Selamat datang di Pakdosen.co.id, web digital berbagi ilmu pengetahuan. Kali ini PakDosen akan membahas tentang Struktur Atom? Mungkin anda pernah mendengar kata Struktur Atom? Disini PakDosen membahas secara rinci tentang Pengertian, Perkembangan, Inti, Kulit, Nomor, Spektrum, Bilangan, Kunfigurasi, Jari dan Level. Simak Penjelasan berikut secara seksama, jangan sampai ketinggalan.
Pengertian Struktur Atom
Menurut Bohr Atom adalah suatu struktur yang terdiri dari inti bermuatan positif yang di kelilingi oleh elektron-elektron yang mengorbit. Elektron akan jatuh kedalam inti bila tanpa gaya centripugal dalam gerakanya agar dapat mengimbangi penarikan inti. Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat Netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagai Ion. Struktur Atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani, yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi.
-
Partikel Dasar
Adalah partikel-partikel pembentuk atom yang terdiri dari elektron, proton dan neutron.
- Proton: partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sama dengan satu sma (amu) dan bermuatan +1.
- Neutron: partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma (amu) dan netral.
- Elektron : partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1.
-
Nukleus
Adalah Inti atom yang bermuatan positif, terdiri dari proton dan neutron.
-
Notasi Unsur ( Nomor Atom dan Massa Atom )
Henry Gwyn-Jeffreys mengusulkan istilah nomor atom (Z) untuk menyebutkan jumlah proton. Massa atom ataau nomor massa (A) untuk menyebutkan jumlah nucleon ( jumlah proton + neutron ) dalam inti atom.
Cara penulisan nomor atom (Z) dan massa atom (A)
→ X = tanda atom (unsur)
A = nomor atom
Z = massa atom
Nomor atom (Z) = jumlah electron (e) = jumlah proton (p)
Massa atom (A) = jumlah proton + neutron
Jumlah neutron = A – Z
Pada atom netral, berlaku: jumlah elektron = jumlah proton.
-
Atom Tak Netral
Atom Tak Netral adalah atom yang bermuatan listrik karena kelebihan atau kekurangan elektron bila dibandingkan dengan atom netralnya.
- Atom bermuatan positif bila kekurangan elektron, disebut kation.
- Atom bermuatan negatif bila kelebihan elektron, disebut anion.
Contoh:
- Cl– : anion dengan kelebihan 1 elektron
- O2 : anion dengan kelebihan 2 elektron
- Na+ : kation dengan kekurangan 1 elektron
- Mg2- : kation dengan kekurangan 2 elektron
-
Isotop
Atom-atom dari unsur yang sama dapat memiliki massa yang berbeda, ini disebut isotop. Jadi, isotop adalah unsure-unsur sejenis yang memiliki jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda. Atau isotop adalah unsur-unsur sejenis yang memiliki nomor atom sama tetapi massa atom berbeda.
Contoh: Isotop oksigen
-
Isobar
Isobar adalah unsur yang bilangan massanya sama, tetapi berbeda nomor atomnya. Contoh: dengan
-
Isoton
Isoton adalah unsur dengan jumlah neutron yang sama. Contoh: dengan
-
Iso Elektron
Iso Elektron adalah atom/ion dengan jumlah elektron yang sama. Contoh: Na+ dengan Mg2+ dan K+ dengan Ar.
Perkembangan Teori Atom
Pengembangan konsep atom-atom secara ilmiah dimulai oleh John Dalton (1805), kemudian dilanjutkan oleh Thomson (1897), Rutherford (1911), dan disempurnakan oleh Bohr (1914). Hasil eksperimen yang memperkuat konsep atom ini menghasilkan gambaran mengenai susunan partikel-partikel tersebut di dalam atom. Gambaran ini berfungsi untuk memudahkan dalam memahami sifat-sifat kimia suatu atom. Gambaran susunan partikel-partikel dasar dalam atom disebut model atom.
1. Model Atom Dalton
Dalton merumuskan bahwa Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi. Suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda. Sementara itu menurut Dalton suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan yang sederhana. Misalnya air terdiri atas atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
2. Model Atom J.J Thomson
Thomson merupakan salah satu peneliti elektron mengemukakan model atom. Dalam model atom Thomson, atom dimodelkan terdiri atas bahan bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang tersebar merata dalam muatan positif tersebut. Jadi, dalam model Thomson atom dimodelkan seperti roti kismis dengan elektron seolah-olah kismisnya dan muatan positif seolah-olah rotinya.
3. Model Atom Rutherford
Adanya partikel alfa yang terpantul pada penembakan lempengan emas tipis dengan sinar alfa mengejutkan Rutherford. Partikel α yang terpantul itu telah menabrak sesuatu yang sangat padat dalam atom. Fakta ini tidak sesuai dengan yang dikemukakan J.J Thomson dimana atom digambarkan bersifat homogen pada seluruh bagiannnya (tidak mengindikasikan adanya bagian yang lebih padat). Pada tahun 1911, Rutherford dapat menjelaskan penghamburan sinar α dengan mengajukan gagasan tentang inti atom. Menurut Rutherford, sebagian besar massa dan muatan positif atom terkonsentrasi pada bagian pusat atom yang selanjutnya disebut inti atom. Jarak dari inti hingga kulit atom disebut jari-jari atom. Ukuran jari-jari atom adalah sekitar 10-8cm, sedangkan jari-jari inti atom adalah 10-13cm. Jadi, sebagian besar dari atom merupakan ruang hampa. Bila diameter inti diibaratkan 1cm, maka penampang atom ibarat lapangan bulat dengan diameter 1km.
Inti Atom
Inti atom merupakan kumpulan dari dua jenis nukleon (partikel penyusun inti), yaitu proton yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan atau netral. Inti atom merupakan salah satu bagian dari atom yang bermuatan positif. Inti atom dikelilingi elektron yang bermuatan negatif.
-
Proton
Proton ditemukan pertama kali oleh Eugen Goldstein (1850-1930). Ia melakukan eksperimen dengan tabung sinar katode. Dari eksperimennya, Goldstein menemukan fakta bahwa apabila katode tidak berlubang, maka gas yang ada di belakang katode tetap gelap. Jika katode diberi lubang, maka gas yang ada dibelakang katode akan berpijar. Bukti tersebut menunjukkan adanya radiasi yang berasal dari anode, kemudian menerobos lubang pada katode dan memijarkan gas yang ada dibelakang katode. Radiasi tersebut dinamakan dengan sinar anode atau sinar positif. Partikel yang berasal dari anode ternyata bergantung pada jenis gas dalam tabung. Partikel terkecil diperoleh dari gas hidrogen yang kemudian dikenal sebagai Proton. Ditemukan bahwa massa satu proton = 1837 x 9,11.10-8 gram = 1,673 x 10-24 gram. Ukuran inti atom jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri dan hampir sebagian besar tersusun dari proton dan neutron.
-
Neutron
Pada tahun 1932, James Chadwick menemukan partikel dasar ketiga yang terletak dalam inti, yaitu neutron. Neutrom tersebut didapat setelah ditemukan permasalahan bahwa jika hampir semua massa atom terhimpun pada inti (sebab massa elektron sangat kecil dan dapat diabaikan) ternyata jumlah proton dalam inti belum mencukupi untuk sesuai dengan massa atom jadi, dalam inti pasti ada partikel lain. Massa sebuah neutron adalah 1,675 x 10-24 gram, hampir sama atau boleh dianggap sama oleh massa sebuah proton.
-
Elektron
Elektron ditemukan oleh Joseph John Thomson pada tahun 1897. Dasar dari penemuan elektron ini adalah percobaan yang dilakukan Sir Humthry Davy pada tahun 1821, yang dikenal dengan percobaan hantaran listrik melalui tabung hampa. Thomson membuktikan bahwa elektron merupakan partikel penyusun atom,bahkan Thomson mampu menghitung perbandingan muatan terhadap massa elektron (e/m), yaitu 1,759 x 108 Coulomb/gram. Jumlah elektron dalam suatu atom merupakan nomor atom suatu atom.
Kulit Atom
Kulit atom adalah lintasan elektron beredar mengelilingi atom. Peredaran elektron berada di dalam kulit lintasan yang berdiri dari beberapa tingkatan energi elektron. Tingkat yang paling rendah adalah kulit yang paling dekat dengan kulit atom, yakni kulit K. Kemudian tingkatan energi yang lebih tinggi lagi adalah kulit L,M,N,O, dan seterusnya. Ada tujuh kulit elektron disekeliling inti atom. Pada setiap kulit terdapat elektron dalam jumlah tertentu. Mungkinkah pernyataan “tujuh langit yang digunakan dalam Al qur’an untuk menggambarkan lapisan-lapisan yang membentuk langit, dimaksudkan juga sebagai kulit elektron yang seakan-akan menjadi langit dari atom. Hal tersebut terdapat dalam Qs Al Mulk : 3
Artinya:
“Yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Kamu sekali-kali tidak melihat pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka lihatlah berulang-ulang, adakah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang?”
Menurut hukum Pauli, jumlah elektron yang terdapat dalam kulit atom sesuai dengan rumus 2n2 dimana n adalah nomor kulit. Untuk lengkapnya, perhatikan komposisi jumlah elektron dalam kulit atom pada tabel berikut!
Komposisi Jumlah Elektron Dalam Kulit Atom
| Nomor Kulit (n) | Kulit | Jumlah Elektron Maksimum Pada Tiap Kulit (2n2) |
| 1 | K | 2 x 12 = 2 elektron |
| 2 | L | 2 x 22 = 8 elektron |
| 3 | M | 2 x 32 = 18 elektron |
| 4 | N | 2 x 42 = 32 elektron |
| 5 | O | 2 x 52 = 50 elektron |
Nomor Atom dan Nomor Massa
Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas satu sama lain. Dengan penemuan partikel penyusun atom, dikenal dengan istilah nomor atom (Z) dan nomor massa (A).
1. Nomor Atom (Z)
Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom dan diberikan lambang Z. Nomor atom ini merupakan ciri khas suatu unsur, karena atom bersifat netral sehingga jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya. Nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron. Elektron inilah yang nantinya paling menentukan sifat suatu unsur.
2. Nomor Massa (A)
Oleh sebab massa elektron sangat kecil, sehingga massa atom ditentukan oleh inti atom yaitu proton dan neutron. Nomor massa ditulis tegak keatas sebelum lambang unsur.
Spektrum Atom
Setiap unsur mempunyai spektrum yang unik. Garis-garis khas dalam spektrum atom dapat digunakan dalam analisis kimia. Bila garis-garis spektrum pancar dari unsur diketahui, maka identitas unsur dengan cepat ditentukan. Secara umum spektrum atom adalah berkas cahaya yang dipancarkan oleh suatu atom. Apabila atom dipanaskan sampai tidak memecah maka atom akan mengalami eksitasi atau atom dalam keadaan tidak stabil, maka atom akan berusaha kembali kekeadaan semula yang stabil sambil melepaskan energi yang kelebihan dalam bentuk cahaya. Spektrum menghasilkan cahaya yang relatif sedikit komponen panjang gelombang yang biasa disebut dengan spektrum diskontinu atau spektrum atom (spektrum garis). Sedangkan spektrum yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang dikatakan spektrum kontinu.
Sejak ditemukannya metode spektroskopi untuk mempelajari unsur-unsur dalam alam, penelitian tentang unsur-unsur tersebut semakin pesat baik yang menyangkut penelitian dan pengembangan unsur itu sendiri maupun aplikasi dan manfaatnya pada kehidupan manusia. Salah satu aktivitas penelitian dan pengembangan terhadap unsur adalah menyangkut teknologi pengamatan spektrum yang dipancarkan. Setiap unsur mempunyai spektrum atom yang khas. Bisa diumpamakan sebagai sidik jari atom. Robert Bunsen (1811-1899) dan Gustav Kirchhoff (1824-1887) mengembangkan spektroskop pertama dan menggunakannya untuk mengidentifikasi suatu unsur. Pada tahun 1860, mereka menemukan unsur baru dan menamainya Cesium dalam bahasa latin berarti biru langit. Sebab pada unsur-unsur tersebut terdapat garis-garis biru yang khas pada spektrumnya.
Mereka juga menemukan Rubidium pada tahun 1861 dengan cara yang sama dalam bahasa latin yang berarti merah tua. Dapat disimpulkan spektrum atom hanya terdiri atas sejumlah kecil garis dengan panjang gelombang yang terdeskripsi dengan baik. Atom juga dapat menyerap atom yang memancarkan cahaya. Pada tahun 1864, Maxwell menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang listrik dan magnet yang bergerak bersamaan menuju satu arah, tetapi dalam bidang gelombang yang saling tegak lurus. Menurut Maxwell gelombang elektromagnetik yang diuraikan menurut panjang gelombangnya disebut Spektrum. Berdasarkan daerahnya,spektrum sinar dapat dibagi atas sinar gama (0,2-10nm), sinar X (10-100nm), ultraviolet (100-400nm), sinar tampak (400-700nm), inframerah (700-20000nm). Spektrum atom dapat dihasilkan jika cahaya melalui sebuah prisma contohnya seberkas cahaya matahari yang melewati prisma akan terurai menjadi tujuh warna: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan lembayung
Bilangan Kuantum
Untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom, digunakan 4 bilangan kuantum.
-
Bilangan Kuantum Utama (n)
Yaitu menyatakan nomor kulit.
- Elektron pada kulit ke-1 memiliki hargan = 1
- Elektron pada kulit ke-2 memiliki hargan = 2
- Elektron pada kulit ke-3 memiliki harga n = 3
-
Bilangan Kuantum Azimuth (l)
Yaitu menyatakan nomor subkulit.
- Elektron pada subkulit s memiliki hargal = 0
- Elektron pada subkulit p memiliki hargal = 1
- Elektron pada subkulit d memiliki harga l = 2
- Elektron pada subkulit f memiliki hargal = 3
-
Bilangan Kuantun Magnetik (m)
Yaitu menyatakan nomor orbital.
| Subkulit | Harga masing-masing orbital |
| s ( l = 0 )
p ( l = 1 ) d ( l = 2 ) f ( l = 3 ) |
0
-1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 |
Harga m berkisar antara – l sampai + l.
-
Bilangan Kuantum Spin (s)
Yaitu menyatakan arah rotasi elektron.
s = + ↑↓ s = –
Elektron bergerak di sekitar sumbu melewati pusatnya. Kedua arah spin menunjukkan harga yang mungkin untuk bilangan kuantum.
Elektron-elektron pada kulit yang sama memiliki harga n yang sama.
Elektron-elektron pada subkulit yang sama memiliki harga n dan l yang sama.
Elektron-elektron pada orbital yang sama memiliki harga n, l, dan m yang sama dan harga s yang berbeda.
Konfigurasi Elektron
Dalam setiap atom telah tersedia orbital-orbital, akan tetapi belum tentu semua orbital ini terisi penuh. Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan.antara lain:
1. Prinsip Aufbau
Elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan seterusnya. Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya dan untuk mempermudah dibuat diagram sebagai berikut:
Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur:
Atom H : mempunyai 1 elektron, konfigurasinya 1s1
Atom C : mempunyai 6 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p2
Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p6 3S2 3p6 4s1.
2. Prinsip PauliT
Tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan keempat bilangan kuantum yang sama. Hal ini berarti, bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, maka bilangan kuantum spinnya harus berlawanan.
3. Prinsip Hund
Cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.
Contoh: Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara Pengisian orbitalnya adalah:
Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron. Sehingga di alam terdapat senyawa CH4 atau CCl4, tetapi tidak terdapat senyawa CCl3 atau CCl5.
Jari-jari Orbit
Tiap elektron dapat bergerak mengelilingi inti atom hanya pada orbit-orbit tertentu yang di izinkan, hal tersebut di sebabkan karena elektron dalam waktu yang bersamaan berlaku sebagai partikel dan juga sebagai gelombang.
Level Energi
Tiap elektron membutuhkan energi untuk dapat pindah dari orbit yang satu ke orbit yang lain. Orbit pertama(yang paling dekat dengan inti)menyatakan level energi pertama,orbit ke dua adalah level energi ke-2 dan seterusnya.makin tinggi level energi,makin besar energi elektron dan makin besar orbitnya. Jika terdapat energi dari luar seperti panas,cahaya dan radiasi lain membom atom, maka hal ini akan mengangkat elektron ke level yang lebih tinggi,dalam kondisi ini atom berada di keadaan eksitasi. Dimana kondisi ini tidak akan berlangsung lama karena elektron akan kembali ke level energi semula dengan melepaskan energi yang di terimanya dalam bentuk panas,cahaya atau radiasi lain.
Demikian Penjelasan Materi Tentang Struktur Atom: Pengertian, Perkembangan, Inti, Kulit, Nomor, Spektrum, Bilangan, Kunfigurasi, Jari dan Level Semoga Materinya Bermanfaat Bagi Siswa-Siswi.
