KIMIA
BERKENALAN DENGAN ILMU KIMIA
1.1
Ruang Lingkup Ilmu Kimia
Definisi :
Ø Secara
singkat, Ilmu Kimia adalah ilmu rekayasa materi yaitu mengubah
suatu materi menjadi materi yang lain.
Ø Secara lengkap, Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang :
a. Susunan materi = mencakup komponen-komponen pembentuk
materi dan perbandingan tiap komponen tersebut.
Struktur materi = mencakup struktur partikel-partikel
penyusun suatu materi atau menggambarkan bagaimana atom-atom penyusun materi
tersebut saling berikatan.
b.
Sifat
materi
=
mencakup sifat fisis (wujud dan penampilan) dan sifat kimia. Sifat suatu materi
dipengaruhi oleh : susunan dan
struktur dari materi tersebut.
c.
Perubahan
materi = meliputi perubahan fisis/fisika
(wujud) dan perubahan kimia (menghasilkan zat baru).
d. Energi yang menyertai perubahan
materi
= menyangkut banyaknya energi yang
menyertai sejumlah materi dan asal-usul energi itu.
Ø Ilmu Kimia dikembangkan oleh para
ahli kimia untuk menjawab pertanyaan “apa”
dan “mengapa” tentang sifat
materi yang ada di alam.
Ø Pengetahuan yang lahir dari upaya
untuk menjawab pertanyaan “apa”
merupakan suatu fakta yaitu : sifat-sifat materi yang diamati sama oleh setiap
orang akan menghasilkan Pengetahuan
Deskriptif.
Ø Pengetahuan yang lahir dari upaya
untuk menjawab pertanyaan “mengapa”
suatu materi memiliki sifat tertentu akan menghasilkan Pengetahuan Teoritis.
v Skema bagaimana Ilmu Kimia
dikembangkan :
 |
Mengamati
Menggolongkan
Menafsirkan
data
Menarik
kesimpulan umum
Merancang
dan melakukan eksperimen
Menciptakan
teori
1.2 Manfaat Mempelajari
Ilmu Kimia
Meliputi :
- Pemahaman kita menjadi lebih baik terhadap alam sekitar dan berbagai proses yang berlangsung di dalamnya.
- Mempunyai kemampuan untuk mengolah bahan alam menjadi produk yang lebih berguna bagi manusia.
- Membantu kita dalam rangka pembentukan sikap.
·
Secara khusus, ilmu kimia mempunyai peranan sangat penting
dalam bidang : kesehatan, pertanian, peternakan, hukum, biologi, arsitektur
dan geologi. (Sebutkan peranan
ilmu kimia dalam bidang-bidang tersebut!)
·
Dibalik sumbangannya yang besar bagi kehidupan kita,
secara jujur harus diakui bahwa perkembangan ilmu kimia juga memberikan dampak
negatif bagi kehidupan manusia. (Sebutkan contohnya!)
1.3 Cabang-Cabang Ilmu
Kimia
Meliputi :
1)
Kimia Analisis
= mempelajari
tentang analisis bahan-bahan kimia yang terdapat dalam suatu produk.
2)
Kimia Fisik
= fokus kajiannya berupa penentuan energi yang
menyertai terjadinya reaksi kimia, sifat fisis zat serta perubahan senyawa
kimia.
3)
Kimia Organik
= mempelajari
bahan-bahan kimia yang terdapat dalam makhluk hidup.
4)
Kimia Anorganik
= kebalikan
dari kimia organik; mempelajari benda mati.
5)
Kimia Lingkungan
= mempelajari tentang segala sesuatu yang terjadi
di lingkungan, terutama yang berkaitan dengan pencemaran lingkungan dan cara
penanggulangannya.
6)
Kimia Inti ( Radiokimia )
= mempelajari
zat-zat radioaktif.
7)
Biokimia
= cabang
ilmu kimia yang sangat erat kaitannya dengan ilmu biologi.
8)
Kimia Pangan
= mempelajari
bagaimana cara meningkatkan mutu bahan pangan.
9)
Kimia Farmasi
= fokus
kajiannya berupa penelitian dan pengembangan bahan-bahan yang mengandung obat.
1.4 Perkembangan Ilmu
Kimia
1)
Sekitar tahun 3500 SM, di Mesir Kuno sudah mempraktekkan
reaksi kimia (misal : cara membuat anggur, pengawetan mayat).
2)
Pada abad ke-4 SM, para filosofis Yunani yaitu Democritus
dan Aristoteles mencoba memahami hakekat materi.
o Menurut Democritus = setiap materi terdiri dari partikel
kecil yang disebut atom.
o Menurut Aristoteles = materi terbentuk dari 4 jenis unsur
yaitu : tanah, air, udara dan api.
3)
Abad pertengahan (tahun 500-1600), yang dipelopori oleh
para ahli kimia Arab dan Persia.
§ Kimia lebih mengarah ke segi praktis.
Dihasilkan berbagai jenis zat seperti : alkohol, arsen, zink asam iodida, asam
sulfat dan asam nitrat.
§ Nama ilmu kimia lahir, dari kata
dalam bahasa Arab (al-kimiya
= perubahan materi) oleh ilmuwan Arab Jabir ibn Hayyan (tahun 700-778).
4)
Abad ke-18, muncul istilah Kimia Modern. Dipelopori oleh ahli kimia Perancis Antoine Laurent Lavoisier (tahun
1743-1794) yang berhasil mengemukakan hukum kekekalan massa.
5)
Tahun 1803, seorang ahli kimia Inggris bernama John
Dalton (tahun 1766-1844) mengajukan teori atom untuk pertama kalinya. Sejak
itu, ilmu kimia terus berkembang pesat hingga saat ini.
1.5 Pengenalan
Laboratorium
Laboratorium =
suatu tempat bagi seorang praktikan untuk melakukan percobaan.
Praktikan =
orang yang melakukan percobaan / praktikum.
Ø Bahan Kimia
Jenis bahan kimia berdasarkan sifatnya :
a)
mudah meledak (explosive)
b)
pengoksidasi (oxidizing)
c)
karsinogenik (carcinogenic
: memicu timbulnya sel kanker)
d)
berbahaya bagi lingkungan (dangerous to the environment)
e)
mudah menyala (flammable)
f)
beracun (toxic)
g)
korosif (corrosive)
h)
menyebabkan iritasi (irritant)
v Persiapan kerja di laboratorium :
1.
Merencanakan percobaan yang akan dilakukan sebelum memulai
praktikum
2.
Menggunakan peralatan kerja (kacamata, jas praktikum, sarung
tangan dan sepatu tertutup)
3.
Bagi wanita yang berambut panjang, diharuskan mengikat
rambutnya
4.
Dilarang makan, minum dan merokok
5.
Menjaga kebersihan meja praktikum dan lingkungan
laboratorium
6.
Membiasakan mencuci tangan dengan sabun dan air bersih terutama
sehabis praktikum
7.
Bila kulit terkena bahan kimia, jangan digaruk agar tidak
menyebar
8.
Memastikan bahwa kran gas tidak bocor sewaktu hendak
menggunakan bunsen
9.
Pastikan bahwa kran air selalu dalam keadaan tertutup
sebelum dan sesudah melakukan praktikum
1.6 Teknik Bekerja di
Laboratorium
o Penanganan terhadap bahan kimia :
a)
Menghindari kontak langsung dengan bahan kimia
b)
Menghindari untuk mencium langsung uap bahan kimia
c)
Menggunakan sarung tangan
o Jika ingin memindahkan bahan kimia :
a)
Membaca label bahan kimia (minimal 2 kali)
b)
Memindahkan sesuai dengan jumlah yang diperlukan
c)
Tidak menggunakan secara berlebihan
d)
Jika ada sisa, jangan mengembalikan bahan kimia ke dalam
botol semula untuk mencegah kontaminasi
e)
Menggunakan alat yang tidak bersifat korosif untuk
memindahkan bahan kimia padat
f)
Untuk bahan kimia cair, pindahkan secara hati-hati agar
tidak tumpah
o Jika terkena bahan kimia :
a)
Bersikap tenang dan jangan panik
b)
Meminta bantuan teman yang ada di dekat Anda
c)
Membersihkan bagian yang mengalami kontak langsung (dicuci
dengan air bersih)
d)
Jangan menggaruk kulit yang terkena bahan kimia
e)
Menuju ke tempat yang cukup oksigen
f)
Menghubungi paramedis secepatnya
o Masalah penanganan limbah bahan kimia :
a)
Limbah berupa zat organik harus dibuang terpisah agar
dapat didaur ulang
b)
Limbah cair yang tidak berbahaya dapat langsung dibuang
tetapi harus diencerkan dulu dengan menggunakan air secukupnya
c)
Limbah cair yang tidak larut dalam air dan limbah beracun
harus dikumpulkan dalam botol penampung dan diberi label
d)
Limbah padat harus dibuang terpisah karena dapat menyumbat
saluran air
e)
Sabun, deterjen dan cairan yang tidak berbahaya dalam air
dapat langsung dibuang melalui saluran air kotor dan dibilas dengan air
secukupnya
f)
Gunakan zat / bahan
kimia secukupnya
PENGGOLONGAN MATERI
Skema Klasifikasi Materi
( berdasarkan komposisi kimia )
 |
I. Zat Tunggal ( Zat Murni )
ü Zat tunggal adalah suatu zat yang komposisinya terdiri atas zat-zat
dengan sifat kimia yang sama.
ü Zat tunggal (zat murni) terdiri dari sejenis materi.
Contohnya : karbon, belerang, oksigen, air,
alkohol
A.
UNSUR
·
Unsur adalah zat tunggal yang tidak
dapat diuraikan lagi secara kimia menjadi zat-zat lain yang lebih
sederhana.
·
Unsur merupakan zat tunggal yang paling
sederhana dari materi.
Contohnya : H, C, N, P, Fe, Au, Mg
o Lambang Unsur ( Lambang Atom )
Menurut Jons Jakob Berzelius (Swedia) :
Ø Setiap unsur dilambangkan
dengan satu huruf yaitu huruf awal dari nama Latin unsur
yang bersangkutan dan ditulis dengan huruf besar / kapital.
Ø Unsur yang mempunyai huruf awal yang
sama, lambangnya dibedakan dengan menambahkan
satu huruf lain dari nama Latin unsur tersebut; yang ditulis dengan huruf kecil.
Contohnya : Perhatikan Lampiran 2 Buku Paket Kimia!
B.
SENYAWA
v Senyawa terbentuk oleh perikatan kimia dari dua atau lebih
jenis unsur.
v Sifat suatu senyawa berbeda dengan sifat unsur penyusunnya.
Contohnya : senyawa H2O(l) dan NaCl(s)
II.
Campuran
Campuran adalah materi yang terdiri atas 2 (dua) atau lebih zat dan masih
mempunyai sifat zat asalnya.
Contohnya : larutan garam, air lumpur, santan
ü Permasalahan : Apa perbedaan bersenyawa dengan bercampur?
Partikel Dasar Penyusun Materi
Dapat berupa :
1)
Atom
ü Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih
mempunyai sifat-sifat unsur itu
ü Atom suatu unsur diberi lambang sama
dengan lambang unsur tersebut
ü Contoh : Na, Mg, Ba, Ca, Fe
2)
Molekul
§ Molekul adalah partikel netral yang terdiri dari 2 atau lebih
atom, baik atom sejenis maupun atom yang berbeda.
§ Molekul yang terdiri dari sejenis
atom disebut Molekul Unsur
§ Molekul yang terdiri dari atom-atom
yang berbeda disebut Molekul Senyawa
§ Contoh : H2O; CO2;
H2SO4
3)
Ion
Ø Ion adalah atom atau kumpulan atom yang bermuatan
listrik
Ø Ion yang bermuatan positif
disebut Kation, sedangkan ion yang bermuatan negatif disebut Anion
Ø Ion yang terdiri dari 1 atom
disebut Ion Tunggal ( monoatom ), sedangkan ion yang terdiri dari 2
atau lebih atom disebut Ion Poliatom
Ø Contoh :
Kation Tunggal : Na+, K+
Kation Poliatom : NH4+ , H3O+
Anion Tunggal : Cl-, S2-
Anion Poliatom : NO3-, OH-
Partikel Unsur ( bisa berupa atom ; bisa berupa molekul )
a.
Pada umumnya, setiap unsur termasuk unsur logam
mempunyai partikel berupa Atom
b.
Hanya beberapa unsur non logam yang partikelnya berupa Molekul (
contoh hidrogen H2 ; fosforus P4 ; belerang S8
)
c.
Molekul yang terdiri
atas 2 atom disebut Molekul Diatomik ( contoh molekul hidrogen,
nitrogen )
d.
Molekul yang terdiri
atas lebih dari 2 atom disebut Molekul Poliatomik ( contoh
molekul fosforus, belerang )
Partikel Senyawa ( bisa berupa molekul ; bisa berupa ion )
o Dapat berupa Molekul ( disebut
Senyawa Molekul ) atau Ion ( disebut Senyawa Ion )
o Senyawa dari unsur logam termasuk senyawa
ion, sedangkan senyawa dari unsur non
logam termasuk senyawa molekul.
Contoh senyawa molekul : air ( H2O ) ; senyawa
ion : Kalsium karbonat ( CaCO3 )
Rumus Kimia
Menyatakan jenis dan jumlah relatif atom yang
menyusun suatu zat.
Dibedakan menjadi 3 :
a.
Rumus Molekul
Menyatakan jenis dan jumlah atom yang
menyusun molekul suatu zat
Contoh : rumus molekul air ( H2O )
b.
Rumus Kimia Senyawa Ion
Menyatakan jenis dan jumlah atom yang
menyusun suatu senyawa ion
Ciri khas senyawa ion adalah salah satu atom penyusun
senyawa tersebut bersifat logam ( letaknya di depan )
Contoh : Mg(NO3)2 ; BaCl2
; CuSO4 ; NaCl
c.
Rumus Empiris
Disebut juga Rumus Perbandingan;
menyatakan jenis dan perbandingan paling sederhana dari atom-atom
dalam suatu senyawa
Contoh : Etuna dengan rumus
molekul C2H2 dan mempunyai rumus empiris CH
Rumus kimia senyawa ion adalah
rumus empiris
Contoh : garam dapur ( NaCl )
BAB 2
STRUKTUR ATOM
PARTIKEL MATERI
Bagian
terkecil dari materi disebut partikel.
Beberapa
pendapat tentang partikel materi :
1.
Menurut Democritus, pembagian materi bersifat diskontinyu
( jika suatu materi dibagi dan terus dibagi maka akhirnya diperoleh partikel
terkecil yang sudah tidak dapat dibagi lagi = disebut Atom )
2.
Menurut Plato
dan Aristoteles, pembagian materi bersifat kontinyu ( pembagian
dapat berlanjut tanpa batas )
Postulat Dasar dari Teori Atom Dalton :
1)
Setiap materi terdiri atas partikel yang disebut atom
2)
Unsur adalah materi yang terdiri atas sejenis atom
3)
Atom suatu unsur adalah identik tetapi berbeda
dengan atom unsur lain ( mempunyai massa yang berbeda )
4)
Senyawa adalah materi yang terdiri atas 2
atau lebih jenis atom dengan perbandingan tertentu
5)
Atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan
dan tidak dapat diubah menjadi atom lain melalui reaksi kimia
biasa. Reaksi kimia hanyalah penataan ulang ( reorganisasi ) atom-atom
yang terlibat dalam reaksi tersebut
Kelemahan dari postulat teori Atom Dalton :
1)
Atom bukanlah sesuatu yang tak terbagi, melainkan terdiri
dari partikel subatom
2)
Atom-atom dari unsur yang sama, dapat mempunyai massa yang
berbeda ( disebut Isotop )
3)
Atom dari suatu unsur dapat diubah menjadi atom unsur lain
melalui Reaksi Nuklir
4)
Beberapa unsur tidak terdiri dari atom-atom melainkan
molekul-molekul
PERKEMBANGAN TEORI ATOM
1). Model Atom
Dalton
a)
Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil.
b)
Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dipecah
lagi.
c)
Atom suatu unsur sama memiliki sifat yang sama, sedangkan
atom unsur berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya.
d)
Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain.
e)
Reaksi kimia hanyalah reorganisasi
dari atom-atom, sehingga tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia.
Gambar Model Atom Dalton
Teori atom Dalton ditunjang oleh 2
hukum alam yaitu :
1.
Hukum Kekekalan Massa ( hukum Lavoisier ) :
massa zat sebelum dan sesudah reaksi
adalah sama.
2.
Hukum Perbandingan Tetap ( hukum Proust ) :
perbandingan massa unsur-unsur yang
menyusun suatu zat adalah tetap.
Kelemahan Model Atom Dalton :
1)
Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang
satu dengan unsur yang lain
2)
Tidak dapat menjelaskan sifat listrik dari materi
3)
Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan
4)
Menurut teori atom Dalton nomor 5, tidak ada atom yang
berubah akibat reaksi kimia. Kini ternyata dengan reaksi kimia nuklir, suatu
atom dapat berubah menjadi atom lain.
Contoh :
2). Model Atom
Thomson
Setelah ditemukannya elektron oleh
J.J Thomson, disusunlah model atom Thomson yang merupakan penyempurnaan dari
model atom Dalton. Menurut Thomson :
a)
Atom terdiri dari materi bermuatan positif dan di dalamnya
tersebar elektron (bagaikan kismis dalam roti kismis)
b)
Atom bersifat netral, yaitu muatan positif dan muatan
negatif jumlahnya sama
Gambar Model Atom Thomson
3). Model Atom
Rutherford
a)
Rutherford menemukan bukti bahwa dalam atom terdapat inti
atom yang bermuatan positif, berukuran lebih kecil daripada ukuran atom tetapi
massa atom hampir seluruhnya berasal dari massa intinya.
b)
Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan
berada pada pusat atom serta elektron bergerak melintasi inti (seperti planet
dalam tata surya).
c)
Atom bersifat netral.
d)
Jari-jari inti atom dan jari-jari atom sudah dapat
ditentukan.
Kelemahan Model Atom Rutherford :
Ø Ketidakmampuan untuk menjelaskan
mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom akibat gaya tarik elektrostatis inti
terhadap elektron.
Ø Menurut teori Maxwell, jika elektron
sebagai partikel bermuatan mengitari inti yang memiliki muatan yang berlawanan
maka lintasannya akan berbentuk spiral dan akan kehilangan tenaga/energi dalam
bentuk radiasi sehingga akhirnya jatuh ke inti.
Gambar Model Atom Rutherford
4). Model Atom Niels
Bohr
·
Model atomnya didasarkan pada teori kuantum untuk
menjelaskan spektrum gas hidrogen.
·
Menurut Bohr, spektrum garis menunjukkan bahwa elektron
hanya menempati tingkat-tingkat energi tertentu dalam atom.
Menurutnya :
a)
Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan di
sekitarnya beredar elektron-elektron yang bermuatan negatif.
b)
Elektron beredar mengelilingi inti atom pada orbit tertentu
yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang stasioner (tetap) yang selanjutnya
disebut dengan tingkat energi utama (kulit elektron) yang dinyatakan dengan
bilangan kuantum utama (n).
c)
Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energinya
akan tetap sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan.
d)
Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan stasioner
yang lebih rendah ke lintasan stasioner yang lebih tinggi jika menyerap energi.
Sebaliknya, jika elektron berpindah dari lintasan stasioner yang lebih tinggi
ke rendah terjadi pelepasan energi.
e)
Pada keadaan normal (tanpa pengaruh luar), elektron
menempati tingkat energi terendah (disebut tingkat dasar = ground state).
Gambar Model Atom Niels Bohr
Kelemahan Model Atom Niels Bohr :
1.
Hanya dapat menerangkan spektrum dari atom atau ion yang
mengandung satu elektron dan tidak sesuai dengan spektrum atom atau ion yang
berelektron banyak.
2.
Tidak mampu menerangkan bahwa atom dapat membentuk molekul
melalui ikatan kimia.
5). Model Atom
Modern ( Mekanika Kuantum )
Dikembangkan berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut mekanika
gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli :
a)
Louis Victor de Broglie
Menyatakan bahwa materi mempunyai
dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagai gelombang.
b)
Werner Heisenberg
Mengemukakan prinsip ketidakpastian
untuk materi yang bersifat sebagai partikel dan gelombang. Jarak atau letak
elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya dapat ditentukan dengan
kemungkinan – kemungkinan saja.
c)
Erwin Schrodinger (menyempurnakan model Atom Bohr)
Berhasil menyusun persamaan gelombang
untuk elektron dengan menggunakan prinsip mekanika gelombang. Elektron-elektron
yang mengelilingi inti terdapat di dalam suatu orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron
dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar.
Teori tentang Model Atom Modern :
a)
Atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan
neutron sedangkan elektron-elektron bergerak mengitari inti atom dan berada
pada orbital-orbital tertentu yang membentuk kulit atom.
b)
Orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar
inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan
terbesar.
c)
Kedudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan
dengan bilangan kuantum.
 |
Orbit Orbital
Gambar Perbedaan antara orbit dan
orbital untuk elektron
Ø Orbital
digambarkan sebagai awan elektron
yaitu : bentuk-bentuk ruang dimana suatu elektron kemungkinan ditemukan.
Ø Semakin
rapat awan elektron maka semakin besar kemungkinan elektron ditemukan dan
sebaliknya.
Gambar Model atom Modern
PARTIKEL
DASAR PENYUSUN ATOM
|
Partikel
|
Notasi
|
Massa
|
Muatan
|
||
|
Sesungguhnya
|
Relatif thd proton
|
Sesungguhnya
|
Relatif thd proton
|
||
|
Proton
|
p
|
1,67 x 10-24 g
|
1 sma
|
1,6 x 10-19 C
|
+1
|
|
Neutron
|
n
|
1,67 x 10-24 g
|
1 sma
|
0
|
0
|
|
Elektron
|
e
|
9,11 x 10-28 g
|
 sma |
-1,6 x 10-19 C
|
-1
|
Catatan : massa partikel dasar dinyatakan
dalam satuan massa atom ( sma ).
|
NOMOR
ATOM
Ø Menyatakan jumlah proton dalam atom.
Ø Untuk atom netral, jumlah proton =
jumlah elektron (nomor atom juga menyatakan jumlah elektron).
Ø Diberi simbol huruf Z
Ø Atom yang melepaskan elektron berubah
menjadi ion positif, sebaliknya yang menerima elektron berubah menjadi ion
negatif.
Contoh : 19K
Artinya …………..
NOMOR MASSA
v Menunjukkan jumlah proton dan neutron
dalam inti atom.
v Proton dan neutron sebagai partikel
penyusun inti atom disebut Nukleon.
v Jumlah nukleon dalam atom suatu unsur
dinyatakan sebagai Nomor Massa (diberi lambang huruf A), sehingga :
A = nomor
massa
= jumlah proton ( p ) + jumlah neutron ( n )
A = p + n = Z + n
v Penulisan atom tunggal dilengkapi
dengan nomor atom di sebelah kiri bawah dan nomor massa di sebelah kiri atas
dari lambang atom tersebut. Notasi semacam ini disebut dengan Nuklida.
Keterangan :
X
= lambang atom A =
nomor massa
Z
= nomor atom
Contoh :
SUSUNAN
ION
v Suatu atom dapat
kehilangan/melepaskan elektron atau mendapat/menerima elektron tambahan.
v Atom yang kehilangan/melepaskan
elektron, akan menjadi ion positif
(kation).
v Atom yang mendapat/menerima elektron,
akan menjadi ion negatif (anion).
v Dalam suatu Ion, yang berubah hanyalah jumlah elektron saja, sedangkan
jumlah proton dan neutronnya tetap.
Contoh :
|
Spesi
|
Proton
|
Elektron
|
Neutron
|
|
Atom Na
|
11
|
11
|
12
|
|
Ion
 |
11
|
10
|
12
|
|
Ion
 |
11
|
12
|
12
|
Rumus
umum untuk menghitung jumlah proton, neutron dan elektron :
1). Untuk nuklida atom
netral :
: p = Z
e = Z
n = (A-Z)
2). Untuk nuklida kation :
: p = Z
e = Z – (+y)
n = (A-Z)
3). Untuk nuklida anion :
: p = Z
e = Z – (-y)
n = (A-Z)
ISOTOP,
ISOBAR DAN ISOTON
1). ISOTOP
Adalah atom-atom dari unsur yang sama
(mempunyai nomor atom yang sama) tetapi berbeda nomor massanya.
Contoh : 
; 
; 
; ;
2). ISOBAR
Adalah atom-atom dari unsur yang
berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai nomor massa yang sama.
Contoh : dengan 
dengan
3). ISOTON
Adalah atom-atom dari unsur yang
berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai jumlah neutron yang
sama.
Contoh : 
dengan 
dengan
KONFIGURASI
ELEKTRON
ü Persebaran elektron dalam kulit-kulit
atomnya disebut konfigurasi.
ü Kulit atom yang pertama (yang paling
dekat dengan inti) diberi lambang K, kulit ke-2 diberi lambang L dst.
ü Jumlah maksimum elektron pada setiap
kulit memenuhi rumus 2n2 (n = nomor kulit).
Contoh :
Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 12
= 2 elektron
Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 22
= 8 elektron
Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 32
= 18 elektron
Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 42
= 32 elektron
Kulit O (n = 5) maksimum 2 x 52
= 50 elektron
Catatan :
Meskipun kulit O, P dan Q dapat
menampung lebih dari 32 elektron, namun kenyataannya kulit-kulit tersebut belum
pernah terisi penuh.
Langkah-Langkah Penulisan Konfigurasi
Elektron :
1.
Kulit-kulit diisi mulai dari kulit K, kemudian L dst.
2.
Khusus untuk golongan utama (golongan A) :
Jumlah kulit = nomor periode
Jumlah elektron valensi = nomor
golongan
3.
Jumlah maksimum elektron pada kulit terluar (elektron
valensi) adalah 8.
o Elektron valensi berperan pada pembentukan
ikatan antar atom dalam membentuk suatu senyawa.
o Sifat kimia suatu unsur ditentukan juga
oleh elektron valensinya. Oleh karena itu, unsur-unsur yang
memiliki elektron valensi sama, akan memiliki sifat kimia yang mirip.
4.
Untuk unsur golongan utama ( golongan A ), konfigurasi
elektronnya dapat ditentukan sebagai berikut :
a)
Sebanyak mungkin kulit diisi penuh dengan elektron.
b)
Tentukan jumlah elektron yang tersisa.
Ø 
Jika jumlah elektron yang tersisa > 32, kulit
berikutnya diisi dengan 32 elektron.
Jika jumlah elektron yang tersisa > 32, kulit
berikutnya diisi dengan 32 elektron.
Ø 
Jika jumlah elektron yang tersisa
< 32, kulit berikutnya diisi dengan 18 elektron.
Jika jumlah elektron yang tersisa
< 32, kulit berikutnya diisi dengan 18 elektron.
Ø Jika jumlah elektron yang tersisa
< 18, kulit berikutnya diisi dengan 8 elektron.
Ø Jika jumlah elektron yang tersisa
< 8, semua elektron diisikan pada kulit berikutnya.
Contoh :
|
Unsur
|
Nomor Atom
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
|
He
|
2
|
2
|
|
|
|
|
|
Li
|
3
|
2
|
1
|
|
|
|
|
Ar
|
18
|
2
|
8
|
8
|
|
|
|
Ca
|
20
|
2
|
8
|
8
|
2
|
|
|
Sr
|
38
|
2
|
8
|
18
|
8
|
2
|
Catatan
:
·
Konfigurasi elektron untuk unsur-unsur golongan B (golongan transisi) sedikit
berbeda dari golongan A (golongan
utama).
·
Elektron tambahan tidak mengisi kulit terluar, tetapi mengisi
kulit ke-2 terluar; sedemikian
sehingga kulit ke-2 terluar itu berisi
18 elektron.
Contoh :
|
Unsur
|
Nomor Atom
|
K
|
L
|
M
|
N
|
|
Sc
|
21
|
2
|
8
|
9
|
2
|
|
Ti
|
22
|
2
|
8
|
10
|
2
|
|
Mn
|
25
|
2
|
8
|
13
|
2
|
|
Zn
|
30
|
2
|
8
|
18
|
2
|
Konfigurasi Elektron Beberapa Unsur
Golongan A ( Utama ) dan Golongan B ( Transisi )
|
Periode
|
Nomor Atom ( Z )
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
P
|
Q
|
|
1
|
1 – 2
|
1 – 2
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
3 – 10
|
2
|
1 – 8
|
|
|
|
|
|
|
3
|
11 – 18
|
2
|
8
|
1 – 8
|
|
|
|
|
|
4
|
19 – 20
|
2
|
8
|
8
|
1 – 2
|
|
|
|
|
|
21 – 30 ***
|
2
|
8
|
9 – 18
|
2
|
|
|
|
|
|
31 – 36
|
2
|
8
|
18
|
3 – 8
|
|
|
|
|
5
|
37 – 38
|
2
|
8
|
18
|
8
|
1 – 2
|
|
|
|
|
39 – 48 ***
|
2
|
8
|
18
|
9 – 18
|
2
|
|
|
|
|
49 – 54
|
2
|
8
|
18
|
18
|
3 – 8
|
|
|
|
6
|
55 – 56
|
2
|
8
|
18
|
18
|
8
|
1 - 2
|
|
|
|
57 – 80 ***
|
2
|
8
|
18
|
18 – 32
|
9 - 18
|
2
|
|
|
|
81 – 86
|
2
|
8
|
18
|
32
|
18
|
3 - 8
|
|
|
7
|
87 - 88
|
2
|
8
|
18
|
32
|
18
|
8
|
1 - 2
|
Keterangan :
Tanda ( *** ) = termasuk Golongan B ( Transisi )
Aturan Pengisian Elektron versi Subkulit ( Aturan Aufbau )
1) Terdapat 4
macam subkulit yaitu subkulit s, p, d
dan f.
v Subkulit s = maksimal berisi 2 elektron
v Subkulit p = maksimal berisi 6 elektron
v Subkulit d = maksimal berisi 10 elektron
v Subkulit f = maksimal berisi 14 elektron
2) Menurut
aturan Aufbau, pengisian elektron
pada setiap subkulit didasarkan pada kenaikan tingkat energinya.
3) Pengisian
dimulai dari subkulit yang mempunyai tingkat energi rendah menuju subkulit yang
mempunyai tingkat energi tinggi.
v
Urutan pengisian elektron pada setiap subkulit,
digambarkan sebagai berikut :
MASSA
ATOM RELATIF ( Ar )
Ø Adalah perbandingan massa antar atom
yang 1 terhadap atom yang lainnya.
Ø Pada umumnya, unsur terdiri dari
beberapa isotop maka pada penetapan massa atom relatif ( Ar ) digunakan massa rata-rata dari isotop-isotopnya.
Ø Menurut IUPAC, sebagai pembanding
digunakan atom C-12 yaitu 
dari massa 1
atom C-12; sehingga dirumuskan :
dari massa 1
atom C-12; sehingga dirumuskan :
Ar unsur X = 
……………………(1)
……………………(1)
Ø Karena : massa 1 atom
C-12 = 1 sma ; maka :
massa 1 atom
C-12 = 1 sma ; maka :
Ar unsur X = 
……………………(2)
……………………(2)
MASSA
MOLEKUL RELATIF ( Mr )
·
Adalah perbandingan massa antara suatu molekul dengan
suatu standar.
·
Besarnya massa molekul relatif ( Mr ) suatu zat = jumlah massa atom relatif ( Ar ) dari atom-atom penyusun molekul zat tersebut.
·
Khusus untuk senyawa ion digunakan istilah Massa Rumus
Relatif ( Mr ) karena senyawa ion
tidak terdiri atas molekul.
·
Mr
= S
Ar
Contoh :
Diketahui
: massa atom relatif ( Ar ) H = 1; C
= 12; N = 14 dan O = 16.
Berapa
massa molekul relatif ( Mr ) dari
CO(NH2)2
Jawab :
Mr CO(NH2)2 = (1 x Ar C) + (1 x Ar O) + (2 x
Ar N) + (4 x Ar H)
= (1 x
12) + (1 x 16) + (2 x 14) + (4 x 1)
= 60
Soal latihan :
Hitunglah Mr untuk
senyawa :
v Na2CO3. 10 H2O
v MgSO4. 7 H2O
BAB 3
SISTEM PERIODIK UNSUR
A. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK UNSUR
( Pelajari Buku Paket
Kimia 1A halaman 58 sampai 87! )
1). Pengelompokan atas dasar Logam dan Non Logam
v
Dikemukakan oleh Lavoisier
v
Pengelompokan ini masih sangat sederhana, sebab antara unsur-unsur logam
sendiri masih terdapat banyak perbedaan.
2). Hukum Triade Dobereiner
Ø Dikemukakan oleh Johan Wolfgang Dobereiner (Jerman).
Ø Unsur-unsur dikelompokkan ke dalam kelompok tiga unsur yang
disebut Triade.
Ø Dasarnya : kemiripan sifat
fisika dan kimia dari unsur-unsur tersebut.
Jenis Triade :
- Triade Litium (Li), Natrium (Na) dan Kalium (K)
|
Unsur
|
Massa
Atom
|
Wujud
|
|
Li
|
6,94
|
Padat
|
|
Na
|
22,99
|
Padat
|
|
K
|
39,10
|
Padat
|
Massa Atom Na (Ar Na) =
= 23,02- Triade Kalsium ( Ca ), Stronsium ( Sr ) dan Barium ( Ba )
- Triade Klor ( Cl ), Brom ( Br ) dan Iod ( I )
3). Hukum Oktaf Newlands
v Dikemukakan oleh John Newlands (Inggris).
v Unsur-unsur dikelompokkan berdasarkan kenaikan massa atom
relatifnya (Ar).
v Unsur ke-8 memiliki sifat kimia mirip dengan unsur pertama;
unsur ke-9 memiliki sifat yang mirip dengan unsur ke-2 dst.
v
Sifat-sifat unsur yang
ditemukan berkala atau periodik setelah 8 unsur disebut Hukum Oktaf.
|
H
|
Li
|
Be
|
B
|
C
|
N
|
O
|
|
F
|
Na
|
Mg
|
Al
|
Si
|
P
|
S
|
|
Cl
|
K
|
Ca
|
Cr
|
Ti
|
Mn
|
Fe
|
Berdasarkan
Daftar Oktaf Newlands di atas; unsur H, F dan Cl mempunyai kemiripan sifat.
4). Sistem Periodik
Mendeleev (Sistem Periodik Pendek)
ü Dua ahli kimia, Lothar Meyer (Jerman) dan Dmitri Ivanovich
Mendeleev (Rusia) berdasarkan pada prinsip dari Newlands, melakukan
penggolongan unsur.
ü Lothar Meyer lebih mengutamakan sifat-sifat kimia
unsur sedangkan Mendeleev lebih mengutamakan kenaikan massa atom.
ü Menurut Mendeleev : sifat-sifat unsur adalah fungsi
periodik dari massa atom relatifnya. Artinya : jika unsur-unsur
disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan
berulang secara periodik.
ü Unsur-unsur yang memiliki sifat-sifat serupa ditempatkan pada
satu lajur tegak, disebut Golongan.
ü Sedangkan lajur horizontal, untuk unsur-unsur berdasarkan pada
kenaikan massa atom relatifnya dan disebut Periode.
5). Sistem Periodik Modern
(Sistem Periodik Panjang)
·
Dikemukakan oleh Henry G
Moseley, yang berpendapat bahwa sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik
dari nomor atomnya.
·
Artinya : sifat dasar suatu unsur
ditentukan oleh nomor atomnya bukan oleh massa atom
relatifnya (Ar).
B.
PERIODE DAN GOLONGAN
DALAM SPU MODERN
1). Periode
- Adalah lajur-lajur horizontal pada tabel periodik.
- SPU Modern terdiri atas 7 periode. Tiap-tiap periode menyatakan jumlah / banyaknya kulit atom unsur-unsur yang menempati periode-periode tersebut.
|
- Jumlah unsur pada setiap periode :
|
Periode
|
Jumlah Unsur
|
Nomor Atom ( Z )
|
|
1
|
2
|
1 – 2
|
|
2
|
8
|
3 – 10
|
|
3
|
8
|
11 – 18
|
|
4
|
18
|
19 – 36
|
|
5
|
18
|
37 – 54
|
|
6
|
32
|
55 – 86
|
|
7
|
32
|
87 – 118
|
Catatan :
a)
Periode 1, 2 dan 3
disebut periode pendek karena berisi relatif sedikit unsur
b)
Periode 4 dan seterusnya
disebut periode panjang
c)
Periode 7 disebut periode
belum lengkap karena belum sampai ke golongan VIII A.
d)
Untuk mengetahui nomor
periode suatu unsur berdasarkan nomor atomnya, Anda hanya perlu mengetahui
nomor atom unsur yang memulai setiap periode
- Unsur-unsur yang memiliki 1 kulit (kulit K saja) terletak pada periode 1 (baris 1), unsur-unsur yang memiliki 2 kulit (kulit K dan L) terletak pada periode ke-2 dst.
Contoh
:
9F = 2 , 7 periode ke-2
12Mg = 2 , 8 , 2 periode ke-3
31Ga = 2 , 8 , 18 , 3 periode ke-4
2). Golongan
ü Sistem periodik terdiri atas 18 kolom vertikal yang disebut golongan
ü Ada 2 cara penamaan golongan :
a) Sistem 8 golongan
Menurut cara ini, sistem periodik dibagi menjadi 8 golongan
yaitu golongan utama (golongan A)
dan 8 golongan transisi (golongan
B).
b) Sistem 18 golongan
Menurut cara ini, sistem periodik dibagi menjadi 18 golongan
yaitu golongan 1 sampai 18, dimulai dari kolom paling kiri.
ü Unsur-unsur yang mempunyai elektron valensi sama ditempatkan
pada golongan yang sama.
ü Untuk unsur-unsur
golongan A sesuai dengan letaknya dalam sistem periodik :
|
ü Unsur-unsur golongan A mempunyai nama lain yaitu :
a.
Golongan IA = golongan Alkali
b.
Golongan IIA = golongan Alkali Tanah
c.
Golongan IIIA = golongan Boron
d.
Golongan IVA = golongan Karbon
e.
Golongan VA = golongan Nitrogen
f.
Golongan VIA = golongan Oksigen
g.
Golongan VIIA = golongan Halida / Halogen
h.
Golongan VIIIA = golongan Gas Mulia
C.
SIFAT-SIFAT PERIODIK
UNSUR
Meliputi :
1). Jari-Jari Atom
Ø Adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar.
Ø Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut.
Ø Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan, semakin banyak
pula jumlah kulit elektronnya, sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya.
Jadi : dalam satu golongan
(dari atas ke bawah), jari-jari atomnya semakin besar.
Ø Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), nomor atomnya bertambah yang berarti
semakin bertambahnya muatan inti, sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap.
Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar pula, sehingga
menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom.
Jadi : dalam satu periode (dari
kiri ke kanan), jari-jari atomnya semakin kecil.
2). Jari-Jari Ion
v
Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata (signifikan) jika
dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya.
v
Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil,
sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar
jika dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya.
3). Energi Ionisasi (
satuannya = kJ.mol-1 )
ü Adalah energi minimum yang diperlukan atom netral dalam wujud
gas untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1
(kation).
ü Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan
diperlukan energi yang lebih besar (disebut energi ionisasi kedua), dst.
EI 1 < EI 2 < EI 3
dst
ü Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), EI semakin kecil karena jari-jari atom
bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil.
Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan.
ü Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), EI semakin besar karena jari-jari atom
semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin
besar/kuat. Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan.
4). Afinitas Elektron ( satuannya = kJ.mol-1 )
o Adalah energi yang dilepaskan atau diserap oleh atom netral
dalam wujud gas apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif
(anion).
Beberapa hal yang harus
diperhatikan :
a)
Penyerapan elektron ada
yang disertai pelepasan energi maupun penyerapan energi.
b)
Jika penyerapan elektron
disertai pelepasan energi, maka harga afinitas elektronnya
dinyatakan dengan tanda negatif.
c)
Jika penyerapan elektron
disertai penyerapan energi, maka harga afinitas elektronnya
dinyatakan dengan tanda positif.
d)
Unsur yang mempunyai harga
afinitas elektron bertanda negatif, mempunyai daya tarik elektron yang lebih besar daripada unsur yang mempunyai harga
afinitas elektron bertanda positif. Atau semakin negatif harga afinitas
elektron suatu unsur, semakin besar kecenderungan unsur tersebut untuk
menarik elektron membentuk ion negatif (anion).
o Semakin negatif harga afinitas
elektron, semakin mudah atom
tersebut menerima/menarik elektron dan semakin reaktif pula unsurnya.
o Afinitas elektron bukanlah kebalikan dari energi
ionisasi.
o Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga afinitas elektronnya semakin kecil.
o Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga afinitas elektronnya semakin besar.
o Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda
negatif, kecuali golongan IIA dan VIIIA.
o Afinitas elektron
terbesar dimiliki golongan VIIA ( halogen ).
5). Keelektronegatifan
·
Adalah kemampuan suatu
unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa (dalam ikatannya).
·
Diukur dengan
menggunakan skala Pauling yang
besarnya antara 0,7
(keelektronegatifan Cs) sampai 4 (keelektronegatifan
F).
·
Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar, cenderung
menerima elektron dan akan membentuk ion negatif (anion).
·
Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil, cenderung
melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif (kation).
·
Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga
keelektronegatifan semakin kecil.
·
Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga
keelektronegatifan semakin besar.
6). Sifat Logam dan Non
Logam
o Sifat logam dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu
kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation.
o Sifat logam bergantung pada
besarnya energi ionisasi ( EI ).
o Makin besar harga EI, makin sulit bagi
atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya.
o Sifat non logam dikaitkan dengan keelektronegatifan,
yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron.
o Dalam satu periode (dari kiri ke
kanan), sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah.
o Dalam satu golongan (dari atas ke
bawah), sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang.
o Unsur logam terletak pada bagian
kiri-bawah dalam sistem periodik unsur, sedangkan unsur non logam terletak pada
bagian kanan-atas.
o Unsur yang paling bersifat non
logam adalah unsur-unsur yang terletak pada golongan VIIA, bukan
golongan VIIIA.
o Unsur-unsur yang terletak pada daerah
peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur Metaloid ( =
unsur yang mempunyai sifat logam dan
sekaligus non logam ). Misalnya : boron dan silikon.
7). Kereaktifan
§
Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas
atau menarik elektron.
§
Unsur logam yang paling reaktif adalah golongan IA (logam
alkali).
§
Unsur non logam yang paling reaktif adalah golongan VIIA
(halogen).
§
Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), mula-mula kereaktifan
menurun, kemudian semakin bertambah hingga golongan VIIA.
§
Golongan VIIIA merupakan unsur yang paling tidak reaktif.
0 komentar:
Posting Komentar