Latihan Struktur Atom

1. Suatu logam divalent L sebanyak 8 gram, dilarutkan ke dalam HCl berlebih dan diperoleh 4,48
dm3 gas hidrogen (STP). Jika logam ini memiliki 20 netron, maka letaknya dalam sistem
periodik …
a. golongan IIA, periode 2 c. golongan IIA, periode 4 e. golongan IVA, periode 4
b. golongan IIA, periode 3 d. golongan IVA, periode 3
Jawab : c
Reaksi : L(s) + 2 HCl(aq) → LCl2(aq) + H2(g)
Mol H2 = 4,48/22,4 mol = 0,2 mol
Mol L = 1/1x 0,2 mol = 0,2 mol
Ar L = 8/0,2 = 40
Nomor atom (z) = L = Ar – Σ n = 40 – 20 = 20
Konfigurasi electron : [Ar] 4s2 termasuk golongan IIA, periode 4

2. Diantara unsur-unsur 3P, 12Q, 19R, 33S dan 53T, yang terletak dalam golongan yang sama
pada sistem periodik adalah …
a. P dan Q c. P dan R e. R dan T
b. Q dan S d. S dan T
Jawab : c
P : 1s2 2s1 = Golongan IA
Perioda 2
Q : 1s2 2s2 2p6 3s2 = Golongan IIA
Perioda 3
R : [Ar] 4s1 = Golongan IA
Periode 4
S : [Ar] 3d10 4s2 4p3 = Golongan VA
Periode 4
T : [Kr] 4d10 5s2 5p5 = Golongan VIA
Periode 5

3. Unsur X mempunyai nomor atom 20. Senyawa garamnya bila dipanaskan akan menghasilkan
gas yang dapat mengeruhkan air barit. Rumus senyawa tersebut adalah …
a. X2SO4 b. XSO4 c. X2CO3 d. XCO3 e. XCl2
Jawab : d
Unsur X yang mempunyai nomor atom 20, berarti unsur Ca.
Senyawa yang dipanaskan dan menghasilkan gas adalah CaCO3.
Reaksinya : CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
CO2(g) + Ba(OH)2(aq) → BaCO3(s) + H2O(l)
Air barit (barium hidroksida)

4. Suatu unsur X dengan nomor atom 27 mempunyai jumlah orbital …
a. 8 b. 10 c. 13 d. 14 e. 15
Jawab : e
27X : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2
Orbital pada 1s2 = 1; 2s2 = 1; 2p6 = 3; 3s2 = 1; 3p6 = 3; 3d7 = 5; 4s2 = 1.
Jadi jumlah orbital untuk 27X = 1 + 1 + 3 + 1 + 3 + 5 + 1 = 15

5. Unsur X bernomor atom 8, maka harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir unsur
tersebut adalah …
a. n = 2; l = 0; m = 0; s = – 1/2 d. n = 2; l = 1; m = -1; s = + 1/2
b. n = 2; l = 1; m = 1; s = +1/2 e. n = 2; l = 1; m = -1; s = – 1/2
c. n = 2; l = 1; m = 0; s = – 1/2
Jawab : e
Unsur X mempunyai nomor atom = 8. Konfigurasi elektronnya : 1s2 2s2 2p4` m = -1 0 +1
Jadi 4 bilka untuk elektron terakhir adalah : n =2; l=1; m = -1; s = -1/2

Sumber: http://tonnyangga.wordpress.com/2008/01/24/kumpulan-soal-soal-dan-jawab-kimia-struktur-atom-sisperikatan-kimia/

Kelahiran Mekanika Kuantum

Fisikawan Perancis Louis Victor De Broglie (1892-1987) mengasumsikan bahwa sebaliknya mungkin juga benar, yakni materi juga berperilaku seperti gelombang. Berawal dari persamaan Einstein, E = cp dengan p adalah momentum foton, c kecepatan cahaya dan E adalah energi, ia mendapatkan hubungan:E = hν =ν = c/λ atau hc/ λ = E, maka h/ λ= p

b. Prinsip ketidakpastian

Dari yang telah dipelajari tentang gelombang materi, kita dapat mengamati bahwa kehati-hatian harus diberikan bila teori dunia makroskopik akan diterapkan di dunia mikroskopik. Fisikawan Jerman Werner Karl Heisenberg (1901-1976) menyatakan tidak mungkin menentukan secara akurat posisi dan momentum secara simultan partikel yang sangat kecil semacam elektron.
Heisenberg menjelaskan bahwa hasil kali antara ketidakpastian posisi x dan ketidakpastian momentum p akan bernilai sekitar konstanta Planck:

xp = h

Hubungan ini disebut dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg.

C. BILANGAN KUANTUM

Bilangan kuantum

Nama (bilangan kuantum)	simbol	Nilai yang diizinkan
Utama	n	1, 2, 3,…
Azimut	l	0, 1, 2, 3, …n – 1
Magnetik	m(ml)	0, ±1, ±2,…±l
Magnetik spin	ms	+1/2, -1/2

Simbol lain seperti yang diberikan di Tabel 2.4 justru yang umumnya digunakan. Energi atom hidroegn atau atom mirip hidrogen ditentukan hanya oleh bilangan kuantum utama dan persamaan yang mengungkapkan energinya identik dengan yang telah diturunkan dari teori Bohr.

 Simbol bilangan kuantum azimut

nilai	0	1	2	3	4
simbol	s	p	d	f	g

d. Orbital
Fungsi gelombang elektron disebut dengan orbital. Bila bilangan koantum utama n = 1, hanya ada satu nilai l, yakni 0. Dalam kasus ini hanya ada satu orbital, dan kumpulan bilangan kuantum untuk orbital ini adalah (n = 1, l = 0). Bila n = 2, ada dua nilai l, 0 dan 1, yang diizinkan. Dalam kasus ada empat orbital yang didefinisikan oelh kumpulan bilangan kuantum: (n = 2, l = 0), (n = 2, l = 1, m = -1), (n = 2, l = 1, m = 0), (n = 2, l = 1, m = +1).
Simbol kulit elektron.

n	1	2	3	4	5	6	7
simbol	K	L	M	N	O	P	Q

Jumlah maksimum elektron yang menempati tiap kulit.

n	kulit	l	simbol	Jumlah maks elektron		total di kulit
1	K	0	1s	2		(2 = 2×12)
2	L	0	2s	2		(8 = 2×22)
		1	2p	6
3	M	0	3s	2		(18 = 2×32)
		1	3p	6
		2	3d	10
4	N	0	4s	2		(32 = 2×42)
		1	4p	6
		2	4d	10
		3	4f	14

Berikut panjang-gelombang gelombang materi.

partikel	massa (g)	kecepatan (cm s-1)	Panjang gelombang (nm)
elektron (300K)	9,1×10-28	1,2×107	6,1
elektron at 1 V	9,1×10-28	5,9×107	0,12
elektron at 100 V	9,1×10-28	5,9×108	0,12
He atom 300K	6,6×10-24	1,4×105	0,071
Xe atom 300K	2,2×10-22	2,4×104	0,012

Dasar-Dasar Teori Kuantum Klasik

a. Spektrum atom
Bila logam atau senyawanya dipanaskan di pembakar, warna khas logam akan muncul. Ini yang dikenal dengan reaksi nyala. Bila warna ini dipisahkan dengan prisma, beberapa garis spektra akan muncul, dan panjang gelombang setiap garis khas untuk logam yang digunakan. Pemisahan cahaya yang dihasilkan dengan prisma akan menghasilkan garisspektra garis diskontinyu. Karena panjang gelombang cahaya khas bagi atom, spektrum ini disebut dengan spektrum atom.
b. Teori Bohr
Di akhir abad 19, fisikawan mengalami kesukaran dalam memahami hubungan antara panjang gelombang radiasi dari benda yang dipanaskan dan intesitasnya.Berdasarkan hipotesisnya, sistem fisik tidak dapat memiliki energi sembarang tetapi hanya diizinkan pada nilai-nilai tertentu. Dengan radiasi termal, yakni radiasi energi gelombang elektromagnetik dari zat, gelombang elektromagnetik dengan frekuensi ν dari permukaan padatan akan dihasilkan dari suatu osilator yang berosilasi di permukaan padatan pada frekuensi tersebut.
Teori Bohr

1. Elektron dalam atom diizinkan pada keadaan stasioner tertentu. Setiap keadaan stasioner berkaitan dengan energi tertentu.
2. Tidak ada energi yang dipancarkan bila elektron berada dalam keadaan stasioner ini. Bila elektron berpindah dari keadaan stasioner berenergi tinggi ke keadaan stasioner berenergi lebih rendah, akan terjadi pemancaran energi. Jumlah energinya, h ν, sama dengan perbedaan energi antara kedua keadaan stasioner tersebut.
3. Dalam keadaan stasioner manapun, elektron bergerak dalam orbit sirkular sekitar inti.
4. Elektron diizinkan bergerak dengan suatu momentum sudut yang merupakan kelipatan bilangan bulat h/2π, yakni mvr = n(h/2π), n = 1, 2, 3,. …  

c. Spektra atom hidrogen
Menurut teori Bohr, energi radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atom berkaitan dengan perbedaan energi dua keadaan stationer i dan j. Jadi,

ΔE = hν = │Ej – Ej│= (2π²me⁴/ε₀²h² )ï¼»(1/n_i² ) -(1/n_j² )ï¼½ n_j > n_i 

Bilangan gelombang radiasi elektromagnetik diberikan oleh:

ν = me⁴/8ε₀²n²h³)ï¼»(1/n_i² ) -(1/n_j² )ï¼½ 

d. Hukum Moseley
Fisikawan Inggris Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887-1915) mendapatkan, dengan menembakkan elektron berkecepatan tinggi pada anoda logam, bahwa frekuensi sinar-X yang dipancarkan khas bahan anodanya.
e. Keterbatasan teori Bohr
Keberhasilan teori Bohr begitu menakjubkan. Teori Bohr dengan sangat baik menggambarkan struktur atom hidrogen, dengan elektron berotasi mengelilingi inti dalam orbit melingkar. Kemudian menjadi jelas bahwa ada keterbatasan dalam teori ini.

sumber: http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/struktur_atom1/dasar-dasar-teori-kuantum-klasik/

 

Model Atom

a. Ukuran atom
Sperti telah disebutkan di bagian sebelumnya, ketakterbagian atom perlahan mulai dipertanyakan. Pada saat yang sama, perhatian pada struktur atom perlahan menjadi semakin besar.
b. Penemuan inti atom
Setelah melakukan banyak kemajuan dengan mempelajari keradioaktifan, fisikawan Inggris Ernest Rutherford (1871-1937) menjadi tertarik pada struktur atom, asal radiasi radioaktif. Ia menembaki lempeng tipis logam (ketebalan 10⁴ atoms) dengan berkas paralel partikel α (di kemudian hari ditemukan bahwa partikel α adalah inti atom He).
Namun, model atom Rutherford yang terdiri atas inti kecil dengan elektron terdispersi di sekitarnya tidak dapat menjelaskan semua fenomena yang dikenal. Bila elektron tidak bergerak, elektron akan bersatu dengan inti karena tarikan elektrostatik (gaya Coulomb). Hal ini jelas tidak mungkin terjadi sebab atom adalah kesatuan yang stabil. Bila elektron mengelilingi inti seperti planet dalam pengaruh gravitasi matahari, elektron akan mengalami percepatan dan akan kehilangan energi melalui radiasi elektromagnetik. Akibatnya, orbitnya akan semakin dekat ke inti dan akhirnya elektron akan jatuh ke inti. Dengan demikian, atom akan memancarkan spektrum yang kontinyu. 

sumber : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/struktur_atom1/model-atom/

Penemuan Elektron

Kemajuan yang sangat pesat dalam sains paruh pertama abad 20 ditandai dengan perkembangan paralel teori dan percobaan. Sungguh menakjubkan mengikuti perkembangan saintifik sebab kita dapat dengan jelas melihat dengan jelas berbagai lompatan perkembangan ini.

Tabel 2.1 Kemajuan pemahaman hubungan materi dan listrik.

Tahun	Peristiwa
1800	Penemuan baterai (Volta)
1807	isolasi Na dan Ca dengan elektrolisis (Davy)
1833	Penemuan hukum elektrolisis (Faraday)
1859	Penemuan sinar katoda (Plücker)
1874	Penamaan elektron (Stoney)
1887	Teori ionisasi (Arrhenius)
1895	Penemuan sinar-X (Röntgen)
1897	Bukti keberadaan elektron (Thomson)
1899	Penentuan e/m (Thomson)
1909-13	Percobaan tetes minyak (Millikan)

 Faraday memberikan kontribusi yang sangat penting, ia menemukan bahwa jumlah zat yang dihasilkan di elektroda-elektroda saat elektrolisis (perubahan kimia ketika arus listrik melewat larutan elektrolit) sebanding dengan jumlah arus listrik.


sumber : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/struktur_atom1/penemuan-elektron/ 

Stoikiometri

a. Tahap awal stoikiometri
Di akhir abad 18, kimiawan Jerman Jeremias Benjamin Richter (1762-1807) menemukan konsep ekuivalen (dalam istilah kimia modern ekuivalen kimia) dengan pengamatan teliti reaksi asam/basa, yakni hubungan kuantitatif antara asam dan basa dalam reaksi netralisasi. Ekuivalen Richter, atau yang sekarang disebut ekuivalen kimia, mengindikasikan sejumlah tertentu materi dalam reaksi.
b. Massa atom relatif dan massa atom
Dalton mengenali bahwa penting untuk menentukan massa setiap atom karena massanya bervariasi untuk setiap jenis atom. Atom sangat kecil sehingga tidak mungkin menentukan massa satu atom. Dalam tabelnya, massa unsur teringan, hidrogen ditetapkannya satu sebagai standar (H = 1). Massa atom adalah nilai relatif, artinya suatu rasio tanpa dimensi.

Komponen-Komponen Materi Kimia

Dalam komponen materi kimia terdapat 3 bagian yaitu: atom, molekul dan ion mari kita perjelas apa yang dimaksud ketoga tersebut.
a. Atom
Dunia Kimia berdasarkan teori atom, satuan terkecil materi adalah atom. Materi didefinisikan sebagai kumpulan atom. Atom adalah komponen terkecil unsure yang tidak akan mengalami perubahan dalam reaksi Kimia. Diameter inti sekitar 10^–15-10^–14 m, yakni sekitar 1/10 000 besarnya atom. Lebih dari 99 % massa atom terkonsentrasi di inti. Inti terdiri atas proton dan neutron, dan jumlahnya menentukan sifat unsur.Massa proton sekitar 1,67 x 10^–27 kg dan memiliki muatan positif, 1,60 x 10^–19 C (Coulomb).Jumlah proton dalam inti disebut nomor atom dan jumah proton dan neutron disebut nomor massa.
b. Molekul
Komponen independen netral terkecil materi disebut molekul. Molekul monoatomik terdiri datu atom (misalnya, Ne). Molekul poliatomik terdiri lebih banyak atom (misalnya, CO₂). Jenis ikatan antar atom dalam molekul poliatomik disebut ikatan kovalen.Di tahun 1811, kimiawan Italia Amedeo Avogadro (1776-1856) mengusulkan unsur gas seperti hidrogen dan oksigen yang bukan monoatomik tetapi diatomik. Lebih lanjut, ia juga mengusulkan bahwa pada temperatur dan tekanan tetap, semua gas dalam volume tertentu mengandung jumlah partikel yang sama. Hipotesis ini awalnya disebut hipotesis Avogadro, tetapi kemudian disebut hukum Avogadro.Kimiawan Italia Stanislao Cannizzaro (1826-1910) menyadari pentingnya hipotesis Avogadro dan validitasnya di International Chemical Congress yang diselenggarakan di Karlsruhe, Germany, di tahun 1860, yang diadakan utuk mendiskusikan kesepakatan internasional untuk standar massa atom. Sejak itu, validitas hipotesis Avogadro secara perlahan diterima
c. Ion
Atom atau kelompok atom yang memiliki muatan listrik disebut ion. Kation adalah ion yang memiliki muatan positif, anion memiliki muatan negatif. Tarikan listrik akan timbul antara kation dan anion.



sumber : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/lahirnya_teori_atom/komponen_komponen_materi/