Kimia
Anorganik I
Kun Sri Budiasih
Bab I
Teori Atom Mekanika Kuantum



Scientist yang hidup awal abad
ke 20 menemukan bahwa kita
tidak menyatakan kelakuan
atom sebagaimana kelakuan
materi biasa.
Harus ada pandangan baru
tentang materi dan energi
untuk menyatakan secara
akurat bagaimana kelakuan
atom itu.
Pandangan ini menyatakan
bahwa materi berkelakuan
sebagai partikel sekaligus
sebagai gelombang.
Mekanika kuantum




Pada materi ‘besar’ yang tampak
sehari-hari sifat gelombang dari materi
tidak terlihat karena kecilnya. Sifat
gelombang menjadi penting pada
materi kecil seperti elektron. Elektron
dalam atom berkelakuan seperti
gelombang.
Karena sifat dualisme, elektron tidak
dapat didefinisikan lokasinya. Ilmuwan
hanya bisa membuat ‘perkiraan’ lokasi
e-.
Mereka lebih cocok dibayangkan
berada seperti awan yang kabur dari
muatan negatif di sekitar inti, daripada
sebagai partikel yang berlokasi di
sebuah titik tertentu. Bagian yang
padat menunjukkan kemungkinan
besar elektron beraa.
Teori ini disebut Teori kuantum atau
mekanika kuantum.
Sifat Gelombang





Gelombang: vibrasi yang berulang secara reguler dan terus
menerus. Contoh: dari tali yang diikat pada suatu tempat dan
ujung lainnya digerakkan naik turun. Gerakan ini menimbulkan
gelombang sepanjang tali.
Bagian tertinggi yang dicapai oleh tali= puncak dan bagian
terendah = lembah gelombang.
Jarak antara satu puncak ke puncak lainnya disebut panjang
gelombang. Jumlah panjang gelombang yang mencapai suatu
titik disebut frekuensi gelombang.
Jika ujung satu juga bisa bergerak bebas, pulsanya akan
kembali sepanjang tali pada sisi yang sama. Jika ujung tali
mati di tembok, pulsa akan kembali sepanjang tali pada sisi
yang berlawanan.
Pada ujung yang bebas, pulsa akan 2x lipat ampitude asal,
pada ujung yang mati akan terlihat amplitudo = 0 di titik
balik.
Interferensi Gelombang





Jika dua gelombang bertemu, akan bergabung
- interferensi.- menghasilkan pola
gelombang baru.
2 gelombang sama frekuensi dan panjang
gelombang, hasilnya tergantung posisi puncak
gelombang.
Puncak + lembah bertepatan= sefasa. -gelombang yg lebih besar puncak dan
lembahnya- interferensi konstruktif.
Puncak + lembah tidak bertepatan = keluar
fase. - interferensi destruktif
Jika bertemu tepat di tengah saling
menghilangkan
interferensi bisa bergantian antara konstruktif
dan destruktif.
Elektron Sebagai
Gelombang









Elektron berkelakuan sebagai partikel sekaligus
gelombang di dalam atom. Karakter ini disebut sbg
dualisme gelombang.
Sifat ini juga berlaku pada semua partikel dan
gabungan partikel termasuk proton, neutron dan
atom itu sendiri.
Dalam pembahasan struktur atom, elektron paling
penting.
Sebagai gelombang, e- punya panjang gelombang
dan frekuensi yg tergantung energi elektron.
JIka E= Ek, tergantung kecepatan.
E> - panjang gelombang <
GElombang elektron bisa saling interferensi.
Karena sifat dualisme, elektron tidak dapat
didefinisikan lokasinya. Ilmuwan hanya bisa
membuat ‘perkiraan’ lokasi e-.
Fisikawan menggambarkan seperti awan yang
kabur dari muatan negatif di sekitar inti. Bagian
yang padat menunjukkan kemungkinan besar
elektron berada.
Orbital Elektron










Fisikawan menyebut daerah tempat
kedudukan elektron dalam atom sebgai
‘orbital’. Orbital yang sama/setara membentuk
tingkat energi tertentu ( Ek + Ep).
Tingkat energi yang paling rendah berada di
dekat inti.
Perbedaan antar orbital.
Sifat gelombang elektron membuat batas dari
kemungkinan lokasi mereka dan menentukan
bentuk orbitalnya. .
Orbital-orbital dibedakan dari bentuknya,
ukuran, momentum anguler, dan sifat
magnetnya.
Secara umum, momentum anguler= energi
suatu obyek yang tergantung berapa cepat ia
berrevolusi, massanya, dan jarak dengan as.
Dalam atom, MA dari orbital elektron tgt
ukuran dan bentuknya.
Sifat magnet orbital menunjukkan bagaimana
reaksinya thd medan magnet. Tgt ukuran dan
bentuk orbital.
Orbital2 atom harus terjadi di jarak tertentu
dari inti untuk mendapatkan atom yang stabil.
Pada jarak ini, orbital mengijinkan gelombang
elektron untuk memenuhi 1 atau lebih ½
panjang gelombang (1/2,1, 1/2, 2, 21/2, dst)
selama ia bergerak di sekitar inti.
Bilangan kuantum







n = jumlah ½ panjang gelombang , emnunjukkan
ukuran orbital.
Orbital yang lebih besar memuat lebih banyak ½
panjang gelombang, n lebih besar.
Orbital yang memuat satu ½ panjang gelombang , n= 1
Ada 2 atau lebih orbital yang memiliki jumlah ½
gelombang yang sama, n sama, tapi punya momentum
anguler dan sifat magnet yang beda.
n =1
½ panjang gel
n=2
1 panjang gel
N= 3
1 ½ panjang gel.
Ada bilangan kuantum ke dua = mewakili momentum
anguler orbital
 l = Jumlah nilai yg mungkin bagi orbital untuk punya
n-1 bil kuantum kedua (l)
 Bilangan kuantum ke -3
s - l= 0
P  l=1number 1




Momentum anguler tgt bentuk orbital.
Orbital s, l=0  sferis 0,
Orbital p, l= 1  hemisfere berhadapan.
Orbital
Orbital

Nikel
Orbital dan penataan
elektron




Jumlah ½ gelomang : Bilangan kuantum utama (n)
number (abbreviated n). In general, this number determines the size of the orbital.
Larger orbitals allow more half-wavelengths and therefore have higher principal
quantum numbers. The orbital that allows one half-wavelength has a principal
quantum number of one. Only one orbital allows one half-wavelength. More than
one orbital can allow two or more half-wavelengths. These orbitals may have the
same principal quantum number, but they differ from each other in their angular
momentum and their magnetic properties. The orbitals that allow one wavelength
have a principal quantum number of 2 (n = 2), the orbitals that allow one and a half
wavelengths have a principal quantum number of 3 (n = 3), and so on. The set of
orbitals with the same principal quantum number make up a shell.
Atomic Orbital Shapes Atomic orbitals are mathematical descriptions of where the
electrons in an atom (or molecule) are most likely to be found. These descriptions
are obtained by solving an equation known as the Schrödinger equation, which
expresses our knowledge of the atomic world. As the angular momentum and
energy of an electron increases, it tends to reside in differently shaped orbitals. This
description has been confirmed by many experiments in chemistry and physics,
including an actual picture of a p-orbital made by a scanning tunneling microscope.
© Microsoft Corporation. All Rights Reserved.
Expand


Physicists use a second number to describe the angular momentum of an orbital.
This number is called the orbital’s secondary quantum number, or its angular
momentum quantum number (abbreviated l). The number of possible values an
orbital can have for its angular momentum is one less than the number of halfwavelengths it allows. This means that an orbital with a principal quantum number
of n can have n-1 possible values for its secondary quantum number.

Physicists customarily use letters to indicate orbitals with certain secondary
quantum numbers. In order of increasing angular momentum, the orbitals with the
six lowest secondary quantum numbers are indicated by the letters s, p, d, f, g, and
h. The letter s corresponds to the secondary quantum number 0, the letter p
corresponds to the secondary quantum number 1, and so on. In general, the
angular momentum of an orbital depends on its shape. An s-orbital, with a
secondary quantum number of 0, is spherical. A p-orbital, with a secondary
quantum number of 1, resembles two hemispheres, facing one another. The
possible combinations of principal and secondary quantum numbers for the first five
shells

© 1993-2003 Microsoft Corporation. All rights reserved.
Sifat atom
Awan elektron yang menujukkan
kemungkinan letak elektron
menentukan sifat fisik dan kimia
dari atom ybs.
 Akan diperkirakan bagaimana atom
berinteraksi dengan atom lainnya
dengan mempelajari awan elektron
 Elektron yang terletak di daerah
terluar dari inti - sifat atom
 JIka penuh, - tidak reaktif
 JIka tidak penuh : reaktif ex: Gas
mulia
 .(mentransfer atau sharing elektron
agar orbital terluar menjadi penuh
 stabil. )
 Elektron terluar : E. valensi- yg
menjadi ‘duta besar’.
Sifat Periodik Atom
Sifat Periodik Atom
Semakin banyak elektronnya
semakin banyak tingkat-tingkat
energi yang dimiliki.

Dalam satu periode,
jumlah tingkat energi elektron tidak
berubah
jumlah elektron yang mengisinya
bertambah satu demi satu dari kiri
ke kanan.
jumlah proton dalam inti juga
bertambah dari kiri ke kanan.
Proton cenderung menarik
elektron. Dengan jumlah proton
yang lebih banyak, daya tariknya
akan lebih kuat, sehingga
elektron akan cenderung lebih
dekat ke inti.
=> Akibatnya ukuran atom menjadi
semakin kecil.

Sifat periodik (II)
Dalam satu golongan,
Unsur -unsur pada periode teratas
mempunyai satu atau dua tingkat
energi elektron.
Unsur-unsur di periode berikutnya memiliki
jumlah tingkat energi yang lebih banyak
ukuran atomnya lebih besar.
 jari-jari atom unsur-unsur dalam satu
golongan makin ke bawah semakin
besar.

. Energi ionisasi





Energi yang diperlukan untuk melepaskan satu
elektron dari kulit terluar suatu atom disebut
dengan energi ionisasi atau ’potensial ionisasi’.
Mg → Mg+ + e
E=
7, 64 eV
Mg+ → Mg++ + e
E=
15, 03 eV
Kecenderungan unsur untuk menangkap
elektron disebut dengan afinitas elekton..
Semakin besar afinitas elektronnya, semakin
suka menjadi ion negatif.
Jari-jari atom
Sifat periodik
 Energi










ionisasi
Energi yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron
dari kulit terluar suatu atom disebut dengan energi
ionisasi atau ’potensial ionisasi’.
Mg → Mg+ + e
E = 7, 64 eV
Mg+ → Mg++ + e
E = 15, 03 eV
Elektron selalu bergerak dan mempunyai keinginan
untuk berpindah-pindah dan lepas dari inti atom. Untuk
melepaskan satu elektron dari atom diperlukan
sejumlah energi. Semakin kecil energi yang diperlukan,
semakin mudah elektron itu lepas..
Energi ionisasi ditentukan oleh besarnya jari-jari atom
dan muatan inti.
Semakin besar jari jari atom, letak elektron semakin
jauh, tarikan dari inti juga semakin kecil
- dalam satu golongan energi ionisasi semakin kecil
dari unsur teratas ke unsur terbawah.
Dalam satu periode, ukuran jari-jari atom dari kiri ke
kanan semakin kecil, sehingga tarikan inti cenderung
kuat.
Energi yang dibutuhkan elektron untuk melarikan diri
semakin besar.
 energi ionisasi dalam satu periode dari kiri ke kanan
semakin besar.
Sifat Periodik
Afinitas elektron
 sejumlah unsur daerah kiri 
suka membentuk ion positif,
 Daerah kanan  suka
membentuk ion negatif.

Sifat periodik
Kecenderungan unsur untuk
menangkap elektron disebut
dengan afinitas elekton..
Semakin besar afinitas
elektronnya, semakin suka
menjadi ion negatif.
 Afinitas elektron diukur dengan
seberapa besar energi yang
dilepaskan ketika suatu atom
menangkap satu elektron dari
luar . Semakin besar
energinya, semakin mudah
terjadi.
 Fluorin (F) unsur yang paling
besar afinitas
elektronnyasuka menjadi F(Fluorida).
F +e →FE = 331,4 kJ
/mol

Sifat Periodik
Elektronegatifitas
sangat dekat hubunganya dengan
afinitas elektron, yaitu kecenderungan
suatu unsur untuk menarik elektron.
 Dalam satu golongan elektronegatifitas
menurun dari atas ke bawah
 Dalam satu periode meningkat dari kiri ke
kanan. Tampak bahwa Fluorin memiliki
elektronegatifitas paling besar.
Sifat logam - non logam dan metaloid
 Perbedaan logam dan non logam dilihat
dari ada tidaknya karakter logam:
kemampuannya menghantarkan listrik
dan atau panas, kerasa, mengkilap ,
dapat dibentuk.
 logam alkali (natrium dan kalium): lunak,
 titik lebur 97,8oC.
 Dikenal juga unsur-unsur yang
menunjukkan sifat pertengahan antara
logam dan non logam metaloid.
Contoh: antimon (Sb), arsen (As), boron
(B), silikon (Si) dan tellurium (Te).
