MAKALAH STRUKTUR ATOM DAN MOLEKUL

Kali ini admin postingkan makalah tentang struktur atom dan molekul silahkan simak dibawah ini.

BAB I

PENDAHULUAN

 A.    Latar Belakang

Sejarah perkembangan teori atom dimulai pada sekitar abad kelima sebelum masehi oleh seorang ahli filsafat  Yunani, Democritus (sekitar tahun 460-370 SM). Democritus mengekspresikan gagasannya bahwa semua materi tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi-bagi yang disebut atomos (yang berarti tidak dapat dibagi-bagi). Meskipun gagasan Democritus saat itu tidak dapdat diterima oleh para ahli filsafat lainnya seperti Plato dan Aristoteles, konsepnya tetap bertahan selama beberapa abad. Pada tahun 1808, ilmuwan Inggris, John Dalton merumuskan defenisi yang tepat tentang partikel-partikel yang tidak dapat dibagi-bagi dan disebut atom.

Konsep atom Dalton lebih terperinci daripada konsep Democritus. Hipotesis pertama menyatakan bahwa atom dari suatu unsur berbeda dengan atom dari unsur lain. Dalton tidak menjelaskan struktur dan komposisi dari atom, ia tidak mempunyai ide seperti apa atom itu sebenarnya tetapi ia menyadari bahwa sifat-sifat yang berbeda yang ditunjukkan oleh unsur-unsur seperti hidrogen dan oksigen dapat dijelaskan dengan menganggap bahwa atom-atom hidrogen tidak sama dengan atom-atom oksigen.

B. Tujuan

Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui materi-materi tentang struktur atom dan bentuk molekul

C. Rumusan Masalah

1. Apa itu atom dan struktur atom ?
2. Partikel-partikel apa saja yang menyusun atom ?
3. Apa itu molekul ?
4. Bagaimana bentuk struktur Lewis ?

BAB II

PEMBAHASAN

1. Perkembangan Model Atom

Istilah atom bermula dari zaman  Leukipos dan Demokritus yang mengatakan bahwa benda yang paling kecil adalah atom. Atom berasal dari bahasa Yunani yaitu atomos, a artinya tidak dan  tomos artinya dibagi. Model atom mengalami perkembangan seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan berdasarkan fakta-fakta eksperimen. Walaupun model atom telah mengalami modifikasi, namun gagasan utama dari model atom tersebut tetap diterima sampai sekarang. Perkembangan model atom dari model atom Dalton sampai model atom mekanika kuantum yaitu sebagai berikut:

1) Model Atom John Dalton

Pada tahun 1808, John Dalton yang merupakan seorang guru di Inggris, melakukan perenungan tentang atom. Hasil perenungan Dalton menyempurnakan teori atom Democritus. Bayangan Dalton dan Democritus adalah bahwa atom berbentuk pejal. Dalam renungannya Dalton mengemukakan postulatnya tentang atom:

a. Setiap unsur terdiri dari partikel yang sangat kecil yang dinamakan dengan atom

b. Atom dari unsur yang sama memiliiki sifat yang sama

c.  Atom dari unsur berbeda memiliki sifat yang berbeda pula

d. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain dengan reaksi kimia, atom tidak dapat dimusnahkan dan atom juga tidak dapat dihancurkan

e. Atom-atom dapat bergabung membentuk gabungan atom yang disebut molekul

f.   Dalam senyawa, perbandingan massa masing-masing unsur adalah tetap

g. Reaksi kimia merupakan proses penggabungan atau pemisahan atom dari unsur-unsur yang terlihat.

Ø Teori atom Dalton ditunjang oleh 2 hukum alam yaitu :

a.   Hukum Kekekalan Massa ( hukum Lavoisier ) : massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

b.  Hukum Perbandingan Tetap ( hukum Proust ) : perbandingan massa unsur-unsur yang menyusun suatu zat adalah tetap.

Ø Kelemahan Model Atom Dalton :

a.   Tidak dapat membedakan pengertian atom den molekul. Dan atom ternyata bukan partikel yang terkecil.

b.  Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain

c.   Tidak dapat menjelaskan sifat listrik dari materi

d.  Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan

2) Model Atom J.J. Thompson

Pada tahun 1897, J.J Thomson mengamati electron. Dia menemukan bahwa semua atom berisi elektron yang bermuatan negatif. Dikarenakan atom bermuatan netral, maka setiap atom harus berisikan partikel bermuatan positif agar dapat menyeimbangkan muatan negatif dari elektron. Menurutnya atom :

a.   atom merupakan suatu bola bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron-elektron seperti kismis.

b.  jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif, sehingga atom bersifat netral.

Ø Kelebihan Model Atom Thomson

Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.

Ø Kelemahan Model Atom Thomson

Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

3) Model Atom Rutherford

Rutherford melakukan penelitian tentang hamburan sinar α pada lempeng emas. Hasil pengamatan tersebut dikembangkan dalam hipotesis model atom Rutherford.

a.   atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dengan muatan positif yang massanya merupakan massa atom tersebut.

b.  elektron-elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti tersebut.

c.   banyaknya elektron dalam atom sama dengan banyaknya proton dalam inti dan ini sesuai dengan nomor atomnya.

Ø Kelemahan Model Atom Rutherford :

a. Menurut hukum fisika klasik, elektron yang bergerak mengelilingi inti memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Akibatnya, lama-kelamaan elektron itu akan kehabisan energi dan akhirnya menempel pada inti.

b. Model atom rutherford ini belum mampu menjelaskan dimana letak elektron dan cara rotasinya terhadap ini atom.

c.  Elektron memancarkan energi ketika bergerak, sehingga energi atom menjadi tidak stabil.

d. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H).

4) Model Atom Niels Bohr

Pada tahun 1913, Niels Bohr mengemukakan pendapatnya bahwa elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit atom. Model atom Bohr merupakan penyempurnaan dari model atom Rutherford.

a.   Elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat energy (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energy.

b.  Elektron dapat berpindah dari kulit luar ke kulit yang lebih dalam dengan memancarkan energi, atau sebaliknya.

Ø Kelemahan Model Atom Niels Bohr :

a.   Hanya dapat menerangkan spektrum dari atom atau ion yang mengandung satu elektron dan tidak sesuai dengan spektrum atom atau ion yang berelektron banyak.

b.  Tidak mampu menerangkan bahwa atom dapat membentuk molekul melalui ikatan kimia.

5) Model Atom Modern

Dikembangkan berdasarkan Teori Mekanika Kuantum yang disebut mekanika gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli yaitu :

a. Louis Victor de Broglie

Menyatakan bahwa materi mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagai gelombang.

b. Werner Heisenberg

Mengemukakan prinsip ketidakpastian untuk materi yang bersifat sebagai partikel dan gelombang. Jarak atau letak elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya dapat ditentukan dengan kemungkinan – kemungkinan saja.

c. Erwin Schrodinger (menyempurnakan model Atom Bohr)

Berhasil menyusun persamaan gelombang untuk elektron dengan menggunakan prinsip mekanika gelombang. Elektron-elektron yang mengelilingi inti terdapat di dalam suatu orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar.

Ø Model Atom Modern :

1. Atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron sedangkan elektron-elektron bergerak mengitari inti atom dan berada pada orbital-orbital tertentu yang membentuk kulit atom.

2. Orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar.

3. Kedudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan dengan bilangan kuantum.

a. Orbital digambarkan sebagai awan elektron yaitu : bentuk-bentuk ruang dimana suatu elektron kemungkinan ditemukan.

b. Semakin rapat awan elektron maka semakin besar kemungkinan elektron ditemukan dan sebaliknya.

2. PARTIKEL PENYUSUN ATOM

1)      Elektron

Faraday (1834), menemukan bahwa materi dan lsitrik adalah ekivalen. Penemuan elektron dimulai dengan pembuatan sinar katoda oleh J. Plucker (1855) dan dipelajari lebih lanjut oleh W. Crookers (1975), dan J.J. Thomson (1879). Elektron merupakan partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1

2)      Proton

Proton merupakan partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sama dengan satu sma (amu) dan bermuatan +1.

3)      Neutron

Neutron merupakan partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma (amu) dan netral.

Partikel	Penemu	Letak	Muatan	Notasi
Elektron	Thomson	Mengelilingi inti	-1	0 -1
Proton	Goldstein	Dalam inti	+1	1 1
Neutron	Chadwick	Dalam inti	0	1 0

Nuklida

Isotop

Isotop adalah Atom-atom dengan nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda

Contoh: Isotop oksigen :  ₈¹⁶ O ;  ₈¹⁷ O ;  ₈¹⁸ O

Isobar

Isobar adalah atom-atom dengan nomor atom berbeda, tetapi nomor massa sama

Contoh: ₂₇⁵⁹ CO dengan ₂₈⁵⁹ Ni

Isoton

Isoton adalah atom-atom dengan nomor atom dan nomor massa berbeda tetapi jumlah neutronnya sama

Contoh: ₆¹³ C dengan ₇¹⁴ N

Notasi Unsur ( Nomor Atom dan Massa Atom )

Henry Gwyn-Jeffreys mengusulkan istilah nomor atom (Z) untuk menyebutkan jumlah proton. Massa atom ataau nomor massa (A) untuk menyebutkan jumlah nucleon ( jumlah proton + neutron ) dalam inti atom.

 Cara penulisan nomor atom (Z) dan massa atom (A)

                       ZX

     X = tanda atom (unsur)

     A = nomor atom

     Z = massa atom

Nomor atom (Z) = jumlah electron (e) = jumlah proton (p)

Massa atom (A) = jumlah proton + neutron

Jumlah neutron = A – Z

Pada atom netral, berlaku: jumlah elektron = jumlah proton.

Contoh :

1. Tentukan jumlah elektron, proton den neutron dari unsur ₂₆⁵⁶ Fe !

Jawab :

Jumlah elektron = jumlah proton = nomor atom = 26

Jumlah neutron = bilangan massa – nomor atom = 56 – 26 = 30

2. Berikan notasi unsur X, jika diketahui jumlah neutron = 14 dan        jumlah elektron = 13 !

Jawab :

Nomor atom = jumlah elektron = 13
Bilangan massa = jumlah proton + neutron = 13 + 14 = 27

Jadi notasi unsurnya :  ₁₃²⁷ X

Atom Tak Netral

Atom Tak Netral adalah atom yang bermuatan listrik karena kelebihan atau kekurangan elektron bila dibandingkan dengan atom netralnya.

Ø Atom bermuatan positif bila kekurangan elektron, disebut kation.

Ø Atom bermuatan negatif bila kelebihan elektron, disebut anion.

Contoh:

Ø Cl^- : anion dengan kelebihan 1 elektron

Ø O² : anion dengan kelebihan 2 elektron

Ø Na⁺ : kation dengan kekurangan 1 elektron

Ø Mg^2- : kation dengan kekurangan 2 elektron

3.   BILANGAN KUANTUM

Untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom, digunakan 4 bilangan kuantum.

1) Bilangan Kuantum Utama (n), yaitu menyatakan nomor kulit.

a. Elektron pada kulit ke-1 memiliki harga n = 1

b. Elektron pada kulit ke-2 memiliki harga n = 2

c.  Elektron pada kulit ke-3 memiliki harga n = 3

2) Bilangan Kuantum Azimuth (l), yaitu menyatakan nomor subkulit.

a. Elektron pada subkulit s memiliki harga l = 0

b. Elektron pada subkulit p memiliki harga l = 1

c.  Elektron pada subkulit d memiliki harga l = 2

d. Elektron pada subkulit f memiliki harga l = 3

3) Bilangan Kuantun Magnetik (m), yaitu menyatakan nomor orbital.

Subkulit	Harga masing-masing orbital
s ( l = 0 ) p ( l = 1 ) d ( l = 2 ) f ( l = 3 )	0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

Harga m berkisar antara – l sampai + l.

4) Bilangan Kuantum Spin (s), yaitu menyatakan arah rotasi elektron.

s = +  ↑↓ s = -

Elektron bergerak di sekitar sumbu melewati pusatnya. Kedua arah spin menunjukkan harga yang mungkin untuk bilangan kuantum.

Elektron-elektron pada kulit yang sama memiliki harga n yang sama.

Elektron-elektron pada subkulit yang sama memiliki harga n dan l yang sama.

Elektron-elektron pada orbital yang sama memiliki harga n, l, dan m yang sama dan harga s yang berbeda.

Konfigurasi Elektron

Dalam setiap atom telah tersedia orbital-orbital, akan tetapi belum tentu semua orbital ini terisi penuh. Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan.antara lain:

1) Prinsip Aufbau : elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan seterusnya.

Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya dan untuk mempermudah dibuat diagram sebagai berikut:

Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur:

Atom H : mempunyai 1 elektron, konfigurasinya 1s¹

Atom C : mempunyai 6 elektron, konfigurasinya 1s² 2s² 2p²

Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s² 2s² 2p⁶ 3S² 3p⁶ 4s¹.

2) Prinsip Pauli : tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan keempat bilangan kuantum yang sama.

Hal ini berarti, bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, maka bilangan kuantum spinnya harus berlawanan.

3) Prinsip Hund : cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.

Contoh:

Ø Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara Pengisian orbitalnya adalah:

Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron. Sehingga di alam terdapat senyawa CH4 atau CCl4, tetapi tidak terdapat senyawa CCl3 atau CCl5.

1. Struktur Molekul

Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil.

1. Sejarah Molekul

Walaupun keberadaan molekul telah diterima oleh banyak kimiawan sejak awal abad ke-19, terdapat beberapa pertentangan di antara para fisikawan seperti Mach, Clerk Maxwell” href=”http://id.wikipedia.org/wiki/James_Clerk_Maxwell”>Maxwell, dan Gibbs, yang memandang molekul hanyalah sebagai sebuah konsepsi matematis. Karya Perrin pada gerak Brown (1911) dianggap sebagai bukti akhir yang meyakinkan para ilmuwan akan keberadaan molekul.

Definisi molekul pula telah berubah seiring dengan berkembangnya pengetahuan atas struktur molekul. Definisi paling awal mendefinisikan molekul sebagai partikel terkecil bahan-bahan kimia yang masih mempertahankan komposisi dan sifat-sifat kimiawinya. Definisi ini sering kali tidak dapat diterapkan karena banyak bahan materi seperti bebatuan, garam, dan logam tersusun atas jaringan-jaringan atom dan ion yang terikat secara kimiawi dan tidak tersusun atas molekul-molekul diskret.

2. Ukuran Molekul

Kebanyakan molekul sangatlah kecil untuk dapat dilihat dengan mata telanjang. Kekecualian terdapat pada DNA yang dapat mencapai ukuran makroskopis. Molekul terkecil adalah hidrogen diatomik (H₂), dengan keseluruhan molekul sekitar dua kali panjang ikatnya (0.74 Å). Satu molekul tunggal biasanya tidak dapat dipantau menggunakan cahaya, namun dapat dideteksi menggunakan mikroskop gaya atom. Molekul dengan ukuran yang sangat besar disebut sebagai makromolekul atau supermolekul. Jari-jari molekul efektif merupakan ukuran molekul yang terpantau dalam larutan.

3. Rumus Molekul

unsur-unsur penyusun senyawa tersebut. Sebagai contohnya, air selalu memiliki nilai perbandingan atom hidrogen berbanding oksigen 2:1. Etanol pula selalu memiliki nilai perbandingan antara karbon, hidrogen, dan oksigen 2:6:1. Namun, rumus ini tidak menunjukkan bentuk ataupun susunan atom dalam molekul tersebut. Contohnya, dimetil eter juga memiliki nilai perbandingan yang sama dengan etanol. Molekul dengan jumlah atom penyusun yang sama namun berbeda susunannya disebut sebagai isomer.

Perlu diperhatikan bahwa rumus empiris hanya memberikan nilai perbandingan atom-atom penyusun suatu molekul dan tidak memberikan nilai jumlah atom yang sebenarnya. Rumus molekul menggambarkan jumlah atom penyusun molekul secara tepat. Contohnya, asetilena memiliki rumus molekuler C₂H₂, namun rumus empirisnya adalah CH.

Massa suatu molekul dapat dihitung dari rumus kimianya. Sering kali massa molekul diekspresikan dalam satuan massa atom yang setara dengan 1/12 massa atom karbon-12.

4. Struktur Lewis

Struktur Lewis adalah diagram yang menunjukkan ikatan-ikatan antar atom dalam suatu molekul. Struktur Lewis digunakan untuk menggambarkan ikatan kovalen dan ikatan kovalen koordinat. Struktur Lewis dikembangkan oleh Gilbert N. Lewis, yang menyatakan bahwa atom-atom bergabung untuk mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil.

Untuk menyusun struktur Lewis dari suatu atom atau unsur, dapat dengan cara menuliskan simbol titik pada sekeliling atom. Setiap titik mewakili satu elektron yang terdapat pada kulit valensi atom tersebut. Elektron yang terlibat dalam ikatan ini hanya elektron-elektron yang terdapat pada kulit terluar dan jumlah total elektron yang terlibat dalam pembentukan ikatan ini tidak mengalami perubahan (merupakan jumlah total elektron valensi dari atom-atom yang berikatan).

Pada umumnya, jumlah elektron pada kulit valensi sama dengan golongan dari suatu atom. Oleh karena itu, jumlah titik pada simbol Lewis sama dengan golongan dari atom tersebut. Namun untuk logam transisi, lantanida, dan aktinida yang mempunyai kulit dalam yang tidak terisi penuh, titik Lewis dari unsur-unsur tersebut tidak dapat dituliskan secara sederhana.

1)    Penggunaan untuk atom-atom yang berikatan

Pada ikatan kovalen tunggal

Ikatan kovalen pada H₂

Ikatan kovalen pada F₂

Pada ikatan kovalen rangkap dua

Pada ikatan kovalen rangkap dua, ditunjukkan oleh garis rangkap dua (=), yang artinya terdapat dua pasangan elektron ikatan, contohnya pada ikatan rangkap dua pada molekul CO₂.

Pada ikatan ion

Ikatan ion pada NaCl

Atom Na memberikan 1 elektronnya pada atom Cl, sehingga Na bermuatan positif dan Cl bermuatan negatif. Keduanya telah memenuhi kaidah oktet.

Ikatan ion pada MgO

Atom Mg memberikan 2 elektronnya pada atom O, sehingga Mg bermuatan positif 2 dan O bermuatan negatif 2. Keduanya telah memenuhi kaidah oktet.

2)    Penggambaran

Langkah – langkah dalam menggambarkan struktur Lewis:

1. Menghitung valensi atom yang akan dibuat struktur Lewisnya, contoh NH₃.

2. Membuat kerangka strukturnya, di mana atom pusatnya biasanya adalah atom pertama dalam rumus kimia molekul tersebut.

3. Menempatkan satu elektron pada sisi di mana terdapat atom lain. Jika terdapat sisa elektron, letakkan elektron-elektron tersebut secara berpasangan.

4. Menulis semua elektron valensi dari atom-atom yang terlibat dengan menggunakan lambang titik (•).

5. Melengkapi bentuk duplet atau oktet dari ikatan atom ke atom pusat.

 Bila atom pusat masih belum memenuhi kaidah oktet maka dapat digunakan ikatan rangkap agar setiap atom dapat memenuhi oktet.

6. Jika sudah sesuai, ganti setiap pasangan elektron tersebut dengan garis tunggal (ikatan tunggal). Apabila terdapat dua pasangan elektron, maka ganti dengan garis rangkap dua (ikatan rangkap dua). Jika terdapat 3 pasangan elektron, ganti dengan garis rangkap tiga (ikatan rangkap tiga).

BAB III

PENUTUP

A.     Kesimpulan

• Istilah atom bermula dari zaman  Leukipos dan Demokritus yang mengatakan bahwa benda yang paling kecil adalah atom. Atom berasal dari bahasa Yunani yaitu atomos, a artinya tidak dan  tomos artinya dibagi.
• Partikel penyusun atom antara lain, Elektron, merupakan partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1. Proton, merupakan partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sma dengan satu sma (amu) dan bermuatan +1. Neutron merupakan partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma (amu) dan netral.
• Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil.
• Struktur Lewis adalah diagram yang menunjukkan ikatan-ikatan antar atom dalam suatu molekul. Struktur Lewis digunakan untuk menggambarkan ikatan kovalen dan ikatan kovalen koordinat. Struktur Lewis dikembangkan oleh Gilbert N. Lewis, yang menyatakan bahwa atom-atom bergabung untuk mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil.

B.     Saran

Setiap penelitian pasti ada kekurangan jadi di setiap penelitian pasti juga akan perbaikan. Begitupun  dengan teori-teori yang ada pada perkembangan atom yang selalu disemprunakan. Maka Saya sebagai penyusun sadar bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan karena saya memiliki keterbatasan-keterbatasan yang tidak dapat saya pungkiri,untuk itu saya harapkan kritik dan saran yang membangun dari Guru dan Para pembaca.

Demikianlah yang saya sampaikan mengenai makalah struktur molekul dan atom semoga bermanfaat.