarkansifat-sifat kimia dan fisika yang mirip atau sama. Untuk mempelajari pengelompokan unsur-unsur berdasarkan sifatnya dapat digunakan tabel periodik unsur. Tabel periodik unsur berkembang mulai dari cara pengelompokan yang sederhana sampai yang lengkap. Tabel periodik yang digunakan sekarang adalah tabel periodik modern yang disusun berdasarkan
kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat unsur. Pada tabel periodik modern, unsur-unsur dikelompokkan dalam golongan dan periode. Pada tabel periodik unsur, lambang unsur dilengkapi dengan nomor atom dan massa atom. Dari data tersebut kita dapat menentukan struktur atom suatu unsur seperti jumlah proton, neutron, elektron, dan konfigurasi elektronnya. Dalam tabel periodik unsur kita dapat mempelajari sifat unsur seperti logam, metaloid, nonlogam, dan sifat periodik yaitu jari-jari, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan.
A. Perkembangan Tabel
Pengelompokan unsur-unsur dimulai oleh Antoine Lavoisier yang mengelompokkan unsur menjadi logam dan bukan logam. Selanjutnya pengelompokan unsur berkembang dalam berbagai bentuk dan dikenal dengan Triade Dobereiner, Oktaf Newlands, Tabel Periodik Unsur Lothar Meyer dan Mendeleev, serta Tabel Periodik Unsur Modern.
B. Golongan, Periode, Nomor Atom, Nomor Massa, dan Massa Atom Relatif dalam Tabel Periodik Unsur
Pada tabel periodik unsur, unsur-unsur dikelompokkan dalam golongan dan periode. Setiap lambang unsur dilengkapi dengan nomor atom, nomor massa atau massa atom relatif.
1. Golongan dan Periode
Pada tabel periodik unsur, lajur vertikal menunjukkan golongan unsur-unsur, sedangkan lajur horisontal menunjukkan periode.
a. Golongan
Pada tabel periodik unsur dikelompokkan menjadi golongan utama atau golongan A dan golongan transisi atau golongan B.
Golongan utama terdiri dari 8 golongan yaitu golongan IA sampai dengan VIIIA. Golongan unsur transisi terdiri dari 8 golongan yaitu golongan IB sampai dengan VIIIB. Untuk golongan VIIIB terdiri dari 3 lajur vertikal, sedangkan golongan lainnya masing-masing 1 lajur vertikal. Unsur transisi berada di antara golongan IIA dan IIIA. Semua unsur transisi bersifat logam dan banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari seperti Fe, Zn, Cu, Ni, Au, Cr, Mn, dan Ag.
b. Periode
Berapa jumlah periode pada tabel periodik dan berapa unsur yang terdapat pada masing-masing periode?
Tabel periodik unsur terdiri dari 7 periode dan dua deret unsur terpisah di bawah yaitu deret lantanida danaktinida. Tiap periode terdiri dari beberapa unsur dengan jumlah yang berbeda-beda yaitu sebagai berikut.
1) Periode kesatu terdiri dari dua unsur yaitu H dan He.
2) Periode kedua terdiri dari 8 unsur yaitu: Li, Be, B, C, N, O, F, Ne.
3) Periode ketiga terdiri dari 8 unsur.
4) Periode keempat 18 unsur.
5) Periode kelima 18 unsur.
6) Unsur pada periode keenam terdiri dari unsur yang ada pada tabel utama ditambah unsur-unsur pada deret lantanida (no. 57-71), sehingga jumlahnya menjadi 32 unsur.
7) Unsur pada periode ketujuh juga terdiri dari unsur pada tabel utama ditambah unsur pada deret aktinida (no. 89 – 103), sampai saat ini jumlahnya 28 unsur. Dengan ditemukannya unsur baru maka jumlah unsur dalam periode ini akan bertambah terus.
2. Nomor Atom dan Nomor Massa
Lambang atom yang dilengkapi nomor atom dan nomor massa dapat dituliskan dengan notasi sebagai berikut.
X = lambang atom
Z = nomor atom
A = nomor massa
Atom memiliki partikel-partikel penyusun atom yaitu proton, neutron, dan elektron. Proton bermuatan positif, neutron bersifat netral, dan elektron bermuatan negatif. Apa makna dari nomor atom dan nomor massa pada lambang suatu unsur?
Untuk memahami makna nomor atom dan nomor massa, coba lakukan kegiatan 1.4.
Jumlah partikel dasar pada atom berhubungan dengan nomor atom dan nomor massa unsur. Dari Tabel 1.5 dapat disimpulkan hubungan antara nomor atom dengan partikel-partikel dasar atom dan hubungan nomor massa dengan partikel- partikel dalam atom yaitu sebagai berikut.
Nomor atom (Z) = Jumlah proton atau jumlah elektron
Nomor massa (A) = Jumlah proton + jumlah neutron
= Jumlah nukleon
Jumlah neutron adalah selisih nomor massa dengan nomor atom.
Jumlah neutron = A – Z
Contoh Soal
Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutron dari unsur 1939K.
Penyelesaian:
1939K mempunyai nomor massa = 39 dan nomor atom = 19.
Jadi, jumlah proton = nomor atom = 19
jumlah elektron = 19
jumlah neutron = nomor massa – nomor atom
= 39 – 19
= 20
3. Isotop, Isoton, dan Isobar
Salah satu teori atom menurut Dalton menyatakan bahwa atom-atom unsur akan mempunyai sifat yang sama. Pendapat ini tidak sepenuhnya benar setelah ditemukan spektrograf massa oleh F.W. Aston tahun 1919. Ternyata kebanyakan unsur-unsur dalam senyawa mempunyai massa atom yang berbeda. Misalnya untuk klor ada yang memiliki massa 35 sma, 36 sma, dan 37 sma. Selain itu, ada pula unsur-unsur yang berbeda tetapi mempunyai jumlah partikel yang sama.
4. Massa Atom Relatif
Massa atom relatif dalam kimia sangat penting untuk mengetahui sifat unsur atau senyawa. Bagaimana cara menentukan massa atom relatif? Massa atom relatif yaitu bilangan yang menyatakan perbandingan massa atom unsur tersebut dengan massa atom yang dijadikan standar. Mula- mula dipilih hidrogen sebagai atom standar karena merupakan atom teringan. Kemudian diganti oleh oksigen karena atom oksigen dapat bersenyawa dengan atom lain. Syarat atom yang massa atomnya dijadikan standar adalah harus atom yang stabil dan murni, maka ditetapkan atom C-12 sebagai standar. Atom C-12 memiliki massa 12 satuan massa atom (sma). 1 sma sama dengan 1/12 kali massa 1 atom C-12.
Massa atom relatif diberi lambang Ar dan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut.
Ar unsur X = Massa 1 atom unsur X / 1/12 massa atom C12
Jadi massa atom relatif suatu unsur adalah perbandingan massa satu atom unsur tersebut dengan 1/12 kali massa satu atom C-12.
C. Perkembangan Teori Atom
Atom merupakan partikel terkecil dari suatu unsur. Pada setiap partikel atom terdapat partikel penyusun atom yang terdiri dari elektron, proton, dan neutron. Gambaran posisi dan susunan partikel penyusun atom dalam suatu atom
berkembang dari temuan-temuan yang paling sederhana sampai yang rumit tetapi dapat menggambarkan model atom yang sebenarnya. Gambaran ini disebut juga teori atom. Teori atom sudah diungkapkan para ahli mulai dari beberapa abad
yang lalu.
Perkembangan teori atom dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Teori Atom Dalton
John Dalton pada tahun 1808 mengungkapkan sebagai berikut.
a. Semua materi mempunyai bagian terkecil yang disebut atom.
b. Atom tidak dapat dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil.
c. Atom-atom suatu unsur sama dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain.
d. Pada pembentukan senyawa terjadi ikatan antara penyusun senyawa tersebut.
e. Atom-atom bergabung dengan perbandingan yang sederhana.
2. Teori Atom Thomson
Sir J.J. Thomson tahun 1897 memperlihatkan elektron dengan teorinya sebagai berikut.
a. Atom merupakan bola yang bermuatan positif, pada tempat-tempat tertentu ada elektron yang bermuatan negatif.
b. Jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif. Teori atom Thomson ini dikenal dengan nama teori atom Roti Kismis.
3. Teori Atom Rutherford
Ernest Rutherford tahun 1911 mengungkapkan model inti untuk suatu atom. Pada model inti digambarkan atom sebagai ruangan kosong dengan inti yang padat mengandung muatan positif terletak di pusat dan elektron beredar mengelilingi inti. Teori atom Rutherford menerangkan sebagai berikut sebagai berikut.
a. Massa atom terpusat pada inti atom
b. Elektron beredar mengelilingi inti pada orbitnya atau kulitnya.
c. Ukuran atom sekitar 10–8 cm dan inti atom 10–13 cm.
Model atom Rutherford ada kekurangannya yaitu, jika elektron-elektron terus mengelilingi inti akhirnya akan kehilangan energi dan kemungkinan dapat menumbuk inti.
4. Teori Atom Bohr
Niels Bohr tahun 1913 bekerja dengan Rutherford memodifikasi model atom dengan menambahkan bahwa elektron mengelilingi inti pada tingkat-tingkat energi yang berbeda. Bohr mengungkapkan sebagai berikut.
a. Elektron mengelilingi inti atom pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit elektron.
b. Elektron dapat pindah dari tingkat energi yang satu ke yang lain dengan melepaskan atau menyerap energi.
Walaupun model atom Bohr menjelaskan bagaimana elektron tidak akan menumbuk inti, model Bohr tidak berlaku untuk atom berelektron banyak!
5. Teori Atom Modern
Teori atom modern berdasarkan mekanika quantum (tahun 1927) merupakan kelanjutan hasil kerja Rutherford dan Bohr. Teori atom modern menyatakan sebagai berikut.
Elektron bergerak mengelilingi inti pada orbital. Orbital menggambarkan daerah kebolehjadian ditemukannya elektron.
Struktur Atom
Menurut Bohr elektron mengelilingi inti atom pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit elektron.
Bagaimana penyebaran elektron pada masing-masing kulit elektron tersebut? Elektron tersusun pada masing-masing kulit dalam suatu konfigurasi elektron. Untuk mempelajarinya, simaklah uraian berikut ini!
1. Konfigurasi Elektron
Elektron bergerak mengelilingi inti atom pada masing-masing orbitnya yang dikenal sebagai kulit elektron. Jumlah kulit elektron suatu atom pada tabel periodikunsur sesuai dengan nomor periode unsur atom tersebut, sedangkan jumlah
seluruh elektron sama dengan nomor atomnya. Kulit elektron diberi lambang K, L, M, N. Sesuai dengan posisinya dari inti, K untuk kulit pertama, L kulit kedua, M kulit ketiga, dan N kulit keempat. Perhatikan
Lambang atom yang dilengkapi nomor atom dan nomor massa dapat dituliskan dengan notasi sebagai berikut.
X = lambang atom
Z = nomor atom
A = nomor massa
Atom memiliki partikel-partikel penyusun atom yaitu proton, neutron, dan elektron. Proton bermuatan positif, neutron bersifat netral, dan elektron bermuatan negatif. Apa makna dari nomor atom dan nomor massa pada lambang suatu unsur?
Untuk memahami makna nomor atom dan nomor massa, coba lakukan kegiatan 1.4.
Jumlah partikel dasar pada atom berhubungan dengan nomor atom dan nomor massa unsur. Dari Tabel 1.5 dapat disimpulkan hubungan antara nomor atom dengan partikel-partikel dasar atom dan hubungan nomor massa dengan partikel- partikel dalam atom yaitu sebagai berikut.
Nomor atom (Z) = Jumlah proton atau jumlah elektron
Nomor massa (A) = Jumlah proton + jumlah neutron
= Jumlah nukleon
Jumlah neutron adalah selisih nomor massa dengan nomor atom.
Jumlah neutron = A – Z
Contoh Soal
Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutron dari unsur 1939K.
Penyelesaian:
1939K mempunyai nomor massa = 39 dan nomor atom = 19.
Jadi, jumlah proton = nomor atom = 19
jumlah elektron = 19
jumlah neutron = nomor massa – nomor atom
= 39 – 19
= 20
3. Isotop, Isoton, dan Isobar
Salah satu teori atom menurut Dalton menyatakan bahwa atom-atom unsur akan mempunyai sifat yang sama. Pendapat ini tidak sepenuhnya benar setelah ditemukan spektrograf massa oleh F.W. Aston tahun 1919. Ternyata kebanyakan unsur-unsur dalam senyawa mempunyai massa atom yang berbeda. Misalnya untuk klor ada yang memiliki massa 35 sma, 36 sma, dan 37 sma. Selain itu, ada pula unsur-unsur yang berbeda tetapi mempunyai jumlah partikel yang sama.
4. Massa Atom Relatif
Massa atom relatif dalam kimia sangat penting untuk mengetahui sifat unsur atau senyawa. Bagaimana cara menentukan massa atom relatif? Massa atom relatif yaitu bilangan yang menyatakan perbandingan massa atom unsur tersebut dengan massa atom yang dijadikan standar. Mula- mula dipilih hidrogen sebagai atom standar karena merupakan atom teringan. Kemudian diganti oleh oksigen karena atom oksigen dapat bersenyawa dengan atom lain. Syarat atom yang massa atomnya dijadikan standar adalah harus atom yang stabil dan murni, maka ditetapkan atom C-12 sebagai standar. Atom C-12 memiliki massa 12 satuan massa atom (sma). 1 sma sama dengan 1/12 kali massa 1 atom C-12.
Massa atom relatif diberi lambang Ar dan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut.
Ar unsur X = Massa 1 atom unsur X / 1/12 massa atom C12
Jadi massa atom relatif suatu unsur adalah perbandingan massa satu atom unsur tersebut dengan 1/12 kali massa satu atom C-12.
C. Perkembangan Teori Atom
Atom merupakan partikel terkecil dari suatu unsur. Pada setiap partikel atom terdapat partikel penyusun atom yang terdiri dari elektron, proton, dan neutron. Gambaran posisi dan susunan partikel penyusun atom dalam suatu atom
berkembang dari temuan-temuan yang paling sederhana sampai yang rumit tetapi dapat menggambarkan model atom yang sebenarnya. Gambaran ini disebut juga teori atom. Teori atom sudah diungkapkan para ahli mulai dari beberapa abad
yang lalu.
Perkembangan teori atom dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Teori Atom Dalton
John Dalton pada tahun 1808 mengungkapkan sebagai berikut.
a. Semua materi mempunyai bagian terkecil yang disebut atom.
b. Atom tidak dapat dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil.
c. Atom-atom suatu unsur sama dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain.
d. Pada pembentukan senyawa terjadi ikatan antara penyusun senyawa tersebut.
e. Atom-atom bergabung dengan perbandingan yang sederhana.
2. Teori Atom Thomson
Sir J.J. Thomson tahun 1897 memperlihatkan elektron dengan teorinya sebagai berikut.
a. Atom merupakan bola yang bermuatan positif, pada tempat-tempat tertentu ada elektron yang bermuatan negatif.
b. Jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif. Teori atom Thomson ini dikenal dengan nama teori atom Roti Kismis.
3. Teori Atom Rutherford
Ernest Rutherford tahun 1911 mengungkapkan model inti untuk suatu atom. Pada model inti digambarkan atom sebagai ruangan kosong dengan inti yang padat mengandung muatan positif terletak di pusat dan elektron beredar mengelilingi inti. Teori atom Rutherford menerangkan sebagai berikut sebagai berikut.
a. Massa atom terpusat pada inti atom
b. Elektron beredar mengelilingi inti pada orbitnya atau kulitnya.
c. Ukuran atom sekitar 10–8 cm dan inti atom 10–13 cm.
Model atom Rutherford ada kekurangannya yaitu, jika elektron-elektron terus mengelilingi inti akhirnya akan kehilangan energi dan kemungkinan dapat menumbuk inti.
4. Teori Atom Bohr
Niels Bohr tahun 1913 bekerja dengan Rutherford memodifikasi model atom dengan menambahkan bahwa elektron mengelilingi inti pada tingkat-tingkat energi yang berbeda. Bohr mengungkapkan sebagai berikut.
a. Elektron mengelilingi inti atom pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit elektron.
b. Elektron dapat pindah dari tingkat energi yang satu ke yang lain dengan melepaskan atau menyerap energi.
Walaupun model atom Bohr menjelaskan bagaimana elektron tidak akan menumbuk inti, model Bohr tidak berlaku untuk atom berelektron banyak!
5. Teori Atom Modern
Teori atom modern berdasarkan mekanika quantum (tahun 1927) merupakan kelanjutan hasil kerja Rutherford dan Bohr. Teori atom modern menyatakan sebagai berikut.
Elektron bergerak mengelilingi inti pada orbital. Orbital menggambarkan daerah kebolehjadian ditemukannya elektron.
Struktur Atom
Menurut Bohr elektron mengelilingi inti atom pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit elektron.
Bagaimana penyebaran elektron pada masing-masing kulit elektron tersebut? Elektron tersusun pada masing-masing kulit dalam suatu konfigurasi elektron. Untuk mempelajarinya, simaklah uraian berikut ini!
1. Konfigurasi Elektron
Elektron bergerak mengelilingi inti atom pada masing-masing orbitnya yang dikenal sebagai kulit elektron. Jumlah kulit elektron suatu atom pada tabel periodikunsur sesuai dengan nomor periode unsur atom tersebut, sedangkan jumlah
seluruh elektron sama dengan nomor atomnya. Kulit elektron diberi lambang K, L, M, N. Sesuai dengan posisinya dari inti, K untuk kulit pertama, L kulit kedua, M kulit ketiga, dan N kulit keempat. Perhatikan
Berapa jumlah elektron yang terdapat pada masing-masing kulit?pada kulitnya perhatikan Gambar 1.6!
Tentukan jumlah elektron maksimum pada masing-masing kulit! Berdasarkan gambar tersebut jumlah elektron maksimum pada masingmasing kulit berbeda-beda yaitu sebagai berikut.
Pada kulit K jumlah maksimum elektron = 2 elektron
Pada kulit L jumlah maksimum elektron = 8 elektron
Pada kulit M jumlah maksimum elektron = 18 elektron
Pada kulit N jumlah maksimum elektron = 32 elektron
Jumlah elektron yang dimiliki suatu atom sama dengan nomor atomnya. Misalnya, unsur dengan nomor atom 19 memiliki 19 elektron. Susunan elektron pada masing-masing elektron disebut konfigurasi elektron.
2. Elektron Valensi
Kesamaan pada unsur-unsur golongan 1A yaitu jumlah elektron yang menempati kulit terluarnya. Elektron pada kulit terluar disebut elektron valensi. Elektron valensi ini merupakan elektron yang terlibat pada pembentukan ikatan
bila unsur-unsur bersenyawa (valen = ikatan). Unsur-unsur yang memiliki elektron valensi sama, pada tabel periodik unsur terdapat pada golongan yang sama, maka unsur tersebut memiliki sifat kimia yang sama. Elektron valensi menunjukkan jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar dari suatu atom.
3. Konfigurasi Elektron Ion
Mengapa larutan garam dapur, NaCl dalam air dapat menghantarkan arus listrik? Pada pelarutan NaCl dihasilkan ion Na+ dan ion Cl–. Apakah ion itu? Pada atom, jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Elektron bermuatan negatif, sedangkan proton bermuatan positif sehingga atom tidak bermuatan atau netral. Untuk mencapai kestabilannya atom-atom ada yang melepaskan elektronnya, ada juga yang menerima elektron sehingga terbentuk partikel bermuatan yang disebut ion. Akibat pelepasan atau penerimaan elektron, ion dapat berupa ion positif dan ion negatif.
Tentukan jumlah elektron maksimum pada masing-masing kulit! Berdasarkan gambar tersebut jumlah elektron maksimum pada masingmasing kulit berbeda-beda yaitu sebagai berikut.
Pada kulit K jumlah maksimum elektron = 2 elektron
Pada kulit L jumlah maksimum elektron = 8 elektron
Pada kulit M jumlah maksimum elektron = 18 elektron
Pada kulit N jumlah maksimum elektron = 32 elektron
Jumlah elektron yang dimiliki suatu atom sama dengan nomor atomnya. Misalnya, unsur dengan nomor atom 19 memiliki 19 elektron. Susunan elektron pada masing-masing elektron disebut konfigurasi elektron.
2. Elektron Valensi
Kesamaan pada unsur-unsur golongan 1A yaitu jumlah elektron yang menempati kulit terluarnya. Elektron pada kulit terluar disebut elektron valensi. Elektron valensi ini merupakan elektron yang terlibat pada pembentukan ikatan
bila unsur-unsur bersenyawa (valen = ikatan). Unsur-unsur yang memiliki elektron valensi sama, pada tabel periodik unsur terdapat pada golongan yang sama, maka unsur tersebut memiliki sifat kimia yang sama. Elektron valensi menunjukkan jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar dari suatu atom.
3. Konfigurasi Elektron Ion
Mengapa larutan garam dapur, NaCl dalam air dapat menghantarkan arus listrik? Pada pelarutan NaCl dihasilkan ion Na+ dan ion Cl–. Apakah ion itu? Pada atom, jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Elektron bermuatan negatif, sedangkan proton bermuatan positif sehingga atom tidak bermuatan atau netral. Untuk mencapai kestabilannya atom-atom ada yang melepaskan elektronnya, ada juga yang menerima elektron sehingga terbentuk partikel bermuatan yang disebut ion. Akibat pelepasan atau penerimaan elektron, ion dapat berupa ion positif dan ion negatif.
0 komentar:
Posting Komentar