1. STRUKTUR ATOM, BENTUK MOLEKUL dan IKATAN KIMIA

Struktur Atom, Sistem Periodik dan Ikatan Kimia

 Most glorious God created the universe and its contents. Lien unfold with a wide ripple and gelombangnya never boring. High-pitched mountain covered fog. No one who will not be amazed to see the beauty of nature.

Behind the beauty of nature indeed there is a secret that can disingkap with chemical theory. Sea water, sand, sun, stars and other objects in nature is composed of the atoms.

I. Trio Conceptor of Modern Atomic Theory

Louis Victor Pierre Raymond Duc de Broglie (1892 – 1977)
In his dissertation to reach doctor, he revealed that the substance and radiation have nature of waves and particles.

Werner Karl Heisenberg (1901 – 1976)
When completed his postdoctoral assisted by Niels Bohr, Heisenberg succeeded formulating Uncertainty Principle.

Erwin Schrodinger (1887 – 1961)
He formulate the equation wave mechanics.

Struktur Atom

Suatu atom tersusun atas inti atom yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Adapun inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif dan ne

utron yang tidak bermuatan. Dengan demikian, suatu atom dikatakan bermuatan netral, yang berarti jumlah proton pada inti atom
sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti.

Pada saat antaratom saling bereaksi, ternyata hanya bagian luar dari atom (elektron) yang bereaksi. Oleh karena itu, penyusunan elektron pada bagian luar dari suatu atom perlu dikaji lebih lanjut.

 

II.  Teori Atom Bohr dan Mekanika Kuantum

1.        Teori Atom Bohr

Pada tahun 1913, berdasarkan analisis spektrum atom dan teori kuantum  yang dikemukakan oleh Max Plank, Niels Bohr mengajukan model atom hidrogen, yaitu atom yang hanya mengandung satu elektron. Menurut Bohr elektron beredar mengitari intinya pada tingkat-tingkat energi tertentu, bagaikan planet-planet mengitari matahari dan elektron dapat berpindah dari tingkat energi satu ke tingkat energi yang lain.

Model Atom Bohr mempunyai beberapa kelemahan:

a.       Teori atom Bohr hanya dapat menerangkan spektrum atom yang sederhana, misal Hidrogen, dan tidak dapat menerangkan yang lebih rumit (nomor atom > 1)

b.      Teori Bohr tidak dapat menjelaskan pengaruh medan magnet dalam atom hidrogen.

Oleh karena itu, tidak mungkin membayangkan elektron beredar mengitari inti menurut suatu orbit berbentuk lingkaran dengan jari- jari tertentu.

Kekurangan model atom Bohr disempurnakan dengan model atom

mekanika kuantum yang dikemukakan oleh Erwin Schrodinger pada tahun 1927, seorang ilmuan dari Austria.

2.     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 keboleh jadian 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 menemukna elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom”.

Daerah dangan 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:

a.       Posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti.

b.      Atom mempunyai kulit elektron.

c.       Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron.

d.      Setiap subkulit elektron memiliki sub-sub kulit elektron.

 

Geometri Molekul

Di dalam kehidupan sehari-hari banyak benda yang dapat berfungsi karena memiliki bentuk yang khusus, misalnya sarung tangan bentuknya seperti tangan. Molekul-molekul senyawa pun memiliki bentuk molekul tertentu. Bentuk bentuk tersebut dapat mempengaruhi terjadinya suatu proses atau reaksi kimia.

Bentuk molekul dapat pula menyebabkan perbedaan sifat-sifat dari berbagaimolekul. Sifat-sifat fisik dari suatu molekul sangat bergantung dari gaya antarmolekul penyusunnya. Gaya antarmolekul yang dikenal adalah gaya van der Waals dan ikatan hidrogen. Pada bab ini akan diuraikan tentang bentuk molekul berdasarkan teori tolakan pasangan elektron di sekitar atom pusat, teori hibridisasi, serta gaya antarmolekul dan hubungannya dengan sifat-sifat fisik molekul.

I.   Bentuk Orbital

Bentuk orbital bergantung pada bilangan kuantum azimut (l). Orbital dengan bilangan kuantum azimut yang sama akan mempunyai bentuk yang sama.

1.      Subkulit s

Bentuk orbital subkulit (s) seperti bola, di manapun elektron beredar akan mempunyai jarak yang sama terhadap inti.

2.      Subkulit p

Rapatan elektron terdistribusi pada bagian yang saling berlawanan dengan inti atom. Inti terletak pada simpul dengan kerapatan elektron adalah nol. Orbital p mempunyai bentuk seperti balon terpilin. Dengan memiliki 3 harga m (-1, 0, +1), maka orbital p ada 3 macam yaitu px, py, pz.

3.      Subkulit d

Subkulit d mempunyai 5 orbital , yaitu dxy, dzx, dyz, dz2, dx2- y2.

II. Konfigurasi elektron dan sistem periodik

Konfigurasi elektron menggambarkan distribusi elektron dalam orbital atom. Elektron tersusun dalam atom menurut tiga aturan:

1.      Asas Aufbau

Mempunyai prinsip bahwa pengisian elektron pada orbital di mulai dari tingkat energi terendah ke tingkat energi yang lebih tinggi.

2.      Asas Larangan Pauli

Asas larangan Pauli menyatakan bahwa tidak ada dua elektron dalam sebuah atom apa pun dapat mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama.

3.   Asas Hund

Menurut aturan Hund, pengisian elektron pada orbital-orbital yang tingkat energinya sama, elektron tidak berpasangan terlebih dahulu sebelum orbital-orbital lainnya masing-masing terisi 1 elektron.

III. Hubungan konfigurasi elektron dan letak unsur dalam Sistem Periodik

Sistim periodik unsur terdiri dari dua golongan besar, yaitu golongan utama (A) dan golongan transisi (B). Konfigurasi elektron atom-atom unsur dapat dikelompokkan ke dalam blok sebagai berikut:

  1. Unsur Blok s

Unsur yang  konfigurasi elektron yang  diakhiri dengan subkulit s. Unsur-unsur yang termasuk blok s adalah unsur-unsur golongan IA dan IIA.

  1. Unsur Blok p

Konfigurasi elektron yang diakhiri dengan subkulit p. Unsur yang termasuk golongan p adalah unsur-unsur golongan IIIA sampai VIIIA.

  1. Uusur Blok d

Konfigurasi elektron yang diakhiri dengan subkulit d. Unsur yang termasuk blok d adalah unsur golongan IB sampai golongan VIIIB.

  1. Unsur blok f

Konfigurasi elektron yang diakhiri subkulit f. Unsur yang termasuk blok f adalah unsur-unsur golongan Lantanida dan golongan Aktinida.

IV. Penentuan Golongan Dan Perioda

Golongan ditentukan oleh elektron valensi, sedangkan Perioda ditentukan oleh jumlah kulit yang terisi penuh.

a.        Golongan Utama (Golongan A)

Unsur-unsur golongan A menempati blok s dan blok p, yaitu unsur-unsur yang mempunyai konfigurasi elektron dengan elektron valensi pada orbital s dan p.

1.      Unsur Blok s

Unsur-unsur blok s mempunyai konfigurasi elektron valensi s1 dan s2. Pada tabel periodik menempati golongan IA untuk orbital s yang terisi satu elektron dan golongan IIA untuk orbital s yang terisi dua elektron.

2.  Unsur Blok p

Unsur- unsur blok p yang tersusun dari atom dengan konfigurasi elektron terakhirnya berada pada subkulit s dan subkulit p termasuk unsur – unsur blok p.

b.        Golongan Transisi (Golongan B)

Unsur-unsur yang termasuk golongan transisi adalah unsur-unsur yang elektron terakhirnya terdapat pada subkulit d dan subkulit f. Unsur golongan transisi termasuk ke dalam unsur blok d dan blok f.

1.      Unsur Blok d

Untuk unsur blok d, electron valensinya adalah electron pada kulit terluar dan electron pada subkulit d dari kulit kedua terluar.

2.      Unsur Blok f

Atom unsure blok f mempunyai electron valensi subkulit s pada kulit terluar dan electron pada subkulit f dari kulit ke tiga terluar. Blok f terdiri dari dua golongan, yaitu golongan lantanida dan aktinida.

a.       Unsur lantanida golongan yang memiliki electron valensi pada orbital 6s2 4f1 sampai denagn orbital 6s24f14

b.         Unsur aktinida

Golongan yang memiliki elektron valensi pada orbital 7s2 5f1 sampai dengan orbital 7s2 5f14.

V. Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital

1. Bilangan Kuantum

Untuk menyatakan kedudukan, bentuk, serta orientasi suatu orbital digunakan empat bilangan kuantum, sebagai berikut:

a.        Bilangan kuantum utama (n)

Menyatakan tingkat energi utama/ kulit atom. Nilai n dari bilangan kuantum utama adalah 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.. Kulit-kulit diberi nama K, L, M, N, O, P, dan Q. Bilangan kuantum utama paling banyak ditempati oleh 2n2 elektron (n = jumlah kulit).

b.   Bilangan Kuantum Azimut (l)

Menyatakan subkulit mana elektron berada. Nilai bilangan Azimut yaitu dari 0 sampai (n-1). Nilai l = 0, 1, 2, …(n-1).

Harga l                : 0  1  2  3  4 dan seterusnya.

Lambang kulit     : s  p  d  f  g  dan seterusnya.

c.         Bilangan Kuantum magnetik (m)

Menyatakan orbital mana yang ditempati elektron pada suatu subkulit. Nilai m bergantung pada bilangan kuantum azimut, yaitu bilangan bulat mulai dari -1 sampai +1. Nilai m = -1. 0. +1.

Misal:  l = 0, maka m = 0 hanya terdapat 1 orbital

l = 1, maka m = -1, 0, +1, terdapat 3 orbital

l = 2,  maka m = -2, -1, 0, +1, +2, terdapat 5 orbital, dan seterusnya.

d.   Bilangan Kuantum Spins (s)

Menyatakan ke arah mana elektron beredar. Selain mengitari inti elektron berputar pada sumbunya. Ada 2 kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu searah dan berlawanan arah dengan jarum jam dengan nilai s = + ½ dan s = -½.

s =   + ½ , digambarkan dengan tanda panah ke atas ↑

s = -½, digambarkan dengan tanda panah ke bawah ↓

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s