TEORI ATOM DAN TABEL PERIODIK

Akhirnya bisa posting lagi, setelah sehari off dari DUMAY (dunia maya). Okey, untuk kali ini saya akan membahas mengenai KIMIA. Materi yang saya dapat di kampus. Seperti pada judul, materi kali ini adalahTeori Atom dan Tabel Periodik. Materi ini umumnya untuk siswa SMA. Yuk kita belajar....

TEORI ATOM DAN TABEL PERIODIK

A. Pendahuluan

Bab ini akan membahas tentang beberapa topik, yaitu:

1. Tiga hukum kimia
2. Teori atom Dalton
3. Struktur atom dan model atom
4. Tabel periodik

B. Tujuan Khusus dari Perkuliahan

Pada akhir pelajaran, siswa dapat memahami tentang:

1. Unsur dan simbolnya
2. Tiga hukum kimia
3. Teori atom Dalton
4. Struktur atom dan model atom
5. Tabel periodik

C. Unsur dan simbolnya

Beberapa juta zat murni telah diisolasi oleh manusia. Hampir semua zat ini adalah senyawa yang terdiri dari dua atau lebih unsur kimia yang digabungkan dalam perbandingan yang tetap. Zat ini terbuat dari berbagai kombinasi hanya 109 unsur yang berbeda.

109 unsur yang dikenal merupakan bahan dasar di alam. Unsur  tidak dapat dipisahkan dengan perubahan kimia menjadi zat yang sama. Sebagai contoh, unsur seng tidak dapat diuraikan menjadi senyawa yang lebih sederhana. Namun, dalam kondisi tertentu senyawa dapat dipisahkan menjadi unsur-unsur penyusunnya. Misalnya: senyawa merkuri (II) oksida, jika dipanaskan dengan kuat, terurai menjadi unsur oksigen dan merkuri. Demikian pula, air dapat diuraikan menjadi unsur hidrogen dan oksigen jika ada sebuah arus listrik yang melewatinya.

Nama dan simbol unsur

Setiap elemen diberi nama terpisah. Hidrogen, oksigen, karbon, besi, aluminium, dan klorin adalah beberapa unsur yang dikenal dengan baik. Unsur tersebut, seperti kurium dan einsteinium, diberi nama seperti ilmuwan terkemuka. Lain seperti fransium, germanium, dan amerisium diberi nama sesuai dengan nama negara di mana mereka ditemukan.

Setiap elemen juga diberi simbol satu huruf yang digunakan sebagai cara singkat penulisan unsur. Apabila suatu simbol satu huruf yang digunakan ditulis dalam huruf besar. Dimana dua tulisan menggunakan penegasan yang pertama ditulis dalam huruf besar dan yang kedua dalam huruf kecil. Daftar unsur penting dan simbol-simbol mereka adalah sebagai berikut:

Unsur penting dan simbol-simbolnya

Nama	Simbol	Nama	Simbol
Aluminium	Al	Magnesium	Mg
Argon	Ar	Mangan	Mn
Barium	Ba	Air raksa	Hg
Brom	Br	Neon	Ne
Kalsium	Ca	Nikel	Ni
Karbon	C	Nitrogen	N
Klor	Cl	Oksigen	O
Krom	Cr	Fosfor	P
Tembaga	Cu	Kalium	K
Fluor	F	Silikon	Si
Emas	Au	Perak	Ag
Helium	He	Natrium	Na
Hidrogen	H	Belerang	S
Yodium	I	Timah	Sn
Besi	Fe	Uranium	U
Timbal	Pb	Seng	Zn

Beberapa elemen 'simbol seperti H (hidrogen), C (karbon), Ca (kalsium), dan Cl (klor) secara jelas singkatannya berasal dari nama unsurnya. Lainnya, seperti, Fe (besi), Na (natrium) dan Hg (merkuri) adalah singkatan dari masing-masing nama Latin mereka: Ferrum, natrium, dan hydragyrum.

D. Tiga hukum kimia

Ada 3 hukum kimia, yaitu hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, dan hukum perbandingan berganda.

Hukum Kekekalan Massa

Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa selama reaksi kimia tidak ada kelebihan atau kehilangan massa. Jika sebuah pita magnesium dibakar dalam suatu tabung tertutup, massa dan isinya adalah sama sebelum dan sesudah reaksi.

Ketika magnesium ini dibakar, dapat nyala dengan terang, penggabungan dengan oksigen dari udara untuk membentuk serbuk putih, magnesium oksida. Jika 0,024 g magnesium dibakar dan bereaksi dengan oksigen 0.016 g, maka 0.0400 g magnesium oksida akan dihasilkan. Jumlah massa magnesium dan oksigen yang bereaksi sama dengan massa magnesium oksida yang dihasilkan. Jadi massa adalah kekal.

Hukum Perbandingan Tetap

Hukum perbandingan tetap menyatakan bahwa semua sampel murni dari senyawa yang sama mengandung unsur yang sama digabungkan bersama-sama dalam perbandingan yang sama oleh massa. Intinya, hukum ini menunjukkan bahwa komposisi senyawa adalah sama terlepas dari sumber atau metode atau persiapan, untuk menetapkan bahwa senyawa tersebut murni. Setiap sampel air murni terdiri dari 88,9% massa oksigen dan 11,1% massa hidrogen. 100 g air itu mengandung 88,9 g oksigen dikombinasikan dengan 11.1 g hidrogen. Demikian pula, garam dapur, natrium klorida, selalu terdiri dari 39,3% natrium dan 60,7 % klor.

Hukum Perbandingan Berganda

Dua unsur kadang-kadang digabungkan pada kondisi yang berbeda untuk membentuk senyawa yang berbeda. Hukum perbandingan berganda menyatakan bahwa dalam beberapa kandungan senyawa yang berbeda berisi dua unsur yang sama, ada perbandingan angka yang sederhana antara massa dari satu unsur yang menggabungkan dengan massa tetap dari unsur lainnya.

Karbon dan oksigen adalah dua unsur yang dikombinasikan dalam kondisi yang berbeda untuk membentuk senyawa yang berbeda. Ketika dibakar dalam oksigen berlebih, karbon membentuk karbon dioksida. Ketika karbon dibakar dalam oksigen yang terbatas, maka dihasilkan karbon monoksida. Analisis pada  karbon monoksida dan karbon dioksida mengungkapkan bahwa untuk setiap 12 g karbon ada 16 g oksigen dalam karbon monoksida dan 32 g oksigen pada karbon dioksida. Perbandingan massa oksigen dikombinasikan dengan massa yang sama, yaitu 12 g, dari karbon adalah 32/16 atau 2:1. Senyawa yang terbentuk antara karbon dan oksigen mengikuti hukum perbandingan berganda.

Demikian pula, oksigen dan belerang membentuk dua senyawa yang berbeda, yaitu sulfur dioksida dan sulfur trioksida. Dalam sulfur dioksida ada 32 g oksigen untuk setiap 32 g belerang. Dalam sulfur trioksida ada 48 g oksigen untuk setiap 32 g belerang. Perbandingan massa oksigen dikombinasikan dengan massa yang sama, 32 g, pada belerang adalah 48/32 atau 3:2.

E. Teori Atom Dalton

Pada awal abad ke19 seorang guru sekolah di Inggris, John Dalton, menghidupkan kembali konsep atom dan mengusulkan sebuah teori atom berdasarkan bukti eksperiment tersedia pada saat itu. Dalam teori ini, Dalton mengusulkan berbagai jenis atom untuk setiap unsur.

Gagasan utama atau postulat  teori Dalton dapat dinyatakan di bawah ini:

1. Unsur berupa zat yang sangat kecil, partikel tidak dapat dibagi yang disebut atom. Dalam reaksi kimia atom dilestarikan, yaitu, mereka tidak bereaksi, tidak dihancurkan, atau berubah menjadi berbagai jenis atom.
2. Semua atom dari unsur yang sama adalah identik dan karenanya memiliki sifat yang sama, seperti massa dan ukuran.
3. Atom adalah unsur yang berbeda yang memiliki sifat yang berbeda.
4. Senyawa terbentuk ketika lebih dari satu unsur digabungkan.
5. Dalam senyawa diberi nomor atom relatif masing-masing jenis yang pasti dan konstan.
6. Atom dari dua atau lebih unsur yang dikombinasikan dalam perbandingan yang berbeda untuk membentuk lebih dari satu senyawa.

Meskipun sebagian besar Teori Dalton masih diterima, dua postulatnya telah dimodifikasi. Dalton mengusulkan bahwa atom adalah partikel kecil yang tidak dapat dibagi. Sekarang diketahui bahwa atom dapat dibagi jika mereka ditembakkan dengan partikel energi tinggi. Beberapa atom juga secara spontan hancur oleh peluruhan radioaktif. Namun, dalam kondisi normal sebagian besar atom pada dasarnya tak dapat dibagi.

Postulat kedua Dalton, bahwa semua atom dari unsur yang sama adalah identik, juga telah diubah. Telah ditemukan bahwa atom berbeda dari unsur yang sama tersebut belum tentu semua sama. Sebuah unsur mungkin ada dalam bentuk Atom yang berbeda dengan massa yang sedikit berbeda. Bentuk-bentuk yang berbeda ini semuanya disebut isotop dan dibahas selanjutnya pada bab ini.

Menggunakan teori atom, adalah mungkin untuk menjelaskan tiga hukum yang  dibahas dalam bab sebelumnya. Dari postulat pertama, yang menunjukkan bahwa struktur atom tidak berubah selama reaksi kimia, jelas bahwa massa akan terjaga dalam reaksi kimia.

Perhitungan postulat 5 untuk hukum perbandingan tetap. Jika dalam suatu senyawa jumlah relatif atom setiap unsur adalah tetap dan atom dari elemen masing-masing memiliki massa yang sama, maka perbandingan setiap massa elemen juga harus tetap.

Hukum perbandingan berganda dapat dijelaskan dalam istilah teori atom. Misalkan elemen X dan Y membentuk dua senyawa yang berbeda. Salah satunya  senyawa XY  satu atom X akan digabung  dengan satu atom Y. Senyawa kedua, XY₂, akan terdiri dari dua atom Y digabung dengan satu atom X. Dengan demikian massa Y digabung dengan massa tetap Y digabung dengan massa tetap X akan dua kali lebih besar di XY₂ daripada di XY.

F. Struktur Atom

Dalam teori atom diusulkan bahwa unsur tertentu terdiri dari atom-atom yang identik dan unsur yang berbeda  dibuat dari berbagai jenis dari atom. Pada saat Dalton merumuskan teorinya, atom dianggap  keras, bola tak dapat dibagi yang di dalamnya partikel paling kecil mampu bertahan . Saat  ini diterima bahwa atom memiliki struktur sendiri, dan terdiri dari tiga partikel dasar yang dikenal sebagai proton, elektron dan neutron.

Proton dan neutron memiliki massa yang hampir sama, sekitar 1,67 x 10^-27kg. Elektron memiliki massa jauh lebih kecil, sekitar ~ 1 / 200 massa dari proton dan neutron. Oleh karena itu massa elektron hampir dapat diabaikan untuk sebagian besar tujuan bila dibandingkan dengan massa proton dan neutron.

Proton dan elektron memiliki muatan sama tapi  berlawanan yaitu 1,6 x 10^-19 C. Lazim untuk menggambarkan proton memiliki muatan positif dan elektron sebagai muatan negatif. Karena 1,6 x 10^-19C adalah jumlah dasar muatan, proton dan elektron biasanya menggambarkan memiliki muatan +1 dan -1 dari masing-masing. Neutron tak bermuatan.

Pengaturan dari Elektron sekitar Inti

Elektron berpindah melalui ruang yang relatif besar di luar inti.

Mereka terus bergerak di sekitar inti dengan kekuatan tarik menarik elektrostatik antara muatan positif inti dan muatan negatif elektron. Dalam atom muatan jumlah elektron sama dengan jumlah proton dalam inti.

Isotop

Semua atom dari unsur yang sama memiliki jumlah proton yang sama di dalam inti. Namun, semua atom dari unsur yang sama tidak harus memiliki massa yang sama. Atom dari unsur yang sama dengan massa yang berbeda memiliki jumlah neutron yang berbeda dalam inti. Sebagai contoh, atom oksigen dapat menunjukkan salah satu dari tiga massa yang berbeda. Lebih dari 99% dari atom oksigen memiliki nomor massa 16, 0,20% memiliki nomor massa 18 dan 0,04% memiliki nomor massa 17. Semua atom oksigen memiliki delapan proton dalam inti, sehingga tiga jenis atom dapat ditunjukkan sebagai ¹⁶₈O,¹⁷₈O dan ¹⁸₈O. Perbedaan antara ketiga jenis atom adalah bahwa atom ¹⁶₈O  memiliki delapan neutron dalam inti, ¹⁷₈O memiliki Sembilan neutron dan ¹⁸₈O memiliki sepuluh neutron. Berbagai jenis atom oksigen disebut isotop dan sering ditulis sebagai oksigen-16, oksigen-17 dan oksigen-18.

Isotop didefinisikan sebagai atom yang berbeda dari unsur yang memiliki jumlah proton yang sama tetapi jumlah neutron yang berbeda di dalam inti. Tabel 2.3 memberikan daftar beberapa isotop terkenal. Tiga isotop hidrogen diberi nama khusus karena kepentingan khusus mereka. Meskipun isotop suatu unsur mempunyai massa yang berbeda, mereka memiliki sifat kimia yang sama.

G. Tabel Periodik

Untuk mensintesis banyak dari apa yang diketahui tentang sifat-sifat elemen, mereka sering ditampilkan dalam apa yang disebut tabel periodik. Sebuah tabel periodik ditunjukkan pada Gambar 2.7.

Dalam tabel periodik simbol untuk unsur disusun menurut urutan nomor atom. Dua fitur penting dari tabel periodik adalah pengaturan dari elemen ke dalam periode dan golongan.

Periode

Baris mendatar pada tabel periodik disebut periode. Periode berisi nomor yang berbeda dari unsur. Periode pertama hanya berisi hidrogen (H) dan helium (He). Periode kedua berisi delapan unsur dimulai dengan lithium (Li) dan diakhiri dengan neon (Ne). Ada perubahan stabil pada sifat dari unsur silang  periode. Pada periode ketiga, misalnya, terjadi penurunan pada sifat  logam dari elemen dimulai dengan logam yang sangat reaktif, natrium (Na) dan berakhir dengan argon (Ar), logam tidak reaktif.

Golongan

Kolom vertikal pada tabel periodik disebut golongan dan nomor I dan II di sisi kiri dan nomor III ke VIII di sisi kanan. Terdapat sepuluh kolom di tengah tabel periodik dan unsur-unsur pada kolom tersebut secara kolektif disebut logam transisi.

Unsur dalam satu golongan mempunyai beberapa sifat yang sama. Litium (Li), natrium (Na), dan kalium (K) dalam golongan I, misalnya, lunak, merupakan logam reaktif. Unsur-unsur tersebut dikenal sebagai logam alkali. Demikian juga, unsur-unsur dalam golongan VIII, helium (He), neon (Ne), argon (Ar) dan seterusnya merupakan gas yang tidak reaktif. Unsur-unsur tersebut dikenal gas mulia atau gas inert.

Logam dan non-logam

Pada tabel periodik garis diagonal ditandai dari puncak golongan ketiga hingga sudut kanan bawah. Diagonal ini memisahkan logam dari non-logam. Unsur-unsur dari kiri dan bawah diagonal adalah logam, dengan pengecualian hidrogen. Jadi kalium (K), krom (Cr), perak (Ag) dan aluminium (Al) merupakan logam.

Unsur-unsur dari kanan dan atas diagonal adalah non logam. Yang terdiri karbon (C), klorin (Cl) dan xenon (Xe).

Sepanjang diagonal terdapat beberapa unsur-unsur, terutama boron (B), silikon (Si), germanium (Ge), arsen (As), antimoni (Sb) dan telurium (Te) yang sulit dikasifikasikan sebagai logam atau non-logam. Unsur-unsur tersebut sering disebut sebagai semi-logam atau metalloid.

Angka yang tertulis diatas setiap symbol dalam tabel periodik adalah nomor atom unsur-unsur. Sebagai catatan unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atom.