BAB I.
PENDAHULUAN
Alam semesta ini kaya akan kadungan
unsur-unsur kimia. Hingga saat ini, unsur-unsur kimia berjumlah sekitar 114
unsur. Unsur-unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan kesamaan sifatnya ke
dalam beberapa golongan, yaitu golongan A (golongan utama) dan golongan B
(golongan transisi). Selain itu, unsur-unsur kimia dapat dikelompokkan menjadi
unsur logam, nonlogam, semilogam, dan gas mulia
Beberapa usur logam dan nonlogam, dalam bentuk unsur maupun
senyawa, banyak dimanfaatkan didalam kehidupan sehari-hari. Penggunaan beberapa
unsur logam dan nonlogam meningkat dengan berkembang pesatnya industri, baik
sebagai alat, bahan dasar, maupun sumber energi.
Unsur-unsur logam umumnya diperoleh sebagai bijih logam
dalam batuan. Alam Indonesia sangat kaya akan sumber mineral bijih logam,
karena itu perlu penguasaan teknologi untuk mengolahnya menjadi logam yang
dibutuhkan.
Unsur Logam yang sudah akrab dengan kehidupan kita
sehari-hari diantaranya adalah, besi, tembaga, atau perak. Ternyata unsur natrium
pun bersifat logam. Namun, karena tak stabil dalam keadaan unsurnya, ia lebih
banyak kita temui dalam bentuk senyawanya.
Keberadaan unsur-unsur kimia di alam sangat melipah. Sumber
unsur-
Unsur kimia terdapat di kerak bumi, dasar laut, dan atmosfer, baik dalam bentuk
unsur bebas, senyawa ataupun campurannya. Unsur-unsur kimia yang terdapat di
alam dalam bentuk unsur bebasnya (tidak bersenyawa dengan unsur lainnya),
diantaranya logam platina (Pt), emas (Au), karbon (C), gas nitrogen (N2),
oksigen (O2), dan gas-gas mulia. Adapun unsur-unsur lainnya ditemukan dalam
bentuk bijih logam. Bijih logam merupakan campuran antara mineral yang
mengandung unsur-unsur kimia dan pengotornya. Mineral-mineral tersebut
berbentuk senyawa oksida, halida, fosfat, silikat, karbonat, sulfat, dan
sulfida. Logam platina (Pt) dan emas (Au) disebut logam mulia. Sumber logam
mulia dan mineral-mineral dapat ditemukan di kerak bumi, sedangkan sumber gas
oksigen, nitrogen, dan gas mulia (kecuali He) terdapat di lapisan atmosfer.
Sulit dibayangkan jika kita hidup tanpa adanya unsur kimia
karena semua benda yang ada di alam ini mengandung unsur kimia, baik dalam
bentuk logam atau unsur bebasnya, senyawanya, atau paduan logamnya. Tak bisa
dipungkiri, selain memberikan manfaat, beberapa unsur kimia memberikan dampak
negatif terhadap lingkungan dan kesehatan. Kegunaan dan dampak dari unsur-unsur
kimia beserta cara mencegah dan menanganinya tidak terlepas dari sifat yang
dimiliki unsur-unsur tersebut. Melalui makalah ini kami harapkan pembaca dapat
memahami dan mengetahui kimia unsur lebih spesifik lagi
BAB 2.
PEMBAHASAN
Atom dan Elektron Valensi
2.1 Definisi Atom dan penggambarannya
Atom adalah suatu materi yang paling kecil yang tidak
dapat dibagi atau di pecah lagi.Tetapi meskipun atom tidak dapat di pecah lagi,
atom mempunyai sebuah inti atau isi atom yang terdiri dari:
A.
Proton, yaitu inti atom yang bermuatan positif
B.
Elektron, yaitu inti atom yang bermuatan negatif, dan
C.
Neutron, yaitu inti atom yang tidak bermuatan/ netral.
Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani
(ἄτομος/átomos, α-τεμνω), yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu
yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep atom sebagai komponen yang tak dapat
dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani. Pada abad
ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan
dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat
dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad
ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil
menemukan struktur dan komponen-komponen sub atom di dalam
atom, membuktikan bahwa 'atom' tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip
mekanika
kuantum yang digunakan para fisikawan kemudian berhasil
memodelkan atom.
Dalam pengamatan sehari-hari, secara
relatif atom dianggap sebuah objek yang sangat kecil yang memiliki massa yang
secara proporsional kecil pula. Atom hanya dapat dipantau dengan menggunakan
peralatan khusus seperti mikroskop
gaya atom. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom dengan proton dan neutron yang bermassa
hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang
tidak stabil, yang dapat mengalami peluruhan
radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi, yang mengubah
jumlah proton dan neutron pada inti. Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil
dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun
memancarkan foton yang sesuai
dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat
kimiawi sebuah unsur, dan memengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.
2.PERKEMBANGAN
TEORI ATOM
Atom
merupakan partikel kecil mengalami perkembangan dari tahun ke tahun tentang
teori-teori yang membahas mengenai perkembangan atom ini. Teori atom di kembangkan
oleh beberapa ilmuan-ilmuan kimia dan diteliti terus berlanjut mengenai teori
atom sebagai penyempurnaan teori sebelumnya. Adapun perkembangan teori atom
dari tahun ke tahun diurikan sebagai berikut:
1. Teori Atom Jonh Dalton
Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya
tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum
kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts).
Lavosier mennyatakan bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama
dengan massa total zat-zat hasil reaksi”. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa
“Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Dari kedua
hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:
Ø Atom merupakan bagian terkecil dari
materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
Ø Atom digambarkan sebagai bola pejal
yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda
untuk unsur yang berbeda.
Ø Atom-atom bergabung membentuk
senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri
atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
Ø Reaksi kimia merupakan pemisahan
atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak
dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti
pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:
Ø Kelebihan dari teori Dalton ini
adalah memulai minat terhadap penelitian mengenai model atom.
Ø Kelemahannya adalah tidak
menerangkan hubungan lautan senyawa dan daya hantar arus listrik, jika atom
merupakan bagian terkecil dari suatu unsure dan tidak dapat dibagi lagi.
2. Teori Atom J.J Thomson
Setelah
penemuan proton oleh Goldstein di tahun 1886 dan elektron oleh J.J. Thomson di
tahun 1897. Kemudian pada tahun 1898 J.J Thomson mengemukakan model atomnya.
Model atom Thomson menyatakan bahwa atom berbentuk bulat dimana muatan listrik
positif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh elektron-elektron yang
bermuatan negatif yang berada di antara muatan positif.
Model
atom Thomson didasarkan pada asumsi bahwa massa elektron lebih kecil dari massa
atom, dan elektron merupakan partikel penyusun atom. Karena atom bermuatan
netral, maka elektron yang bermuatan negatif akan menetralkan suatu muatan
positif dalam atom. Hal ini mendukung keberadaan proton dalam atom.
Model Atom
Thomson “Roti Kismis”
Ø Kelebihan teori atom Thomson ini
adalah membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negative dalam atom.
Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsure. Selain itu juga
memastikan bahwa atom tersusun dari partikel yang bermuatan positif dan
negative untuk membentuk atom netral. Juga membuktikan electron terdapat dalam
semua unsure.
Ø Kelemahannya adalah belum dapat
menerangkan bagaimana susunan muatan positif dalam bola dan jumlah elektron.
3. Teori Atom Rutherford
Eksperimen
yang dilakukan Rutherford adalah penembakan lempeng tipis dengan partikel
alpha. Ternyata partikel itu ada yang diteruskan, dibelokkan atau dipantulkan.
Berarti di dalam atom terdapat susunan-susunan partikel bermuatan positif dan negatif.
Hasil
penelitian Rutherford sekaligus menggantikan model atom Thomson, Rutherford
mengajukakan model atom yang menyatakan bahwa atom tersusun dari inti yang
bermuatan positif dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif,
seperti planet mengelilingi matahari.
Model atom Rutherford
Massa
atom terpusat pada inti dan sebagian besar volum atom merupakan ruang
hampa/kosong. Karena atom bersifat netral, maka jumlah muatan positif dalam
inti (proton) harus sama dengan jumlah elektron.
Ø Kelebihan teori atom Ritherford
adalah menyatakan bahwa atom tersusun dari inti atom dan electron yang
mengelilingi inti.
Ø Kelemahannya, model tersebut tidak
dapat menerangkan mengapa electron tidak pernah jatuh ke inti sesuai dengan
teori fisika klasik.
4. Model Atom Borh
Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark
bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya
tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran
keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr
tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford
dan teori kuantum dari Planck.
Hanya
ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom
hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron
dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
Selama elektron berada
dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam
bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap. Elektron hanya dapat berpindah
dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini,
sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE
= hv.
Lintasan stasioner yang
dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang
disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏
atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.
Menurut model atom bohr,
elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang
disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah
kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor
kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.
Niels
Bohr dengan percobaannya menganalisa spektrum warna dari atom hidrogen yang
berbentuk garis. Hipotesis Bohr adalah :
Ø Atom terdiri dari inti yang
bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam
suatu lintasan.
Ø Elektron dapat berpindah dari satu
lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi
elektron atom itu tidak akan berkurang. Jika berpindah lintasan ke lintasan
yang lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan
yang lebih rendah maka akan memancarkan energi.
Ø Kelebihan atom Bohr adalah bahwa
atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.
Ø Kelemahan model atom ini adalah:
tidak dapat menjelaskan spekrum warna dari atom berelektron banyak. Sehingga
diperlukan model atom yang lebih sempurna dari model atom Bohr.
5. Teori Atom Modern
Atom mekanika kuantum
dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang
ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang
dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan
kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang
dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu
dari inti atom”.
Daerah ruang di sekitar inti
dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan
tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger
memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk
menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.
Persamaan Schrodinger.
x,y dan z : Posisi
dalam tiga dimensi
Y :
Fungsi gelombang
m : Massa
ђ :
h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14
E :
Energi total
V :
Energi potensial
Model atom dengan orbital
lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika
kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Awan elektron disekitar inti
menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi
elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan
membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan
demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari
beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum
tentu sama.
Ciri khas model atom mekanika gelombang :
Gerakan elektron memiliki sifat
gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr,
tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital
(bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan
keadaan tertentu dalam suatu atom)
Bentuk dan ukuran orbital
bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati
orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu
yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya electron.
3.PENGERTIAN
BAGIAN SUB ATOMIK ATOM
Sebuah
partikel subatomik adalah unit dari materi atau energi itulah membuat
fundamental dari semua materi. Menurut teori atom modern, atom memiliki pusat,
atau inti, yang disebut inti.
Ø Atom
terdiri dari inti yang sangat padat
Dalam inti adalah partikel subatomik – proton dan neutron.
Proton bermuatan positif partikel. Neutron adalah partikel netral. Sekitarnya
inti adalah awan partikel subatom yang sangat kecil, yang disebut elektron.
partikel Elektron bermuatan negatif. Tapi komponen partikel atom dasar tidak
berarti hanya dikenal subatomik. Sebagai contoh, quark, muon, dan neutrino,
yang membentuk partikel subatomik utama.
Ø Bagian atom
A.
Proton
atau inti atom
Inti dalam
sebuah atom terdiri dari proton bermuatan positif dan neutron bermuatan netral.
Sebuah proton adalah partikel subatomik dengan muatan listrik positif dalam
nukleus. Semua proton yang identik. Massa proton adalah sekitar 1.7x 10 ^ -24
g, yang juga dapat ditulis sebagai 0,000 000 000 000 000 000 000 0017 g. Karena
massa partikel dalam atom sangat kecil, para ilmuwan mengembangkan unit baru
bagi mereka. Unit SI digunakan untuk menyatakan massa partikel dalam atom
adalah satuan massa atom (amu). Para ilmuwan menetapkan setiap proton massa 1
amu dan simbol p, seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini. Semua
proton adalah identik, tidak peduli dari mana jenis unsur mereka datang. Semua
atom dari satu elemen memiliki jumlah proton yang sama.
B.
Neutron
Neutron
adalah partikel inti yang tidak memiliki muatan. Semua neutron adalah identik.
Neutron dengan massa 1.674928×10 ^-24g sedikit lebih besar dari proton, tetapi
perbedaan dalam massa sangat kecil sehingga neutron juga diberi massa 1 amu
seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah. Sebuah neutron memiliki massa
sedikit lebih dari proton. Masing-masing telah hampir 2000x massa elektron.
Neutron memiliki simbol n.
Mari kita
mempertimbangkan beberapa fakta menarik tentang neutron. Neutron adalah
partikel subatomik yang sangat penetratif, lebih penetratif daripada sinar
gamma dan dapat menembus beberapa sentimester
ke dalam beberapa bahan. Neutron yang keluar dari reaksi fisi nuklir bahkan dapat
menembus tubuh manusia. Mereka adalah yang paling merusak biologis dari produk
fisi nuklir dan dapat sangat merusak sel. Sebagian unsur-unsur seperti hidrogen
dan menangkap neutron yang tersebar. Air umumnya digunakan sebagai perisai
radiasi neutron.
C. Elektron
Di luar
inti, elektron adalah partikel bermuatan negatif dalam atom. Profil elektron
ditunjukkan dalam tabel di bawah. Sebuah elektron adalah partikel subatomik
dengan muatan listrik negatif. Listrik, bentuk energi disebabkan oleh elektron
bergerak.
Elektron
adalah partikel subatomik pertama yang menampakkan dirinya, dan penemuan yang
didasarkan pada studi arus listrik dalam padatan, cairan, dan gas. Kita tahu
bahwa muatan adalah properti dari materi substansial dan bahwa itu
terkuantisasi. Dengan kata lain, ia datang dalam jumlah seluruh kelipatan
jumlah minimum sesuai dengan besarnya muatan pada elektron. Sedikit lebih dari
seratus tahun yang lalu, fisikawan tidak tahu apa yang bertanggung jawab itu,
apakah itu terus menerus partikulat atau apakah itu materi atau Ethereal.
Elektron
yang mungkin ditemukan di sekitar inti dalam awan elektron. Muatan dari proton
dan elektron yang berlawanan tetapi sama dalam ukuran. Sebuah atom adalah
netral (tidak memiliki muatan keseluruhan) karena ada jumlah yang sama dari
proton dan elektron, sehingga muatan mereka meniadakan. Elektron sangat kecil
bila dibandingkan dengan massa proton dan neutron. Dibutuhkan lebih dari 1.800
elektron untuk sama dengan massa 1 proton. Bahkan, massa elektron sangat kecil
sehingga biasanya dianggap nol.
4.ELEKTRON VALENSI
Dalam bidang kimia, elektron valensi adalah elektron-elekron sebuah atom yang dapat
ikut membentuk ikatan kimia dengan atom lainnya.
Elektron-elektron valensi yang terdapat di sebuah atom netral bebas dapat
berikatan dengan elektron-elektron valensi atom lain untuk membentuk ikatan
kimia. Dalam ikatan kovalen tunggal,
kedua atom menyumbang satu elektron valensi untuk membentuk pasangan bersama.
Untuk unsur golongan
utama, elektron-elektron dalam kulit terluar merupakan elektron valensinya.
Untuk logam transisi, beberapa
elektron kulit yang lebih dalam juga merupakan elektron valensi. Kebanyakan
atom yang mempunyai elektron valensi terisi penuh akan bersifat stabil dan
sukar bereaksi.[1]
Elektron valensi dapat menentukan bagaimana ciri-ciri
kimia unsur tersebut dan apakah unsur tersebut dapat berikatan dengan yang lain
atau tidak.
Elektron valensi memiliki kemampuan, seperti elektron
dalam kulit yang lebih dalam, untuk menyerap atau melepas energi dalam bentuk foton.
Terserapnya atau terlepasnya energi dapat membuat sebuah elektron berpindah
(melompat) ke kulit yang lain atau bahkan terlepas dari atom dan kulit
valensinya.
Ø
Banyak elektron valensi
Untuk unsur golongan utama, golongannya (kolom
vertikal) ditentukan oleh banyaknya elektron valensi sebuah unsur. Untuk
golongan logam transisi,
golongannya merupakan banyaknya elektron valensi unsur tersebut.
|
|
Elektron
valensi
|
|
|
1
|
|
|
2
|
|
|
Lihat
catatan *
|
|
|
3
|
|
|
4
|
|
|
5
|
|
|
6
|
|
|
7
|
|
|
8**
|
* Cara perhitungan elektron valensi yang biasa
biasanya tidak berlaku untuk logam transisi.
** Kecuali helium yang hanya memiliki 2 elektron valensi.
Contoh soal:
Tulislah
konfigurasi elektron dan elektron valensi dari atom-atom berikut:
1. Nomor
atom = 20, jumlah elektron=20
Konfigurasi
elektron K=2 L=8 M=8 N=2
Elektron
valensi =2
2. Nomor
atom = 35
Konfigurasi
elektron K=2 L=8 M=18 N=7
BAB 3. PENUTUP
3.1
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA