IKATAN DAN UNSUR KIMIA

PARTIKEL PENYUSUN ATOM

    Materi partikel penyusun atom adalah unit dasar dan merupakan bahan bangunan dari sebuah unsur. Atom akan memulai reaksi dan proses dalam kehidupan terpenting. Suatu atom tidak mempunyai batas dan struktur yang pasti. Terdapat tiga partikel penyusun atom, yaitu elektron, proton, dan neutron.

1. Elektron

    Elektron ditemukan oleh J.J.Thomson pada tahun 1897. Joseph John Thomson pada tahun 1897 melakukan percobaan dengan menggunakan tabung sinar katoda. Terdapat dua plat elektroda dimana salah satu plat logam yang terdapat pada ujung tabung berfungsi sebagai katoda. Kedua plat ini dimasukkan ke dalam tabung kaca bertekanan rendah kemudian dialirkan listrik yang bertegangan tinggi hingga mampu melepas elektron dari katoda ke anoda.

     J.J.Thomson menamakan partikel penyusun atom bermuatan negatif ini sebagai elektron. Selain itu, Thomson juga menemukan perbandingan muatan elektron terhadap massa yaitu 1,76 × 108 C/g yang kemudian pada tahun 1909, Robert Millikan berhasil menemukan besarnya muatan sebuah elektron yaitu 1,6 × 10-19 C. Dengan demikian, maka kita peroleh massa 1 elektron sebesar 9,1095×10-31 kg. 

2. Proton

    Jumlah proton yang berada dalam inti atom disebut nomor atom unsur. Masa neutron dan proton hampir sama, tetapi proton 1.836 kali lebih berat daripada elektron. Pada tahun 1886, Eugene Goldstein telah membuktikan tentang keberadaan proton melalui percobaan tabung crookes yang telah dimodifikasi. Hasil dari percobaan tersebut membuktikan bahwa ketika terbentuk elekron menuju anoda, maka terbentuklah sinar positif menuju arah yang berlawanan melewati lubang pada katoda. Gas hidrogen menghasilkan sinar yang bermuatan positif yang kecil, baik muatan ataupun massanya, oleh karena itu partikel ini disebut proton. Massa proton terkecil diperoleh pada atom Hidrogen yaitu Massa 1 proton = 1 sma = 1,66 × 10-24 gram dengan muatan 1 proton = +1 = 1,6 × 10-19 C.

3. Neutron

   Setelah ditemukan adanya proton di dalam inti atom, didapati bahwa ternyata massa inti atom selalu lebih besar daripada proton. Kemudian para peneliti berpendapat bahwa ada partikel lain di dalam inti (selain proton) yang bermuatan netral. 

     W. Bothe dan H. Becker pada tahun 1930 melakukan penembakan menggunakan partikel alpha (α) ke inti atom berilium. Ditemukan adanya radiasi partikel yang memiliki daya tembus besar. Pada tahun 1932, James Chadwick melakukan penelitian lebih lanjut dimana ditemukan bahwa partikel tersebut bermuatan netral dan memiliki massa hampir sama dengan partikel proton (bermuatan positif). Partikel ini kemudian dinamakan sebagai neutron. Neutron terdiri dari partikel fundamental yang disebut sebagai quark. Quark akan membawa nilai pecahan muatan dan akan menentukan muatan partikel. 

   

BILANGAN KUATUM

    Bilangan kuantum adalah bilangan yang memiliki makna khusus dalam menjelaskan keadaan sistem kuantum. Bilangan-bilangan kuantun dapat memberikan deskripsi keadaan elektron dalam atom. 

ORBITAL DAN BILANGAN KUANTUM

    Setiap orbital atom memiliki satu paket tiga bilangan kuantum yang unik, antara lain bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik (ml). Ketiga bilangan kuantum tersebut dapat mendeskripsikan tingkat energi orbital, ukuran, bentuk, dan orientasi dari distribusi probabilitas radial orbital atom. Kemudian, terdapat bilangan yang ke-4 yaitu bilangan kuantum spin (ms), yang memberikan informasi spin suatu elektron dalam sebuah orbital. Setiap elektron dalam sebuah atom memiliki satu paket empat bilangan kuantum yang unik, yaitu n, l, ml, dan ms.

1. Bilangan Kuantum Utama (n)

    Bilangan kuantum utama mendeskripsikan ukuran dan tingkat energi orbital. Semakin besar nilai n, semakin besar juga ukuran orbital dan semakin tinggi tingkat energinya. Nilai n yang diperbolehkan adalah bilangan bulat positif (1, 2, 3, dan seterusnya).

n = 1 (K)          n = 2 (L)          n = 3 (M)          n = 4 (N)  (dst...)

2. Bilangan Kuantum Azimuth (ℓ)

    Bilangan kuantum azimuth mendeskripsikan bentuk orbital. Nilai l yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari 0 hingga -1.

3. Bilangan Kuantum Magnetik (mℓ)

    Bilangan kuantum magnetik mendeskripsikan orientasi orbital. Nilai ml yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari -1 hingga +1.

    m = -ℓ s/d +ℓ

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

    Bilangan kuantum spin mendeskripsikan arah spin elektron dalam orbital. Nilai ms yang diperbolehkan adalah +½ atau -½.
   Cara pengisian elektron disetiap kotak harus dengan arah atas (↑) terlebih dahulu, jika semua kotak telah terisi elektron ↑ baru mulai mengisi setiap kotak dengan arah bawah (↓). 

BENTUK ORBITAL ATOM

1. Orbital s

   Orbital yang paling sederhana adalah orbital s. Setiap subkulit s terdiri atas 1 buah orbital yang berisi 2 elektron. Orbital s berbentuk bola simetri yang menunjukkan bahwa elektron memiliki kerapatan yang sama, jika jarak dari inti atom juga sama. Semakin jauh letak elektron dari inti atom, kerapatannya juga semakin rendah. Nilai bilangan kuantum utama suatu orbital mempengaruhi ukuran orbital. Semakin besar nilai bilangan kuantum utama, semakin besar juga ukuran orbitalnya.

2. Orbital p

   Bentuk orbital p seperti balon terpilin (cuping dumbbell). Kepadatan elektron tidak tersebar rata, melainkan terkonsentrasi dama dua daerah yang terbagi sama besar dan terletak pada dua sisi berhadapan dari inti yang terletak di tengah. Subkulit p terdiri atas 3 orbital, tiap orbital mempunyai bentuk yang sama. Perbedaan ketiga orbital terletak pada arah, dimana terkonsentrasinya kepadatan elektron. Biasanya orbital p digambarkan menggunakan satu kumpulan sumbu x, y, z, sehingga diberi tanda px, py, pz.

3. Orbital d

   Orbital d memiliki 5 orbital dengan bentuk yang kompleks dan orientasi yang berbeda. Empat orbital pertama memiliki bentuk yang sama, sedangkan satu orbital memiliki bentuk yang berbeda. Kelima orbital itu adalah dxy, dxz, dyz, dx2y2, dan dz2. Setiap orbital mempunyai 4 "lobe" kepadatan elektron. Adapun perbedaannya terletak pada arah berkumpulnya kepadatan elektron. Sementara itu, satu orbital lagi mempunyai bentuk berbeda, tetapi memiliki energi yang sama dengan keempat orbital d lainnya.

4. Orbital f

    Orbital f mempunyai bentuk orbital yang lebih rumit dan lebih kompleks daripada orbital d. Setiap subkulit d mempunyai 7 orbital dengan energi yang setara. Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.

KONFIGURASI ELEKTRON

     Konfigurasi elektron yaitu penyusunan elektron-elektron dalam orbital-orbital pada kulit-kulit atom multi elektron. Aturan-aturan dalam penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital, antara lain :

1. Asas Aufbau

    Elektron menempati orbital-orbital dimulai dari tingkat energi yang terendah, dimulai dari 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 d¹⁰, dan seterusnya sesuai dengan urutan subkulit. Dapat disingkat juga menggunakan unsur golongan VIII A.

2. Asas Larangan Pauli

   Tidak ada dua elektron dalam satu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yang sama. Setiap orbital maksimum diisi oleh 2 elektron yang memiliki spin yang berlawanan (ms = +½ dan ms = -½).

3. Aturan Hund

    Jika ada orbital dengan tingkat energi yang sama, konfigurasi elektron dengan energi terendah adalah dengan jumlah elektron tak berpasangan dengan spin paralel yang paling banyak.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2019.  Partikel Penyusun Atom.

https://www.siswapedia.com/partikel-penyusun-atom/

Sinaga, Dian. 2019. Bilangan Kuantum.

https://www.studiobelajar.com/bilangan-kuantum/

Oleh :

Nama              : Christy Meideiva Koswara

NIM                : C1061191098

Program Studi : Ilmu dan Teknologi Pangan

UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK

x