Sabtu, 24 November 2018

Struktur Atom

Struktur Atom


Struktur Atom – Pengantar
Berdasarkan teori atom Dalton, atom merupakan unit dasar terkecil dan tersederhana penyusun suatu unsur. Di dalam atom terdapat partikel subatomik utama: proton, neutron, dan elektron. Proton (p+) yang bermuatan positif dan neutron (n0) yang tidak bermuatan terdapat pada inti atom. Elektron (e) yang bermuatan negatif bergerak cepat dalam ruang sekeliling inti atom yang sangat besar sebagaimana adanya gaya tarik dari inti atom.
Inti atom sangatlah padat: 99,97% massa atom adalah massa inti atom namun volume yang ditempatinya hanya 1/1015 dari volume atom. Diameter sebuah atom (∼1010 m) sekitar 100.000 kali diameter inti atom (∼1015 m). Berikut ilustrasi struktur atom (Gambar 1) dan perbandingan karakter dari 3 partikel subatomik utama (Tabel 1).
ilustrasi struktur atom
Gambar 1. Ilustrasi struktur atom
(Sumber: McMurry, John. et al. 2013. Fundamentals of General, Organic, and Biological Chemistry (7th edition). Illinois: Pearson Education, Inc.)

 
tabel perbandingan subatomik
Nilai massa atom dan partikel-partikel subatomik sangatlah kecil dalam satuan gram sehingga lebih mudah jika dinyatakan sebagai massa relatif. Basis ukuran massa relatif atom adalah atom karbon yang terdiri dari 6 proton dan 6 neutron (atom C-12), di mana massa satu atom C-12 dinyatakan senilai 12 satuan massa atom (sma) atau 12 dalton (Da).
1 sma = 1,660539×1024 g.
Jadi, secara praktis, massa proton dan massa neutron masing-masing dinyatakan 1 sma.
ilustrasi atom dan simbol beberapa unsur
Gambar 2. Ilustrasi atom dan simbol atom dari beberapa unsur
(Sumber: Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill)

Isotop, Massa Atom (Massa Atom Rata-rata), dan Massa Atom Relatif

Semua atom dari suatu unsur memiliki nomor atom yang identik, namun memiliki nomor massa yang berbeda-beda. Isotop adalah atom-atom dengan nomor atom yang identik, namun berbeda nomor massa. Sebagai contoh, semua atom karbon (Z = 6) memiliki 6 proton dan 6 neutron, namun di alam 98,89% atom karbon memiliki 6 neutron (A = 12), sisanya 1,11% memiliki 7 neutron (A = 13), dan < 0,01% memiliki 8 neutron (A = 14). Dengan kata lain, di alam terdapat 3 isotop karbon: 12C, 13C, dan 14C. Selain itu, hidrogen juga memiliki 3 isotop – 1H (protium) yang paling berlimpah, 2H (deuterium), dan 3H (tritium).
struktur atom hidrogen
Gambar 3. Ilustrasi susunan / struktur atom dari ketiga isotop hidrogen: 1H, 2H, dan 3H
(Sumber: McMurry, John. et al. 2013. Fundamentals of General, Organic, and Biological Chemistry (7th edition). Illinois: Pearson Education, Inc.)

Semua unsur yang berada di alam umumnya merupakan campuran dari isotop-isotop. Oleh karena itu, dalam perhitungan perlu diketahui rata-rata dari massa isotop-isotop unsur di alam yang diukur berdasarkan kelimpahan masing-masing isotop tersebut di alam yang disebut massa atom (massa atom rata-rata) unsur. Rumus umum perhitungan massa atom (massa atom rata-rata):
massa \: atom = \sum [(massa \: isotop) \times (kelimpahan \: isotop)].
m_X = m_1a_1 + m_2a_2 + m_3a_3 + \cdots.
di mana m_X adalah massa atom (massa atom rata-rata) unsur X yang memiliki isotop-isotop dengan massa m1, m2, m3, … dengan kelimpahan masing-masing isotop di alam a1, a2, a3, … dalam fraksi desimal.

Contoh Soal Struktur Atom

Perak (Ag; Z = 47) memiliki dua isotop di alam, 107Ag dan 109Ag. Dari data spektrometri massa yang diperoleh berikut, tentukan massa atom Ag.
Isotop         Massa (sma)      Kelimpahan (%)
107Ag           106,90509                 51,84
109Ag            108,90476                 48,16
Jawab:
massa atom Ag  = (massa isotop 107Ag)(kelimpahan isotop 107Ag) +(massa isotop 109Ag)(kelimpahan isotop 109Ag)
= (106,90509 sma)(0,5184) + (108,90476 sma)(0,4816)
= 55,42 sma + 52,45 sma
= 107,87 sma
Berdasarkan IUPAC, massa atom relatif (Ar) merupakan perbandingan massa atom terhadap satu satuan massa atom (sma), di mana satu sma sama dengan 1/12 massa 1 atom C-12. Jadi, massa atom relatif tidak memiliki satuan.
A_r \: unsur \: X = \frac{massa \: atom \: rata-rata \: unsur \: X}{1/12 \: massa \: 1 \: atom \: C-12}.
A_r \: unsur \: X = \frac{massa \: atom \: rata-rata \: unsur \: X}{1 \: sma}

Isobar dan Isoton

Isobar adalah atom-atom yang memiliki nomor massa yang sama, namun berbeda nomor atom (unsur berbeda).
Contoh: ^{14}_{6}C dengan ^{14}_{7}N ; ^{40}_{18}Ar dengan ^{40}_{20}Ca.

Isoton adalah atom-atom yang memiliki jumlah neutron sama, namun berbeda nomor atom (unsur berbeda).
Contoh: ^{13}_{6}C dengan ^{12}_{5}B; ^{39}_{19}K dengan ^{40}_{20}Ca

Soal              
Pokok teori atom thomson dititikberatkan pada . . . .
A. Atom terdiri dari elektron - elektron
B. Elektron sebagai penyusun utama atom
C. Atom sebagai bola masif yang hanya berisi elektron
D. Atom sebagai bola masif bermuatan positif yang di dalamnya tersebar elektron sehingga keseluruhannya bersifat netral
E. proton dan elektron adalah bagian penyusun atom yang keduanya saling meniadakan.

Pembahasan :
Teori atom Thomson
Atom terdiri dar inti bermuatan positif dan elektron yang menyebar rata di permuakaan atom. Model atom thomson dikenal juga dengan model atom roti kismis.

Jawaban : D

Soal                  
Teori yang menjadi dasar munculnya teori atom modern adalah . . . .
A. spektrum atom hidrogen
B. tabung sinar katode
C. penghamburan sinar alfa
D. adanya sinar saluran
E. mekanika gelombang

Pembahasan :
Dasar munculnya teori atom modern adalah adanya teori mekanika gelombang yang dikemukakan oleh Heisenberg, Shcrodinger dan de Broglie.

Jawaban : E

Soal                  
Kelemahan teori atom rutherford adalah tidak adanya penjelasan . . . . .
A. Partikel penyusun inti atom
B. Massa atom yang berpusat pada inti
C. Elektron yang bergerak mengitari inti pada jarak tertentu
D. Inti atom bermuatan positif
E. elektron yang memiliki energi yang tetap

Pembahasan :
Elektron yang tidak melepas dan menyerap energi dijelaskan oleh teori atom Bohr

Jawaban : E

Soal              
Penemu neutron adalah . . . . 
A. William Crookes
B. Goldstein
C. James Chadwick
D. Sir Humphry Davy
E. J.J Thomson

Pembahasan 
Penemu partikel dasar penyusun atom
Neutron = J. Chadwick
Elektron = J.J Thomson
Proton = Goldstein

Jawaban : C

Soal                 
Partikel bermuatan positif yang terdapat dalam inti atom adalah . . . . .
A. proton
B. inti atom
C. neutron
D. elektron
E. atom

Pembahasan :
Partikel dasar dalam inti atom:
Proton = muatannya positif
Neutron = tidak bermuatan/ netral
Sehingga muatan inti nantinya ditentukan oleh proton yang bermuatan positif.

Soal                  
Lambang suatu unsur adalah  , maka dalam satu atom unsur tersebut terdapat . . . . .
A. 16 proton, 14 elektron, 14 neutron
B. 16 proton, 14 elektron, 30 neutron
C. 30 proton, 30 elektron, 16 neutron
D. 16 proton, 16 elektron, 14 neutron
E. 16 proton, 16 elektron, 30 neutron

Pembahasan :
Unsur dengan lambang :
jumlah proton = jumlah elektron = 16
Jumlah neutron = A - Z = 30 - 16 = 14

Jawaban : D

Soal               
Notasi yang benar untuk proton, elektron dan neutron adalah . . . .
A.
B.
C.
D.
E.

Pembahasan :
Notasi proton =
Notasi elektron =
Notasi neutron =

Jawaban : C

Soal              
Diketahui unsur unsur  . Unsur unsur yang merupakan isoton adalah . . . . .
A. P dan Q
B. P dan S
C. Q dan R
D. R dan S
E. P dan R

Pembahasan :
Isoton = dua atom atau lebih yang mempunyai jumlah neutron sama
 = jumlah n = 31 - 15 = 16
jumlah n = 30 - 15 = 15
jumlah n = 32 - 15 = 17
jumlah n = 32 - 16 = 16

Jadi yang isoton adalah P dan S

Jawaban : B

Soal
Konfihurasi elektron atom adalah . . . .
A. 2 8 9
B. 2 8 8 1
C. 2 8 18 7
D. 2 8 18 11
E. 2 8 18 8 3

Pembahasan :
Konfigurasi elektron atom adalah :
K L M N
2 8 18 7

Jawaban : C

Soal               
Ion di bawah ini yang tidak memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas neon adalah . . . . .
A.
B.
C. 
D.
E.

Pembahasan :
Ne ( nomor atom 10)
Konfigurasi elektron =
Untuk melihat ion mana yang memiliki konfigurasi elektron yang sama dengan atom Ne, cukup lihat yang mempunayi jumlah elektron yang sama (isoelektronik) dengan Ne.



11  = 11 - 1 = 10 (sama dengan Ne)
12  = 12 - 2 = 10 ( sama dengan Ne)
13  = 13 - 3 = 10 ( sama dengan Ne)
 = 8 + 2 = 10 ( sama dengan Ne)
16  = 16 + 1 = 17 (tidak sama dengan atom Ne)

Soal             
Suatu atom mempunyai konfigurasi elektron  . Pernyataan yang benar adalah . . . .
A. elektron valensi atom itu adalah 5
B. elektron valensi atom itu adalah 7
C. elektron valensi atom tersebut adalah 10
D. konfigurasi elektron 
E. konfigurasi elektron 

Pembahasan :
Konfigurasi elektron :
Atau disingkat :
Kulit valensi = 
Jumlah elektron valensi = 2 + 5 = 7

Jawaban : B

Soal                    
Suatu unsur mempunyai konfigurasi elektron :
Yang merupakan kulit valensi unsur tersebut adalah . . . . .
A. 4s
B. 4p
C. 3d
D. 4s, 4p
E. 3d, 4s, 4p

Pembahasan :
Ujung konfigurasi =
Sub kulit p akan berpasangan dengan subkulit sdengan tingkat energi (Harga bilangan kuantum utama (n)) yang sama jadi kulit valensi atom diatas adalah = 

Jawaban : D

Soal               
Ion  mempunyai konfihurasi elektron  . Jumlah elektron yang tidak berpasangan dalam ion adalah . . . .
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5

Pembahasan :
Konfigurasi elektron ion = 
Diagram orbital


Orbital yang terdapat pada konfigurasi elektron Ar tentu sudah terisi penuh oleh elektron karena Ar adalah atom golongan gas mulia. Dari diagram orbital diatas, jumlah elektron yang tidak berpasangan ada 3 buah.

Jawaban : C

Soal              
Ion  yang ditulis adalah ion . . . . .
A. yang memiliki 1 elektron di kulit terluar
B. yang memiliki 4 elektron di kulit terluar
C. yang memiliki 6 elektron di kulit terluar
D. yang memiliki 7 elektron di kulit terluar
E. yang memiliki 8 elektron di kulit terluar

Pembahasan :
Jumlah elektron ion = 35 + 1 = 36
Konfigurasi elektron
Kulit valensi=
Jumlah elektron valensi = 2 + 6 = 8

Jawaban : E

Soal             
Diketahui unsur X dengan nomor atom 24, jumlah elektron maksimum pada orbital d adalah . . . .
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
E. 7

Pembahasan :
X dengan nomor atom 24
Konfigurasi elektron X =
Orbital d hanya ada  dengan 5 elektron .

Jawaban : C

Soal            
Nomor atom unsur X sama dengan 26. Konfigurasi elektron ion  adalah . . . .
A.
B.
C.
D.
E.

Pembahasan :
X nomor atom = 26
Jumlah elektron = 26

Ketika membentuk ion  atom X melepas 3 elektron, sehingga jumlah elektron menjadi = 26 - 3
Konfigurasi elektron X

Konfigurasi elektron ion  (3 buah elektron yang dilepaskan berasal 2 buah dari orbital 4s dan 1 dari orbital 3d)
atau

Jawaban : E

Soal            
Konfigurasi elektron atom X bernomor massa 80 dan memiliki 45 neutron dalam intinya adalah . . . .
A.
B.
C.
D.
E.

Pembahasan :
X memiliki nomor massa 80 dan neutron 45
Jumlah proton = nomor massa - neutron = 80 - 45 = 35
Jumlah proton = Jumlah elektron = Nomor atom

Konfigurasi =

Jawaban : C

Soal             
Jumlah elektron maksimum yang dapat mengisi kulit N adalah . . . .
A. 2
B. 10
C. 18
D. 32
E. 54

Pembahasan :
Urutan kulit dalm atom
Kulit K = n = 1
Kulit L = n = 2
Kulit M = n = 3
Kulit N = n = 4

Jumlah maksimum elektron perkulit
=
= 2
= 2 x 16 = 32 buah elektron

Jawaban : D

Soal             
Koordinat bilangan kuantum elektron terluar atom 19 K yang benar adalah . . . .
A. (4,0,0,+1/2)
B. (4,0,1,- 1/2)
C. (4,0,0, +1/2)
D. (4,1,1, +1/2)
E. (4,0, 1, +1/2)

Pembahasan :
K dengan nomor atom 19 memiliki konfigurasi
=
atau
=
Elektron terluar berada di orbital 4s
Diagram orbital


n = 4
l = 0 (karena sub kulit s)
m = 0
s = +1/2 (arah panah keatas)

Koordinat (4,0, 0, +1/2)

Jawaban : C

Soal
Dalam suatu atom, jumlah maksimum elektron yang memiliki bilangan kuantum n = 4 dan m = 0 adalah . . . .
A. 2
B. 4
C. 6
D. 8
E. 10

Pembahasan :
Bilangan kuantum
n= 4
Ada 4 kemungkinan orbital dengan n= 4 yaitu 4s, 4p, 4d dan 4f.

m = 0 (berarti elektron akan menempati orbital dengan nilai m = 0)


Jumlah maksimum elektron = 8 elektron

Jawaban : D

Soal              
Urutan pengisian elektron ke dalam satu subkulit dimulai dengan elektron menempati seluruh orbital dengan spin sama, selanjutnya baru berpasangan. Aturan ini dinyatakan oleh . . . .
A. Hund
B. Pauli


C. Aufbau
D. Niels Bohr
E. Goudsmit

Pembahasan :
Untuk teori yang lebih lengkap silahkan kunjungi link berikut ini : Aturan Konfgurasi Elektron

Jawaban : A

Soal               
Bilangan kuantum spin menyatakan . . . . .
A. Orbital suatu atom
B. Bentuk - bentuk subkulit
C. Arah ruang suatu orbital
D. Perbedaan tingkat energi Kulit
E. Perbedaan arah rotasi elektron

Pembahasan :
Bilangan kuantum spin adalah bilangan yang menunjukkan arah rotasi elektron dalam orbital yang berlawanan. Informasi lebih lengkanp silakhan kunjungi : Bilangan Kuantum

Soal 
Harga m yang dimiliki oleh subkulit d mempunyai kisaran harga . . . .
A. - 1 sampai + 1
B. - 2 sampai + 2
C. - 3 sampai + 3
D. - 4 sampai + 4
E. - 5 sampai + 5

Pembahasan :
Subkulit d memiliki :
Harga l = 2
Harga m = - 2, -1, 0 + 1, +2

Jawaban : B

Soal                          
Jumlah orbital unsur X dengan nomor atom 20 adalah . . . . 
A. 8
B. 10
C. 13
D. 14
E. 15

Pembahasan :
X dengan nomor atom 20
Konfigurasi elektron =
Diagram orbital


Jumlah orbital = 1 + 1 + 3 + 1 + 3 + 1 = 10 orbital

Jawaban : B

Soal                  
Perhatikan tabel pengisian elektron - elektron ke dalam subkulit!


Pengisian elektron yang benar menurut aturan Aufbau dan Hund yaitu . . . . .
A. I dan V
B. I dan II
C. II dan V
D. III dan V
E. IV dan V

Pembahasan :
I
 (Salah)
 (Benar)
II
 (Salah)
 (Benar)
III
 (Benar)
IV
 (Salah)
 (Benar)
V
 (Benar)

Jawaban : D

Soal               
Kulit M pada  memiliki jumlah elektron sebanyak . . . . .
A. 8
B. 9
C. 11
D. 18
E. 21

Pembahasan :
Atom  memiliki konfigurasi elektron :
Kulit K = = 2 elektron
Kulit L = = 8 elektron
Kulit M = = 11 elektron
Kulit N = = 2 elektron

Jawaban : C

Soal          
Ion  mempunyai konfigurasi elektron . Bilangan kuantum elektron terakhir atom X adalah . . . .
A. n = 2, l = 0, m = 0, s = - 1/2
B. n = 2, l = 1, m = +1, s = - 1/2
C. n = 3, l = 0, m = 0, s = + 1/2
D. n = 3, l = 1, m = -1, s = + 1/2
E. n = 3, l = 2, m = 0, s = + 1/2

Pembahasan :
Konfigurasi elektron ion  adalah 
jumlah elektron = 10
Jumlah elektron atom X mula - mula = 10 + 3 = 13 elektron
Konfigurasi elektron atom X =
Elektron terakhir ada di orbital  dengan diagram orbital :


Jawaban : D

Soal
Elektron terakhir atom X memiliki 4 bilangan kuantum sebagai berikut.
n = 4, l = 0, m = 0, s = +1/2
Nomor atom x adalah . . . .
A. 19
B. 20
C. 28
D. 37
E. 45

Pembahasan :
Berdasarkan 4 bilangan kuantum yang diketahui, maka elektron terakhir atom X terletak pada sub kulit .
Diagram orbital :


Konfigurasi elektronnya adalah :
Jika dihitung, jumlah elektronnya adalah 19 buah

Jawaban : A

Soal                 
Ion   memiliki konfigurasi elektron  . Jika atom X memiliki neutron sebanyak 30 , atom X tersebut memiliki nomor massa . . . . .
A. 28
B. 31
C. 56
D. 60
E. 63

Pembahasan :
ion  adalah atom X yang telah melepaskan 3 elektron terluarnya. Dengan demikian atom X memiliki konfigurasi elektron :
(elektron yang dilepas adalah elektron yang berada pada sub kulit 4s dan 3d).

Jumlah elektron atom X = 23 + 3 = 26
e = p = 26, maka
Nomor massa = p + n = 26 + 30 = 56

Jawaban : C


Judul Artikel: Struktur Atom
Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia UI

Referensi
– Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
– Cracolice, Mark S. & Peters, Edward I. 2011. Introductory Chemistry: An Active Learning Approach (4th edition). California: Brooks/Cole, Cengage Learning.
– Earl, Bryan & Wilford, Doug. 2014. Cambridge IGCSE® Chemistry (3rd edition). London: Hodder Education.
– Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3rd edition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.
– McMurry, John. et al. 2013. Fundamentals of General, Organic, and Biological Chemistry (7th edition). Illinois: Pearson Education, Inc.
– Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.
– Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.
– Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill


Share:

0 komentar:

Posting Komentar

Jam Hari Ini


Jadwal Sholat Bulan ini

jadwal-sholat

Informasi

28 November 2018 PAS!!!!

Persamaan Eksponen

Materi lainnya

Blogger templates