Halaman
Kimia2Ari HarnantoRumintenUntuk SMA/MA Kelas XI
iiKimia 2Untuk SMA/MA Kelas XIDisusun oleh:Ari HarnantoRumintenEditor: Endang S.W.Setting : LiaLayout : Gurdiono, dkk.Ilustrasi : Te s aCover: PicxelHak Cipta Pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undangHak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari Penerbit Seti-AjiDiterbitkan oleh Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2009Diperbanyak oleh ....540.7ARI ARI Harnanto Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI / disusun Oleh Ari Harnanto, Ruminten ; editor, Endang S.W. ; ilustrasi, Tesa. — Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, 2009. v, 294 hlm. : ilus ; 25 cm. Bibliografi : hlm. 282 Indeks ISBN 978-979-068-183-5 1. Kimia-Studi dan Pengajaran I. Judul II. Ruminten III. Endang S.W IV. TesaUkuran : 17,,6 x 25 cm
iiiKata SambutanPuji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya,Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah membeli hak cipta buku teks pelaja-ran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat-melalui situs internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional.Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dan telahditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pem-belajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 27 Tahun2007 tanggal 25 Juli 2007.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasionaluntuk diguna-kan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruh Indonesia.Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini. Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaat-kanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan. Jakarta, Februari 2009 Kepala Pusat Perbukuan
Kata PengantarPerkembangan ilmu pengetahuan dan kemajuanteknologi dewasa ini merupakan tantangan bagi bangsa Indonesiadalam menghadapi era globalisasi, khususnya bagi para siswadan guru. Oleh karena itu, diharapkan para siswa dan guru lebihgiat dan tekun dalam belajar, salah satunya melalui sumber belajaryaitu buku-buku pelajaran yang relevan dengan perkembanganilmu pengetahuan dan kemajuan teknologi tersebut. Itulahperlunya buku Kimia Jilid 1, 2, dan 3 kami susun.Buku ilmu kimia ini disusun dengan harapan dapatmenjadi pelengkap bagi siswa dan guru dalam melaksanakankegiatan belajar mengajar yang sesuai dengan metode yang terusdikembangkan oleh pemerintah saat ini. Beberapa materi disajikan dalam bentuk percobaan, halini dimaksudkan agar siswa dapat memperoleh pengertian yanglebih jelas serta memiliki keterampilan. Istilah-istilah yangdigunakan dalam buku ini adalah istilah-istilah yang lazimdigunakan dan disesuaikan dengan ketentuan-ketentuan dariIUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).Selain itu, pada bagian akhir setiap materi pokok bahasan ataubab disertai rangkuman dan latihan soal/evaluasi untukmengetahui sejauh mana materi tersebut dapat dikuasai ataudituntaskan oleh setiap siswa.Kami menyadari bahwa penyusunan buku ini masih perlupenyempurnaan. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dansaran dari berbagai pihak demi perbaikan dan penyempurnaanbuku ini.Akhirnya kami mengucapkan terima kasih kepada semuapihak yang telah membantu dalam penyusunan serta terwujudnyabuku ini. Penyusuniv
Kata Sambutan ................................................................................................. iiiKata Pengantar.................................................................................................. ivDaftar Isi vBab 1Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia.......................................1I.Struktur Atom..............................................................................................2A. Perkembangan Teori Atom...................................................................2B. Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital.................................................7C. Konfigurasi Elektron dalam Atom .........................................................12II.Sistem Periodik..........................................................................................22A. Sistem Periodik dan Hubungannya dengan Konfigurasi Elektrondalam Atom .........................................................................................24B. Hubungan Sistem Periodik dengan Elektron Valensi Unsur-unsur ........31III. Ikatan Kimia................................................................................................32A. Bentuk Molekul Berdasarkan Teori Domain Elektron ............................33B. Gaya Antarmolekul..............................................................................41Uji Kompetensi ...........................................................................................49Bab 2Termokimia.................................................................................................53A. Hukum Kekekalan Energi ....................................................................55B. Reaksi Eksoterm dan Endoterm ..........................................................56C. Perubahan Entalpi Standar...................................................................58D. Menentukan DH Reaksi Secara Eksperimen ........................................62E. Hukum Hess ........................................................................................65F.Menghitung DH Reaksi dengan Menggunakan Data Energi Ikatan.......68G. Kalor yang Dihasilkan Bahan Bakar .....................................................71Uji Kompetensi ...........................................................................................77Bab 3Laju Reaksi.................................................................................................81A. Pengertian Laju Reaksi........................................................................83B. Faktor-faktor yang Memengaruhi Laju Reaksi......................................85C. Teori Tumbukan ...................................................................................95Uji Kompetensi ...........................................................................................103Bab 4Kesetimbangan Kimia.................................................................................107A. Kesetimbangan Dinamis......................................................................109B. Faktor-faktor yang Memengaruhi Pergeseran Kesetimbangan..............112C. Pergeseran Kesetimbangan (Asas Le Chatelier)..................................118D. Hubungan Kuantitatif antara Pereaksi dan Hasil ReaksiKesetimbangan....................................................................................123E. Aplikasi Keseimbangan Kimia dalam Industri.......................................127Uji Kompetensi ...........................................................................................131DAFTAR ISIv
Bab 5Larutan Asam Basa....................................................................................135A. Teori Asam dan Basa Menurut Arrhenius..............................................137B. Konsep Asam Basa Bronsted dan Lowry .............................................140C. Teori Asam Basa Lewis ........................................................................142D. Indikator Asam dan Basa .....................................................................145E. Kekuatan Asam dan Basa ...................................................................153F.Derajat Keasaman/pH ..........................................................................159G. Berbagai Jenis Reaksi dalam Larutan..................................................165H. Titrasi Asam Basa ...............................................................................171I.Reaksi Penetralan...............................................................................173Uji Kompetensi ...........................................................................................184Bab 6Larutan Buffer..............................................................................................189A. Pengertian Larutan Buffer.....................................................................190B. Macam-macam Larutan Buffer.............................................................191C. Sifat Larutan Buffer ..............................................................................194D. Fungsi Larutan Buffer...........................................................................198Uji Kompetensi ...........................................................................................202Bab 7Hidrolisis Garam.........................................................................................205A. Pengertian Hidrolisis Garam................................................................207B. Macam-macam Hidrolisis Garam .........................................................209C. Penggunaan Hidrolisis.........................................................................214Uji Kompetensi ...........................................................................................218Bab 8Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan..............................................................221A. Pengertian Kelarutan...........................................................................222B. Hasil Kali Kelarutan (Ksp) .....................................................................224C. Hubungan Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan......................................225D. Kelarutan Garam dalam Air ..................................................................226E. Pengaruh Ion Sejenis/Ion Senama.......................................................227Uji Kompetensi ...........................................................................................230Bab 9Sistem Koloid.............................................................................................235A. Macam-macam Dispersi......................................................................237B. Macam-macam Koloid.........................................................................243C. Penggunaan Sistem Koloid..................................................................245D. Sifat-sifat Koloid...................................................................................250E. Pembuatan Koloid...............................................................................263Uji Kompetensi ...........................................................................................270Glosarium..................................................................................................................273Daftar Pustaka...........................................................................................................282Kunci Jawaban...........................................................................................................283Lampiran....................................................................................................................285Indeks........................................................................................................................293vi
Gambar 1.1 Struktur atomSumber: Hamparan Dunia Ilmu Time-LifePada bab pertama ini akan dipelajari hal-hal tentang perkembanganteori atom, bilangan kuantum dan bentuk orbital, konfigurasi elektron dalamatom, sistem periodik dan hubungannya dengan konfigurasi elektron, bentukmolekul, dan gaya antarmolekul.BAB 1STRUKTUR ATOM, SISTEMPERIODIK, DAN IKATAN KIMIA1Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2
2KIMIA SMA Jilid 21. Spektrum UnsurBila sinar matahari dilewatkan melalui sebuah prisma,maka sinar matahari tersebut akan diuraikan menjadiA. Perkembangan Teori AtomI. Struktur AtomSejak zaman Yunani teori atom telah banyak diusul-kan orang namun selalu ada kelemahan-kelemahannyasehingga tidak dapat dipertanggungjawabkan secarailmiah.Baru tahun 1913 Bohr berhasil memperbaiki teori atomRutherford berdasarkan pengamatannya terhadap spektrumatom unsur-unsur terutama spektrum atom hidrogen.Bab 1Struktur Atom, Sistem Periodik, danIkatan KimiaTujuan PembelajaranSetelah mencari informasi dari literatur diharapkan siswa mampu:1. Menjelaskan teori mekanika kuantum.2. Menentukan empat macam bilangan kuantum.3. Menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital.4. Menjelaskan pengertian periode dan golongan.5. Mencari letak suatu unsur dalam periode dan golongan.6. Mencari hubungan konfigurasi elektron dengan periode dan golongan.7. Menggambarkan bentuk molekul suatu senyawa.2KIMIA SMA Jilid 2
3Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2beberapa warna yang saling meliputi (tidak ada batas yangjelas antara dua warna yang berurutan), spektrum yangdemikian disebut spektrum kontinu (spektrum serbaterus).Frekuensi (v) menyatakan banyaknya gelombang yangmelalui suatu titik tiap detik.Hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, dankecepatan cahaya sebagai berikut.v = Ocv= frekuensi (detik–1)c= kecepatan cahaya (3 108 m detik–1)O= panjang gelombang (m)Teori Kuantum Radiasi PlanckPada tahun 1900 Planck mengemukakan teorikuantum yang menyatakan bahwa energi suatu bendahanya dapat berubah (bertambah atau berkurang)dengan suatu kelipatan dari satuan energi yang disebutkuantum.Gambar 1.2 Warna-warna tersebut menunjukkan tingkat energi yangmempunyai panjang gelombang (O) tertentu.Sumber: Chang, Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti3Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2SinarputihCelahPrismaLayarUnguNilaBiruHijauKuningOranyeJinggaMerah
4KIMIA SMA Jilid 24KIMIA SMA Jilid 2Hukum Planck menyatakan bahwa energi suatukuantum tidak tetap, tetapi tergantung pada frekuensiradiasi.E = h vE= energi kuantum (joule)h= tetapan Planck (6,625 u 10–34 joule detik)v= frekuensi radiasi (detik–1)v = Occ= kecepatan cahaya (3 u 108 m.detik–1)O= panjang gelombang (m)Hukum Planck dapat ditulis dalam bentuk:E = hOcContoh Soal:Tentukan besarnya energi foton sinar kuning denganpanjang gelombang 589 nm!Jawab:E= h v = hOch= 6,63 u 10–34 Jdetc= 3 u 108 m.det–1O= 589 nm= 589 u 10–9 mJadi, E= (6,63 u 10–34 Jdet) u8193 10 m.det589 10 muu= 3,377 u 10–19 J
5Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 22. Teori Atom BohrTeori atom Bohr bertitik tolak pada anggapan berikut.a. Elektron-elektron dalam mengelilingi intiberada pada tingkat energi (lintasan) tertentu,dengan demikian elektron juga mempunyaienergi tertentu.b. Bertentangan dengan teori elektrodinamikaMaxwell, selama elektron bergerak dalamlintasannya tidak memancarkan energinyadalam bentuk radiasi.c. Elektron dapat pindah dari tingkat energi (lin-tasan) yang rendah ke tingkat energi (lintasan)yang lebih tinggi bila menyerap energi dansebaliknya elektron dapat pindah dari tingkatenergi (lintasan) yang tinggi ke tingkat energi(lintasan) yang lebih rendah bila melepasenergi.Contoh:- Lintasan I mempunyai tingkat energi E1- Lintasan II mempunyai tingkat energi E2- Lintasan III mempunyai tingkat energi E3dan seterusnyaBanyaknya energi yang diserap atau dipancarkandapat dihitung dari teori kuantum berikut.'E = E2 – E1 = h v = hOc= h c v3. Teori Atom ModernSekarang kita akan mempelajari pengembanganteori atom modern berdasarkan konsep mekanika gelom-bang.Pada tahun 1900, Max Planck (1858–1947)mengemukakan bahwa gelombang cahaya memiliki sifatpartikel, dan transfer suatu radiasi elektromagnetik ber-Gambar 1.3 Teori atom Bohrmenyerap energimembebaskanenergiKLMNE1E2E3n = 1n = 2n = 3n = 45Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2
6KIMIA SMA Jilid 2langsung dalam paket atau satuan energi yang disebutkuantum (kata tanya dalam bahasa Latin yang artinyaberapa?). Teori Planck ini dibuktikan oleh Albert Einstein(1879–1955) tahun 1905, yang menerangkan bahwagelombang cahaya tersusun dari foton-foton.Kemudian pada tahun 1923, Louis de Broglie (1892–1987) menjelaskan bahwa suatu partikel, misalnya elektron,ternyata memiliki sifat gelombang. Berdasarkan konsepdualisme partikel gelombang ini, Erwin Schrodinger (1887–1961) dan Werner Heisenberg (1901–1976) pada tahun1926 mengemukakan bahwa posisi atau lokasi suatuelektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti.Kita hanya dapat memastikan kemungkinan lokasi elektrontersebut. Sebagai analogi, pada sebuah kipas angin (fan)yang sedang berputar terlihat bahwa daun-daun kipas itumemenuhi seluruh bidang. Kita tidak dapat memastikanlokasi sekeping daun kipas itu pada saat tertentu, tetapikita dengan mudah dapat memastikan tempat ia mungkinditemukan.Teori atom modern menerangkan bahwa elektron-elektron dalam atom menempati suatu ruang atau “awan”yang disebut orbital, yaitu ruang tempat elektron palingmungkin ditemukan. Orbital merupakan tingkat energitertentu dalam atom. Pada tahun 1928, Wolfgang Pauli(1900–1958) mengemukakan bahwa setiap orbital mampumenampung maksimum dua elektron. Elektron-elektronbergerak mengelilingi inti pada tingkat energi atau kulit-kulittertentu. Untuk mengimbangi gaya tolak-menolak di antaramereka, dua elektron dalam satu orbital selalu berotasidalam arah yang berlawanan.Beberapa orbital bergabung membentuk kelompokyang disebut subkulit. Subkulit bergabung membentuk kulit.Satu kulit tersusun dari subkulit-subkulit.Satu subkulit tersusun dari orbital-orbital.Satu orbital menampung maksimum dua elektron.Gambar 1.4 Max Planck(1858–1947)Sumber: Haryono,Kamus Penemu
7Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2B. Bilangan Kuantum dan Bentuk OrbitalEnergi elektron dalam suatu orbital ditentukan olehberbagai bilangan seperti bilangan kuantum utama (n),bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik(m). Energi perputaran elektron pada sumbunya ditentukanoleh bilangan kuantum spin (s).1. Bilangan kuantum utama (n), berharga 1, 2, 3, 4, ...dan seterusnya. Bilangan kuantum ini sesuai dengan kulit-kulit elektron dalam suatu atom karena tingkat energi biasadinyatakan dengan kulit.Bilangan kuantum utama (n): 1 2 3 4 ...Sesuai dengan kulit ke: 1 2 3 4 ...K L M N ...Dengan demikian bilangan kuantum utama menunjukkanbesarnya lintasan elektron.2.Bilangan kuantum azimuth (l), berharga 0, 1, 2, 3, ... (n – 1)Bilangan kuantum ini menunjukkan di subkulit (sub-lintasan) mana elektron bergerak dan juga menentukanbentuk orbital.subkulit l = 0 juga disebut orbital s (sharp)subkulit l = 1 juga disebut orbital p (principle)subkulit l = 2 juga disebut orbital d (diffuse)subkulit l = 3 juga disebut orbital f (fundamental)Setiap kulit mempunyai subkulit sesuai nomor kulitnya,misalnya:n = 1(kulit K) mempunyai harga l = 0, ... (1 – 1) = 0Kulit ke-1 (K) mempunyai subkulit, yaitu subkulitl = 0 atau orbital 1sn = 2(kulit L) mempunyai harga l = 0, ... (2 – 1) = 0, 1Kulit ke-2 (L) mempunyai 2 subkulit, yaitu subkulitl = 0 atau orbital 2s dan subkulit l = 1 atau orbital2p
8KIMIA SMA Jilid 2n = 3(kulit M) mempunyai harga l = 0, ... (3 – 1) = 0, 1, 2Kulit ke-3 (M) mempunyai 3 subkulit, yaitu:subkulit l = 0 atau orbital 3ssubkulit l = 1 atau orbital 3psubkulit l = 2 atau orbital 3dn = 4(kulit N) mempunyai harga l = 0, ... (4 – 1) = 0, 1,2, 3Kulit ke-4 (N) mempunyai 4 subkulit, yaitu:subkulit l = 0 atau orbital 4ssubkulit l = 1 atau orbital 4psubkulit l = 2 atau orbital 4dsubkulit l = 3 atau orbital 4f3. Bilangan kuantum magnetik (m), berharga –l, ..., 0, ... +lBilangan kuantum ini menentukan kedudukan atauorientasi orbital, atau juga menunjukkan adanya satu ataubeberapa tingkat energi setingkat yang merupakanpenyusun suatu subkulit.Setiap harga l mempunyai harga m.Contoh:Untuk n = 3 maka harga l = 0, 1, dan 2.l= 0 (orbital s), harga m = 0 berarti mempunyai 1 tingkatenergi atau 1 orbital.l= 1 (orbital p), harga m = –1, 0, +1, berarti mempunyai3 tingkat energi setingkat atau 3 orbital yaitu: px, py,dan pz.l= 2 (orbital d), harga m = –2, –1, 0, +1, +2 berartimempunyai 5 tingkat energi yang setingkat atau 5orbital yaitu: dx – y, dy – z, dx – z,22xyd,2zd.l=3 (orbital f), harga m = –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3 berartimempunyai 7 tingkat energi yang setingkat atau 7orbital.
9Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2Kesimpulan:orbital s (l = 0) mempunyai 1 orbital, yang harga m-nya= 0.orbital p (l = 1) mempunyai 3 orbital, yang harga m-nya:–1, 0, dan +1.orbital d (l = 2) mempunyai 5 orbital, yang harga m-nya:–2, –1, 0, +1, dan +2.orbital f (l = 3) mempunyai 7 orbital, yang harga m-nya:–3, –2, –1, 0, +1, +2, dan +3.Orbital pada suatu subkulit mempunyai bentuk tertentudan letaknya dalam ruang tertentu pula.Berdasarkan hasil pengamatan dan perhitungan mate-matis orbital s berbentuk bola, artinya: elektron yang adapada orbital s berada sama jauh dan segala arah terhadapinti atom. Sedangkan orbital p mempunyai bentuk sepertibalon terpilin. Orbital p mempunyai 3 orbital, masing-masingterletak pada sumbu x, y, dan z sehingga orbital p dibedakanatas px, py, dan pz.Orbital d mempunyai 5 orbital tersebar di antara sumbu-sumbu ruang x, y, dan z yang masing-masing dibedakanatas 222, , , ,xzxyzxydddddan dyz.Gambar 1.5 Bentukorbital szyxzyxpxGambar 1.6 Bentuk orbital-orbital px, py, pzzyxpyzyxpz
10KIMIA SMA Jilid 24. Bilangan kuantum spin (s), berharga 12 dan 12(kemungkinan putar kanan = 12 dan kemungkinanputar kiri = 12).Bilangan kuantum ini memberikan gambaran tentangarah perputaran elektron pada sumbunya sendiri.Setiap m mempunyai harga s = 12 dan s = 12Gambar 1.7 Bentuk orbital-orbital dz axis2zdy axis22xydy axisxzdy axisxydz axisx axisyzdGambar 1.8 satu elektronmempunyai s = 12 ataus = 12Bilangan kuantumBanyaknya elektron pada:n (kulit)l (subkulit)mssubkulitkulit1 (K)0r12222 (L)0 (s)0r1221 (p)–1r120r1268+1r12Tabel 1.1Distribusi elektron sesuai bilangan kuantum yangdimilikinya
11Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2Bilangan kuantumBanyaknya elektron pada:n (kulit)l (subkulit)mssubkulitkulit3 (M)0 (s)0r1221 (p)–1r120r126+1r122 (d)–2r12–1r120r121018+1r12+2r124 (N)0 (s)0r1221 (p)–1r120r126+1r12
12KIMIA SMA Jilid 2Bilangan kuantumBanyaknya elektron pada:n (kulit)l (subkulit)mssubkulitkulit2 (d)–2r12–1r120r1210+1r12–2r123 (f)–3r12–2r12–1r120r121432+1r12+2r12+3r12C. Konfigurasi Elektron dalam AtomKonfigurasi elektron dalam atom menggambarkanlokasi semua elektron menurut orbital-orbital yang ditempati.Pengisian elektron dalam orbital-orbital mengikuti aturan-aturan berikut.Sumber: Brady, General Chemistry Principle and Structure
13Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 21. Prinsip AufbauElektron akan mengisi orbital atom yang tingkat energirelatifnya lebih rendah dahulu baru kemudian mengisiorbital atom yang tingkat energinya lebih tinggi.Untuk memberikan gambaran yang jelas bagaimanasusunan tingkat energi itu, serta cara penamaannya, dapatdilihat pada bagan di bawah ini.7d6f7p6d5f7s6p5d4f6s5p4d5s4p3d4s3p3s2p2s1sOn = 7Pn = 6On = 8Nn = 4Mn = 3Ln = 2Kn = 1
14KIMIA SMA Jilid 2Untuk memudahkan urutan pengisian tingkat-tingkat energiorbital atom diperlukan bagan berikut.Bagan 1.1 Urutan pengisian elektron pada orbital-orbital suatu atom.Urutan tingkat energi orbital dari yang paling rendahsebagai berikut.1so 2so 2po 3so 3po 4so 3do 4po 5sdan seterusnyal = 0 1 2 3 4n = 123456781s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g6g6s6p6d6f7s7p7d7f8s8p8d
15Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 22. Aturan HundPada pengisian orbital-orbital yang setingkat,elektron-elektron tidak membentuk pasangan lebihdahulu sebelum masing-masing orbital setingkat terisisebuah elektron dengan arah spin yang sama.Untuk mempermudah penggambaran maka orbital dapatdigambarkan sebagai segi empat () sedang keduaelektron yang berputar melalui sumbu dengan arah yangberlawanan digambarkan sebagai 2 anak panah denganarah yang berlawanan, 12 (searah dengan arah putaranjarum jam) digambarkan anak panah ke atas (), 1–2(berlawanan dengan arah putaran jarum jam) digambarkananak panah ke bawah ().Untuk elektron tunggal pada orbital s tidak masalah12() atau 1–2(), tetapi jika orbital s tersebut terisi 2elektron, maka bilangan kuantum spinnya harus 12 dan1–2().Demikian pula untuk pengisian orbital p (l = 1), elektronpertama dapat menempati orbital px, py, atau pz. Sebabketiga orbital p tersebut mempunyai tingkat energi yangsama.orbital s dengan elektronnya digambarorbital p dengan elektronnya digambarorbital d dengan elektronnya digambarContoh:Konfigurasi tingkat dasar dari:UnsurKonfigurasiKonfigurasi dalam orbital6C1s2 2s212xp12yp1s2s2p
16KIMIA SMA Jilid 27N1s2 2s212xp12yp12zp8O1s2 2s222xp12yp12zp9F1s2 2s222xp22yp12zpPerjanjian:Pada pengisian elektron dalam orbital, elektronpertama yang mengisi suatu orbital ialah elektron yangmempunyai harga spin 12 dan elektron yang keduamempunyai harga spin 1–2.Berdasarkan pada tiga aturan di atas, maka kitadapat menentukan nilai keempat bilangan kuantum darisetiap elektron dalam konfigurasi elektron suatu atomunsur seperti pada tabel berikut ini.1s2s2p1s2s2p1s2s2pNilaiElektronke-OrbitalyangditempatinKeteranganKonfigurasielektronterakhirlm s11s1s110 01221s1s210 01232s2s120 01242s2s220 01252p2p121–11262p2p221 012aturan HundTabel 1.2 Konfigurasi elektron
17Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2NilaiElektronke-OrbitalyangditempatinKeteranganKonfigurasielektronterakhirlm s72p2p321+112aturan Hund82p2p421–112aturan Hund92p2p521 012aturan Hund102p2p621+112aturan HundOrbital penuh dan setengah penuhKonfigurasi elektron suatu unsur harus menggam-barkan sifat suatu unsur. Hasil eksperimen menunjukkanbahwa sifat unsur lebih stabil apabila orbital dalam suatuatom unsur terisi elektron tepat 12penuh atau tepat penuh,terutama orbital-orbital d dan f (5 elektron atau 10 elektronuntuk orbital-orbital d dan 7 elektron atau 14 elektron untukorbital-orbital f).Apabila elektron pada orbital d dan f terisi elektron 1kurangnya dari setengah penuh/penuh, maka orbital d/ftersebut harus diisi tepat 12penuh/tepat penuh. Satuelektron penggenapnya diambil dari orbital s yang terdekat.Contoh:Konfigurasi elektron:24Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5bukan: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4Begitu pula konfigurasi elektron:29Cu adalah 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10bukan: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9Sumber: Brady, General Chemistry Principle and Structure
18KIMIA SMA Jilid 2Konfigurasi elektron ion positif dan ion negatifMisalnya konfigurasi elektron ion K+ dan ion Cl–19K: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6Bila atom K melepaskan 1 elektron maka terjadi ion K+yang mempunyai jumlah proton 19 dan elektron 19 – 1 = 18Konfigurasi elektron ion K+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p617Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5Bila atom Cl menerima 1 elektron maka terjadi ion Cl– yangmempunyai jumlah proton 17 dan elektron 17 + 1 = 18Konfigurasi elektron ion Cl–: 1s2 2s2 2p6 3s2 2p5Konfigurasi elektron ion K+ = ion Cl– = atom Ar, peristiwasemacam ini disebut isoelektronis.Konfigurasi elektron yang tereksitasiKonfigurasi elektron yang telah dibicarakan di atasadalah konfigurasi elektron dalam keadaan tingkat dasar.Konfigurasi elektron yang tereksitasi adalah adanyaelektron yang menempati orbital yang tingkat energinyalebih tinggi.Contoh:Konfigurasi elektron C dalam keadaan dasar:1s22s212xp12yp2pz1 elektron pada orbital 2s dipromosikan ke orbital 2pz(tingkat energi 2pz > 2s) sehingga menjadi keadaantereksitasi. Konfigurasi elektron C tereksitasi:1s22s112xp12yp12zp
19Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2Contoh soal:1. Tentukan harga-harga bilangan kuantum yang palingmungkin untuk elektron ke-21 dari atom 21Sc!Jawab:nl = 0l = 1l = 21s22s2p6d1 elektron ke-213s2p6d14s2Harga-harga bilangan kuantum yang paling mungkinuntuk elektron ke-21 dari atom 21Sc adalahn = 3l = 2m = salah satu dari –2, –1, 0, +1, +2s = 1–2 atau 122. Berapa banyaknya elektron yang tidak berpasanganuntuk atom 15P?Jawab:Konfigurasi atom 15P adalah1s2 2s2 2p6 3s23p3masing-masing orbital ini telahorbital ini belum penuhpenuh terisi elektronterisi elektronMenurut Hund distribusi elektron 3p3 tersebut adalah13xp13yp13zpDalam atom 15P terdapat 3 elektron yang tidak berpasangan.3. Tentukan bilangan kuantum masing-masing elektronpada atom 17Cl!½°°°°°¾°°°°°¿½°°°°°°°°¾°°°°°°°°¿=
20KIMIA SMA Jilid 2Elektronnl ms11001–221001232001–2420012521–11–2621–11272101–2821012921+11–21021+112113001–212300121331–11–21431–112153101–216310121731+11–2KLs1ss2sp2px, 2py, 2pzMs3sp3px, 3py,3pzJawab:
21Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 23. Larangan PauliMenurut prinsip ini dalam suatu atom tidak bolehada 2 elektron yang mempunyai keempat bilangankuantum yang sama harganya, jika 3 bilangan kuantumsudah sama, maka bilangan kuantum yang keempatharus berbeda.Contoh:xElektron pertama dalam suatu atom akan menempatiorbital 1s, ini berarti elektron kesatu mempunyaiharga n = 1, l = 0, m = 0, dan s =12.xElektron kedua juga menempati orbital 1s, elektronkedua mempunyai harga n = 1, l = 0, m = 0, dan s =1–2.Ternyata elektron ke-1 dan ke-2 mempunyaiharga n, l, dan m yang sama, tapi harga s-nya ber-beda. Elektron ke-3 tidak dapat menempati orbital1slagi, sebab jika elektron ke-3 menempati orbital 1s,maka harga n, l, m, dan s elektron ke-3 akan samadengan elektron ke-1 atau elektron ke-2.Dengan menggunakan prinsip eksklusi Pauli danketentuan harga m dan l yang diperbolehkan untuksetiap harga n dapat disusun berbagai kombinasi 4bilangan kuantum pada setiap kuantum grup sebagaiberikut.Gambar 1.9 Wolfgang Paulilahir di Vienna, memperolehPh.D di Universitas Munichtahun 1921. Ia menjadi profesordi Universitas Zurich. Paulimenerima hadiah Nobel dalambidang Fisika, 1945.Bilangan kuantumBilangankuantumutama (n)lJumlahelektronOrbitalmsNotasiorbitaln = 1(kulit K)s00120012s001200121s22s2n = 2(kulit L)Sumber: Haryono,Kamus PenemuTabel 1.3 Jumlah elektron pada setiap kulit
22KIMIA SMA Jilid 2II. Sistem PeriodikDalam usaha untuk memudahkan mempelajariunsur-unsur dengan baik dan teratur perlu adanya suatusistem klasifikasi unsur-unsur yang baik berdasarkanpada persamaan sifat-sifatnya.Usaha untuk mengklasifikasikan unsur-unsur telahdilakukan oleh Lavoisier yaitu dengan cara mengelompok-kan unsur-unsur atas unsur logam dan bukan logam,karena pada waktu itu baru dikenal 21 unsur tidak mung-kin bagi Lavoisier untuk mengelompokkan unsur lebihlanjut.Sejak awal abad 19 setelah Dalton mengemukakanteori atomnya, orang berusaha mengklasifikasikan unsurberdasarkan teori ini, walaupun teori Dalton tidakmengandung hal-hal yang menyangkut pengklasifikasianBilangan kuantumBilangankuantumutama (n)lJumlahelektronOrbitalmsNotasiorbitalp1–112p1–112p1012p1012p1+112p1+1122p6Kesimpulan:Sesuai dengan prinsip eksklusi Pauli ini dapat disimpul-kan bahwa dalam tiap orbital hanya dapat terisi 2 buahelektron.Sumber: Brady, General Chemistry Principle and Structure
23Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2unsur, tetapi teori ini telah mendorong orang untuk mencarihubungan antara sifat-sifat unsur dengan atom. (Padawaktu itu berat atom merupakan sifat yang dapat dipakaiuntuk membedakan atom suatu unsur dengan atom unsurlain).Sistem klasifikasi yang menghubungkan sifat unsurdengan massa atom relatif dikemukakan oleh Dobereiner(1817) yang dikenal dengan Triade. Kemudian pada tahun1863, Newlands mengusulkan hukum oktaf sebagai suatusistem klasifikasi unsur-unsur. Daftar yang disusun olehNewlands ini sangat tidak sempurna, karena tidakmemperhitungkan unsur-unsur yang belum ditemukan padawaktu itu.Sistem klasifikasi yang hampir mendekati kesem-purnaan baru diperoleh ketika dua ilmuwan kimia yaituYulius Lothar Meyer (Jerman) dan Dimitri Mendeleyev(Rusia) pada tahun 1869 menemukan hubungan yanglebih jelas antara sifat unsur dan massa atom. Lothar Meyermenyusun sistem klasifikasi ini berdasarkan sifat-sifat fisikasedangkan Mendeleyev berdasarkan sifat kimia, makadunia mengakui Mendeleyevlah orang pertama yangberhasil menyusun sistem klasifikasi unsur dalam bentuktabel, yang kita kenal sebagai sistem periodik Mendeleyev.Mendeleyev menyusun suatu sistem kartu. Padasetiap kartu ditulisnya nama unsur, massa atom, dan sifat-sifatnya. Kemudian kartu diatur dan diubah-ubah kedudukan-nya sehingga diperoleh susunan yang teratur. Pada saat iamenyusun sistem klasifikasi ini baru dikenal 65 unsur dangas mulia belum dikenal. Suatu kesimpulan yang diperoleh-nya adalah suatu keteraturan yang disebut Hukum periodik.Mendeleyev menyatakan, sifat unsur merupakan fungsiperiodik dari berat atomnya.Kelebihan Mendeleyev ialah keyakinan akan ra-malannya tentang unsur yang belum ditemukan dan mem-perbaiki massa atom unsur yang dianggap tidak tepat.Salah satu hal yang menunjukkan kelemahan dari daftar
24KIMIA SMA Jilid 2Mendeleyev ialah jika unsur-unsur disusun menurutkenaikkan massa atomnya, ada beberapa unsur yangsalah letaknya. Misalnya: tempat iodin dan telurium terbalik.Empat puluh tahun kemudian Henry Moseley ber-hasil menemukan cara menentukan nomor atom unsur.Kemudian Moseley mencoba menyusun unsur denganurutan nomor atomnya, ternyata bahwa urutan ini identikdengan daftar unsur Mendeleyev. Perbedaannya ialahbeberapa unsur yang pada tabel Mendeleyev terbalikseperti I dan Te, dalam tabel ini tepat pada tempatnya.A. Sistem Periodik dan Hubungannyadengan Konfigurasi Elektron dalam AtomSistem periodik panjang merupakan sistem periodikMendeleyev versi modern. Dalam sistem periodik panjangunsur-unsur disusun berdasarkan urutan nomor atomnya,bukan berdasarkan massa atomnya seperti pertama kalidiajukan oleh Mendeleyev dan Lothar Meyer. Dalam sistemperiodik panjang unsur-unsur dibagi atas lajur-lajur vertikal(golongan) dan deret-deret horizontal (periode). Sistemperiodik panjang pertama kali dikenalkan oleh J. Thomsonpada tahun 1895.1. PeriodeSistem periodik panjang terdiri atas 7 periode.Setiap periode dimulai dengan pengisian orbital ns dandiakhiri dengan np sampai terisi penuh. Nomor periodedari atas ke bawah menunjukkan kuantum utama terbesaryang dimiliki oleh atom unsur yang bersangkutan.Contoh:Unsur 40Zr konfigurasi elektronnya: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s2 3d10 4p6 5s2 4d2
25Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2Harga n terbesar dalam konfigurasi ini ialah 5.Unsur 40Zr adalah unsur periode 5.Berdasarkan jumlah unsur yang ada pada ketujuhperiode dalam sistem periodik panjang, dibedakan atasperiode pendek, periode panjang, dan periode belumlengkap.a. Periode pendekPeriode pendek terdiri atas periode 1, 2, dan 3.Periode pertama terdiri atas 2 unsur, yaitu unsurhidrogen dan helium. Periode kedua terdiri atas 8 unsur,mulai dari litium dan berakhir pada neon. Pada periodeini elektron mulai mengisi orbital 2s dan 3 orbital 2psampai penuh. Periode ketiga terdiri dari 8 unsur mulaidari natrium dan berakhir pada argon. Pada periode inielektron mulai mengisi orbital 3s terus sampai 3 orbital3p terisi penuh sesuai dengan aturan Aufbau. Padaperiode ketiga, orbital 3d tidak terisi elektron, karenaorbital 3d tingkat energinya lebih tinggi dari orbital 4s.b. Periode panjangPeriode panjang terdiri atas periode 4, 5, dan 6.Pengisian elektron pada periode ke-4 mulai dari 4ssampai dengan 4p. Berbeda dengan pengisian elektronpada periode pendek yaitu setelah orbital 4s terisi penuhelektron. Selanjutnya elektron mengisi orbital 3d, barukemudian orbital 4p terisi elektron. Pengecualian padapengisian elektron pada atom kromium dan tembaga(lihat aturan orbital penuh dengan setengah penuh).Dengan demikian periode ke-4 ini terisi 18 unsur. Sepertihalnya pengisian elektron periode 4, pengisian elektronunsur-unsur periode 5, yaitu elektron-elektron mulaimengisi orbital 5s, kemudian 4d, dan akhirnya orbital-orbital 5p, pengecualian pada unsur Mo dan Ag, karenaterkena aturan pengisian orbital penuh dan setengahpenuh.
26KIMIA SMA Jilid 2Berbeda dengan pengisian elektron unsur-unsurperiode 4 dan 5, pada pengisian elektron unsur periode6. Setelah elektron mengisi penuh orbital 6s, kemudian1 orbital 5d diisi elektron. Selanjutnya yang terisi elektronadalah orbital-orbital 4f menghasilkan deretan unsur-unsur lantanida. Selanjutnya elektron mengisi kembaliorbital-orbital 5d dan akhirnya orbital-orbital 6p. Makapada periode 6 ini terdapat 32 unsur yang terdiri atas8 unsur utama, 14 unsur lantanida, 10 unsur peralihan.Pengisian elektron pada unsur-unsur periode 7 samaseperti pengisian elektron pada periode 6 yaitu setelah7s terisi penuh elektron mengisi 1 orbital 6d, kemudianelektron mengisi orbital-orbital 5f, menghasilkan deretanunsur-unsur aktinida, selanjutnya elektron akan mengisiorbital 6d berikutnya.c. Periode belum lengkapPeriode yang terakhir dalam sistem periodikpanjang yaitu periode 7, disebut juga sebagai periodebelum lengkap, karena masih banyak kolom-kolom yangkosong belum terisi oleh unsur diharapkan masih adaunsur transisi pada periode ini yang belum ditemukanorang.2. GolonganPada sistem periodik panjang ada 8 golongan unsuryang masing-masing dibagi atas golongan utama (A) dangolongan peralihan/transisi (B). Untuk lebih jelasnya marilahkita lihat bagan sistem periodik panjang yang memperlihat-kan bahwa unsur-unsur dibagi atas 4 blok yaitu blok s,blok p, blok d, dan blok f, berdasarkan letak elektron yangterakhir pada orbitalnya dalam konfigurasi elektron unsuryang bersangkutan.
27Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2Sesuai dengan aturan pengisian elektron dalamorbital-orbital ternyata bahwa jumlah elektron valensisuatu unsur sesuai dengan golongannya.Unsur-unsur dalam sistem periodik dikelompokkandalam blok-blok sebagai berikut.a. Unsur blok s (golongan IA dan IIA)Dalam konfigurasi elektron unsur, elektron terakhirterletak pada orbital s. Nomor golongannya ditentukanoleh jumlah elektron pada orbital s yang terakhir.Contoh:Konfigurasi elektron:11Na : 1s2 2s2 2p6 3s1o Golongan IA20Ca : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2o Golongan IIAb. Unsur-unsur blok p (golongan IIIA sampai dengangolongan 0)Dalam konfigurasi elektron unsur, elektron yang ter-akhir terletak pada orbital p. Nomor golongan ditentu-kan oleh banyaknya elektron pada orbital p terakhirditambah 2 (jumlah elektron valensinya).1s2s3s4s5s6s7s5f4f6d5d4d3d6p5p4p3p2p4f4fblok dblok pBagan 1.2 Penggolongan periode dan golongan
28KIMIA SMA Jilid 2Contoh:13AI : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1elektron pada orbital p terakhir = 1Jadi, unsur 13AI terletak pada golongan (1 + 2) = IIIA,elektron valensi 13AI ialah elektron yang terletak padakulit ke-3, yaitu 3s dan 3p sebanyak 2 + 1 = 3.c. Unsur-unsur blok d (golongan IB sampai dengangolongan VIII)Dalam konfigurasi elektron unsur, elektron yang terakhirterletak pada orbital d. Nomor golongan ditentukan olehbanyaknya orbital s terdekat. (Jika dalam konfigurasielektron unsur, tidak terkena aturan orbital penuh atausetengah penuh, nomor golongan = jumlah elektronpada d terakhir ditambah 2).1) Jika jumlah elektron pada orbital d terakhir danelektron pada orbital s terdekat kurang dari 8, makanomor golongan adalah jumlah elektron tersebut.Contoh:23V: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3- elektron pada d terakhir = 3- elektron pada s terdekat = 2Jadi, 23V unsur golongan VB.2) Jika jumlah elektron pada d terakhir dan elektronpada s terdekat = 8, 9, atau 10, maka unsur yangbersangkutan golongan VIII.Contoh:27Co : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7- elektron pada d terakhir = 7- elektron pada s terdekat = 2Jadi, 27Co unsur golongan VIII.3) Jika jumlah elektron pada d terakhir dan elektronpada s terdekat lebih dari 10, maka nomor golonganadalah jumlah d + s dikurangi 10.½¾¿jumlah d + s =3 + 2 = 5½¾¿jumlah d + s =7 + 2 = 9
29Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2½¾¿jumlah d + s =10 + 1 = 11Contoh:29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10- elektron pada d terakhir = 10- elektron pada s terdekat = 1Jadi, 29Cu unsur golongan (11 – 10) = IB30Zn : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10- elektron pada d terakhir = 10- elektron pada s terdekat = 2Jadi, 30Zn unsur golongan (12 – 10) = IIBd. Unsur-unsur blok f (golongan lantanida dan aktinida)Dalam konfigurasi elektron unsur, elektron yang terakhirterletak pada orbital f. Jika harga n terbesar dalamkonfigurasi elektron tersebut = 6 (periode 6). Unsurtersebut adalah unsur golongan lantanida. Jika hargan terbesar dalam konfigurasi elektron tersebut = 7,unsur tersebut adalah unsur golongan aktinida.Contoh:63Eu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p66s2 4f7Elektron terakhir terletak pada orbital f.Harga n terbesar = 6.Jadi, 63Eu adalah unsur golongan lantanida.Penulisan konfigurasi elektron berdasarkan konfigurasielektron gas mulia.a. Konfigurasi elektron 45RhGas mulia yang terdekat dengan unsur nomor 45 ialahkripton dengan nomor atom = 36, maka elektron yangakan kita konfigurasi 45 – 36 = 9. Karena kripton unsurperiode 4, maka konfigurasi dimulai dari orbital 5s.Menuliskan konfigurasi:45Rh : (Kr) 5s2 4d7b. Konfigurasi elektron 100FmGas mulia yang terdekat ialah Rn dengan nomor atom86. Jumlah elektron yang akan dikonfigurasi 100 – 86 =14. Karena Rn terletak pada periode 6, maka konfigurasidimulai dari orbital 7s.½¾¿jumlah d + s =10 + 2 = 12
30KIMIA SMA Jilid 2Menuliskan konfigurasinya:100Fm: (Rn) 7s2 6d1 5f11Menentukan Letak Unsur dalam Sistem PeriodikUrutan-urutan unsur dalam sistem periodik sesuaidengan konfigurasi elektron menurut aturan Aufbau. Olehkarena itu, dengan mengetahui nomor atom atau susunanelektron suatu unsur, kita akan dapat menentukan letak unsuritu dalam sistem periodik.Bilangan kuantum utama untuk orbital s dan p samadengan nomor periodenya sehingga dapat ditulis sebagianns dan np, untuk orbital d nomor periodenya adalah kurangsatu atau (n – 1)d sedangkan untuk orbital f adalah (n – 2)f.Hal ini berarti bahwa:1. Apabila elektron terakhir suatu unsur mengisi orbital 4satau 4p, maka unsur itu terletak pada periode 4.2. Apabila elektron terakhir dari suatu unsur mengisi orbital4d, berarti unsur itu terletak pada periode 5.3. Apabila elektron terakhir dari suatu unsur mengisi orbital4f, berarti unsur itu terletak pada periode 6.Hubungan jumlah elektron pada orbital terakhir dengannomor golongan adalah sebagai berikut.Golongan utama:Golongan transisi:Golongan transisi dalam f1 sampai dengan f14 semua padagolongan IIIB.Contoh soal:Tentukan letak unsur-unsur dengan susunan elektronberikut dalam sistem periodik!s1IAs2IIAp1IIIAp2IVAp3VAp4VIAp5VIIAp6VIIIA (0)d1IIIBd2IVBd3VBd4VIBd5VIIBd6, d7, d8VIIIBd9IBd10IIB
31Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2a. Q: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5c. R: (Kr) 5s2 4d1b. S: (Ar) 4s2 3d7d. T: (Xe) 6s2 4f6Jawab:Letak unsur dalam sistem periodik ditentukan susunanelektron pada subtingkat tertinggi.a. 3p5o periode 3, golongan VIIAb. 3d7o periode 4, golongan VIIIc. 4d1o periode 5, golongan IIIBd. 4f6o periode 6, golongan IIIBElektron valensi adalah elektron pada kulit terluar atauelektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan. Unsur-unsur pada satu golongan mempunyai jumlah elektron valensiyang sama. Ciri-ciri elektron valensi menurut golongannyadapat dilihat pada tabel 1.4 berikut.Tabel 1.4 Ciri khas elektron valensi menurut golonganUnsur-unsur golongan utama mempunyai elektron valensisama dengan nomor golongannya. Misalnya: semua unsurgolongan VIIA mempunyai elektron valensi = 7 (ns2 + np5). Unsur-unsur transisi mempunyai elektron valensi ns2, (n – 1)d1–10.GolonganutamaIAIIAIIIAIVAVAVIAVIIAVIII (0)n = nomor periodeElektronvalensins1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5ns2np6GolongantambahanIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBElektron valensi(n – 1)d1ns2(n – 1)d2ns2(n – 1)d3ns2(n – 1)d5ns1(n – 1)d5ns2(n – 1)d6, 7, 8ns2(n – 1)d10ns1(n – 1)d10ns2Sumber: Brady, General ChemistryPrinciple and StructureB. Hubungan Sistem Periodik dengan ElektronValensi Unsur-unsur
32KIMIA SMA Jilid 2III. Ikatan KimiaIkatan kimia adalah gaya tarik-menarik antaraatom-atom sehingga atom-atom tersebut tetap beradadalam keadaan bersama-sama dan terkombinasi. Ikatanyang terjadi antara atom menyangkut konfigurasi elektronterluar dari atom-atom yang bersangkutan. Konfigurasielektron atom-atom cenderung mengikuti/menyamai konfi-gurasi elektron atom-atom gas mulia. Hal ini disebabkanatom-atom gas mulia sangat stabil, karenanya sulit untukbereaksi dengan atom-atom unsur lain.Kestabilan atom-atom gas mulia disebabkan kulit terluarnya terisi penuh(orbital-orbital pada bilangan kuantum utama terbesarterisi penuh), yaitu 8 elektron. Atom-atom unsur lain dapatmencapai kestabilan seperti atom-atom gas mulia denganmelepas, mengikat, atau memakai bersama-sama pa-sangan elektron-elektron.Dengan demikian sifat unsur-unsur dapat dibagimenjadi 3, yaitu:1. Unsur logam/unsur-unsur elektropositif, yaitu unsur-unsur yang dapat memberikan satu atau lebih elektronkulit terluarnya. Sehingga konfigurasi elektronnya samadengan gas mulia.2. Unsur nonlogam/unsur-unsur elektronegatif, yaitu unsur-unsur yang dapat menerima satu atau lebih elektron padakulit terluarnya. Sehingga konfigurasi elektronnya samadengan gas mulia.3. Unsur semilogam yaitu unsur-unsur yang cenderungtidak melepaskan atau menerima elektron pada kulitterluarnya.Elektron-elektron yang berperan dalam memben-tuk suatu ikatan kimia adalah elektron-elektron yangterletak pada kulit terluar.Contoh:-11Na dengan konfigurasi elektron: 1s2, 2s2, 2p6, 3s1maka yang berperan adalah elektron pada 3s.
33Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2-15P dengan konfigurasi elektron: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2,3p3 maka yang berperan adalah elektron pada 3s2,3p3.Untuk menggambarkan susunan elektron terluardari sebuah atom, maka elektron-elektron itu dilambang-kan dengan titik (x) atau silang (x) di sekitar lambang atomunsur yang dimaksud.Misalnya untuk contoh di atas:-11Na dengan 1 elektron terluar: Na-15P dengan 5 elektron terluar: PPenulisan demikian disebut struktur Lewis, yaitunama seorang kimiawan Amerika G.N. Lewis (1875–1946)yang memperkenalkan sistem tersebut.A. Bentuk Molekul Berdasarkan Teori DomainElektronBentuk molekul/struktur ruang dari suatu molekulsebelumnya ditentukan dari hasil percobaan akan tetapi dapatdiramalkan dengan menggunakan teori domain elektron.Langkah-langkah dalam meramalkan bentuk molekulMisalnya CH4 (6C dan 1H) dan NH3 (7N)1. Menentukan elektron valensi masing-masing atom.6C : 2 . 4(elektron valensi C = 4)1H : 1(elektron valensi H = 1)7N : 2 . 5(elektron valensi N = 5)
34KIMIA SMA Jilid 22. Menjumlahkan elektron valensi atom pusat dengan elektron-elektron dari atom lain yang digunakan untuk ikatan.elektron valensi C= 4banyaknya elektron 4 atom H yangdigunakan untuk ikatan= 4Jumlah= 8elektron valensi N= 5banyaknya elektron 3 atom H yangdigunakan untuk ikatan= 3Jumlah= 83. Menentukan banyaknya pasangan elektron, yaitu samadengan jumlah pada langkah 2 dibagi dua.pasangan elektron dalam CH4 = 82 = 4pasangan elektron dalam NH3 = 82 = 44. Menentukan banyaknya pasangan elektron terikat danpasangan elektron bebas.Dalam molekul CH4 terdapat 4 pasang elektron yangsemuanya merupakan pasangan elektron terikat (4elektron dari 1 atom C dan 4 elektron dari 4 atom H).Keempat pasang elektron terikat tersebut membentukgeometri tetrahedral.Dalam molekul NH3 terdapat 4 pasang elektron terdiri atas3 pasang elektron terikat (3 elektron dari 1 atom N dan 3elektron dari 3 atom H) dan 1 pasang elektron bebas.Tiga pasang elektron terikat dan sepasang elektron bebasdari NH3 tersebut membentuk geometri trigonal piramida.Meramalkan bentuk molekul PCl515P : 2 . 8 . 517Cl : 2 . 8 . 7++
35Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2elektron valensi P= 5banyaknya elektron 2 atom Cl yang digunakanuntuk ikatan= 5 Jumlah= 10jumlah pasangan elektron = 102=5jumlah pasangan elektron terikat = 5jumlah pasangan elektron bebas = 0Kelima pasang elektron terikat tersebut akan membentukgeometri trigonal bipiramida.Meramalkan bentuk molekul XeF210Xe : 2 . 8 9F : 2 . 7elektron valensi Xe= 8banyaknya elektron 2 atom F yang digunakanuntuk ikatan= 2jumlah = 10Jumlah pasangan elektron = 102 = 5Jumlah pasangan elektron terikat = 2Jumlah pasangan elektron bebas = 3Dua pasang elektron terikat dan tiga pasang elektron bebastersebut akan membentuk geometri linear (garis lurus).Konsep HibridisasiKonsep hibridisasi digunakan untuk menjelaskan bentukgeometri molekul. Bentuk molekul itu sendiri ditentukan melaluipercobaan atau mungkin diramalkan berdasarkan teori tolakanelektron seperti bahasan di atas. Sebagai contoh, kita perhatikanmolekul metana (CH4) mempunyai struktur tetrahedral yangsimetris. Masing-masing ikatan karbon hidrogen mempunyai jarakyang sama yaitu 1,1 angstrom dan sudut antara setiap pasangelektron adalah 109,5° (Lihat gambar 1.12).+–+–Gambar 1.10 Bentukmolekul PCl5Gambar 1.11 Bentukmolekul XeF2Gambar 1.12 Bentukmolekul CH4ClClClClClPFXeFHHHCH
36KIMIA SMA Jilid 2Karbon mempunyai nomor atom 6 sehingga konfigurasielektronnya: 1s2 2s2 2p2. Konfigurasi elektron atom karbontersebut dapat digambarkan sebagai berikut.Contoh 1: Molekul CH4 1s2 2s212xp12yp02zp 2s2 2s112xp12yp12zp 2s222xp22yp22zpBentuk hibridisasi CH4 adalah sp3 atau tetrahedron (bidang 4).Dalam atom karbon tersebut terdapat dua orbital yang masing-masing mengandung sebuah elektron yaitu 12xpdan 12yp.Contoh 2: Molekul gas HCl17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p51H 1s123xp23yp13zp 1s1Contoh 3: Molekul BCl35B 1s2 2s2 2p117Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p51s2 2s212xp02yp02zp1s2 2s212xp12yp02zpKeadaan dasarTereksitasiTerhibridisasisp3sp/bentuk linear garis lurusKeadaan dasarTereksitasi
37Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2Terhibridisasisp22s222xp22yp02zpTeori domain elektron adalah suatu cara meramalkanbentuk molekul berdasarkan teori tolak-menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusat. Teori tolak-menolakantarpasangan-pasangan elektron kulit valensi atau teoriVSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion).Pasangan elektron terdiri dari:-Pasangan Elektron Ikatan (PEI)-Pasangan Elektron Bebas (PEB)Bentuk molekul/struktur ruang dipengaruhi oleh gaya tolak-menolak pasangan elektron.Adapun urutan gaya tolak-menolak dapat digambarkan sebagaiberikut.tolakan (PEB – PEB) > tolakan (PEB – PEI) > tolakan (PEI– PEI)Adanya gaya tolak-menolak ini menyebabkan atom-atom yangberikatan membentuk struktur ruang tertentu dari suatu molekul.Contoh: molekul CH4Atom C sebagai atom pusat mempunyai 4 PEI, sehinggarumusnya AX4 dan bentuk molekulnya tetrahedral.Bentuk MolekulTeori Tolakan Pasangan Elektron ValensiBentuk suatu molekul dapat diketahui melalui eksperimen,misalnya bentuk molekul CH4, BF3, NH3, dan H2O.Pada molekul CH4 terdapat 4 pa-sang elektron terikat dan tidakterdapat pasangan elektron bebas.Gambar 1.13 Molekul CH4Gambar 1.14 (a) Bentuk molekul CH4 tetrahedral;(b) Bentuk molekul CH4 (tetrahedron)CHHHHHHCHH109,5°(a)(b)
38KIMIA SMA Jilid 2Pada molekul BF3 terdapat 3pasang elektron terikat dan ti-dak terdapat pasangan elek-tron bebas.Pada molekul NH3 terdapat 3pasang elektron terikat dan 1pasang elektron bebas.Pada molekul H2O terdapat 2pasang elektron terikat dan 2pasang elektron bebas.HHO105°330AX3trigonal planarPE2PEI (X)2PEB (E)0TipeAX2Bentuk geometri molekullinierContohGambar 1.15 Bentuk molekulBF3 (trigonal planar)Gambar 1.16 Bentuk molekulNH3 (trigonal piramida)Gambar 1.17 Bentukmolekul H2O(membentuk sudut)Tabel 1.5 Bentuk geometri molekulBeCl2BeClClBCl3ClBClCl
39Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2344424321012AX2EAX4AX3EAX2E2membentuksuatu suduttetrahedraltrigonalpiramidamembentuksuatu sudutPE PEI (X) PEB (E) TipeBentuk geometri molekulContoh543255550123AX5AX4EAX3E2AX2E3trigonalbipiramidatetrahedralterdistorsimembentukhuruf Tlinear66 0X6oktahedralSO2SOOCH4HHHHCNH3HHHNH2OHHOPCl5ClClClClClPTe C l4ClClClClTeClClF3FFFI3–( I I I )–FFFSF6FFFS
40KIMIA SMA Jilid 2Keterangan:PE= jumlah pasangan elektronPEI = jumlah pasangan elektron terikatPEB = jumlah pasangan elektron bebasBerdasarkan tabel di atas, maka dapat dinyatakanbahwa molekul dipengaruhi oleh banyaknya pasanganelektron terikat dan banyaknya elektron bebas.Berdasarkan beberapa contoh di atas dapat diambilhipotesis bahwa:1. Pasangan-pasangan elektron terikat maupun pasangan-pasangan elektron bebas di dalam suatu molekul akanberada di sekitar atom pusat supaya tolak-menolak,sehingga besarnya gaya antara pasangan-pasanganelektron tersebut menjadi sekecil-kecilnya akibatnyapasangan-pasangan elektron akan berada pada posisiyang terjauh.2. Kedudukan pasangan elektron yang terikat menentukanarah ikatan kovalen, dengan demikian menentukan ben-tuk molekul.3. Pasangan-pasangan elektron bebas tampaknya meng-alami gaya tolak lebih besar daripada pasangan-pasanganelektron terikat. Akibatnya pasangan-pasangan elektronbebas akan mendorong pasangan-pasangan elektronterikat lebih dekat satu sama lain. Pasangan elektron bebasakan menempati ruangan yang lebih luas.PEI (X)PEPEB (E) TipeBentuk geometri molekulContoh665412AX5EAX4E2tetragonalpiramidasegi empatdatarSumber: Kimia Dasar Konsep-konsep IntiFFFIF5ICl4FFIClClClClI
41Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2B. Gaya Antarmolekul1. Gaya Van der WaalsGaya Van der Waals merupakan salah satu jenisgaya tarik-menarik di antara molekul-molekul. Gaya initimbul dari gaya London dan gaya antardipol-dipol. Jadi,gaya Van der Waals dapat terjadi pada molekul nonpolarmaupun molekul polar.Gaya ini diusulkan pertama kalinya oleh JohannesVan der Waals (1837–1923). Konsep gaya tarik antar-molekul ini digunakan untuk menurunkan persamaan-persamaannya tentang zat-zat yang berada dalam fasegas.Kejadian ini disebabkan adanya gaya tarik-menarikantara inti atom dengan elektron atom lain yang disebutgaya tarik-menarik elektrostatis (gaya coulumb). Umumnyaterdapat pada senyawa polar.Untuk molekul nonpolar, gaya Van der Waals timbul karenaadanya dipol-dipol sesaat atau gaya London.Gambar 1.18 Gaya tarik-menarik antara inti dengan elektronatom lainintielektronGaya tarik-menarikelektrostatisAtom A-1Atom A-2
42KIMIA SMA Jilid 2Gaya Van der Waals ini bekerja bila jarak antar-molekul sudah sangat dekat, tetapi tidak melibatkanterjadinya pembentukan ikatan antaratom. Misalnya, padasuhu –160 °C molekul Cl2 akan mengkristal dalam lapisan-lapisan tipis, dan gaya yang bekerja untuk menahanlapisan-lapisan tersebut adalah gaya Van der Waals.Paling sedikit terdapat tiga gaya antarmolekul yangberperan dalam terjadinya gaya Van der Waals, yaitu gayaorientasi, gaya imbas, dan gaya dispersi.a. Gaya orientasiGaya orientasi terjadi pada molekul-molekul yangmempunyai dipol permanen atau molekulpolar. Antaraksi antara kutub positif darisatu molekul dengan kutub negatif darimolekul yang lain akan menimbulkangaya tarik-menarik yang relatif lemah.Gaya ini memberi sumbangan yang relatifkecil terhadap gaya Van der Waals, seca-ra keseluruhan.Kekuatan gaya orientasi ini akan semakin besar bilamolekul-molekul tersebut mengalami penataan denganujung positif suatu molekul mengarah ke ujung negatifdari molekul yang lain. Misalnya, pada molekul-molekulHCl.b. Gaya imbasGaya imbas terjadi bila terdapat molekul dengan dipolpermanen, berinteraksi dengan molekul dengan dipolsesaat. Adanya molekul-molekul polar dengan dipolpermanen akan menyebabkan imbasan dari kutubmolekul polar kepada molekul nonpolar, sehinggaelektron-elektron dari molekul nonpolar tersebutmengumpul pada salah satusisi molekul (terdorongatau tertarik), yang menimbulkan terjadinya dipolsesaat pada molekul nonpolar tersebut.Gambar 1.19 Terjadinya gaya orientasiHClHClG–G+G–G+
43Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2Molekul polar (H2O) mempunyaidipol permanen. Akibat terimbas,molekul nonpolar (Cl2) akan men-jadi dipol permanen.Terjadinya dipol sesaat akan berakibat adanya gayatarik-menarik antardipol tersebut yang menghasilkangaya imbas. Gaya imbas juga memberikan andil yangkecil terhadap keseluruhan gaya Van der Waals.2. Gaya londonGaya london adalah gaya tarik-menarik yangsifatnya lemah antara atom atau molekul yang timbul daripergerakan elektron yang acak di sekitar atom-atom.Karena elektron bergerak secara acak di sekitar inti atom,maka suatu saat terjadi ketidakseimbangan muatan didalam atom. Akibatnya terbentuk dipol yang sesaat.Dipol-dipol yang berlawanan ini saling berikatan,walau sifatnya lemah. Adanya gaya-gaya ini terutamaterdapat pada molekul-molekul nonpolar yang dikemuka-kan pertama kalinya oleh Fritz London.Perhatikan gambar 1.21. Setiap atom helium mem-punyai sepasang elektron. Apabila pasangan elektrontersebut dalam peredarannya berada pada bagian kiribola atom, maka bagian kiri atom tersebut menjadi lebihnegatif terhadap bagian kanan yang lebih positif. Akantetapi karena pasangan elektron selalu beredar makadipol tadi tidak tetap, selalu berpindah-pindah (bersifatsesaat). Polarisasi pada satu molekul akan memengaruhimolekul tetangganya. Antara dipol-dipol sesaat tersebutterdapat suatu gaya tarik-menarik yang mempersatukanmolekul-molekul nonpolar dalam zat cair atau zat padat.HOG–G+HClClHOG–G+HClClG–G+Jarak antarmolekul yang berjauhanmengakibatkan molekul nonpolar (Cl2)belum terjadi imbas, tetapi bila sudahdekat akan terjadi imbasan.Gambar 1.20
44KIMIA SMA Jilid 2Gambar 1.22 Terjadinya dipol sesaatBrBrBrBrBrBrBrBrBrBrBrBrG–G+G–G+G–G+3. Ikatan hidrogenIkatan hidrogen adalah gaya tarik-menarik yangcukup kuat antara molekul-molekul polar (mengandungatom-atom sangat elektronegatif, misalnya F, O, N) yangmempunyai atom hidrogen. Ikatan ini dilambangkandengan titik-titik (...).Contoh:Ikatan hidrogen yang terjadi dalam molekul air.Di dalam molekul air, atom O bersifat sangat elektronegatifsehingga pasangan elektron antara atom O dan H lebihtertarik ke arah atom O. Dengan demikian terbentuk suatudipol.HG+HG+OG–Gaya tarikelektrostatik+2+2e–e–e–e–Atom helium 1Atom helium 2(a)(b)Gambar 1.21 Dua skema yang menggambarkan pembentukan dipol sesaatpada atom-atom helium
45Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2Gaya tarik-menarik antardipol ini yang melalui atomhidrogen disebut ikatan hidrogen.ikatan hidrogenSenyawa yang di dalamnya terdapat ikatan hidrogenumumnya memiliki titik didih yang tinggi. Sebab untukmemutuskan ikatan hidrogen yang terbentuk diperlukanenergi lebih besar dibandingkan senyawa yang sejenis,tetapi tanpa adanya ikatan hidrogen.H2O dengan struktur H–O–H dan senyawa yangmempunyai gugus O–H seperti alkohol (R–OH) terutamayang jumlah atom C-nya kecil, senyawa tersebut akanbersifat polar dan mempunyai ikatan hidrogen.Begitu juga NH3 dengan struktur: , atau senya-wa amina (R–NH2), mempunyai ikatan hidrogen.Pada molekul H–F, ujung molekul H lebih bermuatan positifdan ujung molekul F lebih bermuatan negatif. Dari ujungyang berbeda muatan tersebut (dipol) mengadakan suatuikatan dan dikenal dengan ikatan hidrogen.Pada molekul HF, ikatan antara atom H dan F termasukikatan kovalen. Sedangkan ikatan antarmolekul HF(molekul HF yang satu dengan molekul HF yang lainnya)termasuk ikatan hidrogen.H O H O H O H H O H H O H H HG–G+H FG–G+H FG–G+H FG–G+H FG–G+H FG–G+H F○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○ikatan kovalenikatanhidrogen
46KIMIA SMA Jilid 2Pengaruh Ikatan Hidrogen pada Titik DidihTitik didih suatu zat dipengaruhi oleh:a.Mr, jika Mrbesar maka titik didih besar dan Mrkecilmaka titik didih kecil.b. Ikatan antarmolekul, jika ikatan kuat maka titik didihbesar dan ikatan lemah maka titik didih kecil.Perhatikan data Mr dan perbedaan keelektrone-gatifan senyawa golongan halogen (VIIIA) berikut.Jadi, urutan titik didihnya: HF > HI > HBr > HClTitik cair dan titik di-dih senyawa-senyawayang mempunyai persa-maan dalam bentuk danpolaritas, naik menurut ke-naikkan massa molekul.Perhatikan titik didih hi-drida unsur-unsur golong-an IVA pada gambar 1.23.Dari CH4 sampai SnH4, titikdidih naik secara ber-aturan.Perbedaankeelektronegatifan2,00,80,70,4SenyawaHFHClHBrH IMr20 36,581128Titik didih(°C)+19–85–66–35Gambar 1.23Titik didih hidrida unsur-unsur golonganIVA dan golongan VATemperatur (°C)Massa molekul1000–100050100150H2OH2SH2SeH2TeCH4SiH4GeH4SnH4Tabel 1.6 Perbedaan keelektronegatifan senyawa halogenSumber: Kimia Dasar Konsep-konsep Inti
47Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 21. Spektrum ialah susunan yang memperlihatkan urutan panjang gelombangsebagai hasil penyebaran berbagai panjang gelombang cahaya yangdipancarkan atau diserap oleh suatu objek. Spektrum ada 2 macam, yaitu:a. spektrum serbaterus, danb. spektrum garis.2. Dalam menyusun konfigurasi elektron, pengisian orbital dilakukan menurutaturan sebagai berikut.a. Pengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang paling rendah.b. Prinsip eksklusi dari Pauli.c. Aturan Hund.Untuk hidrida unsur-unsur golongan VIA (H2O, H2S,H2Se, dan H2Te) terdapat penyimpangan yang sangatmencolok pada H2O. Penyimpangan yang sama jugaterdapat pada NH3 dengan hidrida unsur-unsur golonganVA lain (PH3, AsH3, dan SbH3) dan juga pada HF denganhidrida unsur-unsur golongan VIIA lainnya (HCl, HBr, HI,dan HAt). Sifat yang abnormal dari HF, H2O, dan NH3tersebut dijelaskan dengan konsep ikatan hidrogen.Seperti kita ketahui, F, O, dan N adalah unsur-unsuryang sangat elektronegatif. Oleh karena itu, ikatan F–H,O–H, dan N–H adalah ikatan-ikatan yang sangat polar.Dalam HF, H2O, NH3, dan senyawa-senyawa lain yangmengandung ikatan F–H, O–H, atau N–H, atom H sangatpositif. Dalam senyawa-senyawa seperti itu terdapat suatuikatan, yang disebut ikatan hidrogen, yaitu ikatan karenagaya tarik-menarik elektrostatik antara atom hidrogen yangterikat pada atom berkeelektronegatifan besar (atom F,O, atau N) dengan atom berkeelektronegatifan besar darimolekul tetangga, baik antarmolekul sejenis maupun yangberlainan jenis.
48KIMIA SMA Jilid 23. Hubungan antara konfigurasi elektron dan sistem periodik tampak dari:a. Proses perubahan sifat unsur-unsur dan perubahan konfigurasi elektron-elektronnya, dari golongan alkali ke golongan gas mulia, selalu berulangsecara periodik.b. Sifat-sifat unsur ditentukan oleh pola konfigurasi elektron terluarnya.4. Berdasarkan peranan elektron dalam membentuk ikatan kimia, elektron-elektron suatu atom dibagi atas elektron inti dan elektron valensi.5. Selama reaksi kimia, atom-atom suatu unsur menyesuaikan konfigurasielektron-elektronnya pada gas mulia terdekat.6. Ikatan ion adalah ikatan antara ion-ion yang muatannya berlawanan.7. Ikatan kovalen adalah ikatan yang menggunakan sepasang elektron yangmenjadi milik bersama.8. Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen dengan pasangan elektronyang hanya berasal dari salah satu atom saja.9. Dipol adalah suatu sistem dari dua muatan yang sama tetapi berlawananterletak pada jarak yang sangat pendek.10. Molekul polar adalah molekul yang muatan dalam molekulnya mengalamipolarisasi.11. Ikatan logam adalah ikatan antara atom-atom logam yang disebabkan olehelektron-elektron valensinya.12. Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terbentuk antara atom hidrogen dalamsatu molekul dengan atom-atom oksigen, nitrogen, atau fluor dalam molekulyang berbeda.13. Ikatan Van der Waals adalah ikatan yang sangat lemah antara atom-atomatau molekul-molekul yang diakibatkan oleh penyebaran muatan dalam atom/molekul yang tidak merata.14. Bentuk molekul suatu senyawa dapat ditentukan berdasarkan gaya tolak-menolak pasangan-pasangan elektron yang berada di sekeliling atom pusat.
49Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 2A. Berilah tanda silang (X) pada huruf A, B, C, D, atau E di depan jawabanyang tepat!1. Deret bilangan kuantum yang me-nyatakan kedudukan suatu elek-tron pada orbital 3d adalah ....A.n = 3, l = 3, m = 0, s = 1–2B.n = 3, l = 2, m = +1, s = 1–2C.n = 3, l = 1, m = +2, s = 1–2D.n = 3, l = 1, m = –2, s = 1–2E.n = 3, l = 0, m = –1, s = 1–22. Unsur dengan nomor atom 12 mem-punyai sifat yang mirip dengan un-sur bernomor atom ....A. 12D. 20B. 16E. 34C. 183. Bila nomor atom P = 15 dan Cl =17, maka di sekitar P dalam senya-wa PCl3 terdapat pasangan elek-tron ikatan dan pasangan elektronbebas adalah ....A. 3 dan 1D. 5 dan 2B. 4 dan 0E. 3 dan 8C. 3 dan 24. Unsur yang bernomor atom 42 didalam sistem periodik unsur terle-tak pada blok ....A.sD.fB.pE.gC.d5. Senyawa berikut ini merupakansenyawa polar, kecuali ....A. HClD. NH3B. H2OE. CHClC. CO26. Atom dalam keadaan eksitasi mem-punyai konfigurasi elektron 1s2 2s22p6 3s2 3p2 4s1. Unsur dari atomtersebut di dalam sistem periodikunsur terdapat pada golongan/periode ....A. IA/4D. IIIA/3B. IVA/3E. VIA/3C. IIIA/47. Molekul berikut ini yang mempunyaiikatan hidrogen adalah ....A. CH3–CH CH2B. CH3–O–CH3C. CH3–CH2–OHD. HBrE. CH4
50KIMIA SMA Jilid 28. Pasangan senyawa berikut yangkeduanya hanya mempunyai gayadispersi (gaya London) adalah ....A. CO2 dan HClB. CH4 dan N2C. NH3 dan H2SD. C2H5OH dan CH3–O–C2H5E. CH3COOH dan C4H109. Pasangan senyawa berikut yangmerupakan kovalen polar adalah....A. HCl dan BF3B. HF dan H2OC. CO2 dan HBrD. CH4 dan O2E. HCl dan CCl410. Molekul air mempunyai sudut ikhti-sar sebesar 104°. Hal ini disebab-kan ....A. bentuk molekulnya bengkokB. adanya pasangan elektron be-basC. bentuk molekulnya tetrahedronD. adanya 2 pasang elektron ikatanE. atom O dikelilingi 4 pasanganelektron11. Empat bilangan kuantum dari elek-tron terakhir unsur X dengan no-mor atom 24 adalah ....A.n = 4, l = 0, m = 0, s = 12B.n = 3, l = 2, m = +1, s = 12C.n = 3, l = 2, m = +2, s = 1–2D.n = 3, l = 2, m = +2, s = 12E.n = 4, l = 2, m = +2, s = 1212. Diketahui nomor atom Fe = 26,maka konfigurasi elektron ionFe3+ adalah ....A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9B. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3D. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d4E. 1s2 2s2 2p6 3p6 3d513. Unsur M mempunyai konfigurasielektron:1s2 2s2 2p6 3s2 3p1Rumussenyawa yang dapatdibentuk dengan atom klorin dariunsur tersebut adalah ....A. MClB. MCl2C. MCl3D. M2Cl3E. M2Cl14. Konfigurasi elektron ion L3+ adalah1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3. Dalamsistem periodik atom unsur L terle-tak pada ....A. periode 3 golongan VIAB. periode 3 golongan VIIAC. periode 4 golongan IVBD. periode 4 golongan VIAE. periode 4 golongan VIB
51Struktur Atom, Sistem Periodik, dan Ikatan Kimia Jilid 215. Berdasarkan nilai keelektronega-tifan dari atom-atom berikut: C = 2,5;Cl = 3,0; O = 3,5; F = 4. Spesi yangkepolarannya paling tinggi adalah....A. O–FD. O–ClB. Cl–FE. C–OC. F–F16. Diketahui senyawa berikut:1) H2O(l)2) NH4Cl(aq)3) CH4(g)4) HF(l)5) NH3(l)Kelompok senyawa yang memilikiikatan hidrogen adalah ....A. 1, 2, dan 3B. 1, 3, dan 4C. 1, 4, dan 5D. 2, 3, dan 5E. 3, 4, dan 517. Banyaknya orbital yang ditempatioleh pasangan elektron dalamatom Mn dengan nomor atom 25adalah ....A. 4B. 7C. 10D. 13E. 1518. Jumlah elektron yang tidak ber-pasangan paling banyak adalah....A.11NaB.17ClC.22VD.24CrE.30ZnB. Jawablah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan tepat!1. Suatu konfigurasi elektron dari A3+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5.a. Tentukan nomor atom unsur A!b. Tergolong unsur apa?c. Di mana letak unsur A tersebut dalam SPU?2. Tentukan periode dan golongan unsur berikut dalam sistem periodik!a.20Cab.35Brc.38Snd.47Age.52Te
52KIMIA SMA Jilid 23. Sebanyak 11,2 gram logam X (divalen) direaksikan dengan larutan asam sulfatencer, ternyata pada suhu 0 °C dan tekanan 1 atm terbentuk gas hidrogen se-banyak 4.480 mL. Bila unsur X tersebut memiliki jumlah neutron 30, tentukanletak unsur X tersebut dalam SPU!4. Diketahui 5,2 gram logam L (trivalen) direaksikan dengan larutan asam kloridaencer dan terbentuk gas hidrogen sebanyak 3,36 liter (0 °C, 1 atm). Bila logammemiliki jumlah neutron 25, tentukan:a. konfigurasi elektron dari logam L tersebut;b. bilangan kuantum dari empat bilangan kuantum dari elektron terakhir!5. Sebutkan jenis ikatan yang terdapat dalam senyawa:a. NaCl;b. Ca(OH)2;c. CO2;d. NH3BF3;e. HCl!