KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Tujuan Pembelajaran Peserta didik mampu menganalisis konfigurasi bohr dari suatu unsur dengan tepat 1. Peserta didik mampu menganalisis konfigurasi mekanika kuantum dari suatu unsur dengan benar 2. Peserta didik mampu menentukan bilangan kuantum utama, azimuth, magnetik, dan spin berdasarkan konfigurasi elektron dengan baik 3. Peserta didik mampu menjelaskan bentuk orbital s,p,d, dan f dengan baik 4. Penyajian Kelas Pada tahap ini guru menjelaskan materi yang akan dipelajari siswa dengan menggunakan media pembelajaran berupa audio visual atau kegiatan kreasi kelompok. Pada tahap ini siswa dituntut untuk lebih fokus dan bersungguh-sungguh mencermati penjelasan dari guru 45
URAIAN MATERI Gambar 17 Jumlah elektron maksimum pada setiap kulit Konfigurasi Elektron Bohr Struktur atom terdiri atas inti atom (proton dan neutron) yang dikelilingi oleh elektron dalam suatu lintasan. Elektron-elektron tersebut tersebar ke dalam beberapa lintasan yang mengelilingi inti atom. Jumlah elektron yang menempati setiap lintasan berbeda-beda. Susunan elektron dalam setiap lintasan atom disebut konfigurasi elektron. Jumlah maksimum elektron yang dapat mengisi setiap kulit dirumuskan dengan 2 (n = kulit yang ditempati elektron). Jumlah elektron maksimum yang dapat ditempati pada setiap kulit adalah: Elektron valensi adalah elektron-elektron yang menghuni kulit terluar dari suatu atom, yaitu kulit yang paling jauh dari inti atom Elektron Valensi Sumber: Tribunnews.com 46
URAIAN MATERI Unsur Natrium memiliki nomor atom sebesar 11. Konfigurasi Bohr dan elektron valensi dari unsur tersebut yaitu... Konfigurasi Bohr K = 2 L=8 M=1 Elektron Valensi Elektron terluar = 1 Unsur Argon memiliki nomor atom sebesar 18. Konfigurasi Bohr dan elektron valensi dari unsur tersebut yaitu... Unsur Natrium memiliki nomor atom sebesar 11. Konfigurasi Bohr dan elektron valensi dari unsur tersebut yaitu... Konfigurasi Bohr K = 2 L=8 M=8 Elektron Valensi Elektron terluar = 8 Contoh Soal 47
URAIAN MATERI Gambar 18. Prinsip Aufbau Konfigurasi Elektron Suatu cara penulisan yang menunjukkan distribusi elektron dalam orbital-orbital pada kulit utama dan subkulit disebut konfigurasi elektron. Pada penulisan konfigurasi elektron perlu dipertimbangkan tiga aturan (asas), yaitu sebagai berikut: Prinsip Aufbau Yaitu elektron-elektron dalam suatu atom berusaha untuk menempati subkulit-subkulit yang berenergi rendah, kemudian baru ke tingkat energi yang lebih tinggi. Dengan demikian, atom berada pada tingkat energi minimum. Jadi, pengisian orbital dimulai dari orbital 1s, 2s, 2p, dan seterusnya. Sumber: Ruangguru.com 48
URAIAN MATERI Dikemukakan oleh Friedrich Hund pada tahun 1930, disebutkan bahwa elektron-elektron dalam orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidak berpasangan. Elektron-elektron baru berpasangan apabila pada subkulit itu sudah tidak ada lagi orbital kosong Kaidah Hund Gambar 19. Prinsip Kaidah Hund Pada tahun 1928, Wolfgang Pauli mengemukakan bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang boleh mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama. Dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth, dan magnetik yang sama dalam satu orbital, harus mempunyai spin yang berbeda. Setiap orbital mampu menampung maksimum dua elektron. Untuk mengimbangi gaya tolak-menolak di antara elektron-elektron tersebut, dua elektron dalam satu orbital selalu berotasi dalam arah yang berlawanan Larangan Pauli Sumber: Cergaz.com 49
URAIAN MATERI Subkulit s (1 orbital) maksimum 2 elektron Subkulit p (3 orbital) maksimum 6 elektron Subkulit d (5 orbital) maksimum 10 elektron Subkulit f (7 orbital) maksimum 14 elektron Gambar 20. Contoh Penyimpangan Konfigurasi Elektron Penyimpangan terjadi pada subkulit d dan f. Penyimpangan pada orbital subkulit d dikarenakan orbital yang setengah penuh (d5 ) atau penuh (d10) bersifat lebih stabil dibandingkan dengan orbital yang hampir setengah penuh (d4 ) atau hampir penuh (d8 atau d 9 ). Dengan demikian, jika elektron terluar berakhir pada d4 , d8 atau d 9 tersebut, maka satu atau semua elektron pada orbital s (yang berada pada tingkat energi yang lebih rendah dari d) pindah ke orbital subkulit d. Penyimpangan Konfigurasi Elektron Sumber: Kabarkan.com 50
URAIAN MATERI Bilangan kuantum utama (n) menyatakan kulit tempat orbital berada. Kulit-kulit tersebut disimbolkan dengan huruf, dimulai huruf K, L, M, N, dan seterusnya. Bilangan kuantum utama (n) terkait dengan jarak rata-rata lautan elektron dari inti (jari-jari = r). Jika nilai n semakin besar, maka jaraknya dengan inti semakin besar pula. n=1 berada pada kulit K n=2 berada pada kulit L n=3 Berada pada kulit M dst Gambar 21. Aturan Bilangan kuantum l Penentuan Bilangan Kuantum Utama (n) Penentuan Bilangan Kuantum Azimuth (l) Bilangan kuantum azimuth menggambarkan bentuk orbital. dan membagi kulit menjadi subkulit. Selain itu, pada atom yang memiliki dua elektron atau lebih bilangan kuantum azimuth(l) juga menyatakan tingkat energi. Untuk kulit yang sama, energi subkulit akan meningkat dengan bertambahnya nilai l. Jadi, subkulit s memiliki tingkat energi yang terendah, diikuti subkulit p, d, f, dst. Sumber: blogspot.com 51
URAIAN MATERI Bilangan kuantum magnetik (m) membagi bilangan kuantum azimut menjadi orbital-orbital. Jumlah bilangan kuantum magnetik (m) untuk setiap bilangan kuantum azimuth (l) dimulai dari m = – l sampai m = + l . Gambar 22. Aturan penentuan bilangan kuantum m Penentuan Bilangan Kuantum Magnetik (m) 52
URAIAN MATERI Bilangan kuantum spin (s) menunjukkan arah putaran atau spin atau rotasi sebuah elektron pada sumbunya. Arah rotasi elektron bisa searah jarum jam (clockwise) atau berlawanan arah dengan jarum jam (anticlockwise). Oleh karena itu diberi nilai ±. Arah rotasi yang searah jarum jam diberi notasi + sedangkan yang berlawanan arah dengan jarum jam diberi notasi –. Gambar 23. Arah putaran elektron Penentuan Bilangan Kuantum Spin (s) Sumber: Khosann.com 53
URAIAN MATERI Tentukan bilangan Kuantum dari unusr Helium dengan nomor atom 2 dan unsur Sulfur dengan nomor atom 16. Bilangan Kuantum Helium Konfigurasi elektron= Bilangan Kuantum: Utama (n)= 1, Azimuth (l)= 0, Magnetik (m) = 0 Spin (s) = -1/2 Bilangan Kuantum Sulfur Konfigurasi elektron = Bilangan Kuantum: Utama (n)= 3, Azimuth (l)= 1, Magnetik (m) = +1 Spin (s) = -1/2 Contoh Soal 54
URAIAN MATERI Bentuk Orbital Orbital s Orbital s berbentuk seperti bola di sekitar inti atom. Ketika tingkat energi elektron meningkat, maka bentuk orbitalnya semakin besar. Gambar 24. Bentuk orbital s Orbital p berbentuk seperti bola terpilin dan menunjuk ke sumbusumbu ruang tertentu. Orbital yang berada pada sumbu X maka disebut Px, orbital yang berada pada sumbu Y maka disebut Py, orbital yang berada pada sumbu Z maka disebut Pz Orbital p Gambar 25. Bentuk orbital p Sumber: Chem8sci.com Sumber: Cheemtube3D.com 55
URAIAN MATERI Orbital d Orbital d berbentuk seperti bola terpilin. Ada 5 orbital subkulit d, Tiga orbital d terletak diantara sumbu ruang dan 2 orbital d terletak pada sumbu ruang. Diantaranya sebagai berikut: Subkulit f memiliki 7 orbital yang memiliki tingkat energi yang setara. Bentuk orbitalnya lebih rumit dan sangat kompleks. Orbital f Gambar 27. Bentuk orbital f Gambar 26. Bentuk orbital d Sumber: Cheemtube3D.com Sumber: Cheemtube3D.com 56
URAIAN MATERI Untuk bentuk orbital s, p, d, dan f secara 3D, kalian dapat mengakses link berikut ini: Bentuk Oribtal s Bentuk Orbital p Bentuk Orbital d Bentuk Orbital f 57 Bentuk Orbital 3D Link Link Link Link
RANGKUMAN Bilangan kuantum terdiri dari bilangan kuantum utama, azimuth, magnetik, dan spin. 1. Konfigurasi elektron merupakan cara penulisan distribusi elektron dalam orbital-orbital pada kulit utama dan subkulit 2. Asas yang perlu diperhatikan dalam konfigurasi elektron mekanika kuantum yaitu prisip aufbau, larangan pauli, dan kaidah hund 3. Elektron valensi adalah elektron-elektron yang menghuni kulit terluar dari suatu atom, yaitu kulit yang paling jauh dari inti atom 4. Orbital s berbentuk seperti bola di sekitar inti atom. Ketika tingkat energi elektron meningkat, maka bentuk orbitalnya semakin besar. 5. Orbital p berbentuk seperti bola terpilin dan menunjuk ke sumbu-sumbu ruang tertentu. 6. 58
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Belajar Dalam Kelompok Diskusi Kelompok Silahkan duduk sesuai dengan kelompok yang telah dibagikan. Diskusikanlah penyelesaian dari soal yang telah disajikan secara berkelompok! ·Carilah literatur terkait guna menambah pengetahuan dan pemahaman mengenai materi yang telah diajarkan. Untuk menyelesaikan soal, kalian dapat saling membandingkan hasil jawaban dengan anggota kelompok Pada tahap ini guru membentuk kelompok yang berisi 5-6 siswa yang heterogen atau berbeda kemampuan, jenis kelamin, suku dan ras. untuk memotivasi siswa untuk saling membantu, antara yang mempunyai kemampuan tinggi, sedang dan rendah dalam memahami materi. Siswa diajak untuk berdiskusi mengenai materi yang telah diajarkan 59
Lengkapilah tabel di bawah ini dengan tepat! LKPD Unsur No. Atom K L M Na 11 Al 8 Mg 2 Ar 8 Cl 17 8 Dari data di atas, tentukanlah bilangan kuantum unsur berikut 2 13 12 2 8 Unsur n l m s Na Al Mg Ar Cl 60
Quiziz Kerjakan latihan soal berikut ini dengan teliti! LATIHAN 61
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Permainan Ayo Bermain Games Pada tahap ini siswa dengan kemampuan yang sama maju ke meja turnamen untuk mewakili kelompoknya. guru membagikan kartu soal untuk dibaca dan dijawab pemain secara lisan. Apabila jawaban pemain benar maka pemain memperoleh poin dan apabila jawaban salah maka pemain tidak memperoleh poin. Setelah semua soal terjawab, semua kelompok homogen kembali menuju kelompok awal untuk melaporkan poin yang didapatkan. Untuk mempermudah perhitungan poin, guru dapat membuat papan poin yang di letakkan di depan kelas, sehingga semua siswa dapat langsung mengetahui poin yang diperoleh kelompoknya. Halo anak-anak, sudah siap bermain games? silahkan cermati terlebih dahulu petunjuk permainannya ya have fun! 62
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Petunjuk Permainan Permainan Dimulai 63 Guru memulai permainan, Setiap perwakilan kelompok yang homogen maju ke depan untuk memilih kartu soal yang ditampilkan pada layar Setelah soal terbuka, siswa diarahkan untuk menjawab soal secara lisan. Guru dapat memvalidasi jawaban siswa, jawaban yang benar akan mendapatkan poin dan jawaban yang salah tidak akan mendapat poin Guru dapat membuat papan poin di depan kelas untuk memudahkan perhitungan total poin Silahkan klik LInk berikut ini untuk mengakses permainan Baamboozle
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Turnamen Penghargaan Kelompok Pada tahap ini guru mengarahkan perwakilan kelompok maju satu persatu kedepan kelas untuk menjawab soal yang dibacakan guru secara berebut. Pemain yang pertama kali mengangkat tangan setelah guru membacakan soal berhak menjawab soal, apabila jawaban benar maka pemain memperoleh poin, apabila jawaban pemain salah maka pemain mendapatkan sanksi berupa pengurangan nilai poin dan soal dilemparkan kepada anggota kelompok homogen untuk diperebutkan kembali Kelompok yang memperoleh poin tertinggi selama permainan dan tkompetisi berlangsung akan mendapatkan reward/hadiah dari guru!. Hadiah dapat berupa poin hadiah dan kata-kata pujian bagi kelompok 64
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Turnamen Permainan Dimulai Guru memulai permainan dengan memilih kartu soal yang akan dibacakan pada sesi turnamen. Setelah soal terbuka, setiap siswa perwakilan kelompok diarahkan untuk mengangkat tangan jika ingin menjawab soal tersebut Siswa yang mengangkat tangan paling cepat akan diberikan kesempatan untuk menjawab soal yang dibacakan Silahkan klik LInk berikut ini untuk mengakses permainan Baamboozle Jawaban yang benar akan mendapatkan poin, sedangkan jawaban yang salah mendapatkan pengurangan poin. 65
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 No Pertanyaan Ya Tidak 1. Apakah kamu sudah memahami materi konfigurasi elektron? 2 Dapatkah kamu menentukan bilangan kuantum suatu unsur berdasarkan konfigurasi elektronnya? 3 Dapatkah kamu menjelaskan perbedaan bentuk orbital? 4 Apakah kamu mengalami kesulitan dalam mempelajari komponen penyusun atom? Refleksi Bila anda memilih tidak pada salah satu atau dua pertanyaan di atas, silahkan pelajari kembali materi tersebut pada modul ini dengan baik dan konsultasikan kepada guru! 66
67 Quiziz Kerjakan soal ujian berikut ini dengan teliti! UJIAN
GLOSARIUM :Bagian penyusun dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur itu sendiri. : Elektroda Negatif :Partikel penyusun atom yang bermuatan negatif :Elektron-elektron yang menghuni kulit terluar dari suatu atom, yaitu kulit yang paling jauh dari inti atom :Atom-atom yang memiliki nomor massa sama, tetapi nomor atom berbeda. :Atom-atom yang memiliki jumlah neutron sama, tetapi jumlah protonnya berbeda. :Atom-atom dari unsur yang sama, tetapi mempunyai nomor massa yang berbeda. Atom Anoda Elektron Elektron Valensi Isobar Isoton Isotop 68
GLOSARIUM : Elektroda positif :Cara penulisan yang menunjukkan distribusi elektron dalam orbital-orbital pada kulit utama dan subkulit :Partikel penyusun atom yang tidak bermuatan :Partikel penyusun atom yang bermuatan positif :Daerah sekitar inti dengan kemungkinan ditemukannya elektron terbesar Katoda Konfigurasi Elektron Neutron Proton Orbital 69
DAFTAR PUSTAKA 70