Sistem periodik dan struktur atom standar kompetensi




Yüklə 212.55 Kb.
səhifə1/4
tarix24.04.2016
ölçüsü212.55 Kb.
  1   2   3   4




http://www.smeter.net

Fenomena Alam Aurora, suatu bukti adanya pengaruh medan magnet terhadap muatan listrik. John Dalton mengadakan pengamatan tentang aurora tetapi penjelasannya muncul setelah ditemukannya sinar katoda



BAB 1

SISTEM PERIODIK DAN STRUKTUR ATOM

STANDAR KOMPETENSI

Memahami struktur atom, sifat-sifat periodik unsur, dan ikatan kimia



KOMPETENSI DASAR

    1. Memahami struktur atom berdasarkan teori atom Bohr, sifat-sifat unsur, massa atom relatif, dan sifat-sifat periodik unsur dalam tabel periodik serta menyadari keteraturannya, melalui pemahaman konfigurasi elektron.

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari bab ini diharapkan kalian dapat:



  • Membandingkan teori – teori atom mulai teori atom Dalton hingga teori atom Niels Bohr

  • Menentukan jumlah proton, elektron dan netron suatu unsur berdasarkan nomor atom dan nomor massanya atau sebaliknya.

  • Menentukan isotop, isobar dan isoton suatu unsur

  • Menentukan electron valensi suatu unsur

  • Menjelaskan perkembangan penggolongan unsur hingga tabel periodik modern

  • Menentukan golongan dan perioda unsur unsur dalam tabel periodik berdasarkan struktur atomnya.

  • Menentukan massa atom relatif unsur

  • Menjelaskan sifat-sifat keperiodikan unsur berdasarkan tabel atau grafik.

PETA KONSEP



Apersepsi

Saat Kalian melihat batuan yang tidak biasa, cangkang hewan laut yang bagus, kristal salju, daun yang memerah, karat, plastisin, kuku, rambut, bahkan juga kertas, kapas, sirup, nata de coco, atau compact disk (CD) dan baterei isi ulang, Kalian mungkin pernah bertanya terbuat dari apakah benda – benda ini.

Tahukah Kalian pertanyaan itu telah menggelitik manusia sejak lama. Sejak dulu orang telah bertanya, menduga, dan memperkirakan apa yang menyusun benda – benda di sekitarnya, dan juga tubuhnya sendiri.

Bangsa Yunani kuno percaya bahwa segala sesuatu tersusun atas empat unsur dasar, yaitu air, udara, tanah, dan api. Sifat setiap benda tergantung bagaimana komposisi unsur – unsur ini disusun.

Pada abad ke – 17, seorang ilmuwan Inggris, Robert Boyle, mengemukakan bahwa setiap unsur tersusun atas partikel yang sederhana, dan tidak tersusun atas unsur yang lain. Pernyataan inilah yang mendasari berkembangnya konsep atom, penyusun unsur, hingga sekarang. Kita akan mempelajari bagaimana konsep atom berkembang dari yang paling sederhana hingga konsep yang kita terima sekarang dalam bab ini.

Perkembangan Teori Atom

Teori atom telah lama berkembang mulai pada beberapa abad sebelum Masehi. Teori ini telah menjadi pertanyaan besar di kalangan para ahli filsafat Yunani. Democritus (460 - 370 SM) berpendapat bahwa suatu materi tersusun atas partikel yang tak dapat dibagi. Pemikirannya kira – kira sebagai berikut: bila kamu membelah suatu benda, sepotong coklat misalnya, kemudian kamu bagi lagi potongan kecil ini, lagi, lagi, lagi, dan lagi maka suatu saat kamu akan mendapatkan potongan kecil, bahkan sangat kecil, yang tidak dapat kamu belah lagi. Oleh karena itu materi tersusun atas partikel – partikel yang tidak dapat dibagi yang disebut atomos.

Berbeda dengan Democritus, Aristotle lebih percaya bahwa setiap benda terusun atas empat unsur dasar dan menurutnya materi bersifat kontinu, yang berarti akan terus menerus dapat dibelah. Karena Aristotle lebih berpengaruh, pendapat Aristotle ini lebih banyak dianut orang dan konsep atomos terpendam selama hampir 2000 tahun!

Setelah munculnya pendapat dari Robert Boyle, berkembang teori atom yang lebih didasarkan pada eksperimen hingga munculnya teori atom yang dikemukakan oleh John Dalton.



  1. John Dalton (Tahun 1805)

Teori atom Dalton dianggap sebagai puncak dari usaha-usaha penelitian yang dilakukan oleh para kimiawan. Dalton dapat menyatukan berbagai fakta dan teori kedalam suatu teori tentang sifat materi. Teori yang dikemukakan berdasarkan asumsi-asumsi berikut:

  1. semua unsur terdiri atas partikel yang sangat kecil yang disebut atom. Atom adalah penyusun utama setiap benda

  2. semua atom dari unsur tertentu sama, dan memiliki masa atom yang sama pula.

  3. Atom dari unsur yang berbeda juga berbeda dalam hal massa dan volumenya

  4. Atom tidak dapat dimusnahkan atau diubah saat bereaksi

  5. Atom-atom dari satu unsur dapat bergabung dengan atom-atom dari unsur lain untuk membentuk molekul, satuan dasar dari senyawa

  6. Perbandingan atom dalam molekul selalu tetap dan dapat dinyatakan dalam bilangan bulat dan sederhana (Gebelein, 1997)

Telah disepakati bersama bahwa setiap benda tersusun atas partikel sederhana yang paling kecil yang tidak dapat dibagi lagi. Sekarang dapatkah Kalian bayangkan seperti apakah partikel terkecil ini? Bagaimanakah bentuknya? Seperti kotak, kubus, kerucut, segitiga, lingkaran, bulat, bentuk lainnya, atau sama sekali tak beraturan?

Bulat seperti bola...! Mungkin Kalian berfikir demikian dan fikiran inilah yang muncul pada John Dalton, seorang guru berkebangsaan Inggris. T


Model atom Dalton


api, mengapa bola? Karena bola memiliki luas permukaan yang paling kecil dibandingkan dengan bentuk yang lain untuk volume yang sama. Bentuk ini pula yang sering dipilih oleh benda-benda di alam.

Tidak percaya? Daftarlah nama – nama buah yang kalian tahu dan hitung jumlah buah yang bulat (atau cenderung bulat) dan hitung pula yang berbentuk lain. Mana yang lebih banyak?





http://www.australiantropicalfoods.com/

Gambar. Buah-buah. Coba perhatikan berapa perbandingan buah yang cenderung bulat dan tidak bulat sama sekali

Atau kalian mungkin sering memperhatikan butiran embun, atau air yang menempel di jendela saat hari sangat dingin atu hujan. Coba juga teteskan air (ingat, hanya diteteskan) dari ketinggian dua meter, lihatlah bentuk tetesan air saat dia bergerak ke bawah



http://wwf.org.au/assets/water_drop.jpg



http://www.vividlight.com/38/images



http://mishilo.image.pbase.com

Gambar. Tetesan-tetesan air dan embun di daun yang membulat membentuk luas bidang sentuh seminimal mungkin. Bulat juga merupakan bentuk yang paling mudah diingat untuk menggambarkan atom


  1. J.J. Thomson (Tahun 1879)

Pada abad ke-19 berkembang penemuan tentang listrik, listrik dan materi berhubungan.

Apakah Kalian pernah menggosokkan penggaris plastik pada rambut kemudian didekatkan pada sobekan – sobekan kecil kertas, atau bulu halus di tangan? Atau mungkin Kalian mau mencobanya lagi sekarang?

Apa yang terjadi saat penggaris itu didekatkan pada kertas atau tangan Kalian?

Ini adalah gejala listrik yang sudah dikenal orang sejak lama. Selain itu telah lama dikenal bahwa aliran listrik dapat menguraikan senyawa menjadi unsur – unsurnya.

Para ahli mulai mencoba berbagai cara untuk menyelidiki sifat – sifat listrik ini. Untunglah Michael Faraday (1791-1867) menemukan tabung sinar katoda. Faraday menemukan tabung sinar katoda dengan melewatkan listrik dalam tabung gelas yang telah divacumkan. Sinar tersebut merupakan radiasi yang dipancarkan oleh terminal negatif atau katoda melewati tabung vakum menuju terminal positif atau anoda.

Sinar katoda bergerak secara garis lurus dan sifat-sifatnya tidak bergantung dari jenis materialnya. Sinar katoda merupakan sinar tak terlihat yang hanya dapat dideteksi dari cahaya yang dipancarkan oleh material yang dikenainya. Misalnya dengan cara melapisi dinding tabung dengan ZnS yang disebut fluoresens.

Salah satu yang menarik dari sinar katoda adalah dapat dibelokkan oleh suatu medan listrik atau medam magnet sebagaimana sifat partikel-partikel bermuatan negatif.

Gambar Sinar katoda bergerak lurus dari katoda ke anoda



Gambar Sinar katoda dibelokkan oleh adanya medan listrik (a)

dan medan magnet (b)

Pada tahun 1897 dengan menggunakan metode yang sama, J.J. Thomson (1856-1940) menentukan rasio massa (m) terhadap muatan listrik (e) untuk sinar katode. Berdasarkan Rasio m/e, Thomson menyimpulkan bahwa sinar katode merupakan partikel dasar bermuatan negatif penyusun suatu atom. Sinar katode kemudian dikenal sebagai elektron, yaitu istilah pertama kali diusulkan George Stoney pada tahun 1874.

Jumlah muatan positif = jumlah muatan negatif


Model atom

J.J. Thomson



Teori :

  1. Atom merupakan bola masif/ pejal yang bermuatan positif.

  2. Pada tempat-tempat tertentu terdapat elektron-elektron yang bermuatan negatif.

Kelemahan : Tidak dapat menjelaskan dinamika reaksi kimia yang terjadi antar atom.

Di Sekitar Kita

Aurora

C
http://www.smeter.net


uaca di ruang angkasa dikontrol oleh aktivitas matahari. Angin matahari, aliran gas yang tersusun atas elektron dan proton, secara konstan mengalir dari atmosfer terluar matahari ke sistem tata surya. Bumi dilindungi dari pengaruh angin matahari secara langsung oleh magnetosfer, bagian terluar dari atmosfer bumi. Dari istilahnya kalian dapat memperkirakan bukan mengapa disebut magnetosfer? Tetapi saat aktivitas matahari mencapai puncak, pengaruhnya dapat mencapai bumi, yaitu terjadinya badai luar angkasa yang dahsyat

Aurora yang dapat dilihat di daerah selain kutub bumi menunjukkan adanya badai ruang angkasa. Aurora terjadi saat partikel bermuatan dari angin matahari memasuki magnetosfer dan menabrak atom dan molekul di atmosfer bumi, seperti hidrogen, nitrogen dan oksigen. Atom-atom dan molekul ini memancarkan cahaya. Aurora biasanya terjadi di sekitar kutub geomagnetik bumi utara dan selatan.

Warna aurora tergantung pada atom yang ditumbuk oleh partikel bermuatan. Aurora merah cerah menunjukkan begitu banyak atom oksigen yang dibombardir oleh elektron berenergi tinggi. Jika hanya sedikit, akan menghasilkan aurora yang berwarna kuning-hijau. Nitrogen yang terionisasi menghasilkan aurora yang berwarna biru, dan nitrogen netral menghasilkan warna merah. Aurora merah jingga terjadi bila warna-warna dari nitrogen tercampur (Disarikan dari: www.glencoe.com)


  1. Ernest Rutherford (Tahun 1911)

Pada saat J.J. Thomson mengemukakan model atomnya, dia telah menyatakan gagasan tentang adanya muatan positif dalam atom. Hanya saja Thomson belum bisa menjelaskan lebih rinci mengenai muatan positif ini. Gagasan tentang muatan positif ini mulai mendapatkan titik terang saat Rutherford murid Thomson, meneliti tentang inti atom.

Pada tahun 1911, Rutherford bersama kedua mahasiswanya (Geiger dan Ernest Marsden) melakukan percobaan dengan melakukan percobaan dengan menembak lapisan tipis emas menggunakan partikel – α.

Rutherford melakukan penelitiannya dengan cara menembak lapisan tipis emas menggunakan pertikel – α. Hasil penelitiannya telah menunjukkan bahwa muatan positif atom seluruhnya terpusat pada inti atom.

Setelah mengatahui hal ini, Rutherford memfokuskan penelitiannya mengenai inti atom. Meskipun Rutherford telah mengamati adanya muatan positif pada inti atom, baru pada tahun 1919 ia menemukan partikel positif tersebut dan selanjutnya dinamakan proton.





www.travelplaces.co.uk/images/

Gambar eksperimen penembakan lapisan tipis emas.

Rutherford telah berhasil menemukan proton, tetapi dia masih menemukan kejanggalan dalam struktur atom. Hal ini dilihatnya pada atom hidrogen dan helium. Hidrogen mempunyai satu proton, sedangkan helium mempunyai dua proton.

Dengan mengabaikan massa elektron yang sangat kecil, seharusnya perbandingan massa antara hidogen dan helium adalah 1 : 2. Namun pada kenyataannya perbandingan massa antara hidrogen dan helium adalah 1 : 4. Ruterford kemudian menduga bahwa dalam inti atomterdapat partikel lain yang bermuatan netral dan memiliki massa yang hampir sama dengan proton.

Baru pada tahun 1932, dugaan Rutherford menjadi kenyataan , yaitu setelah James Chadwick (1891-1972) menembak lapisan tipis berilium dengan partikel α, yang menghasilkan pancaran radiasi energi yang sangat tinggi sebanding dengan radiasi sinar –γ keluar dari logam tersebut. Kemudian Chadwick menamainya netron, karena partikel ini tidak bermuatan (netral) dan memiliki massa sedikit lebih besar dari proton.


Model atom

E. Rutherford


Teori :

  1. Sebagian besar massa dan seluruh muatan positif yang terdapat dalam atom terpusat di wilayah yang sangat kecil yang disebut inti atom. Atom itu sendiri sebagian besar merupakan ruangan kosong

  2. Besarnya muatan positif adalah berbeda antar satu atom dengan atom lainnya

  3. Banyaknya elektron di sekitar inti atom sama dengan banyaknya muatan positif pada inti atom. Atom itu sendiri secara keseluruhan bersifat netral ( p =  e)

Kelemahan :

Jika elektron bergerak mengelilingi inti akibatnya energi akan berkurang sehingga elektron akan jatuh ke inti atom (kenyataan atom bersifat stabil).



  1. Niels Bohr (Tahun 1914)

Model atom Rutherford belum menjelaskan bagaimana elektron-elektron tersusun disekeliling inti atom. Menurut hukum fisika klasik, elektron yang bermuatan negatif di sekeliling inti atom saling tarik menarik dengan inti atom yang bermuatan positif. Oleh karena itu, elektron akan terus bergerak mengelilingi inti atom seperti planet-planet mengelilingi matahari. Tarik menarik antara elektron dengan inti atom semakin mempercepat pergerakan elektron. Elektron akan memancarkan energi selama pergerakannya . lambat laun elektron akan terpilin semakin mendekati inti dan akhirnya jatuh ke inti atom. Akan tetapi hal ini tidak sesuai dengan kenyataan bahwa elektron di dalam atom tidak pernnah jatuh ke inti atom.

Pada tahun 1913 Fisikawan muda dari Denmark, Neils Bohr pertama kali mengembangkan teori struktur atom dan menggambarkan tingkat energi elektron di dalam atom.

Bohr mengusulkan elektron itu dalam suatu atom dapat berada hanya pada tingkat energi tertentu.


Model atom

Bohr


Teori :

  1. Elektron bergerak pada orbit melingkar mengelilingi inti dengan pergerakan yang mengikuti hukum fisika klasik

  2. Elektron menduduki orbit tertentu yang disebut kondisi stasioner dan selama elektron berada pada orbitnya, maka energinya akan tetap dan tidak memancarkan energi apapun

  3. Elektron dapat berpindah naikdan turn dari satu orbit ke orbit lainnya . Selama elektron mengalami proses transisi ini, sejumlah paket energi tertentu akan dihasilkan atau dibutuhkan. Artinya, elektron dapat berpindah dari tingkat enrgi terendah ke tingkat energi yang lebih tinggi dengan cara menyerap energi tertentu. Sebaliknya, ketika elektron ke tingkat energi terendahnya, energi yang sama akan dibebaskan

Kelemahan :

  1. Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron yang mengelilingi inti tidak jatuh ke inti.

  2. Tidak dapat menjelaskan letak elektron dengan pasti.

Lebih lanjut mengenai teori atom Bohr terutama mengenai proses transisi elektron dari satu orbit ke orbit lainnya akan di bahas di kelas 2. Pahamilah teori atom Bohr, supaya kamu tidak mengalami kesulitan di kelas 2 nanti

Lebih dekat dengan….

John Dalton

John Dalton adalah anak seorang tukang tenun miskin di Inggris. Dia memulai melakukan pencatatan meteorologis pada usia 11 tahun dan terus dia lakukan sampai menjelang wafatnya. Dia adalah orang pertama yang melakukan penyelidikan tentang cuaca secara sistematis.

Dalton juga mengadakan studi tentang buta warna, dia salah seorang penyandang buta warna.Pada usia 12 tahun dia memulai karir sebagai guru. Dia menghabiskan semua waktunya untuk melakukan hal – hal berhubungan dengan intelektual.


http://www.manchester.gov.uk/

Pada tahun 1793 dia menjadi tutor filsafat matematika dan ilmu pada New College, Manchester. Enam tahun berikutnya dia mengundurkan diri dan mencurahkan waktunya lebih banyak pada kerja ilmiah. Untuk alasan finansial dia terpaksa membuat peralatan sendiri, karena dia termasuk peneliti yang miskin, namun hasil penemuannya banyak memberikan dasar – dasar bagi ilmu kimia.

Pada tahun 1801, Dalton mengemukakan beberapa hukum yang berkaitan dengan perilaku gas. Penemuan – penemuannya menghantarkan dia untuk mengembangkan teori atom yang dipublikasikan pada tahun 1808 dalam buku yang berjudul New System of Chemical Philosophy. Dia kemudian mencoba untuk menentukan berat atom dan menemukan hukum perbandingan berganda. Pada tahun 1826 dia menerima Royal Medal dari Raja. Kesehatannya mulai menurun pada tahun 1937 dan meninggal tahun 1844 dalam damai dan dengan meletakkan dasar untuk pengembangan kimia sebagai ilmu (Diterjemahkan dari Whitman, Zinck, & Nalepa: 1988)



Diskusikan!

Salah satu landasan yang digunakan Dalton dalam mengemukakan teori atom adalah hukum kekekalan massa. Jelaskan adanya hubungan postulat – postulat yang dikemukakan Dalton dengan hukum kekekalan massa?


  1   2   3   4


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azrefs.org 2016
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə