Struktur Atom Dan Sistem Periodik Unsur

Teori Atom John Dalton

Struktur atom adalah susunan partikel dasar dalam atom. Atom sebagai partikel penyusun materi dapat menentukan sifat materi.

Atom

berasal dari Bahasa Yunani yaitu
atomos
yang berarti partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Atom memang tidak dapat dilihat dengan kasat mata, namun kita dapat melihat visualisasi atom dalam

perkembangan model atom

berdasarkan hasil eksperimen dari para ilmuwan. Kebenaran suatu model atau teori atom tidak mutlak. Dalam perkembangannya model atau teori atom terus mengalami perbaikan dan penyempurnaan.

Teori atom John Dalton

Dalton mengemukakan tentang atom sebagai berikut:

• Atom adalah bola pejal yang tidak bermuatan.
• Atom bagian terkecil suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi.
• Atom dari suatu unsur yang sama memiliki berat, ukuran, dan bentuk yang sama, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain.
• Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.
• Pada reaksi kimia terjadi penggabungan dan pemisahan atom.
• Senyawa adalah hasil reaksi atom-atom penyusunnya.

Adapun kelebihan dan kelemahan dari teori atom Dalton, yaitu sebagai berikut:

Kelebihan:

• Meningkatkan rasa minat terhadap penelitian model atom berikutnya.
• Mampu menjelaskan Hukum Kekelalan Massa, Hukum Perbandingan Tetap, dan Hukum Perbandingan Berganda.

Kelemahan:

• Tidak dapat menjelaskan tentang bagaimana cara atom-atom saling berikatan.
• Tidak dapat menjelaskan hubungan antara larutan senyawa dengan daya hantar arus listrik, karena atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur yang tidak bisa dibagi lagi.
• Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi.
• Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan atom unsur yang lain.
• Belum melibatkan partikel subatomik antaralain proton, elektron, dan neutron.

Poin kunci


pada model atom Dalton

yaitu, atom merupakan partikel terkecil berbentuk bulat yang tidak bermuatan dan dapat melakukan penggabungan kimia.

Teori Atom J.J. Thomson

Teori atom J.J. Thomson

Thomson mengemukakan tentang atom sebagai berikut:

• Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif.
• Tersebar elektron yang bermuatan negatif secara rata di dalam atom.
• Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, sehingga atom bersifat netral.

Adapun kelebihan dan kelemahan dari teori atom Thomson, yaitu sebagai berikut:

Kelebihan

• Membuktikan bahwa atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur. Hal itu karena Thomson  menemukan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom.
• Membuktikan bahwa atom bersifat netral yang tersusun dari partikel-partikel yang bermuatan positif dan negatif.
• Membuktikan bahwa adanya elektron dalam semua unsur.
• Membuktikan bahwa adanya elektron dalam semua unsur.
•  Melibatkan partikel subatomik berupa elektron.

Kekurangan

• Tidak dapat menjelaskan tentang susunan muatan positif.
• Tidak dapat menjelaskan tentang inti atom.

Poin kunci pada model atom Thomson

yaitu, atom merupakan suatu bola pejal bermuatan positif dan memiliki electron bermuatan negatif yang tersebar secara merata di dalam atom. Sehingga, teori atom Thomson sering disebut dengan

teori roti kismis
, mengibaratkan roti adalah atom yang bermuatan positif dan kismis adalah elektron yang menyebar secara merata pada atom.

Teori Atom Rutherford

Teori atom Rutherford

Rutherford mengemukakan tentang atom sebagai berikut:

• Elektron yang bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom yang bermuatan positif dengan kecepatan yang sangat tinggi.
• Atom mempunyai inti atom (bermuatan positif) yang menjadi pusat massa atom.
• Penyebaran partikel alfa tidak dipengaruhi oleh awan elektron.
• Sebagian besar dari atom merupakan permukaan yang hampa atau kosong.
• Sebagian kecil partikel alfa yang lewat akan dibelokkan dan sedikit sekali dipantulkan. Sebagian besar lainnya tidak mengalami pembelokkan/hambatan.

Adapun kelebihan dan kelemahan dari teori atom Rutherford, yaitu sebagai berikut:

Kelebihan

• Dapat menggambarkan dan menjelaskan bentuk lintasan elektron yang mengelilingi inti atom, sehingga mudah dipahami.
• Dapat menyimpulkan bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti atom yang dimana satu sama lain terpisah oleh ruang hampa.
• Dapat menjelaskan pergerakan elektron disekitar inti atom

Kekurangan

• Tidak mampu menjelaskan mengapa elektron tidak pernah jatuh ke dalam inti atom sesuai dengan teori fisika klasik.
• Tidak mampu menjelaskan tentang spektrum garis pada atom hidrogen (H).
• Tidak mampu menjelaskan letak elektron dan cara rotasinya terhadap inti atom.
• Elektron yang bergerak akan memancarkan energi, sehingga energi atom menjadi tidak stabil.

Poin kunci pada model atom Rutherford

yaitu, atom terdiri atas inti atom yang berukuran sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi elektron yang bergerak pada lintasannya.

Teoti Atom Niels Bohr

Teori atom Niels Bohr

Bohr mengemukakan tentang atom sebagai berikut:

• Elektron dalam atom bergerak melalui lintasan yang merupakan tingkat energi tertentu, dengan demikian elektron juga mempunyai energi tertentu.
• Selama bergerak dalam lintasannya elektron tidak memancarkan energi disebut keadaan stationer atau dasar.
• Elektron dalam atom dapat menyerap energi dan pindah ke lintasan/tingkat energi yang lebih tinggi (disebut eksitasi atau promosi).

Adapun kelebihan dan kelemahan dari teori atom Bohr, yaitu sebagai berikut:

Kelebihan

• Dapat memperbaiki kelemahan dari teori atom Rutherford.
• Dapat membuktikan adanya lintasan elektron untuk atom hidrogen.
• Dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen secara akurat.

Kekurangan

• Tidak dapat menjelaskan spektrum warna dari atom-atom yang mempunyai banyak elektron atau yang lebih kompleks.
• Tidak dapat menjelaskan adanya garis-garis halus dalam spektrum hidrogen (efek Zeeman) karena Bohr menganggap elektron sebagai partikel.
• Model atom Bohr memiliki nilai momentum sudut lintasan ground state yang salah.
• Tidak bisa mengetahui intensitas relatif garis spektra.
• Tidak bisa menjelaskan struktur garis spektra yang baik.
• Tidak dapat menjelaskan atom selain atom hidrogen.

Poin kunci pada model atom Bohr

yaitu, atom terdiri dari inti atom yang mengantung proton dan neutron, sedangkan elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit electron atau tingkat energi elektron.

Teori Atom Mekanika Kuantum

Teori atom Mekanika Kuantum

Teori Atom Mekanika Kuantum didasarkan pada dualisme sifat elektron, yaitu sebagai gelombang dan sebagai partikel.

Menurut de Broglie, cahaya dapat berperilaku sebagai materi dan berperilaku sebagai gelombang (dikenal dengan istilah dualisme gelombang partikel). Menurut Heisenberg,

tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektron secara bersamaan, tetapi yang dapat ditentukan hanyalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti
.

Erwin Schrodinger mengajukan teori yang disebut teori atom mekanika kuantum ”
Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti yang dapat ditentukan adalah kemungkinan menemukan elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom
”.

Daerah dengan kemungkinan terbesar ditemukan elektron disebut orbital. Orbital digambarkan berupa awan, yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kemungkinan ditemukan elektron di daerah tersebut. Kemudian Werner Heisenberg mengemukakan bahwa metode eksperimen yang digunakan untuk menemukan posisi atau momentum suatu partikel seperti elektron dapat menyebabkan perubahan, baik pada posisi, momentum atau keduanya.

Teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg melahirkan model atom mekanika kuantum sebagai berikut:

1. Posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti.
2. Atom mempunyai kulit elektron.
3. Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron.
4. Setiap subkulit elektron memiliki sub-sub kulit elektron.

Latihan 1

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Perhatikan gambar teori atom berikut!

Yang menunjukkan teori atom Rutherford adalah….

A. I

B. II

C. III

D. IV

E. V

Latihan 2

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Analogi model atom seperti roti kismis merupakan teori model atom dari…

A. Thomson

B. Bohr

C. Mekanika gelombang

D. Dalton

E. Rutherford

Latihan 3

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Kelemahan teori atom Niels Bohr adalah ….

A. tidak dapat menjelaskan spektrum unsur hidrogen

B. bertentangan dengan hukum–hukum fisika klasik dari Maxwell

C. tidak dapat menentukan posisi elektron dengan pasti

D. bertentangan dengan teori atom Dalton bahwa atom–atom suatu unsur identik

E. tidak dapat menentukan perubahan energi pada perpindahan elektron dalam atom

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Kelemahan teori atom Rutherford adalah tidak adanya penjelasan tentang….

A. Partikel penyusun inti atom

B. Massa atom berpusat pada inti

C. Elektron mengitari inti pada jarak tertentu

D. Inti atom yang bermuatan positif

E. Elektron yang memiliki energi tetap

Latihan 5

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Pernyataan berikut terkait teori atom dari John Dalton:

1. Atom berbentuk bola pejal yang sangat kecil
2. Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi
3. Atom dari unsur yang sama memiliki sifat sama, sedangkan atom dari unsur yang berbeda memiliki massa dan sifat yang berbeda
4. Reaksi kimia tidak dapat merubah suatu atom menjadi atom lain

Dari pernyataan di atas yang menjadi kelemahan teori atom Dalton adalah pernyataan….

A. 1, 2 dan 3

B. 2 dan 4

C. 1 dan 3

D. 4

E. 1, 2, 3 dan 4

Latihan 6

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Di bawah ini adalah pernyataan yang benar mengenai Teori Atom Rutherford, kecuali ….

A. Atom mempunyai inti yang bermuatan positif.

B. Elektron bergerak pada lintasan yang menunjukan tingkatan energi.

C. Sebagian kecil partikel alfa dibelokkan dan dipantulkan.

D. Elektron bergerak mengelilingi inti atom.

E. Sebagian besar partikel alfa menembus lempeng emas.

Latihan 7

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg melahirkan model atom mekanika kuantum dimana setiap kulit elektron memiliki …

A. subkulit elektron

B. kulit

C. lintasan

D. sub-subkulit elektron

E. orbital

Elektron

Elektron

merupakan partikel subatomik bermuatan negatif dengan massa sangat kecil. Elektron ditemukan oleh

J.J. Thomson

pada tahun 1897 melalui

eksperimen dengan tabung sinar katode
.

Sifat-sifat sinar katode:

1. Merupakan partikel kecil yang tidak dapat dilihat.
2. Memiliki sifat cahaya dan sifat materi.
3. Merambat tegak lurus dari permukaan katode menuju anode.
4. Tidak tergantung pada jenis gas dan jenis elektrode.
5. Bermuatan negatif sehingga dalam medan magnet dan medan listrik dibelokkan ke kutub positif.

Sinar katode tersebut merupakan elektron.

Pada tahun 1908

Robert Andrew Milikan

menemukan

muatan elektron sebesar -1,6 x 10^-19
C

melalui

percobaan tetes minyak
. Muatan tersebut diberi tanda -1 dan tidak memiliki massa atau 0 sma.

Proton

Proton

merupakan partikel subatomic bermuatan positif sebagai salah satu komponen penyusun inti atom. Proton ditemukan oleh

Eugen Goldstein

pada tahun 1886 melalui

percobaan tabung gas berkatode (tabung Crookes)
.

Sifat-sifat sinar anode:

1. Bermuatan positif karena dapat dibelokkan medan magnet dan medan listrik menuju kutub negatif.
2. Merupakan radiasi partikel karena dapat memutar kincir.
3. Perbandingan e/m tergantung pada gas yang diisikan dalam tabung.
4. Ukuran partikel sinar anode bergantung pada jenis gas dalam tabung.
5. Muatan proton = +1 atau 1,6 × 10^-19
   C.
6. Semakin besar massa partikel, sinar anodenya semakin sukar dibelokkan.

Ernest Rutherford

juga melakukan percobaan, yaitu

penembakan lempeng emas tipis dengan sinar alfa
.

Pada percobaan tersebut, sebagian besar sinar alfa diteruskan atau menembus lempeng emas, sebagian kecil dibelokkan, dan sebagian kecil lagi dipantulkan.

Adanya sebagian kecil sinar alfa yang dipantulkan menunjukkan adanya inti atom yang bermuatan +1 dan bermassa 1 sma.

Neutron

Pada 1932,

J. Chadwick

menemukan partikel dasar ketiga yang terletak dalam inti dan tidak bermuatan, partikel tersebut dikenal dengan nama

neutron
. Dengan ditemukannya partikel neutron, terdapat tiga partikel dasar atom, yakni elektron, proton, dan neutron.

Proton dan neutron terletak di dalam inti, sedangkan elektron beredar mengelilingi inti
.

Perbedaan utama dari

neutron

dengan partikel subatomik lainnya adalah mereka tidak bermuatan. Sifat

netron

ini membuat penemuannya lebih terbelakang, dan sangat menembus, membuatnya sulit diamati secara langsung dan membuatnya sangat penting sebagai agen dalam perubahan nuklir.

Penelitian yang dilakukan Rutherford selain sukses mendapatkan beberapa hasil yang memuaskan juga mendapatkan kejanggalan, yaitu massa inti atom unsur selalu lebih besar daripada massa proton di dalam inti atom. Rutherford menduga bahwa terdapat partikel lain di dalam inti atom yang tidak bermuatan karena atom bermuatan positif disebabkan adanya proton yang bermuatan positif. Adanya partikel lain di dalam inti atom yang tidak bermuatan dibuktikan oleh James Chadwick pada tahun 1932.

Chadwick melakukan

penelitian dengan menembak logam berilium menggunakan sinar alfa
. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suatu partikel yang tak bermuatan dilepaskan ketika logam berilium ditembak dengan sinar alfa dan partikel ini disebut sebagai

neutron
.

Neutron

tak bermuatan dan bermassa 1 sma (pembulatan).

Dengan beberapa penjelasan mengenai ketiga partikel atom maka dapat disimpulkan dalam tabel berikut:

Latihan 1

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Penemu neutron adalah….

A. William Crookes

B. Goldstein

C. James Chadwick

D. Sir Humphry Davy

E. J.J. Thomson

Latihan 2

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Penemu elektron adalah….

A. William Crookes

B. Goldstein

C. James Chadwick

D. Sir Humphry Davy

E. J.J. Thomson

Latihan 3

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Penemu proton adalah….

A. William Crookes

B. Goldstein

C. James Chadwick

D. Sir Humphry Davy

E. J.J. Thomson

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Partikel atom yang tidak bermuatan adalah….

A. Proton

B. Elektron

C. Positron

D. Nukleon

E. Neutron

Latihan 5

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Partikel dasar dalam atom terdiri dari….

A. Proton, elektron, dan positron

B. Proton, neutron, dan nukleon

C. Proton, elektron, dan neutron

D. Positron, nukleon, dan elektron

E. Neutron, nukleon, dan elektron

Latihan 6

Perhatikan pernyataan di bawah ini!

1. Bermuatan positif karena dapat dibelokkan medan magnet dan medan listrik menuju kutub negatif.
2. Tidak tergantung pada jenis gas dan jenis elektrode.
3. Ukuran partikel sinar anode bergantung pada jenis gas dalam tabung.
4. Bermuatan negatif sehingga dalam medan magnet dan medan listrik dibelokkan ke kutub positif.

Penyataan yang benar mengenai sinar anode adalah …

A. 1, 2, 3, dan 4

B. 1 dan 3

C. 2 dan 4

D. 4 saja

E. 1, 2, 3, dan 4

Latihan 7

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

J. Chadwick dapat menemukan neutron melalui eksperimen yang dilakukan, yaitu …

A. penembakan logam berilium menggunakan sinar alfa

B. percobaan tetes minyak

C. percobaan tabung gas berkatode

D. penembakan lempeng emas tipis dengan sinar alfa

E. percobaan tabung sinar katode

Nuklida

Nuklida

merupakan penulisan lambang suatu unsur secara umum, sebagai berikut.

Dengan keterangan sebagai berikut:

X = lambang unsur



Z = nomor atom



A = nomor massa

Nomor atom (Z)

menunjukkan banyaknya jumlah proton (p) dalam suatu unsur. Pada atom netral, jumlah proton (p) sama dengan jumlah elektron (e).

Nomor massa (A)

ditentukan oleh jumlah proton (p) dan neutron (n) dalam inti atom.

Contoh:
Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutron dari notasi unsur berikut!

Pembahasan:
Nomor atom = 7, maka
Proton = 7
Elektron = 7
Nomor massa = 14, maka
Neutron = 14 – 7 = 7

Notasi Ion

Notasi Ion

• Ion merupakan atom yang bermuatan.
• Atom yang melepaskan elektron akan bermuatan positif (ion positif).
• Atom yang menerima elektron akan bermuatan negatif (ion negatif).
• Saat atom berubah menjadi ion, yang mengalami perubahan hanya jumlah elektronnya  sedangkan jumlah proton dan neutronnya tetap.
• Perubahan jumlah elektron dirumuskan sebagai berikut:
  Ion positif : e = nomor atom – jumlah muatan.
  Ion negatif : e = nomor atom + jumlah muatan.

Contoh:
Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutron dari notasi berikut!

Pembahasan:
Nomor massa = 35
Nomor atom = 17, maka
Proton = 17
Elektron (muatan negatif) = 17 + 1 = 18
Neutron = 35 – 17 = 18

Isotop, Isobar, Isoton, dan Isoelektron

Massa Atom Relatif

Tahukah Sobat Pintar, bagaimana cara menentukan

massa atom relatif

unsur-unsur tersebut ?
Atom memiliki ukuran yang sangat kecil sehingga tidak mungkin untuk menimbang massanya secara langsung. Sampai saat ini, belum ada timbangan yang dapat mengukurnya.

Pada awalnya, massa atom relatif dibandingkan terhadap atom hidrogen. Akan tetapi, pada 1961

IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry)

telah menentukan standar baru dalam penentuan

massa atom relatif
, yaitu atom karbon-12. Satuan massa atom suatu unsur ditentukan dengan cara membandingkannya dengan
¹/₁₂
massa atom karbon dengan nomor massa = 12(₆C¹²).

Satuan untuk massa relatif unsur adalah

sma (satuan massa atom)

Massa satu atom C = 1,993 x 10^-23. Jadi, 1 sma =
¹/₁₂
x 1,993 x 10^-23

Massa atom suatu unsur yang dibandingkan dengan
¹/₁₂
massa atom C merupakan

massa atom rata-rata dari isotop-isotop yang dimiliki unsur tersebut
. Informasi mengenai adanya isotop inilah yang dijadikan acuan oleh para ilmuwan untuk menentukan massa atom relatif. Oleh karena suatu unsur dapat tersusun atas beberapa atom yang memiliki nomor massa yang sama, maka massa unsur ditentukan dengan cara mengambil rata-rata dari massa atom setiap isotop.

Latihan 1

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Kalium mempunyai nomor atom 19 dan nomor massa 39. Jumlah elektron pada atom Kalium adalah….

A. 21

B. 20

C. 19

D. 18

E. 17

Latihan 2

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Lambang suatu unsur
₁₈X⁴⁰
dapat disimpulkan bahwa pada satu atom unsur X mempunyai….

A. 18 neutron dan 18 proton

B. 22 neutron dan 22 proton

C. 40 proton dan 18 elektron

D. 18 proton dan 22 neutron

E. 18 neutron, 22 proton, dan 22 elektron

Latihan 3

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Unsur klor dengan lambang
₁₇Cl³⁵
mengandung….

A. 17 neutron, 18 proton

B. 17 neutron, 35 proton

C. 18 neutron, 17 proton

D. 18 neutron, 35 proton

E. 35 neutron, 17 proton

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Disebut apakah jika terdapat dua ion yang memiliki jumlah elektron yang sama ?

A. Isoelektron

B. Isobar

C. Isotop

D. Isoton

E. Isoplus

Latihan 5

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Unsur X mempunyai 10 proton dan 12 neutron, sedangkan unsur Y mempunyai nomor massa 23 dan nomor atom 11. Kedua atom tersebut merupakan ….

A. Isotop

B. Isobar

C. Isoton

D. Isokhor

E. Isomer

Latihan 6

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Suatu unsur Y dengan massa atom 127 dan jumlah neutron 74 menerima 1 elektron di kulit valensinya sehingga menjadi ion Y^-.
Notasi ion Y yang tepat adalah …

A.

B.

C.

D.

E.

Latihan 7

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Pernyataan berikut yang benar adalah …

A.
⁴⁰Ar dan
⁴⁰Ca²⁺
adalah isotop

B. Isotop dihasilkan ketika suatu atom menerima atau melepaskan elektron

C.
¹⁹K⁺
mempunyai 20 neutron, 19 proton, dan 20 elektron

D. K⁺
dihasilkan dari penambahan suatu proton

E. Ca²⁺
dan Cl^–
memiliki jumlah elektron yang sama

Konfigurasi elektron

Konfigurasi elektron

adalah susunan elektron dalam suatu atom mulai dari orbital berenergi rendah hingga ke orbital berenergi tinggi.

Menurut

Niels Bohr

bahwa

elektron yang mengelilingi inti akan membentuk lintasan-lintasan yang dikenal dengan nama kulit atom
.

Kulit yang terdekat dengan inti disebut kulit K dan merupakan tingkat energi yang paling rendah. Selanjutnya kulit L, M, N dan seterusnya.

Jumlah elektron maksimum yang dapat mengisi setiap kulit adalah 2n². Dimana n = nomor kulit

Di dalam kulit tersebut juga dapat dibagi lagi menjadi subkulit dimana dapat menentukan juga jumlah elektron yang terdapat pada orbital atau lintasannya. Aturan penulisan konfigurasinya dituliskan dalam beberapa aturan sebagai berikut:

Aturan Aufbau


”Pengisian elektron dalam orbital dimulai dari orbital dengan tingkat energi paling rendah. Setelah penuh, pengisian berlanjut ke orbital yang tingkat energinya satu tingkat lebih tinggi. Demikian seterusnya hingga semua elektron menempati orbital”. Skema energi pada aturan Aufbau digambarkan sebagai berikut:

Aturan Hund


”Elektron-elektron yang berada di suatu orbital akan menempati orbital yang kosong dengan arah rotasi sejajar. Setelah itu, elektron-elektron lainnya menempati orbital tersebut dengan arah rotasi yang berlawanan”. Seperti digambarkan pada gambar berikut ini:

Larangan Pauli


”Tidak ada dua buah elektron dalam orbital yang sama memiliki keempat bilangan kuantum yang sama”. Bilangan kuantum spin harus berlawanan dan Jumlah elektron maksimum adalah 2 x jumlah orbital dalam subkulit. Seperti pada gambar berikut:

Diagram Orbital

dibuat dengan tahapan berikut.

1. Menulis konfigurasi elektron berdasarkan aturan Aufbau
2. Membuat panah pada subkulit sesuai dengan banyaknya elektron pada orbital yang dimiliki.

Berikut merupakan contoh pengisian elektron pada diagram orbital untuk atom karbon.
₆C : 1s²
2s²
2p²

Selain itu, konfigurasi elektron juga dapat menentukan jumlah pada elektron valensi.

Elektron valensi adalah jumlah elektron pada subkulit dengan harga n terbesar yang digunakan untuk pembentukan ikatan kimia
.
Contoh:
Konfigurasi elektron dari
₁₁Na adalah 1s²
2s²
2p⁶
3s¹, n atau kulit terbesarnya adalah 3 dan pada kulit tersebut hanya terdapat 1 buah elektron, sehingga elektron valensinya sejumlah 1.

Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah bilangan yang menyatakan kedudukan atau posisi elektron dalam atom yang diwakili oleh suatu nilai dalam sistem dinamis. Bilangan ini menggambarkan sifat elektron dalam orbital
.

Bilangan kuantum menentukan tingkat energi utama atau jarak dari inti, bentuk orbital, orientasi orbital, dan spin elektron. Setiap sistem kuantum dapat memiliki satu atau lebih bilangan kuantum.

Terdapat 4 jenis bilangan kuantum diantaranya adalah bilangan kuantum utama
(n), bilangan kuantum azimut
(l), bilangan kuantum magnetik
(m), dan bilangan kuantum spin
(s).

Bilangan Kuantum Utama
(n)



Menyatakan posisi elektron dalam kulit atom, menjelaskan jarak rata-rata awan elektron dari inti atom, serta menyatakan tingkat energi elektron dalam suatu atom.
Semakin besar nilai n, tingkat energi atom semakin tinggi.
Bilangan kuantum utama mempunyai harga mulai dari 1, 2, 3, 4, dan seterusnya.

Bilangan Kuantum Azimut
(l)



Menyatakan subkulit atau orbital.
Harga
l
= 0, 1, 2, …,(n-1)

• harga
  l
  = 0 –> subkulit s
• harga
  l
  = 1 –> subkulit p
• harga
  l
  = 2 –> subkulit d
• harga
  l
  = 3 –> subkulit f

Bilangan Kuantum Magnetik
(m)



Menentukan orientasi orbital dalam ruang di sekitar inti atom.
Harga
m =
+l, 0,
-l

Bilangan Kuantum Spin
(s)



Menyatakan arah putar elektron terhadap sumbunya (berotasi) sewaktu elektron berputar mengelilingi inti atom.

Sistem Periodik Unsur dan Kedudukan Unsur

Sistem periodik unsur adalah tampilan unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel
. Unsur-unsur tersebut disusun berdasarkan kenaikan nomor atom, konfigurasi elektron, dan keberulangan sifat kimia. Lajur horizontal disebut periode, disusun menurut kenaikan nomor atom. Sedangkan lajur vertikal disebut golongan, disusun menurut kemiripan sifat.

Golongan


Berada pada lajur vertikal, golongan menyatakan elektron valensi suatu unsur. Ditulis dengan angka Romawi.
Terdiri atas 8 golongan utama (IA sampai VIIIA), 8 golongan transisi (IB sampai VIIIB), dan golongan transisi dalam (Laktanida dan Aktinida).

Periode


Berada pada lajur horizontal, periode menyatakan jumlah kulit atom unsur. Ditulis dengan angka latin. Terdiri atas 7 periode.

Konfigurasi elektron sangat erat hubungannya dengan sistem periodik unsur. Hubungan konfigurasi elektron dengan kedudukan unsur dalam sistem periodik ditunjukkan oleh elektron valensi dan bilangan kuantum utama (n) atau kulit terbesar.

Kedudukan Unsur dalam Golongan

Kedudukan unsur dalam golongan ditentukan oleh elektron valensinya. Jika jumlah elektron luar yang mengisi orbital dalam subkulit sama, maka atom unsur tersebut pasti terletak pada golongan yang sama (selain yang berbentuk ion).

a. Golongan utama

b. Golongan Transisi

Letak unsur dalam periode

Letak unsur dalam periode dapat ditunjukkan dengan nilai n (bilangan kuantum utama) yang terbesar.

Latihan 1

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Konfigurasi elektron dari
₁₁Na adalah…

A. 1s²
2s²
2p⁵
2s²

B. 1s²
2s²
2p⁷

C. 1s²
2s²
2p⁶
3s¹

D. 2s²
2s²
2p⁵
2s¹

E. 1s²
2s²
2p⁶
3d¹

Latihan 2

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

₁₁Na terletak pada periode dan golongan berapa ?

A. periode 2, golongan I A

B. periode 1, golongan III A

C. periode 3, golongan III A

D. periode 2, golongan III A

E. periode 3, golongan I A

Latihan 3

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Letak unsur dan konfigurasi elektron yang tepat untuk unsur
₁₉X adalah…..

A. Periode 4, golongan IA, [Ar] 4s¹

B. Periode 1, golongan IB, [Ar] 4d¹

C. Periode 1, golongan IIA, [Ar] 4s²

D. Periode 2, golongan IIB, [Ar] 4d²

E. Periode 3, golongan IVA, [Ar] 4s²
3d²

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom
₁₆S adalah….

A. n = 2, l = 0, m = 0, s = -1/2

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

C. n = 3, l = 1, m = 0, s = -1/2

D. n = 3, l = 1, m = 0, s = +1/2

E. n = 3, l = 1, m = +1, s = +1/2

Latihan 5

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Unsur
₁₇T dalam sistem periodik unsur terletak pada golongan dan periode berturut-turut….

A. IVA, 3

B. VA, 2

C. VIIA, 3

D. VA, 3

E. IVB, 2

Latihan 6

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Suatu elektron terakhir memiliki bilangan kuantum berturut-turut n = 4, l = 2, m = +1, s = -1/2
Jumlah elektron yang berpasangan dalam atom tersebut adalah …

A. 23

B. 24

C. 26

D. 28

E. 30

Latihan 7

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Suatu unsur golongan utama memiliki 6 elektron valensi pada kulit ke-4. Nomor atom unsur tersebut adalah …

A. 30

B. 32

C. 34

D. 37

E. 39

Jari-jari atom

Jari-jari atom adalah jarak yang dihitung dari inti atom hingga lintasan paling luar suatu atom
.

Dalam satu golongan, jari-jari atom meningkat dari atas ke bawah. Adapun dalam satu periode, jari-jari atom meningkat dari kanan ke kiri
. Dalam satu periode, semakin ke kanan jumlah proton dan neutron semakin banyak sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kuat sehingga jari-jari atom semakin kecil.
Sifat jari-jari atom dalam sistem periodik unsur digambarkan dalam gambar berikut:

Energi Ionisasi

Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan suatu atom untuk melepaskan satu elektron valensi membentuk ion positif
.  Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jumlah kulit bertambah sehingga jarak elektron valensi ke inti atom bertambah dan elektron lebih mudah lepas. Akibatnya,

energi ionisasi dalam satu golongan meningkat dari bawah ke atas
.

Adapun dalam satu periode, semakin ke kanan jumlah proton dan neutron semakin banyak sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kuat. Akibatnya diperlukan energi yang lebih besar untuk melepaskan elektron terluar. Dengan kata lain,

dalam satu periode energi ionisasi meningkat dari kiri ke kanan
.

Energi ionisasi dalam sistem periodik unsur digambarkan dalam gambar di bawah ini:

Afinitas Elektron

Afinitas elektron adalah besarnya energi yang dibebaskan satu atom netral dalam wujud gas pada waktu menerima satu elektron sehingga terbentuk ion negatif
. Jika energi ionisasi selalu ditekankan pada pembentukan ion positif.

Afinitas elektron

ditekankan pada ion negatif, dan keduanya banyak dipakai untuk unsur-unsur pada golongan 6 dan 7 pada tabel periodik.

Dalam satu golongan dari atas ke bawah, afinitas elektron semakin berkurang. Sedangkan dalam satu periode dari kiri ke kanan, afinitas elektron semakin bertambah
.

Berbeda dengan energi ionisasi, afinitas elektron dapat berharga positif atau negatif. Jika satu elektron ditambahkan kepada atom yang stabil dan sejumlah energi diserap maka afinitas elektronnya berharga positif. Jika dilepaskan energi, afinitas elektronnya berharga negatif. Contohnya, ketika gas klor menerima elektron untuk membentuk ion negatif.

Untuk lebih jelasnya, Sobat Pintar bisa melihat gambar di bawah ini:

Keelektronegatifan

Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu unsur untuk menarik elektron sehingga bermuatan negatif
.

Dalam satu golongan dari atas ke bawah, keelektronegatifan semakin berkurang. Dalam satu periode dari kiri ke kanan keelektronegatifan semakin bertambah
.

Konsep elektronegativitas pertama kali diperkenalkan oleh

Linus Pauling

pada tahun 1932 sebagai bagian dari perkembangan teori ikatan valensi. Elektronegativitas tidak bisa dihitung secara langsung, melainkan harus dikalkulasi dari sifat-sifat atom dan molekul lainnya. Beberapa metode kalkulasi telah diajukan. Walaupun pada setiap metode terdapat perbedaan yang kecil dalam nilai numeris elektronegativitasnya, semua metode memiliki tren periode yang sama di antara unsur-unsur.

Keelektronegatifan unsur dalam sistem periodik unsur dapat dilihat dalam gambar berikut:

Latihan 1

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Di bawah ini yang bukan merupakan sifat keperiodikan unsur adalah…

A. Jari-jari atom

B. Entalpi

C. Energi ionisasi

D. Afinitas elektron

E. Keelektronegatifan

Latihan 2

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Dalam sistem periodik unsur, hal yang benar tentang jari-jari atom adalah…

A. semakin ke atas jari-jari atom semakin besar

B. semakin ke bawah jari-jari atom semakin kecil

C. semakin ke bawah jari-jari atom tetap

D. semakin ke atas jari-jari atom semakin menyusut

E. semakin ke bawah jari-jari atom semakin besar

Latihan 3

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Di antara sifat periodik unsur berikut, yang benar dalam satu golongan dari atas ke bawah adalah….

A. jari-jari atom semakin pendek

B. elektronegativitas semakin besar

C. energi ionisasi semakin besar

D. afinitas elektron semakin kecil

E. sifat logam semakin berkurang

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Di antara deret unsur halogen, atom yang memiliki keelektronegatifan paling besar adalah….

A.
₉F

B.
₁₇Cl

C.
₃₅Br

D.
₅₃I

E.
₈₅At

Latihan 5

Jawablah soal berikut ini!

Diberikan data unsur sebagai berikut:
₂₀Ca,
₁₉K,
₁₈Ar,
₁₆S,
₁₁Na
Dari kelima unsur tersebut, yang memiliki energi ionisasi paling besar adalah….

A. Na

B. S

C. Ar

D. K

E. Ca

Latihan 6

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Pernyataan yang benar untuk atom
₁₁Na dan
₁₉K adalah …

A. Jari-jari atom K < Na

B. Energi ionisasi pertama Na < K

C. Jari-jari ion Na⁺
< K⁺

D. Keelektronegatifan Na < K

E. Afinitas elektron Na < K

Latihan 7

Perhatikan pernyataan di bawah ini!

1. Jari-jari atom A lebih besar dari jari-jari atom B.
2. Atom A lebih sukar membentuk ion positif daripada atom B.
3. A dan B terletak pada periode yang sama.
4. Keelektronegatifan atom A lebih besar dari atom B.

Jika konfigurasi elektron A : 1s²
2s²
2p⁶
3s¹
dan B : 1s²
2s²
2p⁶
3s², maka penyataan yang benar adalah …

A. 1, 2, dan 3

B. 1 dan 3

C. 2 dan 4

D. 4 saja

E. 1, 2, 3, dan 4