Halaman
Kimia untuk SMA dan MA kelas XIiNenden Fauziah
Kimia untuk SMA dan MA kelas XIii540.7NENNENDEN FauziahkKimia 2 : SMA dan MA Kelas XI IPA / penulis, Nenden Fauziah .— Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009vii, 188 hlm. : ilus. ; 25 cm.Bibliografi : hlm. 175-176IndeksISBN 978-979-068-725-7 (no. jilid lengkap)ISBN 978-979-068-729-51. Kimia-Studi dan Pengajaran I. JudulPenulis naskah:Nenden FauziahDesain Kover:Andika Cakra PermanaTata Letak:Prista RiniUkuran Buku:17,6 x 25 cmUntuk SMA dan MA Kelas XI IPAKIMIA 2Hak Cipta Pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi oleh Undang-undangHak Cipta Buku ini telah dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari Penerbit Habsa Jaya BandungDiterbitkan oleh Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan NasionalTahun 2009Diperbanyak oleh...
Kimia untuk SMA dan MA kelas XIiiiPuji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen PendidikanNasional, pada tahun 2009, telah membeli hak cipta buku teks pelajaranini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakatmelalui situs internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional.Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar NasionalPendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yangmemenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaranmelalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun 2007tanggal 25 Juni 2007Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepadapara penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak ciptakaryanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakansecara luas oleh para siswa dan guru di seluruh Indonesia.Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load),digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkanbahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswadan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang beradadi luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini.Kepada para siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlahbuku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perluditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kamiharapkan.Jakarta, Juni 2009Kepala Pusat Perbukuan
Kimia untuk SMA dan MA kelas XIivPara siswa sekalian buku ini penulis buat dengan harapan dapatmembantu proses pembelajaran yang sedang Anda jalani. Penulisberharap buku ini dapat membantu dalam menghadapi mitos bahwapelajaran sains itu sulit. Kimia adalah sains yang menarik dan sangatdekat dengan kehidupan kita, karena hidup kita dikelilingi bahan danreaksi kimia.Penulis berharap Anda menjadi lebih tertarik dalam mempelajarikimia melalui buku ini, karena sebelum Anda memasuki materi, petakonsep akan membimbing Anda dan contoh-contoh pun disajikansebagai pelengkap agar Anda lebih memahami materi yang disajikan.Agar Anda bisa mengolah dan mengukur kemampuan, dalam bukuinipun disertakan latihan-latihan dengan penyajian yang variatif.Penulis mengakui jika penulis bukan orang yang pintar sehinggamembuat buku ini. Tekad penulis yang ingin berperan serta dalammemberantas kebodohan membuat penulis terus mencoba membuatbuku yang dapat digunakan untuk membantu kalian belajar. Penulispunya keyakinan di dunia ini tidak ada orang yang bodoh, yang adahanya orang yang malas. Harapan penulis semoga buku ini membawaberkah bagi semua pihak, terutama bagi kalian anak-anak harapanbangsa.Mari kita bangun bangsa ini dengan mencurahkan segala bakatdan kemampuan kita. Dengan tekad yang kuat, doa dan kerja kerasdalam mempelajari segala hal, penulis yakin cita-cita kalian dapatdiwujudkan. Selamat belajar!Penulis.
Kimia untuk SMA dan MA kelas XIvKata Sambutan .........................................................iiiKata Pengantar .........................................................ivDaftar Isi ................................................................. vBab 1 Teori Atom dan Mekanika Kuantum .......................11.1. Mekanika Kuantum dan Model Atom Bohr .....................21.2. Lintasan dan bilangan kuantumnya .................................21.3. Bentuk Orbital........................................................................41.4. Orbital pada Atom Berelektron Banyak ............................61.5. Konfigurasi elektron ..............................................................61.6. Konfigurasi Elektron dan Sistem Periodik Unsur ............9Rangkuman ....................................................12Uji Kemampuan ...............................................13Try Out ..........................................................13Uji Kompetensi ................................................15Bab 2 Bentuk dan Interaksi Antar Molekul .......................192.1. Pembentukkan molekul dan teori hibridisasi...................2 02.2Bentuk Molekul dan Teori Domain Elektron ....................2 22.3. Interaksi Ion-dipol .................................................................2 52.4. Interaksi antar molekul .........................................................2 5Rangkuman ....................................................31Uji Kemampuan ...............................................32Try Out ..........................................................33Uji Kompetensi ................................................34Bab 3 Termokimia ....................................................393.1Perubahan Entalpi, Reaksi Eksoterm dan Endoterm ......4 03.2.Jenis-jenis Entalpi Reaksi ......................................................4 23.3. Hukum Hess...........................................................................4 43.4.Penentuan ΔH Reaksi dari ΔH Pembentukan Standar ..4 6
Kimia untuk SMA dan MA kelas XIvi3.5. Energi Ikatan dan Penentuan ΔH Reaksi ..........................4 8Rangkuman ....................................................51Uji Kemampuan ...............................................52Try Out ..........................................................53Uji Kompetensi ................................................54Bab 4 Laju Reaksi .....................................................594.1. Ungkapan Laju Reaksi .........................................................6 04.2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi ..............6 04.3.Persamaan laju Reaksi dan Orde Reaksi ...........................6 64.4. Laju reaksi dalam kehidupan sehari-hari .........................6 9Rangkuman ....................................................71Uji Kemampuan ...............................................72Try Out ..........................................................74Uji Kompetensi ................................................75Bab 5 Kesetimbangan Kimia ........................................815.1.Pengenalan pada kesetimbangan kimia ............................8 25.2. Tetapan Kesetimbangan.......................................................8 25.3Tetapan Kesetimbangan Berdasarkan Tekanan..............8 65.4. Hubungan Kc dengan Kp......................................................8 85.5.Pergeseran Kesetimbangan..................................................8 95.6.Reaksi Kesetimbangan dalam Industri ..............................9 5Rangkuman ....................................................97Uji Kemampuan ...............................................98Try Out ..........................................................99Uji Kompetensi ................................................100Bab 6 Asam dan Basa ................................................1056.1. Definisi Asam dan Basa Arrhenius ....................................1066.2. Asam Basa Brønsted-Lowry................................................1076.3. Asam Basa Lewis ...................................................................1106.4. Indikator Asam Basa.............................................................1116.5. Derajat Disosiasi Asam dan Basa .......................................1146.6. Derajat Keasaman, pH.........................................................114
Kimia untuk SMA dan MA kelas XIvii6.7. Titrasi Asam Basa..................................................................120Rangkuman ....................................................123Uji Kemampuan ...............................................124Try Out ..........................................................125Uji Kompetensi ................................................126Bab 7 Kesetimbangan Larutan .....................................1317.1. Air dan nilai Kw......................................................................1327.2. Larutan Penyangga...............................................................1327.3. Hidrolisis Garam ....................................................................1387.4. Garam Sukar Larut dan KSP................................................1417.5.Pengaruh ion Senama pada kelarutan suatu zat ............144Rangkuman ....................................................146Uji Kemampuan ...............................................147Try Out ..........................................................148Uji Kompetensi ................................................149Bab 8 Koloid...........................................................1538.1. Koloid, Larutan dan Suspensi. ............................................1548.2. Macam-macam Sistem Koloid.............................................1558.3. Sifat-Sifat Koloid ....................................................................1568.4. Pembuatan Koloid.................................................................1608.5. Koloid dalam Kehidupan Sehari-Hari ...............................162Rangkuman ....................................................164Uji Kemampuan ...............................................165Try Out ..........................................................165Uji Kompetensi ................................................166Glosari ...................................................................169Indeks ...................................................................172Daftar Pustaka ..........................................................175Kunci Jawaban .........................................................177Nilai Beberapa Tetapan ...............................................184
Kimia untuk SMA dan MA kelas XIviii
Teori Atom dan mekanika Kuantum1Teori Atom dan MekanikaKuantumBabSiswa mampu menerapkan teori atom Bohr danmekanika kuantum untuk menuliskan konfigurasielektron dan diagram orbital serta menentukan letakunsur dalam tabel periodikKompetensi Dasar1Kimia untuk SMA dan MA kelas XII1Kimia untuk SMA dan MA kelas XII1Kimia untuk SMA dan MA kelas XIPeta KonsepAtom adalah partikel terkecil darisuatu materi yang sebenarnyatidak dapat kita lihat dengan kasatmata, tetapi para ilmuwan tak pernahmenyerah untuk selalu mempelajaridan berusaha mengetahui bagaimanamereka tersusun, berinteraksi satusama lain, baik ketika sebagai atomtunggal ataupun ketika membentuksenyawa. Dengan didukung olehteori-teori yang semakin modern kitadapat memperkirakan berbagai ben-tuk orbital dan bentuk molekul yangterjadi akibat interaksi dari orbitalatom tersebut. Apa yang disebutdengan orbital dan bagaimana bentukmolekul dengan adanya pengaruhawan elektron pada orbital?
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI21.1. Mekanika Kuantum dan Model Atom BohrErwin Schrödinger (1926) mengemukakan pemikiran tentang partikel sub-atom,yang dikenal sebagai teori mekanikagelombang atau mekanika kuantum. Hasilpersamaan Schrödinger dinamakan fungsi gelombang, dengan simbol y(psi), yangtidak memiliki makna fisik, tapi nilai y2 menjelaskan distribusi probabilitas elektron.Heissenberg, dengan asas ketakpastian Heissenberg, yang menyatakan posisi dankecepatan sebuah elektron tidak dapat diketahui secara tepat pada waktu yangbersamaan. Sehingga persamaan Schrödinger tidak memberitahukan tepatnyakeberadaan elektron itu, melainkan menjelaskan kemungkinan bahwa elektronakan berada pada daerah tertentu pada atom.Pada model Bohr, elektron beradapada garis edar tertentu, pada modelSchrödinger kemungkinan untuk tingkatenergi elektron yang diberikan. Misal-nya, elektron pada keadaan dasar dariatom hidrogen memiliki distribusi kebo-lehjadian yang terlihat seperti Gambar1.1 dimana intensitas warna yangsemakin kuat menunjukkan semakinbesar nilai y2, yang memiliki maknabahwa kemungkinan untuk menemukanelektron pada daerah tersebut lebihbesar, dan juga kerapatan elektronnyalebih besar.1.2. Lintasan dan bilangan kuantumnyaPada model atom Bohr, energi elektron yang sama, tetapi dengan garis edartertentu. Pemecahan persamaan Schrödinger atom hidrogen menghasilkan bebe-rapa fungsi gelombang atau kebolehjadian menemukan elektron dan tingkatanenergi yang terkait. Fungsi gelombang ini disebut orbital dan mempunyai karak-teristik energi dan bentuk orbital elektron.Model atom Bohr menggunakan satu bilangan kuantum (n) untuk menerangkangaris edar atau orbit, sedangkan model Schrödinger menggunakan tiga bilangankuantum: n, l dan m untuk menerangkan orbital.a. Bilangan Kuantum Utama ‘n’Mempunyai nilai 1, 2, 3 dan seterusnyaSemakin naik nilai n maka kerapatan elektron semakin jauh dari intiSemakin besar nilai n, maka semakin tinggi energi elektron dan ikatankepada inti semakin longgarGambar 1.1 Rapat kebolehjadian elektron padahidrogen
Teori Atom dan mekanika Kuantum3b. Bilangan kuantum Azimut ‘l’Memiliki nilai dari 0 sampai dengan (n-1) untuk tiap nilai n, dimana nadalah bilangan kuantum utamaDilambangkan dengan huruf (‘s’=0, ‘p’=1, ‘d’=2, ‘f’=3)Menunjukkan bentuk dari tiap orbitalc. Bilangan kuantum magnetik (ketiga) ‘m’ Memiliki nilai bulat antara ‘l’ dan ‘l’, termasuk 0 Menunjukkan arah orbital dalam ruangnyaContohnya, orbital elektron dengan bilangan kuantum utama 3 (misalnya n =3) akan memiliki nilai ‘l’ dan ‘m’ sebagai berikut:Tabel 1.1 Cara pemberian bilangan kuantum n lPenandaan m Jumlah(bilangan kuantum (azimut) sub-kulit(magnetik)orbital pada utama) sub-kulit 3 0 3s 0 1 1 3p -1,0,1 3 2 3d -2,-1,0,1,2 5Gabungan orbital yang memiliki nilai ‘n’ yang sama disebut kulit elektron. Orbitalyang memiliki nilai ‘n’ dan ‘l’ yang sama terdapat pada sub-kulit yang sama. Maka:Kulit elektron yang ketiga (‘n’ = 3) terdiri dari sub-kulit3s, 3p dan 3dSub-kulit 3s terdiri dari 1 orbital, sub-kulit 3p terdiri dari 3 orbital dansub-kulit 3d terdiri 5 orbital Jadi, kulit elektron yang ketiga terdiri dari 9 orbital yang berbeda, meskitiap orbital memiliki energi yang sama.Pembatasan pada nilai yang mungkin untuk tiap bilangan kuantum yangberbeda (n, l, m) menghasilkan pola-pola untuk mengukur tiap kulit yang berbeda:Tiap kulit dibagi menjadi bebe-rapa sub-kulit yang jumlahnyasama dengan bilangan kuantumutama (misalnya kulit keempatdibagi menjadi 4 sub-kulit: s, p,d, dan f)Tiap sub-kulit dibagi menjadibeberapa orbital (meningkatdengan bilangan ganjil)Tabel 1.2 Jumlah orbital pada subkulits, p, d dan fSub-kulitJumlah Orbitals1p3d5f7
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI4Gambar 1.3Bentuk orbital sGambar 1.4 Bentuk orbital s dengan energi yanglebih tinggiGambar 1.2 Tingkat energi orbital atom hidrogenGambar 1.5 Arah orientasi orbital pBilangan dan energi relatif darisemua orbital elektron hidrogen dengannilai n = 3 dapat dilihat pada Gambar1.2.Pada suhu normal biasanya atomhidrogen berada pada keadaan dasar.Elektron dapat dinaikkan ke keadaanyang lebih tinggi dengan penyerapanfoton dengan kuantum energi yangsesuai1.3. Bentuk Orbitala. Orbital sBentuk suatu orbital digambarkan dengan permukaan melewati daerah padaprobabilitas yang sesuai. Sebuah orbital s berbentuk bulat seperti ditunjukkan padaGambar 1.3. Hal ini menunjukkan bahwa pada keadaan dasar, elektron tidakmungkin berada jauh dari inti. Energi yang lebih tinggi dari orbital s juga berbentukbola simetris, tetapi dengan perbedaan simpul pada distribusi kebolehjadian. Padaorbital s yang lebih tinggi terdapat wilayah simpul dimana kerapatan elektronmendekati nol (2s mempunyai 1 simpul, 3s mempunyai 2 simpul dst). Ukuranorbital akan makin besar jika nilai n naikb. Orbital pSebuah orbital p memiliki duabagian terpisah oleh bidang simpuldimana probabilitasnya nol. Terdapattiga orientasi yang mungkin, yaitu yangdisebut pz, py dan px dan ditunjukkansebagai mana pada Gambar 1.5 disam-ping ini.
Teori Atom dan mekanika Kuantum5Gambar 1.6 Bentukorbital Px, Py dan PzGambar 1.7Arah orientasi orbital dGambar 1.8Lima bentuk orbital dOrbital p adalah orbital yang berbentuk dua bola yang masing-masing memilikisetengahnya dari kerapatan elektron, dengan simpul pada inti. Ada tiga orbital pyang berbeda dan berbeda dalam orientasinya. Tidak ada korelasi yang tetapantara 3 arah gerak dengan 3 bilangan kuantum magnetik (m)Sebuah orbital d memiliki lima orientasi. Probabilitasnya nol antara bola-bola.Seperti ditunjukkan berikut:Pada kulit ketiga dan di atasnya terdapat lima orbital d, masing-masingmempunyai arah yang berbeda pada ruangnya.“Mengerti bentuk orbital adalah kunci untuk dapat mengertipembentukan molekul dari penggabungan beberapa atom.”
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI6Gambar 1.9 Tingkatan energi orbital pada atomberelektron banyakGambar 1.10 Pengisian orbital berdasarkantingkat energi1.4. Orbital pada Atom Berelektron BanyakSebuah atom yang memiliki lebihdari satu elektron disebut atom ber-elektron-banyak. Meskipun bentukorbital elektron untuk atom elektron-banyak adalah sama dengan bentukuntuk atom hidrogen, elektronyang lebihdari satu tersebut mempengaruhi tingkatanenergi dari orbitalnya (karena tolakanelektron-elektron).Pada atom dengan elektron banyak,bilangan kuantum utama menentukanukuran, misalnya orbital 1s lebih kecildari 2s yang lebih kecil dari 3s. Energidari orbital ditentukan oleh bilangankuantum utama dan bilangan kuantumazimut, sedangkan urutan kenaikanenergi ditentukan sebagaimana terlihatpada Gambar 1.9.Contohnya, orbital 2s memiliki energi yang lebih rendah daripada orbital 2ppada atom elektron-banyak. 1.5. Konfigurasi elektronKetika membentuk konfigurasielektron, penempatan elektron dalamorbital dimulai dengan tingkat energiterendah. Untuk hidrogen elektrontunggalnya mengisi pada orbital 1s,yaitu keadaan dengan energi terendahuntuk atom hidrogen. Untuk atomberelektron banyak pengisian mengikutiaturan aufbau, yaitu dimulai dari tingkatenergi yang lebih rendah kemudianmengisi tingkat energi berikutnya yaitu2s, kemudian 2p, dan seterusnya sesuaidengan urutan tingkat energi padaGambar 1.10.Penulisan konfigurasi elektron berdasarkan kenaikan tingkat energi dapatdituliskan sebagai berikut:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Teori Atom dan mekanika Kuantum7Gambar 1.11 Diagram tingkat energi 4s dan 3d.Gambar 1.12 Diagram pengisian elektronSelain itu perlu diingat, bahwa ada 3 macam orbital p, 5 macam orbital d danorbital f ada 7 macam, dimana setiap orbital dapat diisi oleh dua elektron, sehinggakonfigurasi elektron dengan jumlah elektron pada setiap orbitalnya menjadi:1s2 2s2 2p6 3 s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14,6d10 7p6Tampak bahwa orbital 4s lebih dulu diisi dari orbital 3d, hal itu dikarenakanenergi orbital 4s lebih rendah dari orbital 3d (lihat Gambar 1.11).Apakah yang menentukan di orbitalmana suatu elektron berada? Bagaimanacara elektron menempati orbital yangtersedia?Uhlenbeck dan Goudsmit, menyata-kan bahwa elektron masih memiliki sifatkuantum yang lain, disebut spin elektron,atau yang dinamakan bilangan kuantumputaran elektron, atau S Bilangankuantum Shanya dapat memiliki duaharga (+½ dan -½) untuk itu, palingbanyak hanya dua elektron yang dapatmenempati orbital yang sama, danmempunyai nilai putaran magnetikyang berlawanan.Putaran elektron sangat penting untuk dapat mengerti struktur elektron atomitu sendiri.Prinsip larangan Pauli (Wolfgang Pauli, 1925) menyatakan bahwa, tidakada dua elektron yang terdapat pada satu atom dapat memiliki empat bilangankuantum yang sama (n, l, m, dan s)Orbital 1s diisi dua elektron, iniditunjukkan dengan 1s2. Jika atommemiliki elektron lebih banyak, elektronberikutnya mengisi pada tingkat energiyang lebih tinggi, misalnya pada litiummengisi orbital 2s karena unsur inimemiliki 3 elektron. Kita akan mulaimeletakkan dua elektron pada orbitaldengan energi terendah atau keadaandasar yaitu pada 1s. Kedua elektrontersebut harus memiliki bilangankuantum spin magnetik yang berlawan-an. Kemudian kita letakkan elektronketiga dalam orbital dengan tingkatenergi selanjutnya yaitu orbital 2s (lihatGambar 1.12).
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI8Tugas MandiriTanda panah ke atas menunjukkan nilai bilangan kuantum spin magnetik (m)+ ½ dan ke bawah untuk – ½. Pengisian orbital digambarkan sebagai 1s22s1Elektron yang memiliki spin berlawanan dikatakan elektron berpasangan,seperti elektron yang mengisi orbital 1s pada atom Li, sedangkan elektron padaorbital 2s atom Li dikatakan tak berpasangan berilium ditulis sebagai 1s22s2. Padaboron, elektron berikutnya ditempatkan pada orbital 2p. yang ketiganya memilikienergi yang sama. Ini ditunjukkan sebagai 1s22s2 2p1.Penulisan diagram orbital untuk beberapa atom di atas dapat dituliskan sebagai:Gambar 1.13 Diagram orbital atom H, He, Li, Be dan BDua elektron dalam He menunjukkan pengisian lengkap pada kulit pertama.Sehingga, elektron dalam He dalam konfigurasi yang sangat stabil. Untuk Boron(5 elektron), elektron kelima harus diletakkan pada orbital 2p karena orbital 2ssudah terisi penuh. Karena orbital p ketiganya memiliki energi yang sama, makatidak masalah dimanapun diletakkannya.Dalam pengisian orbital perlu juga memperhatikan Aturan Hund, yang menyatakan“dalam suatu subkulit tertentu, tiap orbital di isi oleh satu elektron terlebih dahulu sebelumada orbital yang memiliki dua, dan elektron-elektron dalam orbital tersebut spinnya paralel”Bagaimana dengan unsur berikutnya, karbon (6 elektron)? Apakah kita pasangkandengan elektron tunggal yang ada pada orbital 2p (tetapi dengan posisi berlawanan)?Atau kita letakkan pada orbital p yang lain? Bagaimana pula dengan nitrogen yangmemiliki elektron 7. Diskusikanlah dengan teman-temanmu sehingga diperolehdiagram orbital dan konfigurasi elektron untuk karbon dan nitrogen. Perhatikanpernyataan aturan Hund di atas!Gambar 1.14 Diagram orbital O, F, Ne dan Na
Teori Atom dan mekanika Kuantum9Tugas MandiriTugas MandiriPengisian elektron untuk orbital yang terdegenerasi (orbital dengan tingkatenergi yang sama), energi minimum akan tercapai ketika jumlah elektron denganspin yang sama dimaksimumkan (penuh atau setengah penuh).Ne memiliki kulit n = 2 yang penuh, sehingga memiliki konfigurasi elektron yangstabil, bagaimana dengan kestabilan unsur nitrogen, apakah ada hubungannyadengan pengisian elektron pada orbitalnya? Jelaskan!Konfigurasi elektron dapat ditulis dengan cara singkat dengan menggantikanurutan dari pengisian orbital oleh lambang atom unsur gas mulia yang memilikikulit terlengkap paling dekat sebelum unsur tersebut.Konfigurasi elektron Na : 1s2 2s2 2p6 3 s1 dapat ditulis sebagai [Ne]3s1Konfigurasi elektron Li: 1s2 2s1 dapat ditulis sebagai [He]2s1Gas mulia argon memiliki 18 elektron terletak pada baris yang diawali oleh natriumpada sistem periodik unsur, sehingga memiliki konfigurasi elektron:Apakah unsur berikutnya yaitu K dengan 19 elektron akan mengisi orbital 3d?Sedangkan kita ketahui secara kimiawi kalium memiliki sifat yang sama denganlitium dan natrium yang konfigurasi elektronnya adalah:1.6. Konfigurasi Elektron dan Sistem Periodik UnsurSistem periodik unsur dalam bentuk ini menunjukkan konfigurasi elektronuntuk setiap unsur, dengan kata lain bagaimana elektron terdistribusi dalamberagam kulitnya.Untuk setiap baris hanya kulit terluarnya yang ditampilkan karena kulit yanglebih dalamnya penuh. Contoh konfigurasi elektron brom adalah 1s22s22p63s23p64s23d104p5, dalam bentuk penulisan singkat kulit yang penuh bisa diwakili olehlambang unsur gas mulia yang sesuai dengan kulitnya yang terisi penuh tersebut.Konfigurasi elektron Brom dapat ditulis sebagai [Ar] 4s23d104p5. Elektron yangberada pada kulit paling luar, yaitu 4s23d104p5adalah elektron valensi.
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI10Dengan kenaikan bilangan atom kulit dan subkulit diisi dengan cara yangkonsisten, namun terdapat beberapa pengecualian seperti yang terjadi padatembaga yang seharusnya konfigurasi elektronnya ditulis sebagai 3d104s1, tapiditulis sebagai 3d94s2. Alasan untuk ketidakteraturan ini adalah disamping interaksiantar inti atom yang positif dan elektron dan adanya tolak menolak antar elektronyang bermuatan negatif, juga sebagai akibat dari adanya pengisian tingkat energiyang lebih menguntungkan dari segi energi, sesuai aturan pengisian elektron penuhdan setengah penuh yang menunjukkan senyawa dalam keadaan yang lebih stabil.Keadaan yang lebih stabil merupakan keadaan yang akan lebih dipilih oleh suatuunsur di alam.Gambar 1.14 Sistem periodik unsur dengan konfigurasi elektronKolom yang paling kiri termasuk didalamnya logam alkali dan alkali tanah,unsur-unsur tersebut elektron valensinya terdapat pada orbital s.Sisi sebelah kanan, blok yang paling kanan enam kelompok unsur adalahgolongan unsur yang pengisian elektronnya berakhir di orbital pKedua golongan unsur tersebut (yang berakhir di s dan p) biasanya disebutsebagai unsur golongan utamaPada blok di tengah sepuluh kolom berisi logam transisi, elektronvalensinya terletak pada orbital d
Teori Atom dan mekanika Kuantum11Tugas MandiriDi bawah kelompok ini adalah baris dengan 14 kolom, yang biasanyamengacu pada logam blok f. Dalam golongan unsur ini elektron valensinyapada orbital f.Hal yang harus diingat:2, 6, 10 dan 14 adalah jumlah elektron yang dapat mengisi orbital s, p, ddan f (dengan bilangan kuantum azimut, l = 0, 1, 2, 3)Subkulit 1s adalah subkulit s pertama, subkulit 2p adalah subkulit p pertamasubkulit 3d adalah subkulit d pertama dan subkulit 4f adalah subkulit fpertamaApa konfigurasi elektron Niobium (no atom 41) adalah:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d3Bagaimana susunan yang sebenarnya? Berikan pula alasannya!Sifat suatu unsur ditentukan konfigurasi elektronnya, unsur dengan kolomyang sama akan memiliki elektron valensi yang sama, sehingga akan memilikisifat yang mirip satu sama lain.Sang IlmuwanNIELS HENRIK DAVID BOHR (1885-1962) adalahorang yang pertama kali mengemukakan aturan aufbau,dari istilah aufbauprinziple. Lahir di Copenhagen pada7 Oktober 1885, anak dari Christian Bohr professor padaFisiologi pada universitas Copenhagen, ia mewarisikejeniusan ayahnya. Ia masih berstatus sebagai maha-siswa ketika ia diberi penghargaan atas pemecahanmasalah ilmiah, tentang tegangan permukaan, yangberarti penjelasan tentang osilasi cairan pada jet. Di bawah bimbingan J.J.Thomson ia bereksperimen di Laboratorium Cavendish, kemudian pada musimpanas 1912 ia bekerja pada Rutherford di Manchester dan mempelajari tentangfenomena radioaktif. Hasil kerjanya tentang struktur atom dihargai denganhadiah Nobel pada tahun 1922.WOLFGANG PAULI (1900 –1958) Ia merupakan orangyang mengemukakan prinsip larangan Pauli. Ia lahir dikota Vienna pada tanggal 2 April 1900. Setelah memper-oleh gelar doktornya, ia menjadi asisten Niels Bohr diCopenhagen. Pauli banyak mendalami penelitian dalambidang kimia fisik, ia banyak menerbitkan artikel yangdiantaranya tentang teori relativitas. Ia juga menerbit-
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI12Erwin Schrödinger (1926) mengemukakan teori mekanikagelombang ataumekanika kuantum. Heissenberg, dengan asas ketakpastian Heissenberg,sehingga persamaan Schrödinger tidak memberitahukan tepatnyakeberadaan elektron itu, melainkan menjelaskan kemungkinan bahwaelektron akan berada pada daerah tertentu pada atom. Pada modelBohr, elektron berada pada garis edar tertentu, pada model Schrödingerkemungkinan untuk tingkat energi elektron yang diberikan.Model atom Bohr menggunakan satu bilangan kuantum (n) untuk mene-rangkan garis edar atau orbit, sedangkan model Schrödinger mengguna-kan tiga bilangan kuantum: n, l dan m untuk menerangkan orbitalBilangan Kuantum Utama ‘n’, mempunyai nilai 1, 2, 3 dan seterusnya,semakin naik nilai n maka kerapatan elektron semakin jauh dari inti,semakin tinggi energi elektron dan ikatan kepada inti semakin longgarBilangan kuantum Azimut ‘l’ ,memiliki nilai dari 0 - (n-1) dilambangkandengan huruf (‘s’=0, ‘p’=1, ‘d’=2, ‘f’=3), menunjukkan bentuk daritiap orbitalBilangan kuantum magnetik (ketiga) ‘m’, memiliki nilai bulat antara‘l’ dan ‘l’, termasuk 0, menunjukkan arah orbital dalam ruangnya Bilangan kuantum putaran elektron, shanya dapat memiliki dua harga(+½ dan -½) untuk itu, paling banyak hanya dua elektron yang dapatmenempati orbital yang sama, dan mempunyai nilai putaranmagnetik yang berlawananAturan Hund, yang menyatakan “dalam suatu subkulit tertentu, tiaporbital diisi oleh satu elektron terlebih dahulu sebelum ada orbital yang memilikidua, dan elektron-elektron dalam orbital tersebut spinnya paralel”Bentuk orbital digambarkan dengan permukaan melewati daerah padaprobabilitas yang sesuai. Sebuah orbital s berbentuk bulat, orbital pmemiliki dua bagian terpisah oleh bidang simpul dimana probabi-litasnya nol dengan tiga orientasi yang mungkin, yaitu yang disebutpz, py dan px. Orbital d memiliki lima orientasi.Ketika membentuk konfigurasi elektron, penempatan elektron dalamorbital dimulai dengan tingkat energi terendah mengikuti aturanaufbau, konfigurasi elektron dengan jumlah elektron pada setiaporbitalnya menjadi: 1s2 2s2 2p6 3 s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s24f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6kan artikel tentang teori kuantum dan prinsip mekanika gelombang. Hasilkerja kerasnya dihargai orang dengan memberinya medali Lorentz pada tahun1930. Pauli meninggal di Zurich pada tanggal 15 Desember 1958
Teori Atom dan mekanika Kuantum131. Jelaskan apa yang kamu ketahui tentang:a. Bilangan kuantum utamab. Spinc. Aturan aufbaud. Teori domain elektron2. Berapa banyak orbital yang terdapat pada kulit atom ke empat? Ada berapabanyak elektron yang mengisi tiap orbital tersebut?3. Tuliskan perangkat-perangkat bilangan kuantum untuk satu elektron dalamatoma. Nitrogenb. Belerang4. Tentukanlah nama unsur yang elektron terakhirnya berakhir pada:a. 3p5b. 3d5c. 5s1d. 4f 35. Gambarkan diagram orbital dari atom:a. Fosforb. Klorc. Tembagad. Besi1. Elektron that put in outer shell in atom2. The other name of VESPR3. Name of atom that have elektron configuration 1S22s2, than spelt it backward4. Shape of methane molecule5. The way to put elektron in orbital6. R from VESPR is ...7. Place in orbital that no have change to found any elektron8. The last quantum number9. Valence elektron10. Shape of molecule that have eight bond pairs11. Shape of water molecule12. Shape of carbon oxide molecule13. The kind of flask that we use in titration14. We must fill orbital full in one spin than we make it in pair that is the statementfrom ...
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI1415. If we combine two or more atom in compound so they we call...................16. The quantum number that tell us shape of orbital17. Name of atom than we call tin18. If we see the symbol fire in the botlles of one kind subtance that mean thatsubtance is easy .........
Teori Atom dan mekanika Kuantum151. Ilmuwan yang menjadi pelopor munculnya teori atom modern adalah .....A.Pauli, Niles Bohr dan de BroglieB.Rutherford, Niels Bohr dan de BrogliC.Rutherford, de Broglie dan HundD.de Broglie, Schrodinger dan HeisenbergE.Dalton, de Broglie dan Heisenberg2. Berikut ini adalah konfigurasi elektron golongan alkali tanah kecuali :A. 1s2 2s2D. 1s2 2s22p63s23p53d104s2B. 1s2 2s22p63s2E. 1s2 2s22p63s23p64s23d104p65s2C. 1s2 2s22p63s23p64s23. Ion X2- mengandung 16 proton dan 16 netron konfigurasi elektronnya adalah:A. [Ne] 3s23p2D. [Ne] 3s23p6B. [Ne] 3s23p64s23d104p2E. [Ne] 3s23p4C. [Ne] 3s03p64. Klor yang memiliki nomor atom 17 akan memiliki jumlah orbital :A. 10C. 9E. 8B. 7D. 65. Tembaga 29Cu, memiliki konfigurasi elektron ;A. [Ne] 3s23p64s23d9D. [Ne] 3s23p64s13d10B. [Ne] 3s23p53d104s2E. [Ne] 3s23p63d94s2C. [Ne] 3s23p63d104s16. Berikut ini merupakan gambar bentuk orbital d :Yang merupakan gambar bentuk orbital dx2 y2 adalah.....A. 1C. 2E. 3B. 4D. 5
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI167. Suatu unsur terletak pada golongan 15 periode 3 dari sistem periodik,konfigurasi elektron dari atom unsur tersebut adalah...A. [Ne] 3s23p2D. [Ne] 3s23p4B. [Ne] 3s23p6E. [Ne] 3s23p3C. [Ne] 3s23p58. Diantara harga keempat bilangan kuantum dibawah ini yang mungkinpengisisan pada orbital p adalah...A.n =3; l = 2; m = -1; s = + ½D.n =3; l = 2; m = 0; s = + ½B. n =3; l = 1; m = -1; s = + ½E.n =3; l = 2; m = +2; s = + ½C.n =3; l = 2; m = +1; s = + ½Ebtanas 87/889. Diagram orbital yang menunjukkan adanya eksitasi dalam atom :A. D.B.E.C.10. Tabel pengisian elektron kedalam subkulit :UnsurI1s2 2s22p5II1s2 2s22p53s2III1s2 2s22p63s13p1IV1s2 2s22p63s23p54s1V1s2 2s22p63s23p64s23d5Pengisian elektron yang benar menurut aturan aufbau dan Hund adalah....A. I dan VD. III dan VB. I dan IIE. IV dan VC. II dan VEbtanas 95/9611. Unsur X bernomor atom 8, maka harga keempat bilangan kuantum adalah...A.n =2; l = 0; m = 0; s = - ½D.n =2; l = 1; m = -1; s = + ½Bn =2; l = 1; m = 1; s = + ½E.n =2; l = 1; m = -1; s = - ½C.n =2 ; l = 1; m = 0; s = - ½
Teori Atom dan mekanika Kuantum1712. Konfigurasi elektron untuk ion X2- adalah 1s2 2s22p6. Dalam sistem periodikunsur atom X terletak pada...A. Periode 2 golongan 2D. Periode 3 golongan 2B. Periode 2 golongan 10E. Periode 3 golongan 8C. Periode 2 golongan 1813. Konfigurasi elektron empat unsur adalah :P : 1s2 2s22p63s23p6R : 1s2 2s22p63s23p64s23d104p3Q : 1s2 2s22p63s23p64s23d8S : 1s2 2s22p63s23p64s23d10Pernyataan yang benar tentang unsur-unsur tersebut :A. Unsur P terletak dalam golongan 8B. Unsur S terletak dalam golongan 13C. Unsur Q terletak dalam periode 4D. Unsur S terletak dalam periode 3E. Unsur R terletak dalam golongan 314. Elektron terakhir atom suatu unsur memiliki bilangan kuantum, n = 4; l=2;m= -1; s = + ½ . Dalam sistem periodik unsur tersebut terletak pada ...A. golongan 12 periode 5 D. golongan 4 periode 4B. golongan 12 periode 4 E. golongan 14 periode 4C. golongan 4 periode 515. Suatu unsur memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s22p5. Pernyataan berikuttentang unsur ini adalah benar, kecuali :A. Terletak dalam golongan 17 dalam sistem periodikB. Cenderung membentuk ion negatifC. Memiliki energi ionisasi yang besarD. Jari-jari atom yang paling besar dibanding unsur lain dalam periode yangsama.E. Membentuk molekul diatomik berikatan tunggal16. Nomor atom suatu unsur M (nomor atom 13) membentuk M3+maka elektronterluar M3+ adalah....A. 4s2D. 2s22p6B. 2s2E. 3s23p6C. 6s22p617. Konfigurasi elektron suatu unsur 1s2 2s22p63s23p63d54s1 Tingkat oksidasi dariunsur tersebut adalah...A. +2B. +5C. +7D. –3E. +6
Kimia untuk SMA dan MA kelas XI1818. Diketahui unsur X dengan nomor atom 25, jumlah elektron pada orbital dadalah....A. 3C. 4E. 5B. 6D. 719. Data pengisian elektron dalam orbital sebagai berikut : 1s 2s 2p 1s 2s 2p1.2.3.4.Pengisian elektron yang tidak mengikuti aturan aufbau dan Hund adalah......A. 1 dan 2D. 1 dan 4B. 2 dan 3E. 2 dan 4C. 3 dan 420. Konfigurasi elektron unsur X sebagai berikut :Unsur X terletak pada ....A. periode 3, golongan 2D. periode 4, golongan 2B. periode 3, golongan 3E. periode 4, golongan 3C. periode 4, golongan 1