Transcript Jejari atom logam

KIMIA KUANTUM
4.1. KELEMAHAN TEORI BOHR
Ternyata Teori Bohr hanya memuaskan bila digunakan pada atom
hidrogen. Kelemahan-kelemahan Teori Bohr, yaitu :
1.Tidak dapat menerangkan adanya intensitas elektron
2. Tidak dapat menerangkan spektrum unsur selain hidrogen
41.1. Sifat gelombang elektron
-Louis de Broglie (1892 - ) menemukan kesamaan antara sifat-sifat
elektron dengan sifat-sifat foton.
-Jadi menurut de Broglie, elektron bergerak dengan sifat sebagai
gelombang.
-Panjang gelombang elektron dinamakan panjang gelombang de
Broglie. Persamaan untuk menyatakan panjang gelombang elektron adalah :
l=h
mv
h= tetapan Planck
m= massa elektron
v= kecepatan elektron
4.2. AZAS KETIDAKPASTIAN
Karena sifat elektron yang mendua (sebagai partikel dan sebagai
gelombang) maka Werner Heisenberg (1901 - ) pada tahun 1927
menyatakan bahwa : “tidak mungkin menetapkan dengan pasti
posisi dan kecepatan partikel secara serempak”. Pernyataan ini
dikenal sebagai Azas Ketidakpastian Heisenberg.
4.3. MEKANIKA KUANTUM, MEKANIKA GELOMBANG
DAN KIMIA KUANTUM
Untuk mengatasi kegagalan Teori Bohr dalam menerangkan
gerakan elektron dalam atom, maka Werner Heisenberg pada
tahun 1925 mengajukan teori Mekanika Kuantum, bersamaan
dengan Erwin Schrödinger (1887 - 1961) yang mengajukan teori
yang serupa yang disebut Mekanika Gelombang. Pendekatan
Mekanika Kuantum untuk senyawa-senyawa kimia dikenal
sebagai Kimia Kuantum.
Kebolehjadian terbesar untuk menemukan elektron pada atom hidrogen pada tingkat dasar adalah pada jarak 0,53 Angström
(0,53 x 10-8 cm) dari inti atom.


4.4. AWAN ELEKTRON
Cara lain untuk menunjukkan kebolehjadian itu adalah dengan
menganggap bahwa elektron membentuk awan di sekitar inti
atom.
Gambar 4.3. Awan muatan di sekitar inti atom


Bila rapatan awan besar, maka kebolehjadian untuk menemukan
elekron juga besar.
Mekanika gelombang dapat menerangkan banyak fakta yang
tidak dapat diterangkan, misalnya tentang keempat bilangan
kuantum.
SUSUNAN BERKALA (SISTEM PERIODIK) UNSUR2
5.2. PENGGOLONGAN MENURUT SIFAT-SIFAT UNSUR
-Mula-mula unsur-unsur itu digolongkan menjadi logam dan bukan
logam.
-logam dibagi lagi menjadi logam mulia, misalnya emas dan perak
dan logam tak mulia misalnya tembaga, besi, timbal, timah dan raksa.
-Setelah adanya Teori Atom Dalton, diadakan usaha-usaha untuk
menghubungkan antara sifat-sifat unsur dengan berat atomnya.
5.2.1. Penggolongan menurut berat atom unsur
-William Prout (1815) mengemukakan bahwa : berat atom suatu
unsur merupakan kelipatan berat atom hidrogen.
-Triad Döbereiner
Johann Wolfgang Döbereiner (1780 - 1849)
Pada tahun 1817 menunjukkan bahwa berat atom stronsium adalah
sama de-ngan berat atom rata-rata kalsium dan barium yang ketiganya
itu mempunyai sifat-sifat yang serupa. Beberapa tahun kemu-dian dia
mengamati pula adanya tritunggal (“triad”) unsur-unsur yang lain,
misalnya : klorin-bromin-iodin dan litium-natrium-kalium. Pasanganpasangan tiga unsur ini oleh Döbereiner disebut Triad.
5.2.2. Penggolongan menurut sifatsifat kimia unsur
 Hukum Oktaf Newlands
 John A.R. Newlands
- Dia mengamati bahwa pada tiap tujuh
unsur, unsur yang ke 8 mempunyai sifat
yang serupa dengan unsur yang pertama,
unsur yang ke 9 sama dengan unsur yang
kedua dst.
- Karena hal ini menyerupai tangga nada
musik, maka oleh Newman disebutnya
sebagai Hukum Oktaf unsur-unsur
5.3. SUSUNAN BERKALA
5.3.1. Susunan Berkala menurut sifat-sifat fisika
- Julius Lothar Meyer (1830-1895)
Pada th 1868 telah membuat kurva berat atom unsur-unsur
terhadap volume atom (nisbah berat atom terhadap berat
jenisnya)
5.3.2. Susunan Berkala menurut sifat-sifat kimia
-Dimitri Ivanovitch Mendeleyev (1834 - 1907) pada tahun yang sama
(1868) juga telah menyusun daftar unsur-unsur menurut berat
atomnya, dengan penekanan pada sifat-sifat kimianya. Mendeleyev
sampai pada kesimpulan yang disebutnya Hukum Berkala
(Periodic Law) sebagai berikut :
1.Unsur-unsur bila disusun menurut berat atomnya, menunjukkan
keberkalaan yang jelas dalam sifat-sifatnya.
2.Berat atom suatu unsur menentukan karakter unsur tersebut
3.Dapat diperkirakan akan ditemukannya unsur-unsur yang belum
dikenal misalnya unsur yang serupa dengan Al dan Si yang berat
atomnya antara 65 dan 75.
4.Berat atom suatu unsur suatu saat mungkin dapat diganti bila unsur
lain yang serupa diketahui.
5.Sifat-sifat kimia suatu unsur dapat diramalkan dari berat atomnya.




5.3.3. Susunan Berkala menurut Bangun Atom
Susunan Berkala Panjang
Julius Thomsen (1895) dan Werner (1905) kemudian berusaha
menghubungkan sifat-sifat kimia dan fisika unsur-unsur (misalnya
daya hantar listrik, titik leleh dan kemudahan peruraian garamgaramnya) dengan sifat-sifat atomnya, misalnya jejari atom, energi
ionisasi dan lain-lain. Karena ternyata bahwa sifat-sifat atom suatu
unsur berhubungan dengan konfigurasi elektronnya, maka jelaslah
ada hubungan antara sifat-sifat unsur dengan konfigurasi elektron
unsur tersebut.
Dari kenyatan-kenyataan di atas, maka disusunlah
Hukum Berkala Moderen sebagai berikut :
1. Sifat-sifat unsur-unsur merupakan fungsi dari nomor
atomnya
2. Sifat-sifat unsur-unsur bergantung kepada konfigurasi
elektronnya secara keseluruhan.
Dalam Susunan Berkala Panjang, unsur-unsur disusun menurut
nomor atomnya dalam periode berupa baris mendatar. Nomor
atom unsur sama dengan jumlah proton dalam inti atom tersebut
dan menyatakan pula jumlah elektron yang mengelilingi inti.
Terdapat juga kolom-kolom vertikal yang disebut golongan yang
berisi unsur-unsur yang sama konfigurasi elektron kulit
terluarnya.
Susunan Berkala Panjang terdiri atas :
a. 7 periode, yang diberi nomor 1 s/d 7 yang sesuai dengan
banyaknya kulit elektron K, L, M, N, O, P dan Q.
b. Golongan-golongan, yaitu :
Golongan I dan IIA : blok s
Golongan IIIA s/d VIIIA : blok p
Golongan IIIB s/d VIIIB serta IB dan IIB : blok d
Golongan IA s/d VIIIA disebut unsur-unsur utama, sedangkan
golongan unsur-unsur IB, IIB dan IIIB s/d VIIIB disebut unsurunsur transisi.










5.4. SIFAT-SIFAT BERKALA
Jika unsur-unsur disusun menurut nomor atomnya, maka
ternyata ada sifat-sifat tertentu yang berulang, misalnya
sifat-sifat gas mulia terdapat pada unsur-unsur dengan
nomor atom 2, 10, 18, 36, 54 dan 86.
Terulangnya sifat-sifat itu dinamakan sifat berkala unsurunsur. Di samping terulangnya sifat-sifat khusus yang
terdapat pada unsur-unsur tertentu, juga terdapat suatu
penurunan atau kenaikan yang teratur dari sifat-sifat
fisika dan sifat-sifat kimia unsur-unsur dalam satu
periode dan pada periode berikutnya terulang lagi
perubahan2 yang sama.
Sifat-sifat suatu unsur terutama ditentukan oleh :
1. Jumlah muatan inti dan muatan elektron, yt. nomor
atom
2. Jumlah kulit elektron
3. Jarak elektron dalam berbagai kulit
4. Jarak antara elektron dengan inti
5. Jumlah elektron kulit terluar, yaitu elektron valensi.



5.4.1. Beberapa sifat berkala yang penting
Jejari atom.
Jejari atom adalah jarak dari pusat inti sampai lintasan
elektron paling luar. Jejari ini dapat ditentukan dengan
cara difraksi sinar-X dengan cara mengukur jarak antara
inti-inti dalam senyawa kovalen. Jarak ini sama dengan
jumlah jejari atomnya.
sin a r-X
d
jeja ri a to m
d = 2r
a tom n a triu m
Ada beberapa macam jejari atom, yaitu :
Jejari ion
Jejari yang menggambarkan ruang yang ditempati oleh satu
ion dalam kisi kristal.
Jejari kovalen
Jejari yang menggambarkan ruang yang ditempati oleh suatu
atom dalam suatu senyawa kovalen yang searah dengan
ikatan kovalen.
Jejari atom logam
Jejari yang menggambarkan ruangan yang ditempati oleh
suatu atom logam dalam kisi logam.
Jejari van der Waals
Jejari yang menggambarkan ruang yang ditempati oleh suatu
atom dalam suatu senyawa terhadap atom lain yang tidak terikat
secara kimiawi, tetapi mengalami gaya tarik van der Waals.
je ja r i v a n d e r W a a ls
jeja r i k o va le n

Hasil-hasil pengukuran jejari atom
terhadap unsur dalam susunan berkala
adalah :
1.Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, jejari
atom makin kecil.
Hal ini disebabkan oleh bertambahnya muatan
ini atom sedangkan kulit elektron tidak
bertambah, sehingga elektron kulit terluar
secara keseluruhan mengalami gaya tarik
yang makin meningkat.
2.Dalam satu golongan dari atas ke bawah jejari
atom bertambah besar, karena makin ke bawah
kulit elektron bertambah.
3.Jejari atom gas mulia lebih besar daripada
unsur-unsur sebelumnya dalam periode yang
sama
POTENSIAL IONISASI
Adalah energi yang dibutuhkan oleh suatu atom dalam bentuk gas untuk
melepaskan elektron yang tidak terikat erat.
Dari hasil pengukuran potensial ionisasi, didapat kesimpulan
sebagai berikut :
1.Potensial ionisasi unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan
bertambah besar,
jadi elektron makin sukar dilepas, sebab muatan inti bertambah, sedangkan
kulit elektron tetap, sehingga gaya tarik inti terhadap elektron bertambah
besar.
2. Potensial ionisasi unsur-unsur dalam satu golongan dari atas ke bawah
makin kecil, jadi elektron makin mudah dilepas, sebab dengan
bertambahnya kulit elektron, maka gaya tarik inti terhadap elektron makin
lemah.
Satuan potensial ionisasi
Potensial ionisasi diberi satuan elektron-Volt (eV), yaitu energi
yang diperoleh elektron yang dipercepat oleh perbedaan potesial sebesar 1
Volt.
1 eV = 1,60206 x 10-12 erg = 1,60206 x 10-19 Joule
AFINITAS ELEKTRON
Adalah energi yang dilepaskan bila suatu atom bentuk
gas menerima elektron tambahan sehingga menjadi
anion.




KEELEKTRONEGATIFAN
Adalah kemampuan suatu atom untuk menarik
elektron dalam suatu molekul yang mempunyai
ikatan kovalen.
1. Harga skala keelektronegatifan unsur-unsur
dalam satu periode dari kiri ke kanan makin besar.
2. Dalam satu golongan atas ke bawah makin
kecil.
GOLONGAN-GOLONGAN UNSUR
A.
Golongan IA, logam-logam alkali.(Li,Na,K,
Rb,Cs,Fr)
Unsur-unsur golongan logam alkali mempunyai sifatsifat sebagai berikut :
1. Sangat reaktif, makin ke bawah makin reaktif. Bentuk
ion positifnya lebih stabil daripada bentuk atomnya.
2. Semuanya merupakan penghantar listrik dan panas
yang baik.
3. Semuanya lunak dan dapat dipotong2 dengan pisau.
4. Mempunyai panas jenis yang rendah.
5. Semuanya merupakan pereduksi (reduktor) yang kuat.
6. Memberikan warna nyala yang spesifik, yaitu litium
merah, natrium kuning, kalium ungu, rubidium merah
dan sesium biru. Semuanya memberikan spektrum
yang spesifik pula.
B.







Golongan VIIA, unsur2 halogen (F,Cl,Br,I
At)
Unsur-unsur golongan VIIA disebut unsur-unsur
halogen, artinya pembentuk garam, karena dengan logam
dapat bereaksi langsung membentuk garam.
Harga potensial ionisasi yang tinggi menunjukkan
bahwa unsur-unsur halogen lebih mudah membentuk ion
negatif.
Keelektronegatifan unsur halogen juga tinggi.
Sifat-sifat kimia dan fisika halogen banyak
persamaannya, antara lain adalah pembentukan molekul
diatomik, F2, Cl2, Br2 dan I2. Pada temperatur kamar,
fluorin berupa gas yang berwarna kekuningan, klorin
berupa gas kuning hijau, bromin berupa cairan merah
coklat dan iodin berupa padatan hitam.
Makin ke bawah, unsur-unsur halogen makin sukar untuk
be-reaksi dengan hidrogen.
Unsur halogen merupakan oksidator yang kuat.
Unsur-unsur halogen dapat juga membentuk ion positif,
kecuali fluorin, misalnya dalam senyawa hipohalit, XO- ,
halat, XO3- dan perhalat, XO4-, yang masing-masing X
bermuatan +1, +5 dan +7.
C. Golongan VIIIA, golongan gas mulia.
(He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn)


Disebut juga golongan argonon, dari nama Argon, yaitu
gas mulia yang paling banyak terdapat di alam.
Atom-atom unsur-unsur golongan VIIIA ini mempunyai
konfigurasi elektron dengan orbital s dan p yang terisi
penuh (8 elektron, kecuali helium). Konfigurasi ini
sangat stabil, oleh karena itu mempunyai harga
potensial ionisasi yang sangat tinggi. Harga potensial
ionisasi unsur-unsur ini adalah yang tertinggi untuk
periode yang bersangkutan dalam susunan berkala. Hal
ini me-nunjukkan kestabilan khas dari oktet elektron
(atau pasangan elektron untuk 1s).
D. Unsur-unsur transisi


Pada tiap-tiap periode panjang antara golongan IIA dan IIIA
terdapat unsur-unsur yang dinamakan unsur-unsur transisi.
Dinamakan unsur transisi, karena unsur-unsur ini merupakan
peralihan antara unsur-unsur logam dengan unsur-unsur bukan
logam.


Unsur-unsur transisi ini penampakan luarnya seperti besi atau
timah, kecuali emas yang berwarna kuning dan tembaga yang
berwarna merah. Kemiripan unsur-unsur ini lebih nampak dalam
satu periode daripada dalam golongan, terutama pada golongan
VIIIB.
Secara umum, sifat-sifat unsur-unsur transisi adalah :
1. Semuanya mempunyai sifat logam
2. Titik leleh dan titik didih tinggi
3. Jejari atom yang hampir sama
4. Energi potensial ionisasi hanya sedikit bertambah dengan bertambahnya nomor atom.