Struktur Atom

A. Partikel penyusun Atom

Berdasarkan teori atom Dalton, atom merupakan partikel terkecil materi yang tidak dapat terbagi lagi. Teori atom ini dapat menjelaskan hukum kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap, tetapi tidak dapat menjelaskan tentang sifat listrik materi dan daya gabung unsur-unsur.

Partikel	Simbol	Muatan	Penemu
Proton	1p1	+1	Goldstein (1886)
Neutron	0n1	0	James Chadwick (1932)
Elektron	-1e0	-1	J.J. Thomson (1897)
Inti atom			Rutherford (1910)
Kulit elektron			Niels Bohr (1914)

1. Penemuan Elektron

Penemu elektron adalah J.J Thomson melalui percobaan sinar katode.

Muatan elektron ditemukan oleh Robert Milikan melalui percobaan tetesan halus minyak.

Sifat-sifat Sinar katode:

1. merambat tegak lurus dari permukaan katode menuju anode
2. merupakan radiasi partikel, terbukti dapat memutar kincir
3. bermuatan listrik negatif sehingga dibelokkan ke kutub positif
4. dapat memendarkan berbagai jenis zat, termasuk gelas

2. Penemuan Proton

Penemu proton adalah Eugene Goldstein  melalui percobaan sinar katode yang telah dimodifikasi, yaitu memberi lubang (saluran) di tengah katode.

Sifat-sifat Sinar Anode (sinar terusan):

1. merupakan radiasi partikel (dapat memutar kincir)
2. dalam medan listrik/magnet dibelokkan ke kutub negatif, jadi merupakan radiasi bermuatan positif
3. partikel sinar terusan tergantung  pada jenis gas dalam tabung

3. Penemuan Neutron

Penemu neutron adalah James Chadwick melalui percobaan dengan menembaki atom Berilium dengan sinar alfa. Neutron tidak bermuatan.

4.  Penemuan Inti Atom

Penemu inti atom adalah Ernest Rutherford bersama dua muridnya yaitu  Hans Geiger dan Ernest Marsden dengan nama Eksperimen penghamburan sinar alpha.

Inti atom tersusun atas proton dan neutron. Proton dan neutron disebut  nukleon.

B.  Nomor Atom dan Nomor Massa

1. Nomor Atom (Z)

Nomor atom suatu unsur sama dengan jumlah proton. Untuk atom netral, jumlah proton = jumlah elektron

No. Atom  = Jumlah proton = Jumlah elektron

Contoh : Atom Oksigen bernomor atom 8 sehingga memiliki 8 proton dan 8 elektron.

2. Nomor Massa (A)

Nomor massa adalah jumlah nukleon (proton dan neutron) yang terdapat dalam inti atom.

No. Massa  = Jumlah proton + Jumlah neutron

Contoh :  Atom natrium terdiri atas 11 proton dan 12 neutron, berarti nomor massa atom natrium =  11 +  12  = 23

3. Lambang Unsur (X)

Susunan suatu unsur netral dapat dinyatakan dengan lambang:

Dimana :

X = lambang unsur/notasi unsur

Z = nomor atom

= jumlah proton dalam inti  (p)

= jumlah elektron yang mengelilingi inti

A= nomor massa

=  jumlah proton  +  jumlah neutron (n)

n = neutron (n = A – Z)

Notasi Ion Positif dan Negatif

C. Isotop, Isobar, dan Isoton

1. Isotop

Isotop adalah atom-atom unsur yang mempunyai nomor atom sama (proton) tetapi nomor massanya berbeda.

Contoh :

Karbon alam terdiri atas 2 jenis isotop yaitu ₆C¹² dan  ₆C¹³

2. Isobar

Isobar adalah atom-atom unsur yang berbeda (nomor atom berbeda) tetapi mempunyai nomor massa yang sama.

Contoh :

Isotop ₆C¹⁴ adalah isobar dengan isotop ₇N¹⁴

3. Isoton

Isoton adalah atom-atom unsur yang berbeda (nomor atom berbeda) tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama.

Contoh :

Isotop ₆C¹³ dan isotop ₇N¹⁴ adalah isoton (keduanya mempunyai 7 neutron).

D. Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi

1. Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron menggambarkan penyebaran atau susunan elektron dalam atom. Pengisian elektron pada kulit-kulit atom memenuhi aturan-aturan tertentu, yaitu:

1. Jumlah maksiumum elektron pada suatu kulit memenuhi rumus 2n², dengan n = nomor kulit.

Contoh :

• Kulit K (n = 1) maksimum 2 . 1² = 2 elektron
• Kulit L ( n = 2) maksimum 2. 2² = 4 elektron
• Kulit M ( n = 3) maksimum 2 . 3² = 18 elektron

2. Jumlah maksimum elektron   pada kulit terluar adalah 8

Contoh Soal:

1. Konfigurasi elektron unsur Br (Z= 35), yaitu 2 8   18    7
2. Konfigurasi elektron unsur Sn (Z= 50), yaitu 2 8  18  18  4
3. Konfigurasi elektron unsur Fr (Z=835), yaitu  2   8   18    32    18    8   1

2. Elektron Valensi

Elektron valensi adalah elektron pada kulit terluar  yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kimia. Susunan elektron valensi sangat menentukan sifat-sifat kimia suatu atom. Unsur-unsur yang memiliki struktur elektron valensi yang smaa memiliki sifat kimia yang sama.

Contoh :

₁₁Na  :   K     L     M

2      8    18

Jumlah kulit = 3

Kulit terluar  =  M

Elektron valensi  = 18

E. Perkembangan Teori Atom

1. Model Atom Dalton

1. Atom merupakan partikel terkecil suatu materi yang berbentuk bola.
2. Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan
3. Atom dari unsur yang sama mempunyai sifat yang sama, atom dari unsur yang berbeda mempunyai sifat yang berbeda pula
4. Pada reaksi kimia terjadi penggabungan atau pemisahan atom-atom.

Model atom Dalton (1805) Atom sebagai bola pejal

Kelemahan:

• Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi
• Tidak dapat menjelaskan daya gabung unsur-unsur. Misalnya mengapa satu atom oksigen dapat mengikat dua atom hidrogen membentuk air.

2. Model Atom J. J. Thomson

Setelah menemukan elektron, Thomson menggambarkan bahwa atom merupakan bola pejal bermuatan positif dan di dalamnya bertebaran elektron-elektron yang bermuatan negatif bagaikan kismis dalam roti kismis, secara keseluruhan atom bersifat netral.

Model Atom Thomson (1897) Atom bermuatan positif ditaburi elektron bermuatan negatif

Kelemahan :

Tidak dapat menerangkan dinamika reaksi kimia yang terjadi antar atom.

3. Model Atom Ernest Rutherford

Setelah menemukan inti atom, Rutherford mengemukakan model atom yang menyatakan bahwa atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif.

Model Atom Rutherford (1911). Inti atom bermuatan positif yang dikelilingi elektron bermuatan negatif