BAHAN AJAR KIMIA X SMA/MA

i

ii KATA PENGANTAR Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan bahan ajar kimia kelas x untuk SMA/SMK/MA. Bahan ajar ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan bahan ajar ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan bahan ajar ini. Terlepas dari semua itu, kami meyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ilmiah ini. Akhir kata kami berharap semoga bahan ajar kimia kelas x untuk SMA/SMK/MA ini dapat memberikan manfaat maupun inspirasi terhadap pembaca.

iii DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL……………………………………………………………........................................ i KATA PENGANTAR…………………………………………………………......................................... ii DAFTAR ISI…………………………………………………………………….......................................... iii KI DAN KD.................................................................................................................. iv URAIAN MATERI Ilmu Kimia...............................………………………………………......................... 1 Perkembangan Model Atom…………………………………………......................... 15 Sistem Periodik Unsur……………………………………………................................ 30 Ikatan Kimia………………………………………………….......................................... 33 Bentuk Molekul ………………………………………………….................................... 35 Sifat Fisik Senyawa Ion dan Senyawa Kovalen………………………................. 38 Daya Hantar Listrik Larutan...................................................................... 39 Reaksi Redoks............................................................................................ 41 Hukum Dasar Kimia................................................................................... 49 DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................... 57

iv KI dan KD Kimia Kelas 10 KOMPETENSI INTI 3 (PENGETAHUAN) KOMPETENSI INTI 4 (KETERAMPILAN) 3. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan. Kompetensi Dasar Kompetensi Dasar 3.1 Menjelaskan metode ilmiah, hakikat ilmu Kimia, keselamatan dan keamanan di laboratorium, serta peran kimia dalam kehidupan. 4.1 Menyajikan hasil rancangan dan hasilpercobaan ilmiah. 3.2 Menganalisis perkembangan model atom dari model atom Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, dan Mekanika Gelombang. 4.2 Menjelaskan fenomena alam atau hasil percobaan menggunakan model atom. 3.3 Menjelaskan konfigurasi elektron dan pola konfigurasi elektron terluar untuk setiap golongan dalam tabel periodik. 4.3 Menentukan letak suatu unsur dalam tabel periodik berdasarkan konfigurasi elektron. 3.4 Menganalisis kemiripan sifat unsur dalam golongan dan keperiodikannya. 4.4 Menyajikan hasil analisis data-data unsur dalam kaitannya dengan kemiripan dan sifat keperiodikan unsur. 3.5 Membandingkan ikatan ion, ikatan kovalen, ikatan kovalen koordinasi, dan ikatan logam serta kaitannya dengan sifat zat. 4.5 Merancang dan melakukan percobaan untuk menunjukkan karakteristik senyawa ion atau senyawa

v kovalen berdasarkan beberapa sifat fisika. 3.6 Menerapkan Teori Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR) dan Teori Domain elektron dalam menentukan bentuk molekul. 4.6 Membuat model bentuk molekul dengan menggunakan bahan-bahan yang ada di lingkungan sekitar atau perangkat lunak komputer. 3.7 Menghubungkan interaksi antar ion, atom dan molekul dengan sifat fisika zat. 4.7 Menerapkan prinsip interaksi antar ion, atom dan molekul dalam menjelaskan sifat-sifat fisik zat di sekitarnya. 3.8 Menganalisis sifat larutan berdasarkan daya hantar listriknya. 4.8 Membedakan daya hantar listrik berbagai larutan melalui perancangan dan pelaksanaan percobaan. 3.9 Mengidentifikasi reaksi reduksi dan oksidasi menggunakan konsep bilangan oksidasi unsur. 4.9 Menganalisis beberapa reaksi berdasarkan perubahan bilangan oksidasi yang diperoleh dari data hasil percobaan dan/ atau melalui percobaan. 3.10 Menerapkan hukum-hukum dasar kimia, konsep massa molekul relatif, persamaan kimia, konsep mol, dan kadar zat untuk menyelesaikan perhitungan kimia. 4.10 Menganalisis data hasil percobaan menggunakan hukum-hukum dasar kimia kuantitatif.

1 ILMU KIMIA Apakah yang ada didalam pikiran kalian ketika mendengar kata “Kimia” ? Apakah zatzat yang berbahaya selalu berhubungan dengan racun atau ledakan ?. Kebanyakan orang pasti berpikiran seperti itu. Tanpa kita sadari, ilmu kimia tidak terlepas dalam kehidupan sehari-hari kita. Misalnya, kamu mandi menggunakan sabun, dan sarapan dengan minum susu . Coba kalian perhatikan gambar dibawah ini! Agar kalian lebih memahami ilmu kimia berikut akan dijelaskan secara terperinci hal-hal yang berhubungan dengan ilmu kimia. kitapastibisa.id Dream.co.id Gambar 1.1 Produk – produk Kimia dalam Kehidupan Sehari - hari 1. Ilmu Kimia Kimia (dari bahasa Arab, kimiya = perubahan benda/zat atau bahasa Yunani khemeia). Ilmu kimia adalah ilmu yang mempelajari mengenai komposisi, struktur, dan sifat zat serta perubahan. Materi adalah segala sesuatu yang memiliki masa dan memiliki volume, atau menempati ruang. a. Susunan materi Susunan materi yang dimaksud adalah tentang unsur, senyawa, dan campuran. • Unsur adalah zat paling sederhana yang sudah tidak bisa dibagi lagi, contohnya Na, H, O, Fe, dan C. • Senyawa adalah zat yang terbentuk dari gabungan beberapa unsur dengan perbandingan tertentu. Contoh senyawa adalah CO2, H2O, dan CaCO3. • Campuran adalah gabungan antara dua zat atau lebih di mana sifat penyusunnya tidak berubah. Contoh campuran adalah larutan gula, susu, air kanji, dan sebagainya b. Struktur materi Struktur materi menjelaskan tentang ikatan yang terjadi antaratom sampai terbentuk molekul unsur, molekul senyawa, atau ion. Contoh molekul unsur adalah O2, N2, H2, dan P4. Contoh molekul senyawa adalah CO2, H2O, dan CaCO3 Contoh ion adalah Na+, Cl–, dan Ca2+ URAIAN MATERI

2 c. Sifat materi Sifat materi yang dimaksud lebih mengarah ke sifat-sifat kimia suatu zat, misalnya mudah terbakar, mudah mengalami korosi, mudah bereaksi dengan zat lain, dan sebagainya. d. Perubahan materi Perubahan materi dibedakan menjadi dua, yaitu perubahan fisik dan perubahan kimia. Perubahan fisika adalah perubahan yang tidak menghasilkan zat baru, contohnya lilin yang dibakar, es mencair, dan sebagainya. Perubahan kimia adalah perubahan yang menghasilkan zat baru akibat adanya reaksi kimia, contohnya besi berkarat, kayu dibakar menjadi abu, dan nasi menjadi basi. Penggolongan materi secara garis besarnya bisa kalian lihat pada skema dibawah ini : Gambar 1.2 Skema Penggolongan Materi Hakikat ilmu kimia adalah bahwa benda itu bisa mengalami perubahan bentuk, maupun susunan partikelnya menjadi bentuk yang lain sehingga terjadi deformasi, perubahan letak susunan, ini mempengaruhi sifat-sifat yang berbeda dengan wujud yang semula. 2. Peranan Ilmu Kimia Seiring dengan perkembangan zaman yang semakin pesat, baik dalam bidang informasi, komunikasi dan IPTEK. Ilmu kimia juga semakin berkembang secara siknifikan, ini ditandai dengan digunakannya ilmu kimia dalam produk-produk yang dihasilkan manusia, seperti : sabun, detergen, pasta gigi, sampo, kosmetik, obat, dan produk-produk yang dibutuhkan lainnya. Ilmu kimia juga sangat berpengaruh dan memiliki peran yang penting dalam perkembangan ilmu lain, seperti : geologi, pertanian, kesehatan dan dalam menyelesaikan masalah global. Peran ilmu kimia untuk membantu pengembangan ilmu lainnya seperti; a. pada bidang geologi, sifat-sifat kimia dari berbagai material bumi dan teknik analisisnya telah mempermudah geolog dalam mempelajari kandungan material bumi; logam maupun minyak bumi. b. Pada bidang pertanian, analis kimia mampu memberikan informasi tentang kandungan tanah yang terkait dengan kesuburan tanah, dengan data tersebut para petani dapat menetapkan tumbuhan/tanaman yang tepat. Kekurangan zatzat yang dibutuhkan tanaman dapat dipenuhi dengan pupuk buatan, demikian pula dengan serangan hama dan penyakit dapat menggunakan pestisida dan Insektisida. c. Dalam bidang kesehatan, ilmu kimia cukup memberikan kontribusi, contohnya penemuan jalur perombakan makanan seperti karbohidrat, protein dan lipid. Hal ini mempermudah para ahli bidang kesehatan untuk mendiagnosa berbagai penyakit. Interaksi kimia dalam tubuh manusia dalam sistem

3 pencernaan, pernafasan, sirkulasi, ekskresi, gerak, reproduksi, hormon dan sistem saraf, juga telah mengantarkan penemuan dalam bidang farmasi khususnya penemuan obat-obatan d. Dalam bidang hukum ilmu kimia dibutuhkan ketika terjadi kejahatankejahatan ataupun pembunuhan, dengan begitu dibutuhkan sample hasil tes DNA, yang menggunakan ilmu kimia. Dalam mempelajari suatu fenomena, kejadian, sifat, dan perumusan suatu kesimpulan, perlu dilakukan suatu kerja ilmiah yang berlandaskan pada fakta – fakta yang sebenarnya. Kerja ilmiah merupakan kegiatan yang bertujuan untuk memecahkan suatu masalah dan menjawab suatu persoalan terkait dengan segala sesuatu yang dapat dipelajari dan dilakukan dengan menggunakan metode ilmiah dan sikap ilmiah 1. Metode Ilmiah Ilmu kimia menjawab banyak permasalahan berlandaskan eksperimen dan penalaran akal sehat. Eksperimen yang dilakukan harus sistematis dan logis. Oleh karena itu, diperlukan suatu metode standar dalam pelaksanaannya, maka digunakanlah metode ilmiah. Metode ilmiah adalah metode sains yang menggunakan langkah-langkah ilmiah dan rasional untuk mengungkapkan suatu permasalahan yang muncul dalam pemikiran kita. Langkah awal suatu penelitian adalah melakukan perencanaan. Perencanaan ini sangat penting untuk keberhasilan suatu eksperimen. Oleh karena itu, rancanglah suatu rencana penelitian secara runut dan mendetail. Langkah-langkah metode ilmiah apakah yang harus dilakukan dalam merencanakan suatu penelitian ilmiah? Langkah- langkah metode ilmiah yang harus kalian lakukan adalah sebagai berikut: a. Merumuskan Masalah Penelitian dimulai dengan merumuskan masalah. Kamu tahu nggak apa yang dimaksud dengan “masalah”? Dalam kajian ilmiah, masalah didefinisikan sebagai sesuatu yang harus diteliti untuk memperoleh jawaban atas suatu pertanyaan. Masalah dirumuskan dalam bentuk pertanyaan ilmiah yang bersifatterbuka yang memungkinkan adanya jawaban yang beragam. Rumusan pertanyaan ini perlu dicari jawabannya melalui eksperimen. b. Menemukan Hipotesis Setelah berhasil merumuskan, kamu bisa mengajukan jawaban sementara atas pertanyaan, yang bernama lain hipotesis. Hipotesis itu harus logis dan diajukan berdasarkan fakta. c. Menetapkan Variabel Penelitian Variabel percobaan merupakan faktor yang dapat mempengaruhi hasil penelitian. Ada tiga jenis variabel, yaitu variabel bebas, variabel terikat/bergantung dan variabel tetap. Variabel bebas adalah variabel yang sengaja diubah – ubah untuk dilihat pengaruhnya terhadap hasil percobaan, Variabel terikat adalah variabel yang diukur atau diamati sebagai hasil percobaan. Variabel tetap adalah variabel yang tidak diubah. d. Menetapkan Prosedur Kerja Prosedur kerja merupakan langkah-langkah kerja yang terperinci dan runtut. Urutan langkah kerja ini dibuat ringkas namun dapat menggambarkan secara tepat pekerjaan yang harus dilakukan. Data tersebut akan memudahkan pelaksanaannya, langkah kerja sebaiknya dibuat dalam bentuk diagram alir.

4 e. Mengumpulkan Data Setiap gejala yang terjadi dalam percobaan harus dicatat saat itu juga. Dengan begitu, teman-teman dapat memperoleh data yang lebih akurat. Selanjutnya, kalian perlu mengorganisasi untuk memudahkan dalam menganalisis dan mengumpulkan hasil percobaan. Oleh karena itu, teman-teman perlu menyiapkan tabel data pengamatan sebelum melakukan percobaan. f. Mengolah dan Menganalisis Data Tabel dan grafik merupakan alat yang sangat bermanfaat untuk menyusun dan menganalisis data. Tabel dan grafik ini menampilkan bagaimana variabel terikat berubah sebagai respon terhadap perubahan variabel bebas. Analisis data juga dapat dilakukan dengan menggunakan program komputer untuk pengolahan data. g. Membuat Kesimpulan Hasil analisis data menghasilkan suatu pola atau kecenderungan. Pola ini dapat dijadikan landasan untuk menarik sebuah kesimpulan. Kesimpulan adalah suatu pernyataan yang merangkum apa yang sudah dilakukan dalam kegiatan penelitian. Dalam menyusun suatu kesimpulan, kalian harus memutuskan apakah data yang dikumpulkan mendukung hipotesis atau tidak. Selain itu, kalian juga harus mengulang suatu penelitian beberapa kali sebelum dapat menarik suatu kesimpulan. h. Mengkomunikasikan Hasil Penelitian Mengapa harus mengkomunikasikan penelitian? Sosialisasi hasil penelitian penting dilakukan agar hasil penelitian teman-teman diketahui pihak lain. Bagaimanakah cara mengomunikasikan suatu hasil penelitian? Suatu hasil penelitian dapat dikomunikasikan melalui dua cara, yaitu tertulis dan lisan. Untuk lebih memahami mengenai metode ilmiah, baca dan fahamilah uraian singkat mengenai metode ilmiah di bawah ini dengan cermat ! Pada sekitar tahun 1958 terjadi masalah (kasus) wabah penyakit di Kota Minamata Jepang, dimana ratusan orang mati akibat penyakit yang aneh dengan gejala kelumpuhan saraf. Mengetahui hal tersebut maka para ahli kesehatan menemukan masalah yang harus segera diamati dan dicari penyebabnya. Melalui pengamatan yang mendalam dari data sosial budaya (kebiasaan pola makan) dan data klinis dapat ditarik suatu hipotesis bahwa penyakit minamata disebabkan oleh logam berat (air raksa). Untuk membuktikan benar tidaknya hipotesis tersebut, maka dilakukan eksperimen. Setelah dilakukan eksperimen maka diperolehlah data yang selanjutnya data tersebut dianalisis dan diolah. Dari hasil analisa data diperoleh kesimpulan bahwa air laut dan ikan‐ikan diteluk Minamata banyak mengandung logam berat. Demikian juga orang‐ orang yang terkena penyakit aneh tersebut semuanya mempunyai kadar air raksa yang tinggi di dalam tubuhnya. Kemudian disusun suatu teori bahwa penyakit tersebut diakibatkan oleh keracunan logam merkuri akibat adanya ikan yang mengandung logam berat (air raksa) 2. Sikap Ilmiah Sikap ilmiah merupakan sikap yang harus ada pada diri seorang ilmuwan atau akademisi ketika menghadapi persoalan-persoalan ilmiah untuk dapat melalui proses penelitian yang baik dan hasil yang baik pula. Rumusan di atas diartikan bahwa sikap ilmiah mengandung tiga komponen yaitu komponen kognitif, komponen afektif, dan komponen tingkah laku. Sikap ilmiah dapat dijabarkan menjadi :

5 a. Sikap ingin tahu diwujudkan dengan selalu bertanya-tanya tentang berbagai hal. Mengapa demikian? Apa saja unsur-unsurnya? Bagaimana kalau diganti dengan komponen yang lain? Dan seterusnya. b. Sikap kritis direalisasikan dengan mencari informasi sebanyak-banyaknya, baik dengan jalan bertanya kepada siapa saja yang diperkirakan mengetahui masalah maupun dengan membaca sebelum menentukan pendapat untuk ditulis. c. Sikap terbuka dinyatakandengan selalu bersedia mendengarkan keterangan dan argumentasi orang lain. d. Sikap objektif diperlihatkan dengan cara menyatakan apa adanya, tanpa dibarengi perasaan pribadi. e. Sikap rela menghargai karya orang lain diwujudkan dengan mengutip dan menyatakan terima kasih atas karangan orang lain, dan menganggapnya sebagai karya yang orisinal milik pengarangnya. f. Sikap berani mempertahankan kebenaran diwujudkan dengan membela fakta atas hasil penelitiannya. g. Sikap menjangkau ke depan dibuktikan dengan sikap futuristic, yaitu berpandangan jauh, mampu membuat hipotesis dan membuktikannya dan bahkan mampu menyusun suatu teori baru. 3. Laboratorium Kimia Laboratorium kimia adalah tempat atau ruangan yang didalamnya terdapat alat – alat dan bahan – bahan kimia beraneka ragam yang digunakan untuk melakukan eksprimen dengan memperhatikan keamanan dan keselamatan kerja. Karena penggunaan bahan – bahan alat –alat dan bahan – bahan kimia tersebut berpotensi terjadinya kecelakaan kerja. Berikut akan diuraikan hal – hal yang berkaitan dengan Laboratorium kimia. a. Bahan Kimia Didalam Laboratorium kimia tentunya banyak bahan – bahan yang dipergunakan untuk melakukan percobaan. Bahan – bahan tersebut tentunya memiliki sifat yang berbeda-beda antara yang satu dengan yanglain. Ada yang mudah menguap,ada yang mudah terbakar,ada yang bersifat korosif, dan lain – lain. Untuk itu kalian perlu mengetahui simbol- simbol dari bahan – bahan tersebut agar tidak terjadi hal yang tidak diinginkan. Berikut ini dijelaskan simbol-simbol bahaya termasuk notasi bahaya dan huruf kode (catatan: huruf kode bukan bagian dari simbol bahaya). Kemasan bahan kimia dapat mengandung satu bahkan lebih simbol bahaya. No Simbol dan Nama Kode Keterangan Contoh 1 Explosive (bersifat mudah meledak) E Ledakan akan dipicu oleh suatu reaksi keras dari bahan. Energi tinggi dilepaskan dengan propagasi gelombang udara yang bergerak sangat cepat. Resiko ledakan dapat ditentukan dengan metode yang diberikan dalam Asam nitrat dapat menimbulkan ledakan jika bereaksi dengan beberapa solven seperti aseton, dietil eter, etanol, dll. Contoh yang lain KClO3, NH4NO3, (NO2)3CH3

6 No Simbol dan Nama Kode Keterangan Contoh Law for Explosive Substances. 3 Extremely flammable (ama t sangat mudah terbakar) F Bahan-bahan dan formulasi yang ditandai dengan notasi bahaya. EXTREMELY FLAMMABLE merupakan likuid yang memiliki titik nyala sangat rendah (di bawah 00C) dan titik didih rendah dengan titik didih awal (di bawah +350C). Bahan amat sangat mudah terbakar berupa gas dengan udara dapat membentuk suatu campuran bersifat mudah meledak di bawah kondisi normal. Contoh bahan dengan sifat tersebut adalah dietil eter (cairan) dan propane (gas) 4 Flammable (mudah terbakar) Bahan kimia memiliki titik nyala rendah dan mudah menyala/terbakar dengan api bunsen, permukaan metal panas atau loncatan bunga api Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya minyak terpentin, dietil eter (C2H5OC2H5), karbon disulfide (CS2), asetilena (C2H2). 5 Toxic (beracun) T notasi bahaya TOXIC dapat menyebabkan kerusakan kesehatan akut atau kronis dan bahkan kematian pada konsentrasi sangat rendah jika masuk ke tubuh melalui inhalasi, melalui mulut (ingestion),atau kontak dengan kulit. solven-solven seperti metanol (toksik) dan benzene (toksik, karsinogenik). karbon tetraklorida (CCl4), Hidrogen sulfida (H2S), Benzena (C6H6)

7 No Simbol dan Nama Kode Keterangan Contoh 7 Corrosive (korosif) C Bahan dan formulasi dengan notasi CORROSIVE adalah merusak jaringan hidup. Jika suatu bahan merusak kesehatan dan kulit hewan uji atau sifat ini dapat diprediksi karena karakteristik kimia bahan uji, seperti asam (pH <2) dan basa (pH>11,5), ditandai sebagai bahan korosif. Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya asam mineral seperti HCl dan H2SO4maupun basa seperti larutan NaOH (>2%). 8 Nature Polluting Bahan berbahaya bagi lingkungan N Bahan dan formulasi dengan notasi DANGEROUS FOR ENVIRONMENT adalah dapat menyebabkan efek tiba-tiba atau dalam sela waktu tertentu pada satu kompartemen lingkungan atau lebih (air, tanah, udara, tanaman, mikroorganisme) dan menyebabkan gangguan ekologi. Contoh bahan yang memiliki sifat tersebut misalnya tributil timah kloroda, tetraklorometan, dan petroleum hidrokarbon seperti pentana dan petroleum bensin, serta AgNO3, Hg2Cl2, HgCl2 b. Alat – alat Laboratorium Peralatan yang ada di laboratorium berbeda-beda, tergantung pada jenisnya. Adapun jenis dari laboratorium ada beberapa macam yaitu, laboratorium dalam bidang kimia, biokimia, kesehatan, patologi, teknologi, mikrobiologi dan masih banyak yang lainnya. Agar lebih jelas mengenai Alat-alat Laboratorium beserta fungsinya masing-masing, cermati ulasan singkat di bawah ini.

8 No Gambar Alat Nama Kegunaan 1 Erlenmeyer Sebagai wadah untuk membuat serta mencampur larutan tertentu

9 No Gambar Alat Nama Kegunaan 2 Gelas Kimia (Beaker Glass) untuk mencegah kontaminasi berbahaya akibat cairan kimia. 3 Pipet Tetes sebagai pemindah cairan dalam jumlah yang kecil. Sesuai dengan namanya, pipet jenis ini hanya bisa memindahkan cairan dalam bentuk tetesan saja. 4 Gelas Ukur untuk menakar cairan tertentu secara tepat dan akurat. Alat ini biasanya digunakan bersamaan dengan pipet jenis tetes agar volume cairan bisa diambil dengan tepat. 5 Tabung Reaksi dan Rak Tabung Rea Reaksi Tabung Reaksi : untuk mereaksikan zat –zat Rak Tabung Reaksi: sebagai tempat tabung reaksi

10 6 Pipet Volume untuk mengambil atau memindahkan cairan dengan volume yang sudah ditentukan.

11 No Gambar Alat Nama Kegunaan 7 Labu Ukur Untuk membuat dan mengencerkan larutan 8 Pelat Tetes sebagai penguji keasaman suatu larutan atau mereaksikan larutan . Plat tetes terbuat dari bahan porselen dan umumnya tersedia dalam jumlan 6, 12 dan 16 lubang tetes. 9 Batang Pengaduk Membantu mencampurkan zat yang dilarutkan 10 Mortar dan Alu Untuk menggerus/menghaluskan zat yang masih berupa padat atau kristal 11 Pembakar Spirtus memanasi larutan atau membakar zat proses percobaan kimia

12 No Gambar Alat Nama Kegunaan 12 Buret untuk titrasi dengan presisi tinggi, atau bisa juga untuk mengukur volume suatu larutan 13 Kaki Tiga sebagai penahan kawat kasa dan penyangga ketika proses pemanasan. 14 Penjepit untuk menjepit tabung reaksi disaat proses pemanasan. Atau bisa juga digunakan untuk mengambil kertas saring dan benda-benda lab lain disaat kondisi alat tersebut panas. c. Manajemen Laboratorium Manajemen adalah proses dalam mencapai suatu sasaran dengan penggunaan sumber daya secara efektif. Manajemen Laboratorium sendiri diartikan sebagai pelaksanaan dalam pengadministrasian, perawatan, penanganan, perencanaan untuk pengembangan secara efektif dan efisien sesuai dengan tujuan. Manajemen Laboratorium mencakup kegiatan perencanaan, pengorganisasian, penggerakan serta pengawasan. Hali ini bertujuan untuk mengatur dan memelihara alat dan bahan yang terdapat didalam Laboratorium dan menunjang keamanan dan keselamatan kerja di laboratorium. 4. Keamanan dan Keselamatan Kerja Keselamatan kerja di laboratorium adalah usaha pencegahan agar kegiatan di laboratorium terhindar dari kecelakaan.Untuk menghindariterjadinya hal-hal yang tidak diinginkan maka perlu diperhatikan hal-hal berikut selama di laboratorium: • Sedapat mungkin menggunakan laboratorium yang lengkap dan standar, yaitu laboratorium yang memiliki fasilitas seperti lemari asam, penyemprot mata

13 ketika mata terkena bahan kimia, shower untuk menyemprot tubuh tatkala tubuh terkena bahan kimia, dll. • Berhati-hati terhadap asam dan basa kuat. Jangan menambah air ke asam atau basa pekat, tetapi kerjakan sebaliknya (asam ditambahkan ke air melalui dinding labu). • Jika mengambil bahan gas berbahaya, kerjakan di lemari asam dan gunakan sarung tangan pelindung. • Bahan-bahan kimia yang telah diambil tidak boleh dikembalikan ke dalam botol penyimpanan. • Limbah laboratorium harus ditangani dengan benar. • Jika bahan kimia beracun atau uap telah memenuhi ruangan maka laboratorium harus dievakuasi. • Zat kimia yang tertuang di meja praktikum atau di lantai dinetralkan terlebih dahulu. • Beberapa pelarut, misalnya eter dan hidrokarbon, dapat membentuk peroksida yang eskplosif secara spontan waktu disimpan. • Selama kerja di laboratorium, gunakan baju laboratorium lengan panjang dan harus dikancingkan dengan baik untuk melindungi diri dan mencegah konstaminasi pada baju yang digunakan sehari-hari. • Berhati-hati jika bekerja dengan asam kuat, reagen korosif, serta reagen-reagen yang volatil dan mudah terbakar. • Gunakan kacamata pengaman (goggle) • Bagi yang menggunakan lensa kontak, berhati-hatilah agar tidak ada bahan kimia yang masuk ke mata. • Gunakan sarung tangan seperlunya. • Saat membaca tinggi larutan pada buret atau gelas ukur, posisi mata harus sejajar dengan permukaan cairan dalam buret atau gelas ukur. • Jangan membau zat kimia langsung dengan hidung, tetapi kibaskan gas dengan tangan sampai bau tercium. • Jangan makan dan minum di laboratorium. • Jangan menggunakan bahan kimia yang tidak jelas labelnya. 5. Merancang dan Melaporkan Percobaan Percobaan merupakan usaha sistematis yang sengaja dibuat dan diatur oleh seorang peneliti untuk memperoleh petunjuk yang valid dan reliabel (terpercaya). Pembelajaran ilmu kimia tidak dapat dipisahkan dari percobaan, sebelum dilakukan percobaan maka perlu membuat rancangan percobaan. Hal – hal yang dimuat di dalam rancangan percobaan adalah : tujuan percobaan, pemilihan alat dan bahan, menetapkan variabel, menentukan langkah kerja, dan hasil pengamatan. Ayoo kita berlatih membuat rancangan percobaan!

14 Rancangan Percobaan 1. Tujuan percobaan 2. Alat dan bahan 3. Variabel percobaan (bebas, terkontrol, dan terikat) 4. Langkah-langkah percobaan 5. Membuat desain hasil pengamatan b. Laporan Percobaan Setelah menyusun rancangan percobaan maka lakukanlah kegiatan praktikum sesuai dengan rancangan percobaan yang Anda buat! Dalam kehidupan sehari – hari senyawa asam dan basa banyak dijumpai. Mulai dari makanan, minuman, produk rumah tangga , tubuh manusia dan hewan, hingga suku cadang kendaraan bermotor. Secara umum asam adalah suatu zat yang mempunyai rasa masam, bersifat korosif terhadap logam, dan dapat mengubah kertas lakmus biru menjadi merah. Sementara itu, basa adalah zat yang mempunyai rasa pahit, bersifat kaustik, dan dapat mengubah kertas lakmus merah menjadi biru. Untuk mengetahui sifat asam atau basa dari suatu zat yang aman dikonsumsi , seperti jeruk dan pare kita dapat mencicipinya. Namun, bagaimana jika bahan atau zat tersebut bersifat racun atau berbahaya jika tertelan. Bagaimana cara mengidentifikasi sifat asam atau basa bahan tersebut? Buatlah sebuah rancangan percobaan mengenai kandungan sifat asam atau basa suatu zat yang Anda temukan di lingkungan tempat tinggal Anda. Ajukan rancangan penelitian mengenai cara mengidentifikasi sifat asam atau basa suatu zat. Setelah itu, lakukan penelitian sesuai hasil rancangan Anda. Selanjutnya sajikan hasil

15 PERKEMBANGAN MODEL ATOM Pernakah kalian mengamati gula pasir atau garam dapur yang dihaluskan? Butiran – butiran gula pasir atau garam dapur yang terbentuk apakah masih memiliki sifat gula atau garam dapur ? Tentunya butiran – butiran tersebut masih memiliki sifat zat asalnya. Coba kalian perhatikan proses pelarutan gula pasir pada gambar dibawah ini ! Setiap materi,misalnya gula pasir jika ditumbuk sampai halus maka sifat butir-butir yang terkecil sekalipun masih serupa dengan sifat gula pasir semula, hanya ukurannya saja yang berubah. Apabila proses pemecahannya diteruskan hasilnya tetap masih mempunyai sifat-sifat gula pasir. Bahkan ketika dimasukkan dalam airpun rasa manis gula pasir masih bisa dirasakan. Gambar 1.1. Proses Pelarutan Gula Butir – butir gula pasir yang terkecil ini pada awalnya dinamakan dengan partikel. Dengan demikian,setiap materi gula pasir yang kita kenal terdiri atas kumpulan partikel gula pasir yang jumlahnya banyak sekali. Setiap materi bukan merupakan satu kesatuan,tetapi merupakan kumpulan dari partikel – partikel yang sangat banyak. Oleh karena partikel – partikel itu terdiri atas satu kesatuan maka berarti setiap materi terdiri atas bagian – bagian yang diskontinu (terputus – putus). Pemikiran ini mendasari pengertian tentang atom yang telah mengalami perkembangan cukup lama. Teori Atom merupakan salah satu teori yang digunakan untuk mengenali sifat dari sebuah benda. Menurut sejarah yang tercatat, penemu Teori Atom adalah seorang yang berasal dari Yunani, yakni Democritus, berikut perkembangan teori atom dari zaman ke zaman: 1. Model Atom Dalton John Dalton (1776-1844) adalah ilmuwan yang pertama mengembangkan model atom pada 1803 hingga 1808. Hipotesis Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti tolak peluru. Teori atom Dalton didasarkan pada anggapan: • Semua benda tersusun atas atom • Atom-atom tidak dapat dibagi maupun dipecah menjadi bagian lain • Atom-atom tidak dapat dicipta maupun dihancurkan • Atom-atom dari unsur tertentu adalah indentik satu terhadap lainnya dalam ukuran, massa, dan sifat-sifat yang lain, namun mereka berbeda dari atom-atom dari unsur-unsur yang lain. • Perubahan kimia merupakan penyatuan atau pemisahan dari atom-atom yang tak dapat dibagi, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Gambar 1.2 Model Atom Dalton Namun sayangnya, teori Dalton tidak dapat menjelaskan bagaimana atom sebagai bola pejal dapat menghantarkan arus listrik. Padahal, listrik adalah elektron yang bergerak. Ia tak sempat membuktikan partikel lain yang menghantarkan arus listrik. Secara garis besarnya Teori Dalton memiliki kelemahan antara lain: • Masih ada partikel sub atomik yang menyusun atom (proton, neutron, elektron) • Atom atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda

16 • Tidak mengenal muatan/ sifat listrik materi sehingga tidak bisa menjelaskan bagaimana cara atom dapat berikatan • Beberapa unsur tidak terdiri dari atom-atom melainkan molekul, seperti molekul unsur terbentuk dari atom sejenis dengan jumlah tertentu. 2. Model Atom Thomson Pada awal abad ke-20, JJ Thomson menggambarkan atom seperti bola pejal, yaitu bola padat yang bermuatan positif. Di permukaannya, tersebar elektron yang bermuatan negatif. Thomson membuktikan adanya partikel yang bermuatan negatif dalam atom.. Gambar 1.3. Model Atom Thomson Namun sayangnya teori atom Thomson juga memiliki kekurangan, yaitu • tidak adanya lintasan elektron dan tingkat energi. • tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam atom. 3. Model Atom Rutherford Ernest Rutherford, ahli fisika kelahiran Selandia Baru adalah salah satu tokoh yang berjasa dalam pengembangan model atom. Rutherford membuat model atom seperti tata surya. • Atom adalah bola berongga yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. • Inti atom bermuatan positif. Selain itu, massa atom terpusat apda inti atom. Model ini persis seperti bagaimana planet mengelilingi matahari. Rutherford berjasa mengenalkan konsep lintasan atau kedudukan elektron yang kelak disebut dengan kulit atom. Namun model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Model Atom Rutherford Gambar 1.4 Model Atom Rutherford 4. Model Atom Niels Bohr Niels Bohr, ahli fisika dari Denmark adalah ilmuwan pertama yang mengembangkan teori struktur atom pada 1913. Teori tentang sifat atom yang didapat dari pengamatan Bohr: • Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan. • Elektron bisa berpindah dari satu lintasan ke lintasan yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingge energi elektron atom itu tidak akan berkurang • Jika berpindah ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi. • Jika berpindah ke lintasan yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi.

17 Kedudukan elektron-elektron pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit-kulit elektron. Gambar 1.5 Model atom Niels Bohr Menunjukkan bahwa atom terdiri dari beberapa kulit. Kulit ini adalah tempat berpindahnya elektron. Kesimpulan yang diperoleh adalah selama elektron- elektron berada di lintasan energinya relatif tetap. Elektron-elektron yang berputar mengelilingi inti atom berada pada lintasan atau tingkat energi tertentu yang kemudian dikenal dengan sebutan kulit atom. Dasar inilah yang digunakan untuk menentukan konfigurasi elektron suatu atom.Namun model atom Bohr memiliki Kelemahan,yaitu : • Adanya radius dan orbit. Ini tidak sesuai dengan Prinsip Ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan radius tidak bisa ada bersamaan dengan orbit. • Selain itu, model atom Bohr juga tidak menjelaskan Efek Zeeman. Efek Zeeman adalah ketika garis spektrum terbagi karena adanya medan magnet 5. Model Atom Mekanika Kuatum Setelah abad ke-20, pemahaman mengenai atom makin terang benderang. Model atom modern yang kita yakini sekarang, telah disempurnakan oleh Erwin Schrodinger pada 1926. Schrodinger menjelaskan partikel tak hanya gelombang, melainkan gelombang probabilitas. Kulit-kulit elektrin bukan kedudukan yang pastu dari suatu elektron, namun hanya suatu probabilitas atau kebolehjadian saja. Sebelumnya, Werner Heisenberg juga mengembangkan teori mekanika kuantum dengan prinsip ketidakpastian. Prinsip tersebut kurang lebih berbunyi: "Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom." Awan elektron di sekitar inti menunjukkan tempat kebolehjadian ditemukannya elektron yang disebut orbital dimana orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau nyaris sama akan membentuk sub-kulit. Kumpulan beberapa sub-kulit akan membentuk kulit. Dengan demikian, kulit terdiri dari beberapa sub-kulit, dan sub-kulit terdiri dari beberapa orbital. Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut sebagai model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku hingga saat ini Gambar 1.6 Orbital pada model atom mekanika kuantum

18 Berdasarkan perkembangan teori atom yang sudah kalian pelajari sebelumnya,dapat disimpulkan bahwa di dalam atom terdapat inti atom dan partikel-partikel yang menyusunnya. Partikel – partikel tersebut antara lain; elektron,proton dan neutron. 1. Penemuan Elektron Pernahkah kalian memperhatikan tabung televisi? Tabung televisi merupakan tabung sinar katode. Percobaan tabung sinar katode pertama kali dilakukan oleh William Crookes (1875). Hasil eksperimennya yaitu ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katode menuju ke anode yang disebut sinar katode. George Johnstone Stoney (1891) yang mengusulkan nama sinar katode disebut “elektron“. Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengaruh elektron terhadap perbedaan sifat antara atom suatu unsur dengan atom dalam unsur lainnya. Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yang dipancarkan dari unsurunsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron. Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes. yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katode. Gambar 2.1 Percobaan Sinar Katoda J.J Thomson 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.Besarnya muatan dalam elektron ditemukan oleh Robert Andrew Milikan (1908) melalui percobaan tetes minyak Milikan seperti gambar berikut. Gambar 2.2. Percobaan tetes Minyak Milikan Minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Akibat gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Apabila tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik ke kutub positif medan listrik. Dari hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron –1 dan massa elektron 0, sehingga elektron dapat dilambangkan 2. Penemuan Proton Jika massa elektron 0 berarti suatu partikel tidak mempunyai massa. Namun pada kenyataannya partikel materi mempunyai massa yang dapat diukur dan atom bersifat atom itu netral. Bagaimana mungkin atom itu bersifat netral dan mempunyai massa, jika hanya ada elektron saja dalam atom? Eugene Goldstein (1886) melakukan eksperimen dari tabung gas yang memiliki katode, yang diberi lubang - lubang dan diberi muatan listrik.

19 Gambar 2.3. Percobaan Goldstein 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 inidisebut dengan proton. Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +1. 3. Penemuan Inti Atom Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian penembakan lempeng tipis emas. Jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan seharusnya tidak ada yang diteruskan/menembus lempeng sehingga muncullah istilah inti atom. Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden (1911) menemukan konsep inti atom didukung oleh penemuan sinar X oleh WC. Rontgen (1895) dan penemuan zat radioaktif (1896). Percobaan Rutherford dapat digambarkan sebagai berikut. Gambar 2.4 Percobaan Penembakan Sinar Alfa Rutherford Percobaan Rutherford, hamburan sinar alfa oleh lempeng emas. 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. 4. Penemuan Neutron Prediksi dari Rutherford memacu W. Bothe dan 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).

20 Gambar 2.5 Percobaan Chadwick Chadwick mengamati bahwa berilium yang ditembak dengan partikel α memancarkan suatu partikel yang mempunyai daya tembus yang sangat tinggi dan tidak dipengaruhi oleh medan magnet maupun medan listrik. Partikel ini bersifat netral atau tidak bermuatan. Partikel ini kemudian diberi nama neutron dan dilambangkan dengan 0 1 Sifat-sifat neutron adalah : • Tidak bermuatan karena sinar neutron dalam medan listrik ataupun medan magnet tidak dibelokkan ke kutub positif dan negatif. • Mempunyai massa yang hampir sama dengan massa atom, yaitu 1,675 x 10-24 g atau 1,0087 sma. 5. Notasi Atom a. Nomor Atom Nomor atom menunjukkan jumlah muatan positif dalam inti (jumlah proton). menurut Hendry Moseley (1887-1915) jumlah muatan positif setiap unsur bersifat karakteristik. Jadi unsur yang berbeda akan mempunyai nomor atom yang berbeda. untuk jumlah muatan positif (nomor atom) diberi lambang Z diberi lambang Z. Jika atom bersifat netral maka jumlah muatan positif (proton)sama dengan jumlah muatan negatif (elektron), jadi nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron. Z = np = ne , dimana n = Jumlah. Jika atom membentuk ion maka Z tidak sama dengan ne. Ion adalah atom yang bermuatan karena kekurangan elekton (ion positif) atau kelebihan elektron (ion negatif). = Ion negatif dengan muatan –n = Ion positif dengan muatan +n b. Nomor Massa Berdasarkan percobaan tetes Millikan ditemukan seperti tabel: Tabel 2.1. Massa dan muatan proton, elektron dan neutron

21 Atom terdiri dari proton, neutron dan elektron. Massa atom = (massa p + massa n) + massa e. Dari tabel massa elektron jauh lebih kecil dibandingkan massa neutron dan proton, maka massa elektron diabaikan. dengan demikian massa atom = massa p + massa n. Massa atom dinyatakan sebagai nomor massa dan dilambangkan A. 6. Isotop, Isobar dan Isoton Dalam ilmu kimia dasar, kita akan menjumpai tiga istilah yakni isotop, isobar dan isoton. Apa itu? Apa maknanya? Nah, di halaman ini kita akan mempelajari ketiga istilah tersebut beserta contoh dan fungsinya. Pembahasan tentang isotop, isobar dan isoton merupakan pembahasan dasar dalam ilmu kimia yang kita masukan dalam Bab 01 struktur atom. Silahkan buka kategori tersebut di dalam situs ini bila ingin melihat pembahasan sebelumnya. a. Isotop Isotop adalah atom-ataom yang memiliki nomor atom yang sama namun memiliki nomor massa yang berbeda. Dengan kata lain sebuah unsur yang memiliki jumlah proton dan elektron sama dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda, itulah yang dinamakan dengan isotop. Gambar 2.6 Isotop Contoh : Hidrogen memiliki isotop 1 1 , 1 2 (detrium) dan 1 3 (tritium) Oksigen memiliki isotop 8 16 , 8 17 , dan 8 18 Karbon memiliki isotop 6 12 , 6 13 dan 6 14 b. Isobar Isobar adalah unsur atomnya berbeda namun memiliki nomor massa yang sama. Hal ini dinamakan isobar.

22 Gambar 2.7 Isobar Contoh: Natrium dan Magnesium dapat mempunyai nomor massa yang sama yaitu 11 24 dan 12 24 Hidrogen dan Helium dapat mempunyai nomor massa yang sama yaitu 1 3 dan 2 3 Karbon dan Nitrogen dapat mempunyai nomor massa yang sama yaitu 6 14 dan 7 14 c. Isoton Isoton adalah unsur - unsur berbeda namun memiliki jumlah neutron yang sama. Gambar 2.8 Isoton Contoh : Hidrogen 1 2 dan Helium 2 3 mempunyai jumlah neutron sama yaitu 1. Argon 18 40 dan Kalsium 20 42 mempunyai jumlah neutron sama yaitu 22. KONFIGURASI ELEKTRON POLA KONFIGURASI ELEKTRON A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkan kalian akan dapat: 1. Menuliskan konfigurasi elektron berdasarkan kulit dan subkulit dalam bentuk diagram orbital. 2. Menentukan bilangan kuantum elektron terakhir dari suatu atom. B. Uraian Materi Apakah yang ada di pikiran kalian waktu mendengar kata “Kimia”? Apakah cairan warna warni? Kebanyakan orang pasti berpikiran seperti itu. Ada warna ungu,hijau, biru, dan warna – warna lainya. Pernakah kalian melihat kembang api yang dibakar? coba perhatikan gambar dibawah ini! Warna yang dihasikan bagus bukan? Kembang api yang dibakar berhubungan dengan kimia. Gambar 1. Nyala Kembang Api (Sumber: https://suar.grid.id) Pada saat kembang api dibakar disitulah terjadi reaksi kimia. Apakah semua hal yang berhubungan dengan kimia selalu menghasilkan warna warni? Jawabnya adalah tidak. Tidak semua zat kimia punya warna–warna menarik. Zat–zat yang mempunyai konfigurasi elektron dan diagram orbital tertentu saja yang akan mempunyai warna– warna menarik. Wow, apa itu konfigurasi elektron? Berikut akan dijelaskan secara terperinci.

23 Konfigurasi elektron adalah susunan elektron berdasarkan kulit atau orbital dari suatu atom. Jadi ada dua cara untuk menuliskan orbital, yaitu menurut teori atom Bohr dan menurut teori atom Mekanika Kuantum. 1. Konfigurasi Elektron Menurut Model Atom Bohr. Menurut Bohr bahwa atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif, sedangkan elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan–lintasan tertentu berdasarkan tingkat energi yang tertentu juga. Lintasan–lintasan elektron ini kemudian disebut dengan kulit elektron. Setiap kulit atom terdapat jumlah elektron maksimal yang dapat ditempati. Konfigurasi elektron menurut Bohr merupakan pengisian elektron yang dimulai dari tingkat energi (kulit) yang paling rendah yaitu kulit K (kulit pertama, n = 1). Kemudian jika kulit pertama (kulit K) sudah terisi penuh, elektron kemudian mengisi kulit tingkat berikutnya yaitu kulit L (kulit ke dua, n = 2), kulit M (kulit ke tiga, n = 3), kulit N (kulit keempat, n = 4), dan seterusnya. Menurut Bohr, jumlah elektron maksimal yang ditempati setiap kulit elektron dapat dihitung menggunakan rumus : 2.n2 Kulit K (n =1) maksimal menampung 2. 12 = 2 Kulit L (n =2) maksimal menampung 2. 22 = 8 Kulit M (n =3)maksimal menampung 2. 23 = 16, dan seterusnya Selain jumlah elektron maksimal yang dapat menempati pada suatu kulit, terdapat pula aturan bahwa jumlah elektron pada kulit terluar berjumlah maksimal 8 elektron. Gambar 2. Konfigurasi Elektron Bohr (Sumber: https://rumusbilangan.com) Untuk menuliskan konfigurasi elektron suatu atom, kalian perlu mengetahui jumlah elektron suatu atom yang ditunjukkan melalui nomor atom. Berikut beberapa contoh serta penjelasannya. Tabel 1. Konfigurasi Elektron berdasar teori atom Bohr Atom Lambang Nomor Atom Jumlah elektron pada kulit Konfigurasi Elektron K L M N O Nitrogen N 7 2 5 2 5 Belerang S 16 2 8 6 2 8 6 Kalsium Ca 20 2 8 8 2 2 8 8 2 Timah Sn 50 2 8 18 18 4 2 8 8 18 4 Nitrogen (N) dengan nomor atom 7 berarti jumlah elektron = 7, maka jumlah elektron pada: Kulit ke-1 = 2 (jumlah maksimal pada kulit ke-1) Kulit ke-2 = 5 (jumlah elektron tersisa) Maka konfigurasi elektronnya adalah : 2 5 Belerang (S) dengan nomor atom 12 berarti jumlah elektron = 12, maka jumlah elektron pada: Kulit ke-1 = 2 (jumlah maksimal pada kulit ke-1) Kulit ke-2 = 8 (jumlah maksimal pada kulit ke-2) Kulit ke-3 = 2 (jumlah elektron tersisa) Maka konfigurasi elektronnya adalah : 2 8 2 Kalsium (Ca) dengan nomor atom 20 berarti jumlah elektron = 20, maka jumlah elektron pada: Kulit ke-1 = 2 (jumlah maksimal pada kulit ke-1) Kulit ke-2 = 8 (jumlah maksimal pada kulit ke-2) Kulit ke-3 = 8 (bukan 10 meskipun jumlah maksimal pada kulit ke-3 = 18 karena kulit terluar tidak boleh melebihi 8 elektron) Kulit ke-4 = 2 (jumlah elektron tersisa, 20 – 18 = 2) Maka konfigurasi elektronnya adalah : 2 8 8 2

24 Timah (Sn) dengan nomor atom 50 berarti jumlah elektron = 50, maka jumlah elektron pada: Kulit ke-1 = 2 (jumlah maksimal pada kulit ke-1) Kulit ke-2 = 8 (jumlah maksimal pada kulit ke-2) Kulit ke-3 = 18 (jumlah maksimal pada kulit ke-3) Kulit ke-4 = 18 (bukan 22 meskipun jumlah maksimal pada kulit ke-4 = 32 karena kulit terluar tidak boleh melebihi 8 elektron) Kulit ke-5 = 4 (jumlah elektron tersisa, 50 – 46) Maka konfigurasi elektronnya adalah : 2 8 18 18 4 Dari konfigurasi elektron pula, dapat diketahui golongan dan periode dari suatu atom. Golongan ditunjukkan oleh jumlah elektron terluar (elektron valensi) sedangkan periode ditunjukkan oleh nomor kulit terbesar yang terisi elektron (kulit terluar). 2. Konfigurasi Elektron Menurut Model Atom Mekanika Kuantum Menurut model atom mekanika kuantum, elektron–elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti pada tingkat–tingkat energi tertentu (kulit atom). Pada setiap kulit atom terdiri atas subkulit yang merupakan kumpulan orbital (tempat kebolehjadian ditemukan adanya elektron). a. Bentuk Orbital Berikut adalah bentuk-bentuk orbital: 1) Orbital s Orbital s berbentuk seperti bola di sekitar inti atom. Ketika tingkat energi elektron meningkat, maka bentuk orbitalnya semakin besar. Gambar 3. Bentuk Orbital s (sumber: https://www.kimia-science7.com) 2) Orbital p Orbital p berbentuk seperti bola terpilin dan menunjuk ke sumbu-sumbu 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. Gambar 4. Bentuk Orbital p (sumber: https://www.kimia-science7.com) 3) Orbital d Orbital d berbentuk seperti bola terpilin. Ada 5 orbital subkulit d, yaitu dx-y, dy-z, dx-z, dx2-y2, dz2. Tiga orbital d terletak diantara sumbu ruang dan 2 orbital d terletak pada sumbu ruang. Orbital dx-y berada diantara sumbu X dan Y, orbital dy-z berada diantara sumbu Y dan Z, orbital dx-z berada diantara sumbu X dan Z, orbital dx2-y2 berada pada sumbu X dan Y, orbital dz2 berada pada sumbu X dimana ada lingkaran di tengahtengahnya.

25 Gambar 5. Bentuk Orbital d (sumber: https://www.kimia-science7.com) 4) Orbital f Subkulit f memiliki 7 orbital yang memiliki tingkat energi yang setara. Bentuk orbitalnya lebih rumit dan sangat kompleks. Gambar 6. Bentuk Orbital f (sumber: https://www.kimia-science7.com) b. Diagram Orbital Diagram orbital digunakan untuk memudahkan penentuan nilai bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum magnetik dan bilangan kuantum spin. Diagram orbital akan dilambangkan dengan dengan kotak. Subkulit s = 1 kotak, subkulit p = 3 kotak, subkulit d = 5 kotak dan subkulit f = 7 kotak. c. Penulisan konfigurasi Elektron Penulisan konfigurasi elektron menurut model mekanika kuantum menggunakan diagram orbital dan perlu mengikuti aturan penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital yang meliputi asas Aufbau, Larangan Pauli, dan Kaidah Hund. Kedudukan elektron terluar dari suatu atom bisa ditentukan dengan melihat bilangan kuantumnya. 1) Asas Aufbau Pengisian elektron dimulai dari subkulit yang memiliki tingkat energi paling rendah dilanjutkan pada subkulit yang lebih tinggi tingkat energinya. Dalam setiap sub kulit mempunyai batasan elektron yang dapat diisikan yakni: Subkulit s memiliki 1 orbital maksimal berisi 2 elektron Subkulit p memiliki 3 orbital maksimal berisi 6 elektron

26 Subkulit d memiliki 5 orbital maksimal berisi 10 elektron Subkulit f memiliki 7 orbital maksimal berisi 14 elektron Urutan penulisan konfigurasi adalah sebagai berikut : Gambar Pengisian Elektron Berdasarkan Aturan Aufbau (http://www.chem.co.id/2020/07/konfigurasi-elektron.html) Gambar 7 Pengisian Elektron Berdasarkan Aturan Aufbau (https://www.ruangguru.com/blog/konfigurasi-elektron-dan-diagram-orbital) Anak panah menunjukkan urutan pengisian elektron pada model mekanika kuantum. Pengisian pertama diawali oleh 1s2 dan urutan paling akhir oleh 7s 2. Urutan pengisian elektron pada konfigurasi elektron mekanika kuantum lebih lengkapnya adalah 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d10 , 4p6 , 5s2 , 4d10, 5p6 , 6s2 , 4f14, 5d10, 6p6 , 7s2 dan seterusnya. Jika kesulitan menghafal urutan ini, kalian sebenarnya tidak perlu menghafalkan urutan pengisian elektron ini. Kalian cukup lihat dari model pengisian elektron yang diberikan pada gambar di atas Contoh : Nitrogen (N), nomor atom N = 7 maka konfigurasi elektron sebagai berikut: 7N = 1s2 2s2 2p3 Neon (Ne), nomor atom Ne = 10 maka konfigurasi elektron sebagai berikut: 10Ne = 1s2 2s2 2p6 Magnesium (Mg), nomor atom Mg = 12 maka konfigurasi elektron sebagai berikut: 12Mg = 1s2 2s2 2p6 3s2

27 Klorin (Cl) nomor atom Cl = 17 maka konfigurasi elektron sebagai berikut: 17Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Sedangkan untuk ion Cl– konfigurasinya: 17Cl– = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Kalsium (Ca) dengan nomor atom Ca = 20 maka konfigurasi elektronnya: 20Ca = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Sedangkan konfigurasi untuk ion Ca2+ sebagai berikut: 20Ca2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 2) Asas larangan Pauli Tidak ada dua elektron dalam satu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yang sama. Setiap orbital maksimum diisi oleh 2 elektron yang memiliki spin yang berlawanan. Oleh karena dapat terjadi kemungkinan 2 elektron akan memiliki 3 bilangan kuantum n, l, dan m sama, tetapi untuk bilangan kuantum s pasti berbeda. 3) Kaidah Hund Jika ada orbital dengan tingkat energi yang sama, konfigurasi elektron dengan energi terendah adalah dengan jumlah elektron tak berpasangan dengan spin paralel yang paling banyak. Gambar 8 Konfigurasi Elektron dan Diagram Orbital (https://id-static.z-dn.net/files/d26/7f7267fe2adaa6e8db90a3cf320f5995.png) 4) Aturan Setengah Penuh dan Penuh Sifat ini berhubungan erat dengan hibridisasi elektron. Aturan ini menyatakan bahwa : “suatu elektron mempunyai kecenderungan untuk berpindah orbital apabila dapat membentuk susunan elektron yang lebih stabil.....untuk konfigurasi elektron yang berakhiran pada sub kulit d berlaku aturan penuh setengah penuh. Untuk lebih memahamkan teori ini perhatikan juga contoh di bawah ini : 24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 kurang stabil dibandingkan: 24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 29Cu = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 kurang stabil dibandingkan: 29Cu = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 d. Bilangan Kuantum Dalam konfigurasi elektron model mekanika kuantum dikenal empat bilangan kuantum. Bilangan kuantum tersebut yang menjelaskan letak elektron–elektron suatu atom. Keempat bilangan kuantum tersebut adalah bilangan kuantum utama (n), azimuth (l), magnetik (m), dan spin (s). 1) Bilangan Kuantum Utama (n) Menyatakan tingkat energi utama dengan nilai n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7. n = 1 menyatakakan kulit pertama (K) n = 2 menyatakakan kulit pertama (L) n = 3 menyatakakan kulit pertama (M) dan seterusnya

28 2) Bilangan kuantum Azimuth (l) Menyatakan bentuk orbital tempat elektron berada pada subkulit. Nilai bilangan azimut dimulai dari l = 0, 1, 2, 3, dan seterusnya. Nilai l = 0 menyatakan subkulit s Nilai l = 1 menyatakan subkulit p Nilai l = 2 menyatakan subkulit d Nilai l = 3 menyatakan subkulit f 3) Bilangan Kuantum Magnetik (m) Menyatakan letak elektron pada suatu orbital. Nilai bilangan kuantum m adalah – l, 0, +l Untuk l = 0, subkulit s, m = 0 (terdapat 1 orbital) Untuk l = 1, subkulit p, m = – 1, 0, + 1 (terdapat 3 orbital) Untuk l = 2, subkulit d, m = –2, – 1, 0, + 1, +2 (terdapat 5 orbital) Untuk l = 3, subkulit f, m = –3, –2, – 1, 0, + 1, +2, + 3 (terdapat 7 orbital) 4) Bilangan Kuantum Spin (s) menyatakan arah perputaran elektron. Nilai bilangan kuantum s adalah – ½ dan + ½ . s = + ½ menyatakan arah putaran searah jarum jam dan digambarkan dengan tanda panah ke atas. s = – ½ menyatakan arah putaran berlawanan arah jarum jam digambarkan dengan tanda panah ke arah bawah. Contoh bilangan kuantum untuk elektron terakhir pada: e. Konfigurasi Elektron Gas Mulia Gas mulia adalah unsur-unsur yang memiliki kestabilan yang sangat tinggi dan dalam sistem periodik terdapat pada golongan VIIIA. Gas mulia terdiri dari He (Helium), Ne (Neon), Ar (Argon), Kr (Kripton), Xe (Xenon), Rn (Radon). Sebagian unsur ini ditemukan di alam sebagai unsur monoatomik. Hal penting yang menyebabkan gas mulia memiliki kesatabilan yang sangat tinggi adalah konfigurasi elektronnya. Berikut ini adalah konfigurasi elektron dari unsur gas mulia: 2He = 1s2 10Ne = 1s2 2s2 2p6 18Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 36Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 54Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 86Rn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

29 Atau dapat dirangkum: Konfigurasi elektron gas mulia digunakan untuk menyederhanakan atau meringkas penulisan konfigurasi elektron unsur yang lain. Misalnya, penulisan elektron unsur 21Sc, penulisannya sebagai berikut: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 jika disederhanakan maka menjadi 21Sc = [Ar] 4s2 3d1

30 SISTEM PERIODIK UNSUR Bapak suka mengajak anak ke pasar. Di sana, bapak mengenalkan berbagai jenis buah-buahan dan sayuran. Sekarang, dia sudah bisa membedakan buah apel dan jeruk. Selain itu, dia juga sudah bisa menyebutkan ciri-ciri berbagai jenis buah-buahan. Dengan tujuan yang sama, ahli kimia mengelompokkan unsur berdasarkan kemiripan sifat, baik unsurnya sendiri maupun senyawanya. Pengelompokkan itu disajikan dalam bentuk tabel periodik. Seperti apa ya sifat-sifat unsur dalam tabel periodik? bagaimanakah sifat unsur-unsur dalam satu golongan? bagaimanakah sifat unsur-unsur yang terletak dalam satu perioda? Yuk sama-sama pelajari di modul ini 1. Sifat-sifat Periodik Unsur Sifat periodik unsur adalah sifat-sifat yang mempunyai kecenderungan untuk berubah secara teratur sesuai dengan kenaikan nomor atom, yaitu dari kiri ke kanan dalam satu periode dan dari atas ke bawah dalam satu golongan. Sifat-sifat periodik yang akan kamu pelajari antara lain jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, elektronegatifitas, sifat logam dan non logam. a. Jari-jari atom Jari-jari atom merupakan jarak antara inti atom sampai dengan elektron dikulit terluar. Menurut teori atom modern jari-jari atom adalah setengah jarak antara dua inti atom sejenis. Bagaimana kecenderungan sifat jari jari atom? Perhatikan ilustrasi ukuran jari-jari atom (dalam ρm) berikut: Gambar 1. Kecenderungan sifat jari jari atom (ρm) (Sumber : Chemistry_MacMurry) Jadi dalam satu golongan, jari-jari atom semakin ke bawah cenderung semakin besar dan dalam satu periode, semakin ke kanan jari-jari atom cenderung semakin kecil. Tentu kalian ada yang bertanya, bagaimana menjelaskan kecenderungan jari jari atom tersebut? Yuk analisis gambar berikut: Dalam satu golongan dari atas kebawah jari-jari atom semakin besar karena jumlah kulit atom semakin bertambah Dalam satu periode unsur memilki jumlah kulit yang sama sedangkan jumlah elektron pada kulit dan proton pada inti atom bertambah. Hal ini menyebabkan tarik menarik antara elektron dan proton semakin besar sehingga jari-jari atom semakin kecil Gambar 2. Perbandingan sifat jari-jari atom (Sumber : Setiyana, 2015)

31 b. Energi Ionisasi Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron terluar dari suatu atom atau ion dalam fase gas. Contoh: Kalsium mempunyai energi ionisasi pertama, IE1 adalah 590 kJ / mol Ca (g) + 590 kJ → Ca+(g) + e– Energi ionisasi kedua (IE2) adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron kedua Ca+ (g) + 1145 kJ → Ca2+ (g) + e– IE2 selalu lebih besar dari IE1 karena lebih sulit untuk melepaskan elektron dari ion bermuatan positif. Kecenderungan energi ionisasi unsur-unsur dalam satu golongan atau satu perioda dapat dipelajari melalui gambar grafik berikut: Gambar 2. Grafik energi ionisasi pertama unsur golongan utama (Sumber : Mcmurry, 2012) Unsur-unsur yang segolongan, energi ionisasi makin ke bawah makin kecil, karena elektron terluar makin jauh dari inti, sehingga elektron terluar makin mudah di lepaskan. Unsur-unsur yang seperiode, energi ionisai pada umumnya makin ke kanan makin besar, karena makin ke kanan gaya tarik inti makin kuat. Dalam suatu periode semakin banyak elektron dan proton maka gaya tarik menarik elektron terluar dengan inti akan semakin besar, elektron semakin sukar terlepas sehingga energi untuk melepas elektron semakin besar,sehingga energi ionisasinya besar. c. Afinitas elektron Afinitas elektron adalah besarnya energi yang diperlukan ketika mengikat satu elektron dari bentuk atom netral dalam wujud gas sehingga terbentuk ion dengan muatan -1. Contohnya: Cl (g) + 1e- → Cl- (g) (– 349 kJ) Jika 1 mol atom klorin menangkap 1 mol elektron untuk membentuk 1 mol ion klorin, energi yang akan dibebaskan adalah sebesar 349 kJ. Jadi, harga afinitas elektron untuk klorin adalah sebesar – 349 kJ/mol. Unsur yang mempunyai afinitas elektron bertanda negatif mempunyai kecenderungan lebih besar menyerap elektron daripada unsur yang afinitas elektronnya bertanda positif. Makin negatif nilai afinitas elektron, berarti makin besar kecenderungan menyerap elektron. Perhatikan grafik berikut: Gambar 2. Afinitas elektron unsur-unsur golongan utama (Sumber : Setiyana, 2015) Dalam satu periode dari kiri ke kanan, afinitas elektron semakin besar karena jari-jari semakin kecil dan gaya tarik inti terhadap elektron semakin besar, dan atom semakin mudah menarik elektron dari luar. Pada satu golongan dari atas ke bawah, afinitas elektron semakin kecil karena jari-jari atom makin besar, sehingga gaya tarik inti terhadap elektron makin kecil, dan atom semakin sulit menarik elektron dari luar

32 d. Elektronegatifitas Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu atom untuk menarik elektron ke dalam ikatannya ketika atom-atom tersebut membentuk ikatan. Keelektronegatifan diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 0,7 sampai 4. Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar, cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif. Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil, cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif. Gambar 2. Data harga keelektronegatifan unsur (Sumber : Setiyana, 2015) Unsur-unsur yang segolongan, keelektronegatifannya semakin ke bawah semakin kecil, karena gaya tarik-menarik inti semakin lemah. Unsur-unsur yang seperiode, keelektronegatifannya semakin ke kanan semakin besar. Keelektronegatifan terbesar pada setiap periode dimiliki oleh golongan VII A (unsur-unsur halogen). Harga kelektronegatifan terbesar terdapat pada fluor (F) yakni 4,0 dan harga terkecil terdapat pada fransium (Fr) yakni 0,7 e. Sifat logam dan non logam Sifat-sifat unsur logam yang spesifik adalah mengilap, menghantarkan panas dan listrik, dapat ditempa menjadi lempengan tipis, serta dapat direntangkan menjadi kawat/kabel panjang. Sifat-sifat logam tersebut merupakan pembeda dengan unsur-unsur bukan logam. Sifat-sifat logam dalam sistem periodik, semakin ke bawah semakin bertambah dan semakin ke kanan semakin berkurang. Gambar 2. Data harga keelektronegatifan unsur (Sumber : teachnlearchem.com) Unsur-unsur yang berada pada batas antara logam dengan bukan logam menunjukkan sifat ganda, misalnya saja: a. berilium dan aluminium adalah logam yang memiliki beberapa sifat bukan logam. Zat-zat ini disebut unsurunsur amfoter, b. boron dan silikon adalah unsur bukan logam yang memiliki beberapa sifat logam yang disebut metaloid (semilogam).

33 IKATAN KIMIA A. KESTABILAN UNSUR Di alam terdapat unsur-unsur yang mudah bereaksi akibat perubahan, seperti besi yang bereaksi dengan udara/oksigen yang membentuk besi (II) oksida. Unsur seperti besi ini disebut unsur tidak stabil. Unaur0unsur yang terdapat dalam tabel periodik unsur pada umumnya merupakan unsur yang tidak stabil. Terdapat satu golongan pada sistem periodik unusr yang merupakan unsur-unsur yang stabil yaitu Golongan VIIA/Gas Mulia yang sulit bereaksi dengan unsur lain karena sudah berada dalam keadaan stabil Konsep kestabilan unsur : Unsur yang sukar bereaksi disebabkan karena unsur itu sudah berada dalam keadaan stabil Kestabilan unsur ditentukan oleh struktur elektron valensinya. Unsur yang stabil mempunyai eval penuh terisi 8 elektron (konfigurasi oktet) dan 2 elektron (konfigurasi duplet). Unsur yang belum stabil mempunyai eval yang kurang dari 8 atau 2 elektron. Antar Atom yang belum stabil akan mencapai kestabilan dengan cara : a. Perpindahan elektron dari satu atom ke atom lain (serah terima elektron), terjadi gaya elektrosatik/tarik menarik antara kedua ion yang berbeda muatan membentuk ikatan ion atom yang melepaskan eval dengan membentuk ion positif (+) Contoh : 11Na dengan konfigurasi elektron : 2 8 1 Akan mencapai kestabilan dengan melepaskan 1 elektron sehingga membentuk konfigurasi oktet 11Na+ dengan konfigurasi elektron : 2 8 Dan atom yang menangkap elektron dari atom lain membentuk ion negatif (-) Contoh : 17Cl dengan konfigurasi elektron: 2 8 7 Akan mencapai kestabilan dengan menangkap 1 elektron dari atom lain membentuk konfiguradi oktet 17Cl- dengan konfigurasi elektron : 2 8 8 b. Pemakaian bersama pasanngan elektron oleh kedua atom sehingga terbentuk ikatan kovalen Kecenderungan elektron valensi suatu unsur untuk mencapai kestabilan : 1. Jika eval unsur 1, 2, 3 cenderung dilepas 2. jika eval unsur 4 cenderung dilepas/ditangkap 3. Jika eval unsur 5, 6, 7 cenderung menangkap elektron dari atom lain B. LAMBANG LEWIS G. N Lewis dan W. Kosssel mengaitkan kestabilan gas mulia dengan konfigurasi elektron. Kecenderungn unsur-unsur menjadikan konfigurasi elektronnya sama seperti gas mulia terdekat dikenal sebagai aturan oktet. Lambang Lewis adalah lambang atom yang disertai dengan elektron valensinya. Untuk menunjukkan jumlah evelnya boleh digunakan tanda titik (.) atau silang (x). Lambang Lewis gas mulia menunjukkan 8 eval yang terbagi dalam 4 paasngan. Untuk unsur-unsur lain yang belum stabil, lambang Lewis nya menunjukkan adanya elektron yang belum berpasangan.

34

35 BENTUK MOLEKUL Geometri (bentuk) molekul berkaitan dengan susunan ruang atom-atom dalam molekul. Bentuk geometri molekul dapat diramalkan berdasarkan teori toklak-menolak elektron – elektron pada kulit luar (elektron valensi) atom pusatnya. Berikut ini beberapa bentuk geometri dari beberapa molekul sederhana. \ Berdasarkan gambar di atas, apa yang dapat kamu simpulkan? Benar! Bentuk geometri suatu molekul dipengaruhi oleh berapa jumlah atom terikat pada atom pusat *jumlah pasangan elektron ikatan = PEI, jumlah pasangan elektron bebas = PEB, dan gaya tolak-menolak antara pasangan elektron*. Untuk lebih jelasnya, akan di bahas dalam uraian selanjutnya. 1. Teori VSEPR (Valence shell elektron –pair repulsion) Teori ini menggambarkan susunan geometric dari pasangan elektron di sekitar atom pusat sebagai akibat tolak menolak antara pasangan elektron ( Tolakan Pasangan-elektron Kulit Valensi ). Pasangan elektron dalam ikatan kimia ataupun pasangan elektron yang tidak dipakai (bebas) saling tolak-menolak , pasangan elektron cenderung untuk berjauhan satu sama lain. Hal ini menggambarkan arah pasangan elektron terhadap inti suatu atom. Gaya tolak – menolak antara dua pasang elektron akan semakin kuat dengan semakin kecilnya jarak antara kedua pasang elektron tersebut. Tolakan yang melibatkan pasangan elektron bebas akan lebih kuat daripada yang mmelibatkan pasangan elektron ikatan. Pengaruh gaya tolak-menolak antar pasangan eklektron di bahas dalam teori pasangan elektron berikut. 2. Teori Pasangan Elektron Perhatikan gambar berikut: Berdasarkan gambar di atas, dapat dilihat bahwa : yang menjadi atom pusat adalah atom O (nomor atom 8) sehingga memiliki jumlah elektron valensi 6, dan atom yang terikat pada atom O adalah 2 atom H. Atom pusat elektron valensi = 6 H : pasangan elektron ikatan = 2 Pasangan elektron bebas = 2 Atom pusat O memiliki 2 pasang elektron bebas yang saling menjauh satu sama lain (teori VSEPR) sehingga pasangan leketron akan mengambil formasi sedemikian rupa sehingga tolak-menolak diantaranya menjadi minimum, dan dihasilkan bentuk molekul H2O adalah planar bentuk V atau “bengkok”. Prinsip cara meramalkan geometri molekul H2O tersebut adalah berdasarkan tolak-menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusat sebagai berikut: Gambar 1. Bentuk geometri beberapa molekul sederhana

36 1. Antarpasangan elektron pada kulit luar atom pusat saling tolak menolak sehingga tolak menolak elektron diantaranya menjadi minimum. 2. Pasangan elektron bebas mempunyai gaya tolak yang sedikit lebih kuat daripada pasangan elektron ikatan. Pasangan elektron bebas – pasangan elektron bebas > pasangan eletron bebas – pasangan elektron ikatan > pasangan elektron ikatan – pasangan elektron ikatan. Jumlah pasangan (pasangan elektron) dalam suatu molekul dapat dinyatakan sebagai berikut. 1. Atom pusat dinyatakan dengan lambang A. 2. Pasangan elektron ikatan dinyatakan dengan B . 3. Pasangan elektron bebas dinyatakan dengan E. 4. Jumlah pasangan pasangan elektron ikatan dinyatakan dengan x, 5. Jumlah pasangan elektron bebas dinyatakan dengan y, Secara sederhana rumus bentuk molekul dapat dituliskan : Table 1. Susunan Ruang Pasangan Elektron yang Menghasilkan Tolakan Minimum Table 2. Berbagai Kemungkinan bentuk molekul A Bx Ey A = atom pusat B = pasangan elektron ikatan x = jumlah PEIE = pasangan elektron bebas y = jumlah PEB

37 Sehingga berdasarkan gambar 2 dapat dirumuskan langkah-langkah penentuan bentuk geometri molekul sebagai berrikut: 1. Menentukan tipe molekul berdasarkan jumlah elektron valensi atom pusat, jumlah pasangan elektron ikatan, dan jumlah pasangan elektron bebas. Jika atom pusat dimisalkan A, pasangan elektron ikatan B, pasangan elektron bebas E, jumlah pasangan pasangan elektron ikatan adalah x, jumlah pasangan elektron bebas y, maka tipe molekul di rumuskan saebagai : A Bx Ey Contoh : H2O Jumlah elektron valensi atom pusat (O) dinyatakan sebagai A = 6 Jumlah pasangan elektron ikatan (atom H) dinyatakan sebagai B = 2 Pasangan pasangan elektron bebas dinyatakan sebagai E Jumlah pasangan elektron bebas dinyatakan sebagai y = 2 Tipe molekul dirumuskan dengan : AB2E2 ( 4 pasangan ) 2. Menggambarkan susunan ruang pasangan – pasangan elektron di sekitar atom pusat yang memberi tolakan minimum. 3. Menetapkan pasangan elektron terkait dengan menuliskan lambang atom yang bersangkutan (atom H) Menentukan geometri molekul setelah mempertimbangkan pengaruh pasangan elektron bebas ( Molekul berbentuk V)

38 SIFAT FISIK SENYAWA ION DAN SENYAWA KOVALEN A. Sifat-sifat Senyawa ion Beberapa sifat fisis senyawa ion antara lain: 1. Memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi Ion positif dan negatif dalam kristal senyawa ion tidak bebas bergerak karenaterikat oleh gaya elektrostatik yang kuat. Diperlukan suhu yang tinggi agar ion-ionmemperoleh energi kinetik yang cukup untuk mengatasi gaya elektrostatik. 2. Keras tetapi rapuh Bersifat keras karena ion-ion positif dan negatif terikat kuat ke segala arah olehgaya elektrostatik. Bersifat rapuh dikarenakan lapisan-lapisan dapat bergeser jikadikenakan gaya luar, ion sejenis dapat berada satu di atas yang lainnya sehinggatimbul tolak-menolak yang sangat kuat yang menyebabkan terjadinya pemisahan. 3. Berupa padatan pada suhu ruang 4. Larut dalam pelarut air, tetapi umumnya tidak larut dalam pelarut organic 5. Tidak menghantarkan listrik dalam fasa padat, tetapi menghantarkan listrik dalamfasa cair Zat dikatakan dapat menghantarkan listrik apabila terdapat ion-ion yang dapatbergerak bebas membawa muatan listrik. B. Sifat-sifat Senyawa ion Beberapa sifat fisis senyawa kovalen antara lain: 1. Berupa gas, cairan, atau padatan lunak pada suhu ruang Dalam senyawa kovalen molekul-molekulnya terikat oleh gaya antar-molekul yanglemah, sehingga molekulmolekul tersebut dapat bergerak relatif bebas. 2. Bersifat lunak dan tidak rapuh 3. Mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah 4. Umumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organic 5. Pada umumnya tidak menghantarkan listrik Hal ini disebabkan senyawa kovalen tidak memiliki ion atau elektron yang dapat bergerak bebas untuk membawa muatan listrik. Beberapa senyawa kovalen polaryang larut dalam air, ada yang dapat menghantarkan arus listrik karena dapatterhidrolisis membentuk ion-ion.

39 DAYA HANTAR LISTRIK LARUTAN . Materi Zat yang dapat larut dalam pelarut air dibedakan menjadi elektrolit dan non-elektrolit. Perbedaan ini didasarkan atas daya hantar listrik dari larutannya. Sifat daya hantar listrik ini berhasil dijelaskan oleh Svante Arrhenius pada tahun 1884. Ia menemukan bahwa elektrolit dalam pelarut air akan terurai menjadi ion-ion sedangkan non-elektrolit dalam pelarut air tidak terurai menjadi ion-ion. Secara umum, elektrolit dan non-elektrolit dapat didefinisikan sebagai berikut. Elektrolit adalah zat yang dapat membentuk ion-ion dalam pelarutnya sehingga larutannya dapat menghantar listrik. Larutan demikian disebut larutan elektrolit. Non-elektrolit adalah zat yang tidak dapat membentuk ion-ion dalam pelarutnya sehingga larutannya tidak dapat menghantar listrik. Larutan demikian disebut larutan non-elektrolit. Untuk dapat mengidentifikasi apakah suatu zat termasuk elektrolit atau non-elektrolit, dapat dilakukan uji daya hantar listrik dengan alat uji elektrolit yang dapat dirangkai sendiri dari lampu, kabel, elektrode karbon, dan batu baterai seperti gambar berikut. Gambar 1. Rangkaian alat uji elektrolit Elektrolit dalam larutannya dapat menghantarkan listrik disebabkan terdapat ion-ion dalam larutannya. Air adalah senyawa kovalen polar yang dapat melarutkan zat polar yaitu senyawa ion seperti NaCl, serta senyawa kovalen polar seperti CH3COOH dan C12H22O11. Sewaktu zat dilarutkan, molekul-molekul air yang memiliki muatan parsial + dan - akan mengelilingi permukaan zat. Muatan + dari molekul air akan menarik muatan negatif pada zat, sedangkan muatan - akan mengelilingi permukaan zat. Apabila gaya tarik menarik antara molekul air dan zat cukup kuat, maka partikel-partikel dapat lepas sebagai ion-ion bebas. Proses peruraian ion-ion yang terjadi pada senyawa ion seperti NaCl disebut juga disosiasi. Sedangkan proses peruraian molekul senyawa kovalen polar menjadi ion-ionnya disebut ionisasi. Berdasarkan kemampuan disosiasi/ ionisasinya, larutan dapat dibedakan menjadi larutan elektrolit kuat, lemah dan non elektrolit (a) Etanol Tidak menghantar listrik (b) KCl Daya hantar listrik kuat (c) CH3COOH Daya hantar listrik lemah Gambar 2. Daya hantar listrik larutan elektrolit kuat, lemah dan non elektrolit

40 Jenis larutan Jens zat terlarut (dalam pelarut air) Contoh Elektrolit kuat - Senyawa ion - Senyawa kovalen polar yang dapat terionisasi sempurna/hampir sempurna HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4, H2SO4, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 * , NaCl, CaSO4, KNO3, CH3COONa, AgCl* Elektrolit lemah - Senyawa kovalen polar yang hanya terionisasi sebagian - Sebagian kecil senyawa ion H2S, HCN, H2CO3, CH3COOH (asam asetat), CHOOH (asam format), C6H5OH (asam benzoate), NH3, N2H4, CH3NH2 (metilamina), garam halida/ sianida/ tiosianat dari Hg, Zn, Cd Non-elektrolit Senyawa kovalen polar yang tidak dapat terionisasi - Etanol, C2H5OH - Glukosa, C6H12O6 - Sukrosa, C12H22O11 - Urea, CO(NH2)2 - Gliserin C3H5(OH)3 - Etilen glikol, C2H4(OH)2 *elektrolit kuat seperti Ba(OH)2 dan AgCl memiliki daya hantar listrik yang buruk karena kelarutannya yang kecil dalam air Sifat daya hantar listrik senyawa ion dan senyawa kovalen polar dalam bentuk padatan, lelehan, dan larutan (a) Padatan Senyawa Ionik (b) Lelehan Senyawa Ionik (c) Larutan Senyawa Ionik Gambar 3. Daya hantar listrik senyawa ionik Jenis Senyawa Padatan Lelehan Larutan Senyawa ion Tidak dapat menghantar listrik karena dalam padatan ion-ionnya tidak dapat bergerak bebas Dapat menghantar listrik karena dalam lelehan ionionnya dapat bergerak jauh lebih bebas dibandingkan ion-ion dalam zat padat Dapat menghantar listrik kaarena dalam larutaan ion-ionnya dapat bergerak bebas Senyawa kovalen polar Tidak dapat menghantar listrik karena padatannya terdiri atas molekulmolekul netral meski bersifat polar Tidak dapat menghantar listrik karena lelehannya terdiri atas molekulmolekul netral meski dapat bergerak lebih bebas Dapat menghantar listrik karena dalam larutan molekul-molekulnya dapat terhidrolisis menjadi ion-ion yang dapat bergerak bebas.

41 REAKSI REDOKS Dalil Al-qur’an: Qs Az-Zariat 49: Artinya “dan segala sesuatu kami ciptakan secara berpasang pasangan supaya kamu mengingat kebesaran Allah” Qs Al-Qomar 49 : Artinya “Sesungguhnya kami menciptakan segala sesuatu menurut ukuran” Nilai Budaya “Lamak diawak katuju diurang, awak mandapek urang indak ka hilangan, baso elok budi katuju “ Redoks (singkatan dari reaksi reduksi dan oksidasi) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang menghasilkan karbon dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrogen menghasilkan metana(CH4), ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit. reaksi redoks adalah suatu reaksi yang didalamnya terjadi oksidasi dan reduksi. Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi. Ia dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut Oksidasi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion. Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion. KONSEP REAKSI REDUKSI DAN OKSIDASI konsep reaksi rdoks terdiri dari tiga, yaitu: oksidasi dan reduksi sebagai pengikatan dan pelepasan oksigen. oksidasi dan reduksi sebagai pelepasan dan penerimaan electron. oksidasi dan reduksi sebagai pertambahan dan penurunan bilangan oksidasi. BILANGAN OKSIDASI UNSUR DALAM SENYAWA ATAU ATOM bilangan oksidasi senyawa adalah jumlah muatan listrik yang dimilikiatom-atom suatu senyawa, dimana electron ikatan didistribusikan ke atom yang lebih elektronegatif. Bilangan oksidasi atom adalah muatan listrik yang dimiliki suatu atom dalam sebuah senyawa. Contohnya: biloks HCl adalah 0, biloks Mg2+ adalah +2 dan biloks Fadalah -1 Aturan penentuan bilangan oksidasi (biloks)

42 PERKEMBANGAN REAKSI REDUKSI DAN OKSIDASI Perkembangan konsep reaksi redoks terbagi menjadi 3 macam. Konsep Reaksi Redoks Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Oksigen Reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen dari suatu senyawa. Reduktor adalah: a. Zat yang menarik oksigen pada reaksi reduksi. b. Zat yang mengalami reaksi oksidasi. Contoh: 1) Reduksi Fe2O3 oleh CO Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 2) Reduksi Cr2O3 oleh Al Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3 Oksidasi adalah reaksi pengikatan (penggabungan) oksigen oleh suatu zat. Oksidator adalah: a. Sumber oksigen pada reaksi oksidasi. b. Zat yang mengalami reduksi. Contoh: 1) Oksidasi Fe oleh O2 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 2) Pemanggangan ZnS 2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2

43 Konsep Reaksi Redoks Berdasarkan Pelepasan dan Penerimaan Elektron Reduksi adalah reaksi pengikatan elektron. Reduktor adalah: a. Zat yang melepaskan elektron. b. Zat yang mengalami oksidasi. Contoh: 1) Cl2 + 2e− → 2Cl− 2) Ca2+ + 2e− → Ca Oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron. Oksidator adalah: a. Zat yang mengikat elektron. b. Zat yang mengalami reduksi. Contoh: 1) K → K + + e− 2) Cu → Cu2+ + 2e− Konsep Reaksi Redoks Berdasarkan Pertambahan dan Penurunan Bilangan Oksidasi Bilangan oksidasi Bilangan oksidasi atau biloks adalah muatan yang dimiliki oleh atom jika elektron valensinya cenderung tertarik ke atom lain yang berikatan dengannya dan memiliki keelektronegatifan lebih besar. Aturan penentuan bilangan oksidasi antara lain sebagai berikut. Bilangan oksidasi atom dalam unsur bebas sama dengan 0 (nol). Contoh: Bilangan oksidasi atom dalam unsur Na, Fe, H2, P4, dan S8 sama dengan 0 (nol). ● Bilangan oksidasi ion monoatom sama dengan muatan ionnya. Contoh: (a) Bilangan oksidasi ion Na+ sama dengan +1. (b) Bilangan oksidasi ion Mg2+ sama dengan +2. (c) Bilangan oksidasi ion Fe3+ sama dengan +3. (d) Bilangan oksidasi ion Br– sama dengan –1. (e) Bilangan oksidasi ion S2– sama dengan –2. ● Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 (nol). Contoh: Senyawa NaCl mempunyai muatan = 0. Jumlah biloks Na + biloks Cl = (+1) + (–1) = 0. ● Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam ion poliatomik sama dengan muatan ionnya. Contoh: Ion NO3 – bermuatan = –1, maka biloks N = –1 dan biloks O = –1.

44 ● Bilangan oksidasi Fluor dalam senyawanya = –1. Contoh: Bilangan oksidasi F dalam NaF dan ClF3 sama dengan –1. ● Bilangan oksidasi oksigen (O) dalam senyawanya sama dengan –2, kecuali dalam senyawa biner fluorid, peroksida, dan superoksida Contoh: (a) Bilangan oksidasi O dalam H2O, CO2, dan SO2 sama dengan –2. (b) Bilangan oksidasi O dalam senyawa peroksida, H2O2 dan Na2O2 sama dengan –1. (c) Bilangan oksidasi O dalam senyawa fluorida, OF2 sama dengan +2. (d) Bilangan oksidasi O dalam senyawa superoksida KO2 dan CsO2 sama dengan – 1 /2. ● Bilangan oksidasi hidrogen (H) jika berikatan dengan non-logam sama dengan +1. Bilangan oksidasi H jika berikatan dengan logam alkali dan alkali tanah sama dengan –1. Contoh: (a) Bilangan oksidasi H dalam HF dan H2O sama dengan +1. (b) Bilangan oksidasi H dalam NaH dan CaH2 sama dengan –1. ● Bilangan oksidasi logam golongan IA (alkali) dalam senyawanya sama dengan +1. Contoh: Na, K memiliki bilangan oksidasi = +1. ● Bilangan oksidasi logam golongan IIA (alkali tanah) dalam senyawanya dengan +2. Contoh: Ba, Mg, memiliki bilangan oksidasi = +2. ● Bilangan oksidasi logam transisi dalam senyawanya dapat lebih dari satu. Contoh: Fe mempunyai bilangan oksidasi +2 dalam FeO; +3 dalam Fe2O3, dan seterusnya. Reduksi adalah reaksi penurunan bilanga oksidasi. Reduktor adalah: 1) Zat yang mereduksi zat lain dalam reaksi redoks. 2) Zat yang mengalami oksidasi. Contoh: 2SO3 → 2SO2 + O2 Bilangan oksidasi S dalam SO3 adalah +6 sedangkan pada SO2 adalah +4. Karena unsur S mengalami penurunan bilangan oksidasi, yaitu dari +6 menjadi +4, maka SO3 mengalami reaksi reduksi. Oksidatornya adalah SO3 dan zat hasil reduksi adalah SO2. Bagaimana caranya menentukan bilangan oksidasi S dalam SO3 dan SO2? Perhatikan penjelasan berikut.

45 Menentukan biloks S dalam SO3 Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 dan bilangan oksidasi O = -2 maka: ⇒ b.o S + (3 × b.o O) = 0 ⇒ b.o S + (3 × -2) = 0 ⇒ b.o S + (-6) = 0 ⇒ b.o S = 0 + 6 ⇒ b.o S = 6 Jadi, bilangan oksidasi S dalam SO3 adalah 6. Menentukan biloks S dalam SO2 Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 dan bilangan oksidasi O = -2 maka: ⇒ b.o S + (2 × b.o O) = 0 ⇒ b.o S + (2 × -2) = 0 ⇒ b.o S + (-4) = 0 ⇒ b.o S = 0 + 4 ⇒ b.o S = 4 Jadi, bilangan oksidasi S dalam SO2 adalah 4. Oksidasi adalah reaksi pertambahan bilangan oksidasi. Oksidator adalah: 1) Zat yang mengoksidasi zat lain dalam reaksi redoks. 2) Zat yang mengalami reaksi reduksi. Contoh: 4FeO + O2 → 2Fe2O3 Bilangan oksidasi Fe dalam FeO adalah +2, sedangkan dalam Fe2O3 adalah +3. Karena unsur Fe mengalami kenaikan bilangan oksidasi, yaitu dari +2 menjadi +3, maka FeO mengalami reaksi oksidasi. Reduktornya adalah FeO dan zat hasil oksidasi adalah Fe2O3. Bagaimana caranya menetukan bilangan oksidasi Fe dalam FeO dan Fe2O3? Perhatikan penjelasan berikut. Menentukan biloks F dalam FeO Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 dan bilangan oksidasi O = -2 maka: ⇒ b.o F + (1 × b.o O) = 0 ⇒ b.o F + (1 × -2) = 0 ⇒ b.o F + (-2) = 0 ⇒ b.o F = 0 + 2 ⇒ b.o F = 2 Jadi, bilangan oksidasi F adalam FeO adalah 2.