Struktur Atom

KIMIA KD 3
STRUKTUR ATOM

SUDARTO, S.T.

SMK NEGERI 1 PURWOJATI

BAB 3
STRUKTUR ATOM

A. Tujuan Bab Struktur Atom
3.3 Mengkorelasikan struktur atom berdasarkan konfigurasi elektron u

mentukenentukan letak unsur dalam tabel periodik
4.3 Menentukan letak unsur dalam tabel periodik berdasarkan konfigurasi

elektron

B. Tujuan Pelajaran Struktur Atom
Setelah mempelajari lambang unsur dan persamaan reaksi, peserta didik:

1 Dapat menjelaskan model atom secara tepat dan benar
2. Dapat menganalisis model atom secara jelas dan benar
3 Dapat menjelaskan nomor atom dan nomor massa secara jelas dan benar
4 Dapat menganalisis nomor atom dan nomor massa secara tepat
5 Dapat menjelaskan aturan pengisian elektron secara jelas dan tepat
6 Dapat menjelaskan konfigurasi elektron secara tepat
7 Dapat menentukan konfigurasi elektron secara tepat
8. Dapat menentukan golongan dan periode secara jelas dan benar
9. Terampil menerapkan aturan pengisian elektron secara logis dan bertanggung jawab
10 Terampil menentukan letak unsur dalam sistem periodik secara logis dan tepat

C. Penjelasan

1. Model Atom

Jika Anda memotong satu batang kapur menjadi dua bagian, kemudian dipotong lagi
menjadi dua bagian dan seterusnya maka bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi inilah yang
mengawali berkembangnya konsep atom. Konsep atom itu dikemukakan oleh Demokritos yang
tidak didukung oleh eksperimen yang meyakinkan, sehingga tidak dapat diterima oleh beberapa
ahli ilmu pengetahuan dan filsafat. Pengembangan konsep atom-atom secara ilmiah dimulai oleh
John Dalton (1805), kemudian dilanjutkan oleh Thomson (1897), Rutherford (1911), dan
disempurnakan oleh Bohr (1914).

Hasil eksperimen yang memperkuat konsep atom ini menghasilkan gambaran mengenai
susunan partikel-partikel tersebut di dalam atom. Gambaran ini berfungsi untuk memudahkan
dalam memahami sifat-sifat kimia suatu atom. Gambaran susunan partikel-partikel dasar dalam
atom disebut model atom.

a. Model atom Dalton
• Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
• Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom
yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.
• Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan
sederhana. Misalnya air terdiri atas atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.
• Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan 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.

Gambar 3.1 Model atom Dalton, seperti bola pejal 15
b. Model atom Thomson
Kimia KD 03 Struktur Atom

Atom adalah bola padat bermuatan positif dan di permukaannya tersebar elektron yang
bermuatan negatif.

Gambar 3.2 Model atom Thomson, seperti roti kismis

c. Model atom Rutherford
Atom adalah bola berongga yang tersusun dari inti atom dan elektron yang

mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom.

Gambar 3.3 Model atom Rutherford, seperti tata surya
Kelemahan dari Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke
dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran
energi sehingga lama-kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan
mendekati inti dan jatuh ke dalam inti. Meski teorinya lemah, namun Rutherford telah berjasa
dengan mengenalkan istilah lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit.

d. Model atom Niels Bohr
• Atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang
bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.
• Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau
memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan berkurang. Jika
berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi. Jika
beralih ke lintasan yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi.
• Kedudukan elektron-elektron pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit-kulit
elektron.

Gambar 3.4 Model atom Bohr

Tabel 3.1 Hubungan Lintasan, Kulit dan Bilangan Kuantum

Model Atom Bohr mempunyai beberapa kelemahan:
• Teori atom Bohr hanya dapat menerangkan spektrum atom yang saderhana, misal
Hidrogen, dan tidak dapat menerangkan yang lebih rumit (nomor atom > 1)
• Teori Bohr tidak dapat menjelaskan pengaruh medan magnet dalam atom hidrogen.

Oleh karena itu, tidak mungkin membayangkan elektron beredar mengitari inti menurut suatu
orbit berbentuk lingkaran dengan jari- jari tertentu.

e. Model atom Mekanika Kuantum
Teori Atom Mekanika Kuantum didasarkan pada dualisme sifat elektron yaitu sebagai

gelombang dan sebagai partikel. Menurut de Broglie, cahaya dapat berperilaku sebagai materi

Kimia KD 03 Struktur Atom 16

dan berperilaku sebagai gelombang (dikenal dengan istilah dualisme gelombang partikel).
Menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektron secara
bersamaan, tetapi yang dapat ditentukan hanyalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak
tertentu dari inti. Erwin Schrodinger mengajukan teori yang disebut teori atom mekanika
kuantum ”Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti yang dapat
ditentukan adalah kemungkinan menemukna elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom”.

Daerah dangan kemungkinan terbesar ditemukan elektron disebut orbital. Orbital
digambarkan berupa awan, yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kemungkinan
ditemukan elektron di daerah tersebut. Kemudian Werner Heisenberg mengemukakan bahwa
metode eksperimen yang digunakan untuk menemukan posisi atau momentum suatu partikel
seperti elektron dapat menyebabkan perubahan, baik pada posisi, momentum atau keduanya.
Teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg melahirkan model atom mekanika
kuantum sebagai berikut:

• Posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti.
• Atom mempunyai kulit elektron.
• Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron.
• Setiap subkulit elektron memiliki sub-sub kulit elektron.

2. Nomor Atom Dan Nomor Massa

Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut.
Struktur atom menggambarkan bagaimana partikel-partikel dalam atom tersusun. Atom tersusun
atas inti atom dan dikelilingi elektron-elektron yang tersebar dalam kulit-kulitnya. Secara
sistematis dapat digambarkan partikel-partikel subatom sebagai berikut.

Tabel 3.2 Partikel-partikel dalam Atom

Partikel Penemu Massa (sma) Muatan (sma) Lambang
Elektron J.J. Thomson ≈0 -1 −01
Proton +1 11
Neutron Goldstein 1 0 01
J. Chadwick
1

Sebagian besar atom terdiri dari ruang hampa yang di dalamnya terdapat inti yang sangat

kecil di mana massa dan muatan positifnya dipusatkan dan dikelilingi oleh elektron-elektron

yang bermuatan negatif. Inti atom tersusun atas sejumlah proton dan neutron. Jumlah proton

dalam inti atom menentukan muatan inti atom, sedangkan massa inti ditentukan oleh banyaknya

proton dan neutron.

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. Di mana:

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

Nomor Massa (A) = Jumlah proton + Jumlah neutron atau
Jumlah Neutron = Nomor massa – Nomor atom atau A - Z
Nomor Atom (Z) = Jumlah proton

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)

Kimia KD 03 Struktur Atom 17

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.

c. Isotop, Isobar, dan Isoton
Setelah penulisan lambang atom unsur dan penemuan partikel penyusun atom, ternyata

ditemukan adanya unsur-unsur yang memiliki jumlah proton yang sama tetapi memiliki massa
atom yang berbeda. Ada pula unsur-unsur yang memiliki massa atom yang sama tetapi nomor
atom berbeda. Oleh karena itu, dikenallah istilah isotop, isoton, dan isobar.

1). Isotop
Atom yang mempunyai nomor atom yang sama tetapi memiliki nomor massa yang berbeda
disebut dengan isotop.
Contoh:

Nomor atom 7 Nomor atom 7
Nomor massa 14 Nomor massa 15

2). Isoton
Isoton ialah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda),tetapi
mempunyai jumlah neutron yang sama.Karena nomor atomnya berbeda maka sifat-sifatnya
juga berbeda.
Contoh:

3). Isobar
Isobar adalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi
mempunyai jumlah nomor massa yang sama. Karena nomor atomnya berbeda maka sifat-
sifatnya juga berbeda.
Contoh:

3. Letak Unsur Dalam Tabel Periodik

Penentuan letak unsur dalam tabel sistem periodik yang mencakup golongan, periode dan
blok ditentukan dari konfigurasi elektron dan elektron valensi unsur tersebut. Adapun hal
tersebut sesuai dengan aturan-aturan pengisian elektron.
a. Aturan-aturan pengisian elektron

1). Aturan Aufbau
Pengisian elektron dimulai dari sub kulit yang berenergi rendah sampai penuh,

kemudian pada sub kulit yang tingkat energinya lebih tinggi.

Gambar 3.5 Diagram urutan tingkat energi orbital

Urutan pengisian sub kulit :
1s > 2s > 2p > 3s > 3p > 4s > 3d > 4p > 5s > 4d > 5p > 6s > 4f > 5d > 6p > 7s > 5f > 6d
> 7p

Kimia KD 03 Struktur Atom 18

Contoh konfigurasi elektron
a. 1H : 1s1
b. 2He : 1s2
c. 7N : 1s2 2s2 2p3

2). Asas larangan pauli
Mengemukakan bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang boleh

mempunyai keempat bilangan kuatum yang sama. Dua elektron yang menempati satu orbital
(mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth, dan magnetik yang sama), harus
mempunyai spin yang berbeda. Kedua elektron itu disebut berpasangan dan dapat
dinyatakan dengan diagram sbb: ↑↓
Jumlah maksimum elektron pada kulit ke n = 2n2
Contoh: Jumlah maksimum elektron pada kulit K (n=1) = 2 x 12 = 2

Jumlah maksimum elektron pada kulit M (n=3) = 2 x 32 =18

3). Kaidah Hund
Pada pengisian orbital-orbital dari satu subkulit, mula-mula elektron menempati

orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan.

b. Cara Menuliskan Konfigurasi Elektron
Saat menulis konfigurasi elektron hal yang pertama kali sobat tulis adalah tingkat energi

kemudian subkulit dan terakhir jumlah elektron yang mengisinya (ditulis subscript). Ada tiga
metode utama yang dapat sobat pakai untuk menuliskan konfigurasi elektron yaitu

➢ Cara Orbital Diagram
➢ Notasi spdf
➢ Notasi Gas Mulia
1). Diagram Orbital

Diagram orbital adalah cara visual untuk merekonstruksi konfigurasi dengan menunjukkan
masing-masing orbital secara terpisah berikut putaran elektronnya. Cara ini dilakukan
dengan terlebih dahulu menentukan subkulit (s, p, d, atau f) kemudian baru menuliskan
elektron sesuai aturan-aturan yang disebutkan di atas.

Contoh
Cara menulis konfigurasi elektron dari alumunium.

Jika melihat ke tabel periodik unsur alumunium berada di periode 3 dengan nomor atom
13. Ia berada di blok p. Jadi konfigurasi elektronnya subkulit terakhirnya pasti 3p.
Alumunium akan mengisi penuh orbital 1s, 2s, 2p, dan 3s sebanyak 12 elektron
(2+2+6+2). Jadi sisa 1 elektron akan mengisi sub kulit 3p.

2). Cara Notasi SPDF
Cara berikutnya untuk menuliskan konfigurasi elektron adalah menggunakan notasi spdf.
Notasi spdf ini adalah cara yang paling umum dan paling sering kita gunakan. Meskipun
dengan cara ini kita tidak memakai diagram tapi jumlah elektron untuk setiap tingka energi
dituliskan dalam angka subscript yang mengikuti tingkat energinya. Misalkan ada notasi
spdf 1s2 ini menunjukkan pada tingat energi 1s terisi penuh (2 elektron) dan merujuk pada
konfigurai atom helium.
Contoh
Tuliskan konfigurasi unsur Seng (Z = 30)

Zinc adalah unsur yang berada di blok d maka konfigurai elektronnya jika dituliskan
menggunakan notasi spdf adalaah

Kimia KD 03 Struktur Atom 19

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10

3). Notasi Gas Mulia
Gas mulia memiliki konfigurasi-konfigurasi elektron yang paling stabil dalam artian semua
subkulit mereka akan terus terisi penuh. Dengan demikian ia bisa digunakan sebagai alat
bantu untuk menuliskan konfigurasi elektron dengan notasi yang lebih pendek dan praktis
dibandingkan dengan notasi spdf. Cara menuliskannya adalah menuliskan lambang unsur
gas mulia di dalam kurung siku sebagai pengganti konfigurasi gas mulia tersebut diikuti
dengan konfigurasi sisanya.
Contoh
Pada poin sebelumnya kita sudah mencari konfigurasi elektron dari unsur Zinc sebagai
berikut:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
ternyata
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 adalah konfigurasi dari unsur Ar
Jadi konfigurasi elektron unsur Zinc dapat ditulis dengan lebih pendek menjadi
[Ar] 4s2 3d10

c. Cara menentukan konfigurasi elektron
Pada pembahasan sebelumnya, Anda telah mengetahui bahwa 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. Dengan mengetahui konfigurasi elektron suatu atom, Anda
dapat menentukan nomor golongan, nomor periode, dan elektron valensi suatu atom (jumlah
elektron pada kulit terluar). Terdapat dua cara penentuan konfigurasi elektron yaitu cara per kulit
(cara K L M N) dan cara per subkulit (cara s p d f). Cara per kulit hanya berlaku untuk atom-
atom unsur golongan utama (golongan A). Adapun cara per subkulit selain dapat untuk
menentukan konfigurasi dan elektron valensi golongan utama juga dapat digunakan untuk
menentukan konfigurasi dan elektron valensi atom-atom unsur golongan transisi (golongan B).

1) Cara per kulit saja.

Gambar 3.6 Kulit-kulit pada atom
Lintasan-lintasan (kulit) elektron yang mengelilingi inti atom. Penentuan konfigurasi
elektron cara per kulit didasarkan pada jumlah elektron yang dapat mengisi setiap kulit.
Jumlah maksimum elektron yang dapat mengisi setiap kulit dirumuskan dengan 2n2 (n =
kulit yang ditempati elektron). Jumlah elektron maksimum yang dapat ditempati pada
setiap kulit adalah:
Kulit pertama (kulit K) = 2 elektron
Kulit kedua (kulit L) = 8 elektron
Kulit ketiga (kulit M) = 18 elektron
Kulit keempat (kulit N) = 32 elektron

Cara untuk menentukan konfigurasi elektron suatu atom dengan nomor atom 1–20.
a. Kulit pertama (kulit K) maksimum ditempati 2 elektron.
b. Kulit kedua (kulit L) dan ketiga (kulit M) maksimum ditempati 8 elektron.
c. Kulit keempat (kulit N) maksimum ditempati 18 elektron.
d. Penempatan elektron dimulai dari kulit pertama, kedua, ketiga, dan seterusnya.

Contoh Soal 20
Kimia KD 03 Struktur Atom

1. Tentukanlah konfigurasi elektron atom-atom berikut.
a. O (nomor atom = 8)
b. Na (nomor atom = 11)
c. S (nomor atom = 16)
d. Ca (nomor atom = 20)
Kunci Jawaban :
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.

Cara untuk menentukan konfigurasi elektron suatu atom dengan nomor atom >20.
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

Contoh Soal
2. Tentukanlah konfigurasi elektron atom-atom berikut.

a. Ge (nomor atom = 32)
b. Se (nomor atom = 34)
c. Sr (nomor atom = 38)
d. Ra (nomor atom = 88)

Kunci Jawaban :
a. Nomor atom Ge = 32

kulit K = 2 (maksimum)
kulit L = 8 (maksimum)
kulit M = 18 (maksimum)
kulit N = 4 (sisa)
Jadi, konfigurasinya 2 8 18 4. Elektron pada atom Ge mengisi 4 lintasan yaitu K,
L, M, dan N.
Untuk memudahkan pengerjaan, jawaban dapat ditulis seperti tabel berikut.

Sebelumnya, diinformasikan bahwa dengan mengetahui konfigurasi elektron
suatu atom, Anda dapat menentukan periode dan golongan suatu atom.
2) Cara per subkulit (spdf).

Kimia KD 03 Struktur Atom 21

Menyusun konfigurasi elektron dengan cara subkulit harus berpedoman pada
aturan-aturan pengisian elektron.
Contoh soal:
1. Bagaimana konfigurasi elektron unsur nitrogen dengan nomor atom 7?

Penyelesaian:
7 1s2 2s2 2p3 ➔ 2, 5
d. Menentukan Golongan dan Periode
Letak unsur dalam tabel periodik meliputi golongan dan periode unsur tersebut, sehingga
penentuan golongan dan periode suatu unsur merupakan hal yang sangat penting agar dapat
menentukan posisi suatu unsur dalam tabel periodik

.
Gambar 3.7 Bagan cara mentukan golongan suatu atom
1) Penentuan golongan A (Utama)

Jumlah elektron valensi merupakan golongan unsur tersebut

Contoh:

1. 11 1s2 2s2 2p6 3s1, e.v. = 1 ➔ Golongan IA
2. 8 1s2 2s2 2p4 , e.v. = 2+4 = 6 ➔ Golongan VIA

Penentuan Periode

Periode ditentukan dari kulit terluar (atau jumlah kulit)

Contoh:

1 11 1s2 2s2 2p6 3s1, kulit terluar = 3 ➔ Periode 3

2. 8 1s2 2s2 2p4 , kulit terluar = 2 ➔ Periode 2

11 Na 8 O

2) Penentuan golongan B (Transisi) 22
Kimia KD 03 Struktur Atom

Jumlah elektron di sub kulit s terakhir dan di merupakan golongan unsur tersebut

Contoh:
1. 21 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 , e.v = 3 ➔ Golongan III B
2. 30 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 , e.v = 2+10 = 12 ➔ Golongan I B

Penentuan Periode
Periode ditentukan dari kulit terluar (atau jumlah kulit)
Contoh:
1 21 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1, kulit terakhir = 4 ➔ Periode 4
2. 48 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10, kulit terakhir = 5 ➔ Periode 5

4. Perkembangan Sistem Periodik

a. Pengelompokan Unsur-unsur Berdasarkan Sifat Logam dan Non-logam
Pada awalnya, para ilmuwan mengelompokkan unsur-unsur secara sederhana

berdasarkan perbedaan sifat fisisnya. Misalnya, dengan cara melihat kemampuan suatu unsur
dalam menghantarkan panas atau listrik. Unsur yang mampu menghantarkan panas disebut unsur
logam (contoh: tembaga, besi, dan platinum), sedangkan unsur yang tidak mampu
menghantarkan panas disebut unsur non-logam (contoh: oksigen, nitrogen, dan hidrogen).

Sifat-Sifat Fisis Unsur Logam dan Non-logam

Ternyata, selain unsur logam dan non-logam, masih ditemukan beberapa unsur yang memiliki
sifat logam dan non-logam (unsur metaloid), misalnya unsur silikon, antimon, dan arsen. Jadi,
penggolongan unsur menjadi unsur logam dan non-logam masih memiliki kelemahan.

b. Pengelompokan Unsur-Unsur Berdasarkan Hukum Triade Dobereiner
Pengelompokan unsur berdasarkan perbedaan massa atomnya pertama kali dilakukan

oleh J.W. Dobereiner. Ia menyatakan bahwa setiap golongan terdiri atas tiga unsur, dan unsur
yang terletak di tengah mempunyai massa atom yang besarnya mendekati rerata massa atom dari
unsur pertama dan ketiga. Oleh karena itu, penemuan Dobereiner dikenal dengan Hukum Triade.

c. Pengelompokan Unsur-Unsur Berdasarkan Hukum Oktaf Newlands
Karena tidak semua unsur memenuhi Hukum Triade, para ilmuwan terus mencoba untuk

menemukan metode lain dalam pengelompokan unsur. Pada tahun 1864, John Alexander Reina
Newlands, seorang ahli kimia berkebangsaan Inggris, menyusun

Kimia KD 03 Struktur Atom 23

suatu tabel berdasarkan kenaikan massa atomnya. Tabel ini menunjukkan kemiripan sifat yang
berulang setiap delapan unsur. Jadi, unsur yang kedelapan memiliki kemiripan
sifat dengan unsur pertama. Sedangkan unsur kedua memiliki kemiripan sifat dengan unsur
kesembilan, dan seterusnya. Susunan unsur-unsur tersebut dikenal sebagai Hukum Oktaf
Newlands.

d. Tabel Periodik Mendeleyev
Sistem periodik unsur terus mengalami perkembangan. Pada tahun 1869, ilmuwan dari

Jerman, Julius Lothar Meyer dan Dmitry Mendeleyev dari Rusia, mengembangkan Hukum Oktaf
Newlands yang berkaitan de ngan pengulangan sifat unsur secara periodik.
Penggolongan unsur menurut Mendeleyev masih berdasarkan sifat-sifat kimia unsur. Unsur-
unsur dengan sifat yang mirip diletakkan pada suatu kolom yang disebut golongan. Selain
berdasarkan kemiripan sifat, Mendeleyev juga menentukan urutan unsur berdasarkan kenaikan
massa atom. Mendeleyev berpendapat bahwa urutan unsur berdasarkan kemiripan
sifat lebih utama daripada kenaikan massa atomnya. Dengan demikian, tabel Mendeleyev
memiliki kelemahan, yaitu unsur yang memiliki massa atom lebih besar terletak sebelum unsur
yang memiliki massa atom lebih kecil. Misalnya, massa atom dari unsur tellurium (Te) dan
iodium (I) diduga 128 dan 127 u. Unsur Te dan I disusun terbalik (menurut massa
atom), karena sifat-sifat tellurium masuk dalam golongan VI dan sifat-sifat iodium masuk dalam
golongan VII.

e. Tabel Periodik Modern
Meskipun sistem periodik Mendeleyev masih memiliki beberapa kelemahan, namun

sistem periodiknya jauh lebih baik dibandingkan sistem pengelompokan unsur menurut
Dobereiner dan Newlands. Selanjutnya, seorang ilmuwan muda berkebangsaan Inggris, Henry
Moseley, mampu menyempurnakan sistem periodik Mendeleyev. Pada tahun 1941, Moseley
menyelidiki secara sistematis spektrum sinar X dan mengetahui adanya hubungan antara panjang
gelombang sinar X dengan nomor atomnya. Dari hasil penyelidikannya, Moseley
memodifikasi tabel periodik Mendeleyev dan menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan
nomor atomnya. Tabel periodik inilah yang kita pakai sampai sekarang yang disebut Tabel
Periodik Modern.
Hasil penyusunan Sistem Periodik Modern oleh Moseley

Kimia KD 03 Struktur Atom 24

5. Sifat Periodik Unsur-unsur

Konfigurasi elektron dan elektron valensi berperan penting dalam penentuan
sifat-sifat suatu unsur. Pada tabel periodik, sifat-sifat unsur berulang secara periodik sehingga
disebut sifat periodik unsur. Sifat-sifat periodik meliputi jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas
elektron, dan keelektronegatifan.

a. Jari-jari Atom
Atom tersusun atas inti dan kulit atom. Jarak antara inti dengan kulit terluar suatu atom

dinamakan jari-jari atom. Jari-jari atom dari atas ke bawah dalam satu golongan semakin
besar. Hal ini disebabkan jumlah kulit atomnya semakin ke bawah semakin besar, sehingga jarak
dari inti ke kulit terluarnya juga semakin besar. Untuk unsur yang berada dalam satu periode,
semakin ke kanan jari-jari atomnya semakin kecil. Hal ini terjadi karena dalam satu periode,
setiap unsur memiliki jumlah kulit yang sama, sedangkan jumlah elektron valensinya semakin
banyak. Sehingga, gaya tarik-menarik antara proton dan elektronnya semakin kuat dan
menyebabkan jarak dari inti atom ke kulit terluar semakin kecil

b. Energi Ionisasi
Pada keadaan netral, jumlah muatan positif suatu atom sama dengan jumlah muatan

negatifnya. Suatu atom dapat membentuk ion positif dengan cara melepaskan elektron pada kulit
terluarnya. Untuk dapat melepaskan elektron, atom memerlukan sejumlah energi. Energi
minimum yang diperlukan oleh atom netral dalam keadaan gas untuk melepaskan satu buah
elektron pada kulit terluarnya disebut energi ionisasi. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan,
energi ionisasinya semakin besar. Hal ini terjadi karena dalam satu periode, semakin ke kanan
jari-jari atom semakin kecil, sehingga gaya tarik-menarik antara proton pada inti atom dengan
elektron pada kulit terluarnya semakin besar. Gaya tarik yang semakin besar menyebabkan
elektron pada kuliterluar sulit untuk dilepaskan. Akibatnya, energi ionisasi juga semakin besar.
Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi ionisasi atom semakin kecil. Hal ini juga
dipengaruhi oleh jari-jari atom. Dalam satu golongan, semakin ke bawah jari-jari atom semakin
besar. Akibatnya, gaya tarik-menarik antara proton pada inti atom dengan elektron pada kulit
terluar semakin lemah, sehingga energi ionisasinya semakin kecil.

c. Afinitas Elektron
Suatu unsur dapat membentuk ion positif (melepaskan elektron) dan ion negatif

(menerima elektron). Berkebalikan dengan proses pelepasan elektron, proses penerimaan
elektron akan melepaskan energi. Energi yang dibebaskan oleh atom netral dalam keadaan
gas untuk menerima satu buah elektron disebut afinitas elektron. Dalam satu periode, dari kiri ke
kanan, harga afintas elektron cenderung semakin negatif. Hal ini menyebabkan suatu unsur
semakin mudah menerima elektron. Sebaliknya, dalam satu golongan dari atas ke bawah, harga
afinitas elektron semakin positif, sehingga semakin sulit untuk menerima elektron.

d. Keelektronegatifan
Keelektronegatifan adalah ukuran kemampuan suatu atom untuk menarik pasangan

elektron dalam suatu ikatan. Keelektronegatifan dinyatakan dalam Skala Pauling, di mana harga
keelektronegatifan yang terbesar diberi skala 4,0, sedangkan yang terkecil diberi skala 0,7.
Dalam satu periode, dari kiri ke kanan harga keelektronegatifannya semakin besar. Hal ini terjadi
karena sifat logamnya semakin menurun. Sedangkan untuk unsur-unsur dalam

Kimia KD 03 Struktur Atom 25

satu golongan, dari atas ke bawah harga keelektronegatifannya semakin menurun.

D. Contoh Soal Struktur Atom

1. Hitunglah jumlah proton, elektron dan neutron dari atom-atom di bawah ini!

a. 1399 3919K

b. 4200 +2 4020Ca+2
c. 199 − 199F-

Jawab

a. jumlah proton =19

jumlah elektron =19 sama dengan nomor atom

jumlah neutron = A-Z = 39 -19= 20

b. jumlah proton =20

Karena mempunyai muatan +2, jumlah elektron berkurang 2.

Jumlah elektron = 20-2=18

Jumlah neutron = A-Z = 40-20=20

c. jumlah proton = 9

Karena mempunyai muatan -1 jumlah elekron bertambah 1.

Jumlah elektron = 9+ 1=10

Jumlah neutron = A-Z = 19-9=10

2. Diberikan beberapa unsur sebagai berikut:

Tentukan pasangan-pasangan yang merupakan isotop, isoton dan isobar!

Jawab
11H, 21H dan 21H → isotop (nomor atom 1 semua)
168O dan 188O → isotop (nomor atom 8 semua)
2311Na dan 2411Na → isotop (nomor atom 11 semua)
2411Na dan 2412Mg → isobar (nomor massa sama-sama 24)
2311Na dan 2412Mg → isoton (jumlah neutronnya sama-sama 12, 23 − 11 = 12 dan 24
−12 = 12 juga)

3. Unsur X memiliki 11 proton dan nomor massanya 23. Unsur Y memiliki nomor atom 12

dan memiliki 12 neutron. Tentukan:

a. nomor atom dan nomor massa unsur X

b. nomor atom dan nomor massa unsur Y

c. apakah kedua unsur termasuk isoton, isotop atau isobar

Jawab

a. nomor massa telah disebutkan, tinggal nomor atom unsur X nomor atom = jumlah proton
= 11 → 2311X

b. nomor atom telah disebutkan, tinggal nomor massa unsur Y nomor massa = nomor atom +
jumlah neutron = 24 → 2412X

c. kedua unsur termasuk isoton, dengan jumlah proton sama 12

4. Dengan memperhatikan aturan aufbau dan aturan Hund, gambarlah diagram orbital untuk

unsur.

a. N ( Z = 7 )

b. Mn ( Z = 25 )

Jawab:

5. Tentukanlah jumlah kulit dan elektron valensi unsur-unsur berikut: 26
a. Na (Z = 11)
b. Fe (Z = 26)
Jawab:
a. Na (Z= 11)

Kimia KD 03 Struktur Atom

Konfigurasi elektron Na (Z = 11) : 1s2 2s2 2p6 3s1

Jumlah kulit : 3

Jumlah elektron valensi = 1

b. Fe (Z = 26)

Konfigurasi elektron Fe( Z = 26): [Ar] 3d6 4s2

Kulit valensi Fe: 3d dan 4s

Jumlah elektron valensi Fe: 6 + 2 =8

6. Tentukan periode dan golongan unsur :

a. 11Na !

b. 45Rh

Jawab:

a. 11Na : 1s2 2s2 2p6 3s1

Elektron valensi pada 3s (ns) berjumlah 1 = Golongan IA

Bilangan n terbesar 3 = Periode 3

b. 45Rh : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d7 5s2

Elektron valensi pada 5s 4d (ns (n-1)d) berjumlah 9 = Golongan VIIIB

Bilangan n terbesar 5 = Periode 5

E. Soal Struktur Atom
1. Menurut teori atom Dalton, dapatkan manusia membuat unsur baru? Jelaskan!
2. Apakah kelemahan model atom Rutherford?
3. Sebuah atom berpindah dari kulit L ke kulit M, apakah elektron tersebut akan menyerap atau

melepas energi jelaskan berdasar teori atom Niels Bohr!
4. Jelaskan prinsip ketidakpastian Heisenberg!
5. Magnesium mempunyai nomor atom 12 dan nomor massa 25. Tentukan jumlah elektron

pada ion Magnesium!
6. Unsur Cl dengan nomor atom 17 dan nomor massa 35. Berapakah proton, elektron dan

neutronnya?
7. Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutron yang terdapat pada kation Ca2+, jika

diketahui nomor atom dan nomor massanya adalah 20 dan 40.
8. Tentukan nomor atom dan nomnor massa atom dari unsur yang inti atomnya mengandung

20 proton dan 20 neutron!
9. Ion kalium mengandung 19 proton, 18 elektron, dan 20 neutron. Bagaimana lambang ion

kalium tersebut?
10. Apa yang dimaksud dengan isotop, isoton dan isobar ?
11. Pada isotop unsur 5626Fe dan 22688Ra, tentukan jumlah proton dan neutron kedua unsur secara

berturut-turut !
12. Diketahui kelompok unsur

Pilihlah unsur-unsur dalam daftar di atas ke dalam:
a. kelompok isotop,
b. kelompok isoton,
c. kelompok isobar.
13. Suatu unsur mempunyai konfigurasi elektron 2, 8, 18, 3. Salah satu isotop unsur tersebut
mempunyai neutron 36. Berapa nomor massa isotop tersebut?
14. Kalsium mempunyai nomor atom 20, tentukan susunan elektron pada kulit K, L, M, dan N !
15. Tentukanlah jumlah kulit dan elektron valensi unsur
a. Cl (Z = 17)
b. Ca2+ (Z = 20)
c. Br - (Z = 35) !
16. Apakah ion Na+ isoelektron dengan F-? jika iya, mengapa? Jika tidak mengapa?
17. Tentukan periode dan golongan unsur
a. 31Ga
b. 29Cu
c. 26Fe!

Kimia KD 03 Struktur Atom 27

18. Nomor atom unsur Cl = 17. Tentukan elektron valensi yang terdapat dalam ion Cl !
19. Suatu unsur mempunyai jumlah kulit 3 dan elektron valensi 6, tentukan nomor atom unsur

tersebut!
20. Jelaskan dasar pengelompokan unsur-unsur!
21. Terangkan pengelompokan unsur menurut Dobereiner. Agar lebih jelas, berilah contohnya.
22. Mengapa pengelompokkan unsur menurut Newlands disebut Hukum Oktaf?
23. Terangkan perkembangan dasar pengelompokan unsur-unsur secara singkat.
24. Jelaskan perbedaan sifat unsur logam dan non-logam. Agar lebih jelas, berilah contohnya

masing-masing.
25. Jelaskan kelebihan dan kekurangan pengelompokan unsur oleh Dobereiner dan Oktaf

Newlands.
26. Jelaskan sistem periodik unsur menurut Moseley.
27. Jelaskan hubungan jari-jari atom dengan jumlah kulit pada suatu atom.
28. Jelaskan kecenderungan energi ionisasi dalam satu periode dan satu golongan.
29. Mengapa afinitas elektron dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin kecil?

Jelaskan jawaban kalian.
30. Mengapa unsur-unsur yang terletak pada golongan VIIA memiliki harga keelektronegatifan

yang besar? Jelaskan secara singkat.

Kimia KD 03 Struktur Atom 28