Halaman
9Struktur AtomGambar 1.7Oksigen memiliki 3 isotop dengannomor massa 16, 17, dan 18.Isotop 168OIsotop 178O8p10nIsotop 188O8p9n8p8nD.Massa Atom RelatifDi laboratorium, pengukuran massa suatu zat menggunakan satuangram. Bagaimanakah mengukur massa atom? Penentuan massa atomdilakukan dengan cara membandingkan massa atom yang akanditentukan terhadap massa atom suatu unsur yang massanya ditetapkan(massa atom standar).1.Standar Massa AtomStandar massa atom yang kali pertama diberlakukan adalah atomhidrogen, massanya ditetapkan sebesar 1,0 sma (satuan massa atom). Padaperkembangan selanjutnya, standar massa atom adalah atom oksigen,yang massanya ditetapkan sebesar 16,0 sma.2.IsobarIsobar adalah atom-atom yang memiliki nomor massa sama, tetapinomor atom berbeda. Jadi, isobar merupakan kebalikan dari isotop. Isobarsuatu atom memiliki sifat kimia berbeda.Contoh:14N dan 14C memiliki nomor massa sama yakni 14, tetapi nomoratomnya berbeda. Atom N memiliki nomor atom 7, sedangkan atomC memiliki nomor atom 6.40K dan 40Ca adalah contoh isobar yang lain. Berapakah nomor atomdan nomor massa dari kedua atom tersebut?3.IsotonIsoton adalah atom-ataom yang memiliki jumlah neutron sama, tetapijumlah protonnya berbeda. Isoton suatu atom memiliki sifat fisika dankimia berbeda.Contoh:13C dan 14N. Kedua atom memiliki jumlah neutron sama, yakni 7 buahneutron, tetapi jumlah protonnya berbeda. Masing-masing C = 6 danN = 7.1.Tabel berikut menunjukkan jumlah proton dan neutrondalam atom. Atom manakah yang merupakan isotopdari atom A?2.Manakah di antara unsur berikut yang tergolong isobardan isoton?a.29Si; 30P; 31P: 31S.b.39K; 40Ca; 40Ar.Tes Kompetensi SubbabCKerjakanlah di dalam buku latihan.IsotopJumlah ProtonJumlah NeutronAtom AAtom BAtom C171617181919
10Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XDengan berkembangnya teknologi dalam bidang instrumentasi,khususnya spektrometer massa, diketahui bahwa atom-atom suatu unsur dapatmemiliki lebih dari satu macam isotop. Berdasarkan sifat-sifat isotop atom,ditetapkan bahwa standar massa atom adalah isotop karbon yang massanya12 sma. Alasannya, isotop karbon-12 merupakan isotop paling stabil.Penetapan isotop karbon-12 sebagai standar massa atom dibakukan olehIUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) pada 1961 dandidefinisikan sebagai:112 × massa atom isotop karbon-12Penentuan massa isotop atom-atom lain didasarkan pada nilaiperbandingan terhadap massa atom isotop karbon-12. Jadi, massa atomisotop suatu unsur, misalnya isotop atom X sama dengan:×1 -1 212Massa Isotop Atom Unsur XMassa Isotop Atom karbonGambar 1.8Isotop 126C memiliki berat 12 kali dariberat isotop atom11H.Bagaimanakah cara mengukur berat badan teman-teman Anda di kelas tanpa alatukur berat? Gunakanlah berat badan Anda sebagai acuan.Kegiatan Inkuiri2.Massa Atom RelatifDengan ditetapkannya massa isotop atom karbon-12 sebagai standarmassa atom maka massa isotop atom unsur-unsur lain dapat ditentukansecara eksperimen menggunakan spektrometer massa. Spektrometer massamemberikan data akurat tentang jumlah isotop atom suatu unsur dankelimpahannya di alam.Contoh:Pengukuran secara kimia terhadap massa atom karbon adalah 12,0sma. Oleh karena itu, pengukuran dengan spektrometer massadiharapkan memberikan satu puncak spektrum di daerah 12,0 e/m.Fakta menunjukkan bahwa karbon memberikan tiga puncak padadata runutan spektrometer massa, yaitu pada daerah massa 12, 13, dan14 sma dengan tinggi puncak menunjukkan kelimpahan relatif masing-masing, yaitu 98,90%, 1,009% dan 0,001% seperti yang ditunjukkan padaGambar 1.9. Berdasarkan data runutan spektrometer massa, karbonmerupakan campuran tiga macam isotop dengan sifat kimia yang sama,tetapi massa dan kelimpahannya di alam berbeda. Demikian pula unsur-unsur lain dapat memiliki isotop lebih dari satu dengan persen kelimpahanyang berbeda.Permasalahan sekarang adalah isotop mana yang akan dijadikanrujukan untuk mengukur massa zat di laboratorium. Oleh karena isotop-isotop suatu unsur tidak dapat dipisahkan dalam suatu zat kimia jugakelimpahannya berbeda untuk setiap isotop maka perlu ditetapkan massaatom unsur untuk kepentingan pengukuran zat di laboratorium.Gambar 1.9Tinggi puncak menunjukkan persenkelimpahan isotop di alam.121314e/mRunutanspektrometermassaKelimpahan di alam
11Struktur AtomMenurut IUPAC, massa atom unsur ditentukan berdasarkan massasetiap isotop dan kelimpahannya. Penentuan dengan cara ini dinamakanmassa atom relatif, disingkat Ar. Massa atom relatif (Ar) suatu unsurdidefinisikan sebagai jumlah dari massa isotop dikalikan dengankelimpahannya di alam.Contoh:Jika suatu unsur memiliki n isotop: isotop-1, massanya m1 dengankelimpahan Z1; isotop-2, massanya m2 dengan kelimpahan Z2; danseterusnya maka massa atom relatif unsur tersebut ditentukan denganpersamaan berikut:Ar = m1Z1 + m2Z2+ ... +mnZnOleh karena massa atom relatif sudah mempertimbangkan isotop dankelimpahannya di alam maka untuk perhitungan dan pengukuran massazat didasarkan pada massa atom relatifnya. Tabel berikut menunjukkanmassa atom relatif unsur-unsur.UnsurTabel 1.2Massa Atom Relatif Unsur-UnsurMassa Atom RelatifHLiCNOFNaMgAlPSiClKCaBr1,0086,97512,01114,00615,99918,99822,98924,30526,98130,97428,08035,45339,09140,08079,904Sumber:General Chemistry (Ebbing), 1990 Menghitung Massa Atom Relatif UnsurHasil analisis spektrometer terhadap unsur boron menunjukkan bahwa unsur boronterdiri atas dus isotop, yaitu isotop 10B massanya 10,013 dengan kelimpahan 19,10%dan isotop 11B massanya 11,01 sma dengan kelimpahan 80,90% sma. Berapakahmassa atom relatif boron?JawabAr atom = (massa isotop %kelimpahan )×∑Ar B= ×+×⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠19,1080, 9010, 01311, 01100100= 1,9125 + 8,9065 = 10,819Jadi, massa atom relatif (Ar) unsur boron adalah 10,819.Contoh 1.5Kata Kunci•Kelimpahan di dalam•Massa relatif•Spektrometer massa