Modul Kimia SMK Teknik Semester Gasal

LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN AKHIR PENULISAN BAHAN AJAR KIMIA

Nomor : 120/SMK-AZZ/LP/VI/2020

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : M. Ulil albab, S.S

NIY : 655220140051

Jabatan : Kepala Sekolah

Unit Kerja : SMK Azzahro Kendal

Dengan ini mengesahkan bahwa Penulisan Bahan Ajar Kimia berupa Modul Pembelajaran Kimia

Kelas X Semester 1 yang ditulis oleh :

Nama : Fitri Rahmawati, S.Pd.I

NIY : 655220140055

Guru bidang study : Kimia

Unit Kerja : SMK Azzahro Kendal

Demikian pengesahan ini dibuat untuk digunakan sebagaimana mestinya dengan penuh tanggung

jawab.

Kendal, 24 Juni 2020
Kepala Sekolah,

M. Ulil Albab, S.S

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-Nya, kami dapat
menyelesaikan penyusunan Modul Pembelajaran Kimia Kelas X Semester 1 ini dengan baik.

Dalam rangka mengemban tugas pokok dan fungsinya, seorang guru hendaknya memiliki
kompetensi di bidangnya. Salah satu kompetensi yang dimaksud adalah kemampuan untuk
melakukan penyusunan diktat dengan baik, karena sangat bermanfaat bukan saja pada guru yang
bersangkutan, tetapi sekaligus merupakan hasil publikasi ilmiah yang layak untuk dijadikan
referensi dan bahan acuan pembelajaran berikutnya.

Dengan disusunnya bahan Modul Pembelajaran Kimia Kelas X Semester 1 ini, penulis
mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penyusunan diktat
ini.

Pelaksanaan penyusunan diktat ini bukan sekedar melaksanakan tugas yang diberikan oleh
atasan saja, tetapi merupakan tanggung jawab moral dari seluruh guru yang tugas utamanya adalah
membimbing dan mengajar peserta didik, agar dalam pelaksanaan proses pembelajaran lebih
profesional. Untuk menuju ke arah profesional, perlu didukung oleh rujukan-rujukan dan pedoman-
pedoman yang berkualitas, baik berupa naskah, buku, dan bahan-bahan ajar atau referensi-referensi
lain yang relevan dengan materi pembelajaran.

Selanjutnya, Modul Pembelajaran Kimia Kelas X Semester 1 ini dapat dijadikan sebagai
referensi dan bahan acuan pembelajaran bagi peserta didik kelas X SMK Azzahro Kendal
Kabupaten Kendal. Kepada para pembaca sangat diharapkan masukan dan saran-saran demi
perbaikan.

Kendal, Juni 2020

Penulis

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN…………………………………………………………….. i

KATA PENGANTAR………………………………………………………………….. ii
DAFTAR ISI…………………………………………………………………………….. iii

TUJUAN PENULISAN MODUL……………………………………………………….. iv

BAB I. MATERI DAN PEMISAHAN CAMPURAN
1. Sifat materi .……………………………………...................................... 1

2. Perubahan Kimia ………………………………………………………... 2
3. Klasifikasi Materi…………………………………………….……......... 3

4. Pemisahan Campuran………………………………………………….... 7

BAB II. LAMBANG UNSUR, RUMUS KIMIA DAN PERSAMAAN REAKSI
1. Lambang Unsur…………………………………………........................ 10

2. Rumus Kimia………………………………………............................... 11
3. Persamaan Reaksi……………………………….................................. 13

BAB III. STRUKTUR ATOM & SISTEM PERIODIK UNSUR

1. Perkembanga Teori Atom…………………………………………...... 20
2. Partikel Dasar Penyusunan Atom……………………………….......... 25

3. Nomer Atom dan Nomer Massa…………………………………….... 27

4. Konfigurasi Elektron………………………………………………….. 29
5. Perkembangan Sistem Periodik………………………………............. 32

6. Sifat-Sifat Periodik Unsur………………………………..................... 36

BAB IV. IKATAN KIMIA

1. Kestabilan Unsur………………………………………………... ...... 39

2. Ikatan Ion…………………………………………………………….. 41
3. Ikatan Kovalen……………………………………………………..... 43

4. Ikatan Logam……………………………………………………….... 45

BAB V. HUKUM DASAR KIMIA & PERHITUNGAN KIMIA 48
1. Hukum Dasar Kimia…………………………………………………..

2. Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relati…………………….... 52
3. Konsep Mol………………………………………………................... 53
4. Perhitungan Kimia……………………………………………............. 57

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………….... 60

TUJUAN PENULISAN MODUL

Penulisan modul ini bertujuan :

1. Agar peserta didik lebih mudah mempelajari materi pelajaran kimia SMK semester 1.

2. Agar peserta didik dapat belajar lebih efektif dan efisien dalam mempelajari materi tentang
makhluk hidup yang ada di muka bumi ini.

3. Agar peserta didik dapat meningkatkan prestasi belajar.

4. Modul ini disajikan agar peserta didik tetap fokus dan terorganisasi selama mempelajari materi-
materi yang disampaikan oleh guru.

BAB I
PERUBAHAN MATERI DAN PEMISAHAN CAMPURAN

A. Kompetensi Dasar
3.1 Menganalisis perubahan materi dan pemisahan campuran dengan berbagai cara
4.1 Melakukan pemisahan campuran melalui praktikum berdasarkan sifat fisika dan sifat
kimianya

B. Tujuan Pembelajaran
Setelah mengikuti proses pembelajaran ini , peserta didik diharapkan dapat:
➢ Menganalisis perubahan fisika dan perubahan kimia yang ada di lingkungan sekolah
➢ Membedakan unsur, senyawa dan campuran.
➢ Membuktikkan perubahan fisika dan perubahan kimia berdasarkan percobaan
➢ Menjelaskan pemisahan campuran dengan cara filtrasi, kristalisasi, sublimasi, kromatografi
dan destilasi

C. Materi Pembelajaran
Ilmu kimia dapat didefinisikan secara singkat sebagai berikut :
“ Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang materi yaitu tentang
susunan, sifat -sifat, struktur, perubahan, serta energy yang menyertai perubahan materi.”
Materi adalah segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang.
Contoh : meja, kursi, baju, air dll.
1. Sifat Materi
Sifat materi ditinjau dari hubungannya dengan pembentukan zat baru materi mempunyai dua
sifat :
a. Sifat fisika
Yaitu sifat-sifat zat yang tidak ada hubungannya dengan penbentukan zat baru.
Contoh : warna, rasa, massa jenis, wujud, titik didih.
b. Sifat Kimia
Yaitu sifat-sifat zat yang ada hubungannya dengan pembentukan zat baru.
Contoh : Mudah sukarnya terbakar, mudah sukarnya membusuk, mudah sukarnya
berkarat, mudah sukarnya terurai.
Sifat materi ditinjau ukuran dan jumlahnya mempunyai 2 sifat :
a. Sifat Ekstensif
Yaitu sifat yang tergantung pada jumlah dan ukuran zat. Contoh : Pasir 2 kg, lempeng
alumunium 2 cm2.
b. Sifat Intensif
Yaitu sifat yang tergantung pada jumlah dan ukuran zat. Contoh : Gula 1 sendok dengan

Modul Kimia SMK Semester Gasal 1

gula 1 kg sama-sama manis.
Wujud Materi

Setiap saat kita berinteraksi dengan benda-benda di
sekitar kita seperti udara, air, dan bahan bangunan.
Benda-benda tersebut mempunyai wujud yang berbeda-
beda dan wujud materi dikelompokkan menjadi 3
(tiga), yaitu :
1. Padat (solid) simbol s
2. Cair ( liquid ) simbol l
3. Gas ( gas) simbol g
Setiap wujud materi mempunyai sifat-sifat dan cirri-ciri yang berbeda, diantaranya
susunan dan gerakan molekul penyusun zat.
• Molekul wujud gas, mempunyai susunan yang berjauhan dan setiap molekul bebas
bergerak.
• Molekul wujud cair, mempunyai susunan molekul yang berdekatan dan molekulnya masih
dapat bergerak bebas
• Molekul wujud padat, mempunyai susunan molekul yang berdekatan dan molekulnya
tidak dapat bergerak atau tetap posisinya

2. Perubahan Kimia
Berbagai perubahan materi kita temukan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya air

menguap, kertas terbakar, besi berkarat, es mencair, makanan menjadi basi.
Berbagai macam perubahan materi tersebut dapat digolongkan ke dalam perubahan fisis dan
perubahan kimia.
a. Perubahan fisika
Perubahan materi yang tidak menghasilkan zat baru, tetapi hanya sifat Fisika saja yang
berubah. Contoh :

➢ Perubahan fisika karena perubahan bentuk, antara lain : beras menjadi tepung, kayu
menjadi kursi dan sebagainya

➢ Perubahan fisika karena perubahan wujud, antara lain : air menjadi es, daun menjadi
layu dan sebagainya

➢ Perubahan fisika karena pelarutan, antara lain : gula menjadi sirup, nasi menjadi
bubur dan sebagainya

Modul Kimia SMK Semester Gasal 2

b. Perubahan kimia
Perubahan materi yang menghasilkan zat baru. Contoh :
➢ Perubahan kimia karena proses pembakaran, antara lain : bensin terbakar, mercon
meledak dan sebagainya
➢ Perubahan kimia karena proses peragian, antara lain : kedelai jadi kecap, singkong
jadi tape dan sebagainya
➢ Perubahan kimia karena proses kerusakan, antara lain : besi berkarat, makanan
membusuk dan sebagainya
➢ Perubahan kimia karena proses makhluk hidup, antara lain : proses pencernaan
makanan, proses fotosintesis dan sebagainya

Perubahan kimia selalu terjadi dari hasil reaksi kimia yang ditandai dengan :
a. terbentuknya gas (gelembung gas)
b. terbentuknya endapan
c. perubahan warna
d. perubahan suhu kalor

3. Klasifikasi Materi
Materi apa saja yang ada disekitar kita? Udara, air yang terdapat dalam tubuh kita terdiri

dari butir-butir kecil atau partikel.Partikel materi adalah bagian terkecil suatu materi yang
masih mempunyai sifat materi itu.Partikel materi dapat berupa atom, molekul, atau ion.
- Atom adalah bagian terkecil dari unsur yang masih mempunyai sifat dari unsur itu.
- Molekul adalah partikel netral yang merupakan gabungan dari dua atom atau lebih, baik

atom yang sejenis maupun berbeda.
Molekul yang terdiri dari atom yang sejenis disebut molekul unsur
contoh : N2,O2,F2,Cl2,Br2,I2, P4,S8
sedangkan yang terdiri dari molekul berbeda disebut molekul senyawa

Modul Kimia SMK Semester Gasal 3

contoh : H2O, CO2, CaCO3, CH4
- Ion bermuatan positif disebut kation,sedangkan yang bermuatan negatif disebut anion,ion

ion dapat terbentuk pada reaksi kimia ketika elektron berpindah dari satu atom ke atom
lainnya.
Selain berdasarkan wujud, materi juga dapat diklasifikasikan berdasarkan jenisnya yaitu :
Unsur, Senyawa, dan campuran.
Unsur dan senyawa merupakan zat tunggal. Zat tunggal yaitu mempunyai sifat dan susunan
yang sama pada setiap bagiannya.
a. Unsur
Unsur merupakan partikel penyusun suatu materi yang tidak dapat diuraikan lagi
menjadi zat lain yang lebih sederhana melalui reaksi kimia biasa.
Berdasarkan sifatnya unsur digolongkan menjadi :
1) Unsur logam

Sifat-sifat unsur logam :
➢ Pada suhu 250 C berwujud padat kecuali raksa berwujud cair.
➢ Dapat menghantarkan panas dengan baik
➢ Dapat dibentuk menjadi lempengan yang sangat tipis serta dapat dijadikan kawat
➢ Mengkilap apabila digosok
Contoh unsur logam : Besi, aluminium seng, timah tembaga, emas dsb.

2) Unsur non logam
Sifat-sifat unsur non logam :
➢ Pada suhu 250 C berwujud padat, cair maupun gas
➢ Tidak dapat menghantarkan listrik kecuali grafit
➢ Bersifat rapuh dan tidak dapat ditempa
➢ Tidak mengkilap walaupun digosok

Contoh : Karbon, belerang, oksigen, brom, nitrogen dsb

Modul Kimia SMK Semester Gasal 4

b. Senyawa
Senyawa merupakan zat tunggal hasil penggabungan dua unsur atau lebih dengan
perbandingan tertentu. Senyawa mempunyai sifat yang berbeda dengan sifat unsur
pembentuknya dan dapat diuraikan kembali menjadi unsur-unsur pembentuknya dengan
cara reaksi kimia.
Contoh : Kapur CaCO3, Karbon dioksida CO2

c. Campuran
Campuran adalah materi yang tersusun atas dua zat atau lebih dengan komposisi
yang tidak tetpa dan masih memiliki sifat-sifat zat semula.
Campuran dibedakan menjadi 2 :
1) Campuran homogen
Yaitu campuran yang komponen penyusunnya tercampur
secara merata sehingga setiap bagiannya mempunyai sifat yang
sama.
Campuran homogen disebut juga dengan larutan
Pada campuran homogen terdapat zat terlarut dan zat pelarut
Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan :
➢ Suhu, makin tinggi suhu makin besar kelarutannya
➢ Luas permukaan, makin besar luas permukaan, zat makin mudah larut
➢ Pengadukan, mempercepat kelarutan zat
➢ Sifat zat, ada zat yang mudah larut (gula) dan ada zat yang sukar larut
(tepung)
Contoh :
- larutan gula/sirup
- larutan garam
- udara
2) Campuran heterogen
Yaitu campuran yang komponen penyusunnya masih dapat
dibedakan dan terdapat bidang batas diantara komponennya.
Contoh :
- campuran belerang dan besi
- campuran minyak dan air

Modul Kimia SMK Semester Gasal 5

Lembar Kerja Siswa 1

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini !

1. Sebutkan 3 contoh perubahan dalam kehidupan sehari-hari yang memiliki sifat intensif!

2. Mengapa sifat beracun dan mudah terbakarnya suatu zat disebut sifat kimia?

3. Di bawah ini adalah perubahan fisika dan perubahan kimia. Manakah perubahan

tersebut yang termasuk jenis perubahan fisika dan perubahan kimia?

NO CONTOH PERUBAHAN JENIS PERUBAHAN

1 Nasi menjadi basi

2 Penyulingan minyak bumi

3 Pembuatan kecap dari kedelai

4 Pembuatan meja dari kayu

5 Beras jadi tepung

6 Besi berkarat

7 Lilin terbakar

8 Lilin melelh

9 Pembuatan garam dari air laut

10 Bom meledak

4. Jelaskan bagaimana bahwa suatu materi mengalami perubahan kimia atau perubahan fisika!
5. Sebutkan perbedaan antara unsur logam dan unsur bukan logam ! Jelaskan dengan

contohnya!
6. Sebutkan perbedaan campuran homogen dan campuran heterogen ! Jelaskan dengan

contohnya!
7. Apa yang dimaksud dengan senyawa? Jelaskan dengan 5 contoh!

Modul Kimia SMK Semester Gasal 6

4. Pemisahan Campuran
a. Memisahkan zat padat dari suspense
1) Filtrasi (Penyaringan)
Filtrasi adalah proses pemisahan dari campuran heterogen
yang mengandung cairan dan partikel-partikel padat dengan
menggunakan media filter yang hanya meloloskan cairan dan
menahan partikel-partikel padat.
Contoh : campuran air dan pasir.
2) Sentrifugasi
Sentrifugasi merupakan tehn ik pemisahan campuran yang terdiri dari senyawa-
senyawa dengan berat jernis berdekatan yang sulit dipisahkan. Contoh pemisahan
pemisahan krim untuk mendapatkan bagian minyak dari kelapa.
b. Memisahkan zat padat dari larutan
1) Penguapan
Penguapan dilakukan dengan memanaskan larutan sehingga pelarutnya menguap dan
meninggalkan zat terlarut
Contoh : pembuatan garam.
2) Kristalisasi
Pemisahan ini didasarkan atas pelepasan pelarut dari zat
terlarut dalam sebuah campuran homogeny atau larutan.
Contoh : pemisahan gula dari larutan gula.

c. Memisahkan campuran zat cair
1) Destilasi (penyulingan)
Pemisahan ini didasarkan atas perbedaan titik didih dari masing-masing zat penyusun
campuran. Dalam prosesnya, terdiri atas dua tahap yaitu tahap penguapan dan
dilanjutkan ke tahap pengembunan. Contoh : pemisahan alcohol dari larutan alcohol

Modul Kimia SMK Semester Gasal 7

2) Destilasi bertingkat
Destilasi bertingkat digunakan untuk memisahkan dua jenis cairan yang sama-sama
mudah menguap. Contoh : penyulingan minyak bumi.

3) Ekstraksi
Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campuran dengan pembagian/distribusi
suatu zat terlarut diantara dua pelarut yang tidak bercampur untuk mengambil zat
terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut lain. Contoh : pengambilan eugenol dari
biji cengkeh menggunakan pelarut eter.

4) Adsorpsi
Adsorpsi yaitu penarikan suatu zat terhadap zat lain secara kuat sehingga menempel
pada permukaannya. Contoh : limbah yang dihasilkan industry tekstil dapat diturunkan
kadar polutannya dengan menambahkan zeolit alam (adsorpsi fisika) atau dipanaskan
pada suhu tertentu dengan penambahan asam atau basa (adsorpsi kimia )

d. Memisahkan campuran dua jenis padatan
1) Pengayakan
Tehnik ini dilakukan untuk campuran padatan heterogen yang memiliki perbedaan
ukuran partikel. Contoh pemisahan kerikil dan pasir.
Cara lain memisahkan zat padat adalah dengan flotasi atau pengapungan. Pemisahan
ini didasarkan pada sifat permukaan dari senyawa atau partikel.
2) Sublimasi
Sublimasi adalah perubahan wujud zat dari padat ke gas atau
sebaliknya. Dengan metode ini, zat yang akan dipisahkan
yang berwujud padat ditempatkan dalam tabung kemudian
dipanaskan dalam kondisi vakum. Didalam tekanan vakum,
padatan akan menguap, menyublim dan terkondensasi
senyawa murni pada permukaan tabung. Contoh : es kering
(CO2 padat) dan kapur barus menyublim pada suhu kamar
3) Kristalisasi
Didasarkan pada perbedaan kelarutan dari komponen campuran dalam pelarut tertentu.

e. Memisahkan zat dengan tehnik kromatografi.
Kromatografi yaitu cara pemisahan berdasarkan
perbedaan kecepatan zat-zat terlarut bergerak
bersama-sama dengan pelarutnya pada permukaan
suatu zat penyerap. Pada kromatografi terdapat dua fasa yaitu fasa stationer (fasa tetap)
dan fasa mobil (fasa bergerak). Contoh yang paling sederhana adalah mengidentifikasi
zat warna pada spidol hitam dengan menggunakan kertas saring.

Modul Kimia SMK Semester Gasal 8

Lembar Kerja Siswa 2

PEMISAHAN CAMPURAN
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini :
1. Apakah yang dimaksud dengan pemisahan kimia ?
2. Pada kondisi bagaimana Anda memilih menggunkan proses pemisahan dengan tekanan,

umumnya dengan cara divakumkan (disedot dengan pompa vakum) pada pemisahan zat padat
dari suspense ?
3. Coba terangkan proses pembuatan garam dari air laut !
4. Apaperbedaan destilasi biasa dengan destilasi bertingkat ?
5. Tehnik atau metode apa yang dapat menunjukkan residu nikotin dalam darah dari orang yang
duduk dekat seorang perokok ketika naik bus kota?

Modul Kimia SMK Semester Gasal 9

BAB II
LAMBANG UNSUR, RUMUS KIMIA DAN PERSAMAAN REAKSI

A. KOMPETENSI DASAR
3.2 Menganalisis lambang unsur, rumus kimia dan persamaan reaksi
4.2 Mengintegrasikan penulisan lambang unsur dengan rumus kimia pada persamaan reaksi kimia
berdasarkan kasus-kasus dalam kehidupan sehari-hari

B. TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mengikuti proses pembelajaran ini , peserta didik diharapkan dapat:
➢ Menentukan Lambang unsur
➢ Menentukan Tata nama senyawa anorganik
➢ Menganalisis penulisan lambang unsur dengan rumus kimia
➢ Menentukan persamaan reaksi

C. MATERI PEMBELAJARAN

1. LAMBANG UNSUR

Tanda atau lambang unsur yang dipergunakan saat ini disusun oleh seorang pakar kimia

asal Swedia bernama Johns Jacobs Berzellius (1779-1849).

Aturan penulisan lambang unsur sebagai berikut :

a. Lambang unsur ditulis dari huruf pertama nama ilmiah (nama latin) unsur tersebut dan

ditulis dengan huruf besar (kapital). Contoh :

Sulfur (belerang) : S Nitrogen : N Carbonium (karbon) : C Phosphor :P

b. Jika unsur tersebut mempunyai nama dengan huruf depan sama maka lambang unsur ditulis

dengan dua huruf yaitu huruf pertama ditulis dengan huruf besar dan huruf berikutnya ditulis

dengan huruf kecil. Contoh :

Calsium (kalsium) : Ca Natrium : Na

Cuphrum (tembaga) : Cu Neon : Ne

Cobaltum (kobalt) : Co Nikel : Ni

Tabel 1 : Nama dan lambang beberapa unsur

No Nama Latin Nama Lambang No Nama Latin Nama Lambang

Indonesia Unsur Indonesia Unsur

1 Hydragyrum Air raksa Hg 16 Cobaltum Kobalt Co

2 Ferrum Besi Fe 17 Magnesium Magnesium Mg

3 Sulfur Belerang S 18 Manganium Mangan Mn

4 Barium Barium Ba 19 Nitrogenium Nitrogen N

Modul Kimia SMK Semester Gasal 10

5 Bismuth Bismuth Bi 20 Niccolum Nikel Ni
Na
6 Bromium Brom Br 21 Natrium Natrium Ne
O
7 Fluorium Fluor F 22 Neon Neon Ag
Pt
8 Hydrogenium Hidrogen H 23 Oxygenium Oksigen

9 Helium Helium He 24 Argentum Perak

10 Iodium Iod I 25 Platinum Platina

11 Clorium Klor Cl 26 Silicium Silikon Si
12 Carbonium Karbon Cu
13 Kalium Kalium C 27 Cuphrum Tembaga Sn
14 Calsium Kalsium Pb
15 Cromium Krom K 28 Stannum Timah Zn

Ca 29 Plumbun Timbal

Cr 30 Zincum Seng

2. RUMUS KIMIA

Rumus kimia adalah gabungan dari dua unsur atau lebih yang sama atau berbeda dengan

komposisi tertentu.

Penulisan rumus n Ax By
kimia : Keterangan :

n : bilangan koefisien, yaitu angka yang terletak di depan rumus kimia menunjukkan

jumlah molekul

A, B : lambang atom

x, y : angka indeks, yaitu angka yang terletak di sebelah kanan bawah lambang atom,

menunjukkan jumlah atom di depannya

Contoh :

a. H2O artinya 1 molekul air terdiri dari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen

b. 2H2O artinya 2 molekul air terdiri dari 4 atom hidrogen dan 2 atom oksigen

c. 4O2 artinya 4 molekul gas oksigen

d. 3O artinya 3 atom oksigen

Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat unsur tersebut.

Molekul adalah gabungan dua atau lebih atom unsur yang sejenis atau tidak sejenis.

Ion adalah atom atau gabungan atom yang bermuatan listrik yang terbentuk apabila pada

peristiwa kimia suatu atom unsur menangkap atau melepaskan elektron.

Berdasarkan jumlah atom, molekul dibedakan :

a. Molekul unsur yaitu gabungan dua atau lebih atom-atom sejenis.

Contoh :

1) Molekul diatomik terdiri atas gabungan 2 atom yang sejenis seperti : O2, H2, N2,

Modul Kimia SMK Semester Gasal 11

F2, Cl2, Br2, I2
2) Molekul poliatomik yaitu gabungan lebih dari dua atom yang sejenis seperti :

O3, P4, As4, S8

b. Molekul senyawa yaitu gabungan dua atau lebih atom-atom yang berlainan jenis.
Contoh : H2O, CO2, NH3

Senyawa ion yaitu senyawa yang tersusun dari unsur logam dan non logam. Unsur logam
membentuk ion positif sedangkan unsur non logam membentuk ion negatif.
Contoh : kalium bromida ( KBr ) terdiri dari ion positif K+ ( logam) dan ion negatif Br –

(non logam)
Senyawa molekul yaitu senyawa yang tersusun dari dua unsur non logam.
Contoh : fosfor pentaklorida (PCl5), karbondioksida (CO2)
Rumus molekul adalah rumus kimia yang menyatakan jenis dan jumlah atom yang
membentuk molekul senyawa. Rumus empiris adalah rumus kimia yang menyatakan
perbandingan paling sederhana dari atom-atom pembentuk senyawa. Contoh : rumus
molekul glukosa : C6H12O6 dan rumus empirisnya : CH2O

LATIHAN

1. Terangkan arti rumus kimia berikut ini!

a. C2H5OH ( alkohol )

b. 3(NH2)2CO ( urea )

c. 5CaCO3 ( batu kapur )

d. CH3COOH ( cuka )

e. 2H2SO4 ( asam sulfat )

2. Hitunglah jumlah atom yang menyusun rumus kimia di bawah ini

a. Ca3(PO4)2 d. 3Ba(OH)2

b. 2Al2(CO3)3 e. 2CH3COOH

c. H3PO4

Modul Kimia SMK Semester Gasal 12

3. PERSAMAAN REAKSI
Persamaan reaksi adalah persamaan yang menyatakan perubahan materi dalam suatu

reaksi kimia. Persamaan reaksi menunjukkan zat-zat yang bereaksi (reaktan) dengan zat- zat
hasil reaksi (produk) beserta koefisien masing-masing.
Contoh : gas nitrogen (N2) dan gas Hidrogen (H2) bereaksi menjadi gas amonia (NH3).

Peramaan reaksi kimianya sbb :
N2 + H2 → NH3

Pereaksi/reaktan hasil reaksi/produk

Aturan penulisan persamaan reaksi kimia sebagai berikut :
a. Reaksi kimia di tandai dengan tanda panah dibaca ” bereaksi menjadi ”. Tidak boleh

diganti dengan tanda sama dengan
b. Zat-zat sebelah kiri tanda panah disebut “pereaksi/reaktan” sedangkan zat-zat sebelah

kanan tanada panah disebut “hasil reaksi/produk”
c. Wujud dari zat-zat tersebut harus dinyatakan dengan tanda dibelakang rumus kimia zat-

zat masing-masing.
Misalnya : s (solid) untuk padat,

l (liquid) untuk cair g (gas) untuk gas
aq (aqueus) untuk larut dalam air
d. Reaksi harus memenuhi Hukum Kekekalan Massa, yaitu ditunjukkan oleh jumlah atom
setiap unsur dari zat-zat pereaksi dan zat-zat hasil reaksi harus sama. Jumlah atom ruas
kiri = jumlah atom ruas kanan
e. Menyetarakan persamaan reaksi dengan cara menambahkan bilangan koefisien (angka
yang terletak didepan rumus kimia )
Untuk reaksi : N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
Koefisien N2 = 1 ( koefisien tidak perlu ditulis) , H2 = 3 dan NH3 = 2. Persamaan reaksi
tersebut menyatakan bahwa perbandingan molekul N2 dan H2 yang bereaksi menghasilkan
molekul NH3 adalah 1 : 3 : 2

PERINGATAN !!!
Untuk menyatakan jumlah atom-atom sebelum dan sesudah reaksi hanya diperbolehkan
mengubah angka didepan tanda atom (koefisien) tidak boleh mengubah rumus kimia.

Modul Kimia SMK Semester Gasal 13

Cara menentukan Koefisien Reaksi

a. Cara langsung

Penyelesaian persamaan reaksi cara langsung (cara pingpong) yaitu dengan melirik

ke kiri dan ke kanan. Untuk reaksi yang sederhana cara penyetaraan jumlah atom

(koefisien) dapat langsung dengan memberi angka yang cocok di depan tanda atom.

Contoh:
1) P4 + O2→ P2O5

karena disebelah kiri ada 4 atom P, maka disebelah kanan juga harus ada 4 atom

P sehingga di depan rumus kimia P2O5 diberi angka 2
P4 + O2 → 2P2O5

Ternyata jumlah atom O disebelah kanan menjadi 10 ( 2 x 5 ) , agar atom O

disebelah kiri juga menjadi 10, didepan tanda zat O2 harus diberi angka 5 dan di

dapat persamaan reaksi sebagai berikut :
P4 + 5O2 → 2P2O5

2) Bilangan koefisien merupakan perbandingan jumlah

molekulnya Pada umumnya merupakan bilangan bulat dan

sederhana

Fe + O2 → Fe2O3 ( belum setara )

2Fe + O2 → Fe2O3 ( jumlah atom Fe setara tetapi O belum setara )

2Fe + 3 → Fe2O3 (sudah setara tetapi terdapat bilangan koefisien pecahan

2O2

Agar bilangan koefisien pada persamaan reaksi diatas menjadi bilangan bulat dan utuh

maka dikalikan 2, sehingga persamaan reaksi secara lengkap dapat ditulis:

2Fe + 3 → Fe2O3 X2

2O2

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

b. Cara tidak langsung/ matematika

Jika kita menghadapi persamaan reaksi yang dianggap sulit dan rumit, atau persamaan

reaksi agak panjang. Maka barulah kita gunakan cara tidak langsung/metode abjad yaitu

dengan memisahkan koefisien zat-zat sebelum dan sesudah reaksi menggunakan huruf a,

b, c, d, dan seterusnya.

Contoh ; tentukan bilangan koefisien a, b, c, d, dan e agar persamaan reaksi menjadi setara!
aHNO3 + bH2S → cNO + dS + eH2O

Jawab : INGAT ; Jumlah atom-atom ruas kiri = jumlah atom-atom ruas kanan

Atom H ; a + 2b = 2e..(1)

Atom N ; a.......................= c (2)

Modul Kimia SMK Semester Gasal 14

Atom O ; 3a.....................= c + e (3)
Atom S ; b ......................= d (4)

Persamaan (3) 3a = c + e

3.1 =1+e

e =2

Persamaan (1) a + 2b = 2e

1 + 2b = 2.2

2b = 4 – 1

b = 3
2

Agar diperoleh bilangan koefisien bulat untuk semua harga, koefisien dikalikan 2
sehingga diperoleh bilangan koefisien a = 2, b = 3, c = 2, d = 3, e = 4.
Sehingga persamaan reaksi kimia diatas secara lengkap dapat ditulis :
2HNO3 + 3H2S → 2NO + 3S + 4H2O.

Modul Kimia SMK Semester Gasal 15

Lembar Kerja Siswa 1

LAMBANG UNSUR

Tujuan : Siswa dapat mengetahui lambang unsur

Bahan Uji Kompetensi :

a. Lambang unsur yang sampai sekarang masih digunakan diciptakan oleh?

b. Sebutkan aturan penulisan lambang unsur !

c. Tuliskan lambang unsur-unsur berikut :

1) Manganium :

2) Iodium :

3) Platinum :

4) Flour :

5) Perak :

d. Lengkapilah tabel berikt!

No Nama Latin Nama Indonesia Lambang
1 ………………. ……………….
2 ……………….. Belerang
……………… He
3 Stannum ……………… ……………….
………………. ………………
4 Plumbun ……………….
5 ………………. ……………….. Co
6 ………..…….. Bi
7 ………………. Klor ……………….
8 ………..…….. Brom ………………
……………….. ………………
9 Silicium Seng ………………
10 …………….

Modul Kimia SMK Semester Gasal 16

e. Lengkapi teka-teki silang berikut : 3
12 56
4 9 10 11

78

12

13 15
14 16
17

Mendatar :

4. Unsur dengan lambang Cl
7. Unsur yang banyak digunakan untuk pembuatan alat rumah tangga
9. Unsur dengan lambang K
12. Wujud unsure Nitrogen
13. Unsur yang digunakan untuk pembuatan lampu
14. Nama latin dari Belerang
16. Unsur dengan lambang Ar
17. Unsur untuk mencegah penyakit gondok
Menurun :
1. Unsur dengan lambing He
2. Unsur yang digunakan untuk

pembuatan pasta gigi
3. Unsur yang diperlukan dalam

pertumbuhan tulang
4. Rumus kimia dari Kalium Iodida
5. Unsur dengan lambing Ba
6. Unsur yang digunakan untuk

pembuatan atap rumah
7. Unsur selain emas yang digunakan

untuk perhiasan
8. Unsur dengan lambanng Mg
10. Unsur yang digunakan pada reactor

nuklir
11. Unsur dengan lambanng Mn
15. Unsur dengan lambanng Rn

Modul Kimia SMK Semester Gasal 17

Lembar Kerja Siswa 2

RUMUS KIMIA

Tujuan : Siswa dapat membedakan molekul unsur dan molekul senyawa

Alat dan Bahan :

a. Kertas folio d. Penggaris

b. Pensil e. Penghapus

c. Pensil warna f.

Pen Cara Kerja :

1. Menyiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

2. Mengisi kolom yang kosong sesuai permintaan dan berilah warna pada gambar
serta berilah tanda (√ ) untuk jenis molekul unsur atau molekul senyawa

Catatan :

: gambar skematik Oksigen (O)

: gambar skematik Belerang (S)

: gambar skematik Hidrogen (H)
: gambar skematik Fosfor (P)

: gambar skematik Carbon (C )

Gambar skematik Pasangan Molekul
Gambar Rumus Unsur Senyawa
Keterangan
Kimia

I ……. ……... ……. 1 molekul ……

II PH3 ……... …….. 2 molekul PH3

III …... …….. ……. 2 molekul …

IV H2O2 ……. …… ………….

Modul Kimia SMK Semester Gasal 18

V CH4 …….. ……. 2 molekul CH4

VI O3 ……. ……. 3 molekul O3

Lembar Kerja Siswa 3

PERSAMAAN REAKSI

Tujuan :

1. Siswa dapat menuliskan persamaan reaksi

2. Siswa dapat menyetarakan persamaan reaksi

Bahan Uji Kompetensi :

1. Tuliskan persamaan reaksi kimia berikut :

a. 2 molekul gas hydrogen direaksikan dengan 1 molekul gas oksigen akan

menghasilkan 1 molekul uap air

b. 2 atom karbon direaksikan dengan 1 molekul gas oksigen akan menghasilkan 2

molekul karbon monoksida

2. Setarakan persamaan reaksi berikut :

a. N2 + H2 NH3

b. Zn + HCl ZnCl2 + H2

c. Al + Cl2 AlCl3

d. Mg + HCl MgCl2 + H2

e. C2H4 + O2 CO2 + H2O

f. MnO2 + HCl MnCl2 + H2O + Cl2

g. Fe + O2 Fe2O3

h. P4 + O2 P2O5

i. Fe2O3 + HBr FeBr3 + H2O

j. Al + HCl AlCl3 + H2

k. H3PO4 + Ca(OH)2 Ca(PO4) +H2O

3. Setarakan persamaan reaksi berikut dengan cara matematika

a. aAg2O + bNH3 cAg + dN2 + eH2O

b. aI2 + bNaOH cNaI + dNaIO3 + eH2O

c. aNa2S2O4 + bI2 cNaI + d Na2S4O6

Modul Kimia SMK Semester Gasal 19

BAB III
STRUKTUR ATOM & SISTEM PERIODIK UNSUR

A. Kompetensi Dasar
3.3 Mengkorelasikan struktur atom berdasarkan konfigurasi elektron untuk menentukan letak
unsur dalam table periodik
3.4 Menentukan letak unsur dalam table periodik berdasarkan konfigurasi elektron

B. Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan mampu:
➢ Menganalisis perkembanga teori atom
➢ Menentuka partikel dasar penyusun atom
➢ Menyimpulkan beberapa atom dalam isotop, isobar dan isoton berdasarkan nomor atom dan

nomor massanya
➢ Menentukan bilangan kuantum utama, azimuth, magnetic dan spin
➢ Menganalisis table periodik unsur berdasarkan golongan dan periode.

C. Materi Pembelajaran
Pada 400 SM, Ahli filsafat Yunani, Leucipus dan Demokritus (460–370 SM)

mengemukakan konsep atom. Menurut Democritus atom berasal dari kata atomos (dalam bahasa
Yunani a = tidak, tomos = dibagi), jadi atom merupakan partikel yang sudah tidak dapat dibagi
lagi. Pendapat Demokritus tersebut disangkal oleh Aristoteles. Menurutnya, materi bersifat
kontinu atau dapat dibelah menjadi bagian yang lebih kecil secara terus menerus.

Seiring perkembangan ilmu pengetahuan teori-teori baru tentang konsep atom juga
mengalami perkembangan, salah satunya John Dalton pada 1808 mengemukakan teori atomnya.
1. PERKEMBANGAN TEORI ATOM

a. Model Atom Dalton
Teori atom Dalton dikemukakan berdasarkan dua hukum, yaitu

hukum kekekalan massadan hukum perbandingan tetap.
1) Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak

dapat dibagi lagi. Gambar 4. John Dalton
2) Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu (1766 – 1844) adalah

ilmuwan Inggris

unsur memiliki atom-atom yang identic dan berbeda untuk unsur yang berbeda.

3) Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan

bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atas atom-atom

Gambar 5. Model Atom Dalton

Modul Kimia SMK SemesseteprerGti baoslaalp2ej0al

hidrogen dan atom-atom oksigen.

4) Reaksi kimia merupakan pemisahan atau peng-gabungan atau penyusunan kembali

dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Hipotesis Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti bola tolak

peluru.

Beberapa kelebihan dan kelemahan dari teori atom Dalton, dapat dilihat dalam tabel

berikut.

Tabel 1. Kelebihan dan Kelemahan Teori Atom Dalton

Kelebihan Kelemahan
 Dapat menerangkan Hukum Tidak dapat menerangkan sifat listrik

Kekekalan Massa (Hukum atom

Lavoisier) Pada kenyataannya atom dapat dibagi
 Dapat menerangkan Hukum lagi menjadi partikel yang lebih kecil

Perbandingan Tetap (Hukum yang disebut partikel subatomik

Proust)

b. Model Atom Thomson

Pada tahun 1897 J. J. Thompson menemukan elektron.
Berdasarkan penemuannya tersebut, kemudian Thompson
mengajukan teori atom baru yang dikenal dengan sebutan
model atom Thompson. Model atom Thompson

Gambar 6. Model Atom Thomson dianalogkan seperti sebuah roti kismis, di mana atom
terdiri atas materi bermuatan positif dan di dalamnya

tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis. Beberapa kelebihan dan kelemahan

dari teori atom Dalton, dapat dilihat dalam tabel berikut: Gambar 7. J. J. Thomson (1856 – 1909)
Tabel 2. Kelebihan dan Kelemahan Teori Atom Thomson

Kelebihan Kelemahan
 Dapat menerangkan adanya Tidak dapat menerangkan

partikel yang lebih kecil dari fenomena penghamburan

atom yang disebut partikel partikel alfa oleh selaput tipis

subatomic emas yang dikemukakan oleh
 Dapat menerangkan sifat Rutherford

listrik atom

Modul Kimia SMK Semester Gasal 21

c. Model Atom Rutherford
Pada tahun 1903 Philipp Lenard melalui percobaannya membuktikan bahwa teori atom
Thomson yang menyatakan bahwa elektron tersebar merata dalam muatan positif atom
adalah tidak benar. Hal ini mendorong Ernest Rutherford (1911) tertarik melanjutkan
eksperimen Lenard. Dengan bantuan kedua muridnya Hans Geiger dan Ernest Marsden,
Rutherford melakukan percobaan dengan hamburan sinar α. Partikel α bermuatan positif.
Berdasarkan percobaan tersebut disimpulkan bahwa:
a) Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa;
partikel α diteruskan.
b) Di dalam atom terdapat suatu bagian yang sangat kecil dan
padat yang disebut inti atom; partikel α dipantulkan kembali

oleh inti atom. Gambar 9 Model Atom Rutherford
c) Muatan inti atom dan partikel α sejenis yaitu positif; seba-

gian kecil partikel α dibelok

Hasil percobaan tersebut menggugurkan teori atom Thomson. Kemudian
Rutherford mengajukan teori atom sebagai berikut: atom tersusun atas inti atom yang
bermuatan positif sebagai pusat massa dan dikelilingi elektron-elektron yang bermuatan
negatif.

Massa atom berpusat pada inti dan sebagian besar volume atom merupakan ruang
hampa. Atom bersifat netral, karena itu jumlah muatan positif dalam atom (proton) harus
sama dengan jumlah elektron. Diameter inti atom berkisar 10–15 m, sedang diameter atom
berkisar 10–10 m., tetapi belum mampu menjelaskan distribusi elektron-elektron secara
jelas. Hasil percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesisnya bahwa atom
tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan
negatif, sehingga atom bersifat netral. Massa inti atom tidak seimbang dengan massa
proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapat diprediksi bahwa ada partikel lain dalam
inti atom.
Teori atom Rutherford hanya mampu menjelaskan bahwa elektron-elektron yang beredar
mengelilingi inti atom berada dalam ruang hampa
Kelemahan dari teori atom Rutherford:
a) tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.

Berdasarkan teori fisika Max-well, Jika partikel bermuatan negatif (elektron)
bergerak mengelilingi partikel bermuatan berlawanan (inti atom bermuatan positif),
maka akan mengalami percepatan dan memancarkan energi berupa gelombang
elektromagnetik. Akibatnya energi elektron semakin berkurang. Jika demikian halnya

Modul Kimia SMK Semester Gasal 22

maka lintasan elektron akan berupa spiral. Pada suatu saat elektron tidak mampu

mengimbangi gaya tarik inti dan akhirnya elektron jatuh ke inti. Sehingga atom tidak

stabil padahal ke-nyataannya atom stabil. Fenomena di atas dapat dijelaskan sebagai

berikut. Ambillah seutas tali dan salah satu ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu

sedangkan ujung yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda.

Apa yang terjadi? Lama-kelamaan putarannya akan melemah karena Anda pegal

memegang tali tersebut sehingga kayu akan mengenai kepala Anda. Meski teorinya

lemah, namun Rutherford telah berjasa dengan mengenalkan istilah

lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit.

b) Tidak dapat menjelaskan bahwa spektrum atom hidrogen berupa spektrum garis

(diskrit/diskontinu). Jika elektron berputar mengelilingi inti atom sambil

memancarkan energi, maka lintasan-nya berbentuk spiral. Ini berarti spektrum gelom-

bang elektromagnetik yang dipancarkan beru-pa spektrum pita (kontinu) padahal

kenya-taannya dengan spek-trometer atom hydrogen menunjukkan spectrum garis.

d. Model Atom Bohr

Diawali dari pengamatan Niels Bohr terhadap spektrum

atom, adanya spectrum garis menunjukkan bahwa elektron hanya

beredar pada lintasan-lintasan dengan ener-gi tertentu. Dengan

teori Mekanika Kuantum Planck, Bohr (1913) menyampaikan 2

pos-tulat untuk menjelaskan kestabilan atom.

Dua Postulat Bohr: Gambar 10 Niels Bohr (1885 – 1962)
a. Elektron mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu

yang stasioner yang disebut orbit/kulit. Walaupun elektron bergerak cepat tetapi

elektron tidak memancarkan atau menyerap energi sehingga energi elektron konstan.

Hal ini berarti elektron yang berputar mengelilingi inti atom mempunyai lintasan

tetap sehingga elektron tidak jatuh ke inti.

b. Elektron dapat berpindah dari kulit yang satu ke kulit yang lain dengan memancarkan

atau menyerap energi. Energi yang dipancarkan atau diserap ketika electron

berpindah-pindah kulit disebut foton. Besarnya foton dirumuskan:

Energi yang dibawa foton ini bersifat diskrit (catu). Jika suatu atom menyerap energi,
maka energi ini digunakan elektron untuk berpindah kulit dari tingkat energi rendah
ke tingkat energi tinggi. Pada saat elektron kembali ke posisi semula akan
dipancarkan energi dengan besar yang sama. Jadi, hanya elektron pada kulit tertentu
dengan tingkat energi tertentu yang dapat bergerak, sehingga frekuensi cahaya yang
ditimbulkan juga tertentu. Hal inilah yang digunakan untuk menjelaskan spektrum

Modul Kimia SMK Semester Gasal 23

diskrit atom hydrogen.

Kelemahan teori atom Bohr:

a. Hanya mampu menjelaskan spektrum atom hidrogen tetapi tidak mampu menjelaskan

spectrum atom yang lebih kompleks (dengan jumlah electron yang lebih banyak).

b. Orbit/kulit elektron mengelilingi inti atom bukan berbentuk lingkaran melainkan

berbentuk elips.

c. Bohr menganggap elektron hanya sebagai partikel bukan sebagai partikel dan

gelombang, sehingga kedudukan elektron dalam atom merupakan kebolehjadian.

Beberapa kelebihan dan kelemahan dari model atom Bohr, dapat dilihat dalam

tabel berikut.

Tabel 3. Kelebihan dan Kelemahan Model Atom Bohr

Kelebihan Kelemahan
 Menjawab kelemahan dalam model  Terjadi penyimpangan untuk atom

atom Rutherford dengan yang lebih besar dari hidrogen.
mengaplikasikan teori kuantum.  Tidak dapat menerangkan efek
 Menerangkan dengan jelas garis
Zaeman, yaitu spektrum atom yang

spektrum pancaran (emisi) atau serapan lebih rumit apabila atom ditem-patkan

(absorpsi) dari atom hidro-gen. pada medan magnet.

LATIHAN SOAL

1. Apakah perbedaan antara teori atom Dalton dan teori atom Thomson?
2. Apakah persamaan antara teori atom Thomson dan teori atom Rutherford?
3. Model atom Rutherford ternyata bertentangan dengan teori fisika klasik. Jelaskan

pertentang-an teori tersebut.
4. Apakah kelebihan teori atom Bohr dibandingkan teori atom lainnya?

Modul Kimia SMK Semester Gasal 24

2. PARTIKEL DASAR PENYUSUN ATOM
Walaupun pada awalnya atom diartikan sebagai partikel terkecil yang tidak dapat

dibagi lagi, tetapi dalam perkembangannya ternyata ditemukan bahwa atom tersusun atas tiga
jenis partikel sub-atom (partikel dasar), yaitu proton, elektron, dan neutron.
a. Electron

Pada tahun 1897, Joseph John Thompson (1856 – 1940) dari Inggris melalui
serangkaian eksperimennya berhasil mendeteksi atau menemukan elektron. Hasil
percobaan J.J. Thomson menunjukkan bahwa sinar katode dapat dibelokkan ke arah
kutub positif medan listrik. Hal ini membuktikan terdapat partikel bermuatan negatif
dalam suatu atom. Thompson membuktikan bahwa electron merupakan partikel penyusun
atom, bahkan Thompson mampu menghitung perbandingan muatan terhadap massa
electron e/m, yaitu 1,759 ×108 coulomb/gram.
b. Proton

Eugene Goldstein (1886) melaku-kan eksperimen dari tabung gas yang memiliki
katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik melakukan eksperimen dari
tabung gas yang memiliki katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik.

Hasil eksprerimen tersebut membuktikan bahwa pada saat terbentuk elektron yang
menuju anode, terbentuk pula sinar positif yang menuju arah berlawanan melewati lubang
pada katode. Setelah berbagai gas dicoba dalam tabung ini, ternyata gas hidrogenlah yang
menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil baik massa maupun muatannya,
sehingga partikel ini disebut dengan proton. Massa proton = 1 sma (satuan massa atom)
dan muatan proton = +1.

Keberadaan partikel penyusun atom yang bermuatan positif itu semakin terbukti
ketika Ernest Rutherford (1871-1937), orang Selandia Baru yang pindah ke Inggris, pada
tahun 1906 berhasil menghitung bahwa massa partikel bermuatan positif itu kira-kira
1.837 kali massa elektron. Kini kita menamai partikel itu proton, nama yang baru dipakai
mulai tahun 1919.
Massa 1 elektron = 9, 11 ×10 –28gram
Massa 1 proton = 1.837 ×9, 11 ×10 –28 gram = 1,673 ×10–24 gram
c. Neutron
Setelah para ilmuwan mempercayai adanya elektron dan proton dalam atom, maka
timbul masalah baru, sesuai dengan prediksi Rutherford bahwa jumlah proton dalam inti
belum mencukupi untuk sesuai dengan massa atom. Jadi, dalam inti pasti ada partikel lain
yang menemani proton-proton.
Prediksi dari Rutherford memacu W. Bothedan H. Becker (1930) melakukan eksperimen
penembakan partikel alfa pada inti atom berilium (Be) dan dihasilkan radiasi partikel berdaya
tembus tinggi. Eksperimen ini dilanjutkan oleh James Chadwick (1932). Ternyata partikel

Modul Kimia SMK Semester Gasal 25

yang menimbulkan radiasi berdaya tembus tinggi itu bersifat netral atau tidak bermuatan dan
massanya hampir sama dengan proton. Massa sebutir neutron adalah 1,675 ×10–24 gram,
hampir sama atau boleh dianggap sama dengan massa sebutir proton.

Jadi sekarang diketahui dan dipercayai oleh para ilmuwan bahwa inti atom tersusun atas
dua partikel, yaitu proton (partikel yang bermuatan positif) dan neutron (partikel yang tidak
bermuatan). Proton dan neutron mempunyai nama umum, nukleon-nukleon, artinya partikel-
partikel inti.

LATIHAN

Lengkapilah tabel berikut.

Partikel Penemu Massa Muatan listrik

Electron … gram sma coulomb (C) Atomik
Proton … … … … …
Neutron …
…… ……

…… ……

Modul Kimia SMK Semester Gasal 26

3. NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA
Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas satu sama lain. Dengan penemuan

partikel penyusun atom dikenal istilah nomor atom (Z) dan nomor massa (A). Penulisan
lambang atom unsur menyertakan nomor atom dan nomor massa.

Keterangan:
A = nomor massa
Z = nomor atom
X = lambang unsur

Nomor Massa (A) = jumlah proton + jumlah neutron
atau
jumlah neutron = Nomor Massa (A) – Nomor atom (Z)

Nomor atom (Z) = jumlah proton = jumlah elektron

a) Nomor Atom (Z)
Nomor atom (Z) menunjukkan jumlah proton (muatan positif) atau jumlah elektron

dalam atom tersebut. Nomor atom ini merupakan ciri khas suatu unsur. Oleh karena
atom bersifat netral maka jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya, sehingga
nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron. Elektron inilah yang nantinya paling
menentukan sifat suatu unsur. Nomor atom ditulis agak ke bawah sebelum lambang
unsur.
b) Nomor Massa (A)

Massa elektron sangat kecil dan dianggap nol sehingga massa atom ditentukan oleh
inti atom yaitu proton dan neutron. Nomor massa (A) menyatakan banyaknya proton dan
neutron yang menyusun inti atom suatu unsur. Nomor massa ditulis agak ke atas
sebelum lambang unsur.
Contoh soal:
Tentukan nomor atom, nomor massa, jumlah proton, jumlah electron, jumlah neutron dari:
1) H
2) Li
3) F

Modul Kimia SMK Semester Gasal 27

Jawaban: Z A p en
Unsur 1 1 1 1 1–1=0
3 7 3 3 7–3=4
Hydrogen 9 19 9 9 19 – 9 = 10
Litium
Fluorin

LATIHAN

1) Lengkapi tabel berikut.

Unsur Nomor Nomor Jumlah Jumlah Jumlah Notasi
atom (Z) massa (A) proton (p) electron (e) neutron (n) ilmiah

Natrium 11 23 … … … …
40 … … … …
Kalsium 20 39 19 … … …
195 78 … … …
Kalium …
… … Cr52
Platina …
24
Kromium … ……

2) Tentukan nomor atom dan massa atom dari unsur yang inti atomnya mengandung:
a. 37 proton dan 48 neutron
b. 53 proton dan 74 neutron

Modul Kimia SMK Semester Gasal 28

c) Isotop
Salah satu teori Dalton menyatakan bahwa atom-atom dari unsur yang sama

memiliki massa yang sama. Pendapat Dalton ini tidak sepenuhnya benar. Kini diketahui
bahwa atom-atom dari unsur yang sama dapat memiliki massa yang berbeda. Fenomena
semacam ini disebut isotope.

Isotop adalah atom yang mempunyai nomor atom sama tetapi memiliki nomor
massa berbeda.
Contoh: atom oksigen memiliki tiga isotop, yaitu:

Setiap isotop satu unsur memiliki sifat kimia yang sama karena jumlah elektron
valensinya sama. Isotop-isotop unsur ini dapat digunakan untuk menentukan massa atom
relatif (Ar) atom tersebut berdasarkan kelimpahan isotop dan massa atom semua isotop.
d) Isobar

Isobar adalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda),
tetapi mempunyai nomor massa yang sama. Sebagai contoh:

e) Isoton
Isoton adalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda),

tetapi mempunyai jumlah neutron sama. Sebagai contoh:

4. KONFIGURASI ELEKTRON DAN ELEKTRON VALENSI
Konfigurasi (susunan) elektron suatu atom berdasarkan kulit-kulit atom tersebut. Setiap

kulit atom dapat terisi elektron maksimum 2n2, di mana n merupakan letak kulit.
Jika n = 1 maka berisi 2 elektron
Jika n = 2 maka berisi 8 elektron
Jika n = 3 maka berisi 18 elektron, dan seterusnya.
Lambang kulit dimulai dari K, L, M, N, dan seterusnya dimulai dari yang terdekat

dengan inti atom. Elektron disusun sedemikian rupa pada masing-masing kulit dan diisi
maksimum sesuai daya tampung kulit tersebut. Jika masih ada sisa electron yang tidak dapat
ditampung pada kulit tersebut maka diletakkan pada kulit selanjutnya.

Contoh konfigurasi electron:
Tentukanlah konfigurasi elektron atom-atom berikut.
a. O (nomor atom = 8)
b. Na (nomor atom = 11)

Modul Kimia SMK Semester Gasal 29

c. S (nomor atom = 16)

d. Ca (nomor atom = 20)

Jawab

a. Nomor atom O = 8

kulit K terisi 2 elektron

kulit L terisi 6 elektron

Jadi, konfigurasinya 2 6. Elektron pada atom O mengisi 2 lintasan yaitu K dan L.

Untuk memudahkan pengerjaan, jawaban dapat ditulis seperti tabel berikut.

Atom Nomor atom Jumlah electron Konfigurasi electron Jumlah kulit

O8 8 26 2

Na 11 11 2 8 1 3

S 16 16 2 8 6 3

Ca 20 20 2 8 8 2 4

Bagaimana jika nomor atom lebih dari 20? Untuk atom dengan nomor atom (jumlah
elektron) lebih dari 20, dapat dilakukan cara sebagai berikut.
a. Kulit pertama (kulit K) dan kulit kedua (kulit L) diisi dengan jumlah elektron

maksimum terlebih dahulu.
b. Kulit ketiga (kulit M) diisi dengan jumlah elektron:

• 18 jika : elektron yang tersisa > 18
• 8 jika : 8 ≤elektron yang tersisa < 18
• sisa jika : elektron yang tersisa < 8

c. Kulit keempat (kulit N) diisi dengan jumlah elektron:
• 32 jika : elektron yang tersisa > 32
• 18 jika : 18 ≤elektron yang tersisa < 32
• 8 jika : 8 ≤elektron yang tersisa < 18
• sisa jika : elektron yang tersisa < 8

Jumlah elektron yang menempati kulit terluar disebut elektron valensi. Jadi, electron valensi
untuk atom O adalah 2, electron valensi Na adalah 1,electron valensi S adalah 6 dan elektron
valensi atom Ca adalah 2.

Modul Kimia SMK Semester Gasal 30

LATIHAN

Lengkapi tabel berikut.

Atom Nomor atom Jumlah Konfigurasi Jumlah Jumlah electron
electron electron kulit valensi
Cl 17 … … …
K 19 … … … …
Ge 32 … … … …
Sr 38 … … … …
Ra 88 … … … …
…

Modul Kimia SMK Semester Gasal 31

5. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK

a) Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan Kemiripan Sifat Zat

Pada awalnya unsur-unsur dipelajari secara terpisah-pisah. Ketika jumlah unsur yang

ditemukan cukup banyak, hal ini menyulitkan para ilmuwan untuk mempelajari.

Kimiawan dari Arab dan Persia mulai mengelompokkan unsur ber-dasarkan sifat

kelogamannya.

Tabel 4. Sifat-sifat fisika logam dan nonlogam

Sifat fisika logam Sifat fisika non-logam

Mengkilap Tidak mengkilap

Pada suhu kamar umumnya berwujud Pada suhu kamar dapat berwujud kamar

padat dapat berwujud padat, cair, dan gas

Mudah ditempa/dibentuk Sulit dibentuk dan rapuh

Penghantar panas listrik yang baik Bukan penghantar panas dan listrik yang

baik

Sumber: Harnanto, 2009

Lavoisier masih menganggap cahaya dan kalori sebagai zat/unsur dan beberapa

senyawa sebagai unsur. Oleh Lavoisier berdasarkan sifat kimia zat-zat dibagi menjadi

unsur gas, logam, nonlogam, dan tanah.

Tabel 5. Pengelompokan Unsur Kimia oleh Lavoisier

Kelompok Unsur

Gas Cahaya, kalor, oksigen, hydrogen, nitrogen

Non-logam Sulfur, fosfor, karbon, radikal muriatic (asam klorida), radikal

florin (asam florida), radikal boracid (asam borak)

Logam Antimony, perak, arsenic, bismuth, kobalt, tembaga, timah, besi,

mangan, raksa, molybdenum, nikel, emas, platina, timbal,

tungsten, seng

Tanah Kapur, magnesia (magnesium oksida), barit (barium oksida),

alumina (aluminium oksida), silica (silicon oksida)

Sumber: Rahayu, 2009

b) Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan Massa Atom
a. Triade Dobereiner
Pada tahun 1829, Johan Wolfgang Dobereinermelihat adanya kemiripan sifat di
antara beberapa unsur, lalu mengelompokkannya menurut kemiripan sifat yang ada.
Ternyata tiap kelompok terdiri atas tiga unsur, sehingga disebut Triade.
Jika unsur-unsur dalam satu triade tersebut disusun menurut kenaikan massa
atom-atomnya, ternyata massa atom maupun sifat-sifat unsur yang kedua merupakan
Modul Kimia SMK Semester Gasal 32

rata-rata dari massa atom unsur pertama dan ketiga.

Penemuan ini memperlihatkan adanya hubungan antara massa atom dengan sifat-sifat

unsur.

Contoh:

Unsur Massa atom Rerata massa atom unsur pertama dan ketiga

Unsur pertama Li 6,94 6,94 + 39,10
Unsur kedua Na 22,99 2 = 23,02
Unsur ketiga K 39,10

Unsur Massa atom Rerata massa atom unsur pertama dan ketiga

Unsur pertama Be 9,01 9,01 + 40,08
Unsur kedua Mg 24,31 2 = 24,55
Unsur ketiga Ca 40,08

Sumber: Khamidinal, 2009

Tabel 6. Daftar Unsur Triade Dobereiner

Triade 1 Triade 2 Triade 3 Triade 4 Triade 5

Li Ca S Cl Mn

Na Sr Se Br Cr

K Ba Te I Fe

Sumber: Brown & Le May, 1977

b. Hukum Oktaf Newlands

Pada tahun 1864, John Alexander Reina Newland menyusun daftar unsur yang

jumlahnya lebih banyak. Susunan Newland menunjukkan bahwa apabila unsur-unsur

disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya, maka unsur pertama mempunyai

kemiripan sifat dengan unsur kedelapan, unsur kedua sifatnya mirip dengan unsur

kesembilan, dan seterusnya. Penemuan Newland ini dinyatakan sebagai Hukum Oktaf

Newland.

Tabel 7. Daftar Unsur Oktaf Newland

1 23 4 5 6 7

H Li Be B C N O

F Na Mg Al Si P S

Cl K Ca Cr Ti Mn Fe

Co dan Ni Cu Zn Y In As Se

Br Rb Sr Cs dan La Zr Bi dan Mo Po dan Ru

Sumber: Brown & Le May, 1977

Pada saat daftar Oktaf Newland disusun, unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar,

Kr,Xe, dan Rn) belum ditemukan. Gas Mulia ditemukan oleh Rayleigh dan Ramsay
Modul Kimia SMK Semester Gasal 33

pada tahun 1894. Unsur gas mulia yang pertama ditemukan ialah gas argon. Hukum
Oktaf Newland hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah.
c. Tabel Periodik Mendeleev

Pada tahun 1869, tabel sistem periodik mulai disusun. Tabel sistem periodik ini
merupakan hasil karya dua ilmuwan, Dmitri Ivanovich Mendeleev dari Rusia dan
Julius Lothar Meyer dari Jerman. Mereka berkarya secara terpisah dan menghasilkan
tabel yang serupa pada waktu yang hampir bersamaan. Mendeleev menyajikan hasil
kerjanya pada Himpunan Kimia Rusia pada awal tahun 1869, dan tabel periodik
Meyer baru muncul pada bulan Desember 1869.

Mendeleev yang pertama kali mengemukakan tabel sistem periodik, maka ia
dianggap sebagai penemu tabel sistem periodik yang sering disebut juga sebagai
sistem periodik unsur pendek. Sistem periodik Mendeleev disusun berdasarkan
kenaikan massa atom dan kemiripan sifat. Sistem periodik Mendeleev pertama kali
diterbitkan dalam jurnal ilmiah Annalen der Chemie pada tahun 1871.

Mendeleev menempatkan unsur-unsur yang mempunyai kemiripan sifat dalam
satu lajur vertikal, yang disebut golongan. Lajur-lajur hori-zontal, yaitu lajur unsur-
unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, disebut periode.Sistem periodik
Mendeleev ini mempunyai kelemahan dan juga keunggulan.

Kelemahan sistem ini adalah penempatan beberapa unsur tidak sesuai dengan
kenaikan massa atom relatifnya. Contoh: 127I dan 128Te. Karena sifatnya, Mendeleyev
terpaksa menempatkan Te lebih dulu daripada I. Dalam Sistem Periodik Mo-dern
yang berdasarkan kenaikkan nomor atom Te (Z= 52) lebih dulu dari I (Z = 53). Selain
itu masih banyak unsur yang belum dikenal.

Sedangkan keunggulan sistem periodic Mendeleev adalah bahwa Mendeleev
berani mengosongkan beberapa tempat dengan keyakinan bahwa masih ada unsur
yang belum dikenal (James E. Brady, 1990). Kelebihan sistem periodic Mendeleev
lebih jelasnya dapat ditunjukkan tabel berikut.

Tabel 8. Keunggulan Sistem Periodik Mendeleev
Keunggulan Sistem Periodik Mendeleev

a. Dapat meramalkan tempat kosong untuk unsur yang belum ditemukan (diberi
tanda ?).

Contoh: Unsur Eka-silikon (Germanium-Ge) berada di antara Si dan Sn.
b. Menyajikan data massa atom yang lebih akurat, seperti Be dan U.
c. Periode 4 dan 5 mirip dengan Sistem Periodik Modern.
Contoh: K dan Cu sama-sama berada di periode 4 golongan I.
Dalam Sistem Periodik Modern K digolongan IA dan Cu di golongan IB.
d. Penempatan gas mulia yang baru ditemukan tahun 1890–1900 tidak

menyebabkan perubahan susunan Sistem Periodik Mendeleyev.

Modul Kimia SMK Semester Gasal 34

Tabel 9. Tabel Periodik Mendeleev

d. Tabel Periodik Modern
Tahun 1914, Henry G. J. Moseleymenemukan bahwa urutan unsur dalam tabel

periodik sesuai kenaikan nomor atom. Tabel periodik modern yang disebut juga
tabel periodik bentuk panjang, disusun menurut kenaikan nomor atom dan kemiripan
sifat. Tabel periodik modern ini dapat dikatakan sebagai penyempurnaan Tabel
Periodik Mendeleyev.

Tabel periodik bentuk panjang terdiri atas lajur vertikal (golongan) yang
disusun menurut kemiripan sifat dan lajur horizontal (periode) yang disusun
berdasarkan kenaikan nomor atomnya.
1) Lajur vertikal (golongan) ditulis dengan angka Romawi terdiri atas 18 golongan.

Golongan A (Golongan Utama)
 IA : Alkali
 IIA : Alkali Tanah
 IIIA : Aluminium
 IVA : Karbon
 VA : Nitrogen
 VIA : Kalkogen
 VIIA : Halogen
 VIIIA: Gas Mulia
Golongan Transisi/Golongan Tambahan (Golongan B), terbagi atas:
 Golongan Transisi (Gol. B), yaitu: IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB (VIII),

IB, dan IIB.
 Golongan Transisi Dalam, ada dua deret yaitu:
 Deret Lantanida (unsur dalam deret ini mempunyai kemiripan sifat dengan

57La).

Modul Kimia SMK Semester Gasal 35

 Deret Aktinida (unsur dalam deret ini mempunyai kemiripan sifat dengan
89Ac).

Pada periode 6 golongan IIIB terdapat 14 unsur yang sangat mirip sifatnya, yaitu
unsur-unsur Lantanida. Demikian juga pada periode 7 yaitu unsur-unsur
Aktinida. Supaya tabel tidak terlalu panjang, unsur-unsur tersebut ditempatkan
tersendiri pada bagian bawah sistem periodik.
Golongan B terletak di antara Golongan IIA dan IIIA. Unsur-unsur yang berada
dalam satu golongan mempunyai persamaan sifat karena mempunyai elektron
valensi (electron di kulit terluar) yang sama.
2) Lajur Horizontal (Periode) ditulis dengan angka Arab terdiri atas 7 periode.
 Periode 1 berisi 2 unsur
 Periode 2 berisi 8 unsur
 Periode 3 berisi 8 unsur
 Periode 4 berisi 18 unsur
 Periode 5 berisi 18 unsur
 Periode 6 berisi 32 unsur
 Periode 7 berisi 23 unsur

6. SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
a. Jari-jari Atom
Jari-jari atom adalah jarak dari inti hingga kulit elektron terluar. Besar kecilnya jari-jari
atom terutama ditentukan oleh dua faktor, yaitu jumlah kulit dan muatan inti.
o Untuk unsur-unsur segolongan, semakin banyak kulit atom, semakin besar jari-
jarinya.
o Untuk unsur-unsur seperiode, semakin besar muatan inti, maka semakin kuat gaya
tarik inti terhadap elektron, sehingga semakin kecil jari-jarinya
Jari-jari ion adalah jari-jari dari kation atau anion
yang dihitung berdasarkan jarak antara dua inti kation
dan anion dalam kristal ionic .Kation (ion bermuatan
positif) terbentuk dari pelepasan elektron dari kulit
terluar atom netral sehingga tolakan antar elektron
berkurang, tarikan elektron oleh inti lebih kuat, dan jari-
jari dari kation lebih kecil dari atom netralnya. Anion (ion bermuatan negatif) terbentuk
dari penangkapan elektronpada atom netral sehingga tolakan antar elektron bertambah
dan jari-jari dari anion lebih besar dari atom netralnya. Dalam satu golongan, dari atas ke
bawah, jari-jari ion bermuatan sama cenderung semakin besar, sebagaimana
pertambahan kulit elektron.

Modul Kimia SMK Semester Gasal 36

Dalam periode,pada deretan ion isoelektronik (spesi-spesi dengan jumlah elektron
sama dan konfigurasi elektron sama, seperti O2-, F–, Na+, Mg2+, dan Al3+ dengan 10
elektron), semakin besar muatan kation maka semakin kecil jari-jari ion, namun semakin
besar muatan anion maka semakin besar jari-jari ion.
b. Energi Ionisasi
Energi Ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang terikat
paling lemah oleh suatu atom atau ion dalam wujud gas.
Hubungan energi ionisasi dengan nomor atom.
• dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi ionisasi semakin kecil
• dalam satu periode, dari kiri ke kanan, energi ionisasi cenderung bertambah
Besar kecilnya energi ionisasi bergantung pada besar gaya tarik inti terhadap elektron
kulit terluar, yaitu elektron yang akan dilepaskan. Semakin kuat gaya tarik inti, semakin
besar energi ionisasi
• dalam satu golongan, dari atas ke bawah, jari-jari atom bertambah besar, sehingga

gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin lemah. Oleh karena itu, energi
ionisasi berkurang
• dalam satu periode, dari kiri ke kanan, jari-jari atom berkurang, sehingga gaya tarik
inti terhadap elektron semakin kuat. Oleh karena itu energi ionisasi bertambah

c. Afinitas Elektron
Afinitas elektron adalah besarnya energi yang dihasilkan atau dilepaskan apabila suatu
atom menarik sebuah elektron
• Dalam satu golongan dari atas ke bawah, afinitas elektron cenderung berkurang
• Dalam satu periode dari kiri ke kanan, afinitas elektron cenderung bertambah
• Kecuali unsur alkali tanah dan gas mulia, semua unsur golongan utama mempunyai
afinitas elektronn bertanda negatif.
• Nilai afinitas elektron unsur-unsur golongan utama dalam satuan kJ/mol

d. Keelektronegatifan
Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom dalam menarik pasangan

elektron yang digunakan bersama dalam membentuk ikatan.

Modul Kimia SMK Semester Gasal 37

Unsur yang mempunyai energi ionisasi dan afinitas elektron yang besar tentu akan
mempunyai keelektronegatifan yang besar pula.

Elektronegativitas adalah ukuran kemampuan suatu atom dalam sebuah molekul
(keadaan berikatan) untuk menarik elektron kepadanya. Semakin besar
elektronegativitas, semakin mudah atom tersebut menarik elektron kepadanya sendiri.
Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, elektronegativitas cenderung semakin kecil.
Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, elektronegativitas cenderung semakin besar.

Elektronegativitas dari unsur-unsur dalam skala Linus Pauling
(Sumber: Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern

Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.)
e. Sifat Logam dan Nonlogam

Sifat logam bergantung pada energi ionisasi. Semakin besar energi ionisasi, semakin
sukar bagi atom untuk melepas elektron, dan semakin berkurang sifat logamnya.
f. Kereaktifan
Kereaktifan suatu unsur begantung pada kecenderungannya melepas atau menarik
elektron. Dari kiri ke kanan dalam satu periode, mula-mula kereaktifan menurun
kemudian bertambah hingga golongan VIIA.

Modul Kimia SMK Semester Gasal 38

BAB IV

IKATAN KIMIA

A. KOMPETENSI DASAR

3.4 Menganalisis proses pembentukan ikatan kimia pada beberapa senyawa dalam kehidupan

sehari-hari

4.4 Mengintegrasikan proses pembentukan ikatan kimia pada beberapa senyawa dalam

kehidupan sehari-hari dengan elektron valensi atom-atom penyusunnya

4 TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah kegiatan pembelajaran ini diharapkan peserta didik dapat:

1. Memahami aturan oktet dan aturan duplet dalam kestabilan unsur

2. Memahami pembentukan senyawa ion dan senyawa kovalen

3. Memahami sifat-sifat fisis senyawa ion dan senyawa kovalen

5 URAIAN MATERI

1. Kestabilan unsur-unsur

Unsur-unsur dialam umumnya tidak stabil sehingga ditemukan dalam bentuk

senyawanya. Atom-atom unsur tersebut saling berikatan membentuk molekul unsur

atau molekul senyawa, untuk mencapai keadaan yang lebih stabil.

Gas mulia merupakan unsur golongan VIII A dan bersifat inert. Hal ini karena

gas mulia sulit bereaksi dengan atom unsur lainnya. Di alam, gas mulia berada sebagai

atom tunggal. Atom-atom gas mulia bersifat stabil karena kulit terluarnya terisi penuh

oleh elektron. Perhatikan Tabel 1 konfigurasi elektron gas mulia.

Unsur Konfigurasi elektron Elektron

valensi

Helium, 2He 1s2 2

Neon, 10Ne 1s2 2s2 2p6 8

Argon, 18Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 8

Kripton, 36Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 8

Xenon, 54Xe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 8

Radon, 86Rn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 8

4f14 5d10 6p6

G.N. Lewis (Amerika) dan W. Kossel (Jerman) menjelaskan bahwa kestabilan
suatu atom unsur dalam ikatan kimianya, terkait dengan upaya atom unsur tersebut
untuk memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia terdekat.
- Dikemukakan bahwa jumlah elektron pada kulit terluar dari dua atom yang

berikatan akan berubah sedemikian rupa sehingga konfigurasi elektron kedua

Modul Kimia SMK Semester Gasal 39

atom tadi sama dengan konfigurasi elektron gas mulia yaitu mempunyai 8
elektron pada kulit terluarnya. Pernyataan ini disebut aturan oktet
- Unsur-unsur dengan nomor atom kecil seperti H dan Li, stabil dengan 2
elektron valensi seperti He, disebut aturan duplet

Aturan duplet : konfigurasi elektron stabil dengan 2
elektron pada kulit terluar

Aturan oktet : konfigurasi elektron stabil dengan 8
elektron pada kulit terluar

Suatu atom dapat mencapai kestabilan konfigurasi elektron gas mulia dengan cara
melepaskan elektron, menangkap elektron, atau berbagi elektron.
Contoh:
- Unsur natrium, 11Na : 1s2 2s2 2p6 3s1 , mempunyai elektron valensi satu, sesuai

kaidah oktet unsur ini akan stabil dengan cara melepaskan 1e tersebut
membentuk ion Na+
Na → Na+ + e
1s2 2s2 2p6 ( sama dengan konfigurasi elektron 10Ne )
- Unsur 13Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 , mempunyai elektron valensi tiga, sesuai
kaidah oktet unsur ini akan stabil dengan cara melepaskan 3e tersebut membentuk
ion Al3+ .
Al → Al3+ + 3e
1s2 2s2 2p6 ( sama dengan konfigurasi elektron 10Ne )
- Unsur 8O : 1s2 2s2 2p4 , mempunyai elektron valensi 6, sesuai kaidah oktet
unsur ini akan stabil dengan cara menyerap 2e membentuk ion O2- .
O + 2e → O2-
1s2 2s2 2p6 ( sama dengan konfigurasi elektron 10Ne )
- Unsur 17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 , mempunyai elektron valensi 7, sesuai
kaidah oktet unsur ini akan stabil dengan cara menyerap 1 elektron membentuk
ion Cl- = Cl + e → Cl-
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ( sama dengan konfigurasi elektron 18Ar )
Tabel 2. Struktur Lewis unsur-unsur golongan utama (Sumber : Setiyana, 2015)

Modul Kimia SMK Semester Gasal 40

Contoh soal
Gambarkan symbol Lewis untuk atom 17Cl, 8O dan 11Na !
Jawab

Unsur Konfigurasi elektron Elektron valensi Rumus lewis
17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 7

8O 1s2 2s2 2p4 6

11Na 1s2 2s2 2p6 3s1 1

2. Ikatan Ion

a. Pembentukan Senyawa ion

Ikatan ion atau elektrovalen

umumnya terbentuk antara atom logam

dan non logam. Hal ini terjadi karena

atom unsur logam cenderung melepas

elektron membentuk ion positip (+) dan

atom unsur non logam cenderung

menangkap elektron sehingga

membentuk ion negatip (-).

Gambar 1. Unsur-unsur pembentuk anion dan kation (Sumber :
Masterton, Hurley, 2010)

Contoh:
Senyawa garam dapur, NaCl , terbentuk dari ikatan ion antara atom Na dengan atom Cl.

- 11Na : 1s2 2s2 2p6 3s1
Na → Na+ + e

- 17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Cl + e → Cl-
- Ikatan ion

Na+ + Cl- → NaCl

Modul Kimia SMK Semester Gasal 41

Ilustrasi pembentukan ikatan ion

b. Sifat fisis senyawa ion
Sifat fisis senyawa ion ditentukan oleh gaya elektrostatis yang kuat antara ion

positif dan negatif senyawa tersebut. Dalam fase padat, membentuk struktur kristal.
Contoh Susunan ion-ion Na+ dan Cl- yang membentuk struktur kristal NaCl. Setiap
ion Na+ dikelilingi oleh 6 ion Cl- dan setiap ion Cl- dikelilingi oleh 6 ion Na+.

Gambar 2.Ilustrasi strukturkristalNaCl (Sumber : Setiyana, 2015)

Beberapa sifat fisis senyawa ion lainnya adalah :\
1) Bersifat keras tetapi rapuh
Jika senyawa ion dikenakan suatu energi, misalnya dipukul menggunakan palu,

lapisan yang terkena pukulan akan bergeser. Ion-ion yang muatannya sama
akan saling menolak. Tolak-menolak antar ion inilah yang menyebabkan
kekuatan ikatan ion akan berkurang sehingga senyawa ion bersifat mudah
rapuh.
2) Mempunyai titik leleh dan titik didih yang tinggi
Ikatan ion antara kation dan anion sangat kuat. Untuk memutuskan ikatan ion
diperlukan energi yang cukup besar. inilah penyebab senyawa ion mempunyai
titik didih dan titik leleh yang cukup tinggi. Contohnya : NaCl mempunyai titik
leleh 801 oC dan titik didih 1.465 oC.
3) Larut dalam pelarut air, tetapi umumnya tidak larut dalam pelarut organik.
4) Bersifat konduktor listrik
Tidak menghantarkan listrik pada fase padat, tetapi menghantarkan listrik dalam
fase cair (lelehannya) atau jika larut dalam air

Modul Kimia SMK Semester Gasal 42

3. Ikatan Kovalen
a. Pembentukan ikatan kovalen
Ikatan kovalen terbentuk akibat kecenderungan atom-atom untuk menggunakan
elektron bersama (share elektron) agar memiliki konfigurasi elektron seperti gas
mulia terdekat. Atom-atom yang berikatan kovalen umumnya adalah antara
atom-atom non logam.
Penggunaan pasangan elektron dalam ikatan kovalen dapat digambarkan dengan
struktur Lewis. Struktur Lewis menggambarkan jenis atom-atom dalam molekul
dan bagaimana atom-atom tersebut terikat satu sama lain.
1) Ikatan kovalen tunggal
Ikatan kovalen tunggal adalah ikatan kovalen yang melibatkan penggunaan 1
pasangan elektron (2 elektron) oleh dua atom yang saling berikatan. Contohnya
pembentukan senyawa HCl
- Pembentukan HCl
Konfigurasi elektron 1H : 1s1 sehingga elektron valensinya = 1. Untuk
mencapai konfigurasi elektron yang stabil (sesuai kaidah duplet) diperlukan
1 elektron . Konfiguarsi elektron 17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
sehingga CI mempunyai elektron valensi = 7. Untuk mencapai konfigurasi
elektron yang stabil (sesuai kaidah oktet) diperlukan 1 elektron, maka
struktur Lewis pembentukan HCl

2) Ikatan kovalen rangkap dua dan rangkap tiga
Ikatan kovalen rangkap dua adalah ikatan kovalen yang melibatkan
penggunaan bersama 2 pasangan elektron (4 elektron) oleh dua atom yang
saling berikatan, jika pasangan elektron yang digunakan bersama sebanyak 3
pasang disebut ikatan kovalen rangkap tiga. Contoh:
- Pembentukan O2
Konfigurasi elektron 16O : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 sehingga elektron
valensinya = 6, untuk mencapai konfigurasi elektron yang stabil (sesuai
kaidah oktet) diperlukan 2 elektron, maka struktur Lewis pembentukan
O2

Modul Kimia SMK Semester Gasal 43

- Pembentukan N2
Konfigurasi elektron 7N : 1s2 2s2 2p3 sehingga elektron valensinya = 5,
untuk mencapai konfigurasi elektron yang stabil (sesuai kaidah oktet)
diperlukan 3 elektron ., maka struktur Lewis pembentukan N2

Contoh soal
Jelaskan pembentukan senyawa CO2 menggunakan struktur lewis!
Jawab :
Pembentukan CO2
Konfigurasi elektron 16O : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 sehingga elektron valensi-nya =
6, untuk mencapai konfigurasi elektron yang stabil (sesuai kaidah oktet)
diperlukan 2 elektron.
Konfigurasi elektron 6C : 1s2 2s2 2p2 sehingga elektron valensinya = 4. Untuk
mencapai konfigurasi elektron yang stabil (sesuai kaidah oktet) diperlukan 4
elektron, maka struktur Lewis pembentukan CH4.

b. Ikatan Kovalen Koordinasi

Ikatan kovalen koordinasi adalah Ikatan kovalen yang pasangan elektron yang

digunakan untuk berikatan hanya berasal dari salah satu atom. Coba perhatikan

contoh pembentukan ikatan kovalen koordinasi pada ion H3O+ berikut :

- Reaksi : H2O + H+ → H3O+

- Struktur Lewis :

Modul Kimia SMK Semester Gasal 44

(Tanda panah, → , menunjukkan pasangan elektron ikatan kovalen koordinat
berasal dari atom oksigen).
- Keterangan:
Ion hidronium, H3O+ dibentuk dari molekul H2O yang mengikat ion H+ .
Pada molekul H2O, atom oksigen mempunyai dua pasang elektron bebas
sedangkan ion H+ tidak mempunyai elektron. Ikatan kovalen koordinasi
terbentuk oleh salah satu pasangan elektron bebas dari oksigen dengan ion H+
c. Sifat-sifat fisis ikatan kovalen
1) Senyawa kovalen ada yang membentuk struktur molekul sederhana
misalnya CH4 dan H2O, ada juga yang membentuk struktur molekul raksasa
seperti SiO2. Selain itu ada atom-atom yang membentuk struktur kovalen
raksasa contohnya karbon dalam intan.
2) Titik didih senyawa kovalen bervariasi, ada yang rendah dan sangat tinggi

Tabel 3. Titik didih beberapa senyawa kovalen (Sumber : Visual
encyclopedia)

Struktur molekul sederhana Struktur kovalen raksasa

Zat Titik didih oC Zat Titik didih oC
Metana, CH4 Air, 4830
H2O ─ 161 Intan, C 2355
Klor, Cl2 2230
100 Silikon, Si
─ 35 Silika, SiO2

3) Metana memiliki fase gas, pada setiap molekulnya terdapat ikatan kovalen

yang relatif kuat. Di antara molekul-molekul CH4 terdapat gaya antarmolekul

yang lemah. Pada saat dipanaskan, masing-masing molekul CH4 mudah

berpisah, sehingga titik didih metana rendah.

4) Pada intan, atom C dengan C lainnya berikatan kovalen sangat kuat,

membentuk struktur raksasa sehingga titik didihnya tinggi. Senyawa dengan

struktur molekul raksasa tidak larut dalam air dan tidak menghantarkan

listrik kecuali grafit yaitu karbon pada batu baterai dan isi pensil

4. Ikatan logam
Atom logam mempunyai keelektronegatifan rendah, artinya mereka

cenderung mudah melepaskan elektron terluarnya. Jika atom logam melepaskan
elektron maka terbentuk kation atau ion positif. Elektron-elektron dari atom logam
ditemukan di dalam kisi-kisi logam dan bebas bergerak diantara semua kation,

Modul Kimia SMK Semester Gasal 45