MODUL KIMIA KELAS X

KATA PENGANTARAlhamdulillahirobbalalamiin puji serta syukur kehadirat Allah Swt. yang telah melimpahkan rahmat serta karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan modul kimia ini. Shalawat serta salam selalu terlimpah curah kepada junjungan Nabi Muhammad saw, keluarganya, sahabatnya, serta kita sebagai umatnya.Dengan adanya modul ini diharapkan dapat menjadi pedoman guru dalam mengajar serta dapat mempermudah peserta didik dalam memahami ilmu kimia, khususnya guru dan peserta didik di SMK Negeri I Takokak.Saran dan kritik sangat diharapkan oleh penulis guna membangun penyusunan modul ini menjadi lebih baik lagi. Akhirnya penulis menyampaikan terima kasih kepada rekan rekan guru dan staf Tata Usaha yang telah memberikan kontribusi sehingga tersusunnya modul ini.

Cianjur, Juli 2014Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR iDAFTAR ISI iiPENDAHULUAN 1BAB I STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK 7BAB II IKATAN KIMIABAB III DAYA HANTAR LISTRIK LARUTANBAB IV REAKSI REDUKSI-OKSIDASI

5

ii

PENDAHULUANModul ini merupakan pengantar untuk mengenal ruang lingkup kimia secara umum, manfaat ilmu kimia serta keterkaitannya dengan ilmu lain.Di dalam kajian ilmu kimia, yang akan Anda pelajari meliputi struktur materi, komposisi materi, sifat dan perubahan materi, serta energi yang menyertai perubahan materi. Sifat dan perubahan materi yang dipelajari dalam ilmu kimia mencakup sifat fisis, yaitu meliputi wujud dan tapilan materi, serta sifat kimia materi yang mempunyai kecenderungan untuk berubah, sehingga menghasilkan materi baru. Ilmu Kimia berhubungan dengan banyak ilmu lain seperti Biologi, Farmasi, Geologi, dan Lingkungan.

A. KARAKTERISTIK DAN RUANG LINGKUP ILMU KIMIAPernahkah Anda berfikir bahwa, Anda hidup diantara bahan bahan kimia dan proses kimia? Mulai dari unsur unsur pembentuk tubuh dan berbagai aktivitas manusia, yang dilakukan di rumah, di sekolah, di tempat kerja, bahkan di luar angkasa sekalipun, tidak terlepas dari proses kimia. Ilmu Kimia berperan untuk mencari materi alternatif, misalnya penggunaan sel bahan bakar sebagai bahan bakar alternatif, untuk menggantikan minyak bumi yang dapat habis. Di samping itu ilmu kimia juga berperan dalam peningkatan kualitas hidup, dengan cara mengubah materi yang ada menjadi.materi yang lebih bermanfaat. Contohnya: dari minyak bumi dapat diubah menjadi produk bahan bakar, cat, detergan, pupuk, plastik dan lain lain.Ilmu Kimia adalah ilmu Pengetahuan Alam yang mempelajari tentang materi yang meliputi struktur, susunan, sifat dan perubahan materi serta energi yang menyertainya. a. KAJIAN ILMU KIMIADi dalam kajian ilmu kimia Anda akan mempelajari struktur, komponen, sifat dan perubahan materi, serta energi yang menyertai perubahan materi. Sifat dan perubahan materi akan di bahas dalam Ilmu Kimia mencakup sifat-sifat fisis serta sifat kimia dari materi. Pengertian MateriMateri dapat diartikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa, dan menempati ruang. Makhluk hidup dan yang tidak hidup terdiri atas materi: manusia, tumbuh tumbuhan, hewan, air, batu, kayu, garam dan benda benda apa saya di sekitar kita termasuk materi.Materi terdiri dari 3 macam wujud yaitu: padat, cair dan gas. Adapun ciri-cirinya:a) Padat: Bentuk dan volumenya tetap, selama tidak ada pengaruh dari luar.b) Cair: Bentuknya selalu berubah, sesuai dengan tempatnya volume zat cair adalah tetap.c) Gas: Baik bentuk dan volumenya tidak tetap dan akan mengisi seluruh ruang yang ditempatinya. Sifat MateriKita dapat mengenal suatu materi dan membedakannya dengan materi-materi yang lain berdasarkan sifat sifatnya. Sifat materi terbagi menjadi 2, yakni:a) Sifat fisis, yaitu ciri suatu materi yang dapat diamati tanpa merubah zat-zat yang menyusun materi. Contoh: warna, bentuk, ukuran, kepadatan, titik lebur dan titik didihb) Sifat kimia, yaitu ciri-ciri suatu za t yang menyatakan apakah zat itu dapat mengalami perubahan kimia tertentu. Contoh: mudah terbakar, mudah berkaratMenurut ukurannya, sifat materi terbagi menjadi dua, yakni:a) Sifat ekstensif: sifat yang bergantung pada ukuran, seperti : massa dan volume b) Sifat intensif: sifat yang tidak bergantung pada ukuran, seperti: keadaan fisik, warna, titik leleh, dan titik didih. Perubahan MateriDalam kehidupan sehari-hari Anda sering melihat perubahan materi. Kalau kita cermati benda -benda tersebut banyak mengalami perubahan. Air jika direbus akan berubah menjadi uap, air jika didinginkanakan berubah menjadi es. Kertas jika dibakar akan menjadi abu. Besi jika dibiarkan diudara akan berkarat. Perubahan materi digolongkan menjadi dua, yakni:a) Perubahan fisika: yaitu perubahan yang tidak menghasilkan materi baru, yang berubah hanya bentuk dan wujud materi.Contoh:a) Es menjadi air, dan dapat kembali menjadi es.b) Pelarutan garam, dan jika diuapkan, akan kembali menjadi garam semula.b) Perubahan kimia: atau reaksi kimia yaitu perubahan yang menghasilkan materi baru. Suatu perubahan kimia, sulit dikembalikan ke keadaan semula.Contoh:c) Nasi menjadi basid) Kayu terbakar menjadi abu.e) Besi berkarat Untuk mengetahui, apakah telah terjadi perubahan kimia pada materi, ada ciri-ciri yang dapat diamati seperti perubahan suhu, pembentukan gas atau pembentukan endapan.Gambar 1. Besi berkarat

LATIHAN

1. Berikut ini tergolong sifat fisis atau kimia?a. berat jenisb. mudah berkaratc. berwarna hijaud. mudah pudar2. Apa yang dimaksud dengan perubahan fisika?3. Tentukan perubahan berikut termasuk perubahan fisika atau kimia?a. bensin menguap b. proses fotosintesisc. pembusukan sampahd. kaca mobil pecah4. Kertas terbakar menjadi abu merupakan salah satu contoh reaksi kimia. Sebutkan ciri-ciri yang membuktikan bahwa kertas terbakar menjadi abu merupakan reaksi kimia.5. Carilah contoh perubahan fisika dan perubahan kimia yang terjadi di lingkungan Anda. Penggolongan MateriMateri di alam ini sangat beragam jenisnya. Ahli kimia menggolongkannya menjadi beberapa golongan materi, sebagaimana diperlihatkan pada gambar 2.

Gambar 2. Penggolongan Materia) Zat tunggal adalah materi yang mempunyai sifat dan komposisi sama di seluruh bagiannya. Zat tunggal terdiri dari unsur dan senyawa. Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa (bukan reaksi nuklir). Unsur-unsur tersebut umumnya ditemukan di alam dalam bentuk persenyawaan. Misalnya, natrium banyak ditemukan dalam garam dapur, kalsium banyak ditemukan dalam batu kapur. Unsur-unsur yang terdapat bebas di alam, tidak dalam bentuk persenyawaan, antara lain tembaga, seng, perak, platina dan emas. Unsur-unsur tersebut secara umum dapat digolongkan menjadi unsur logam dan unsur non logam. Beberapa unsur logam adalah besi, tembaga, seng, perak, aluminium dan sebagainya. Beberapa unsur bukan logam adalah oksigen, natrium k arbon, belerang dan sebagainya. Senyawa adalah Zat tunggal yang tersusun dari lebih dari satu unsur melalui reaksi kimia. Sifat senyawa berbeda dengan sifat unsur pembentuknya. Contohnya Air, gula pasir, garam, dll.Air merupakan zat tunggal karena hanya tersusun dari satu jenis bahan. Tetapi air bukan merupakan unsur, karena air dapat diuraikan menjadi beberapa bahan yang lebih sederhana. Air dapat diuraikan menjadi unsur hidrogen dan oksigen.b) Campuran adalah materi yang terbentuk dari gabungan dua zat tunggal atau lebih dengan komposisi yang bervariasi. Sifat dan karakteristik campuran tergantung dari sifat zat tunggal penyusunnya. Campuran homogeny adalah campuran yang memiliki ciri-ciri dan komposisi yang sama di seluruh bagian. Campuran homogeny disebut juga larutan. Larutan dapat berwujud cair, gas maupun padat. Contohnya larutan gula, larutan garam, campuran udara, campuran logam. Campuran heterogen adalah campuran dimana ciri-ciri dan komposisi di setiap bagian tidak sama. Penyusun campuran heterogen dengan mudah dapat dibedakan. Contoh adonan beton cor, tanah dan sayur sup.Gambar 3. Adonan beton corLATIHAN

1. Buatlah daftar nama barang-barang yang ada di rumah anda. Klasifikasikan barang-barang tersebut ke dalam kelompok unsur, kelompok senyawa, dan kelompok campuran.2. Golongkan materi berikut ini tergolong unsur, senyawa, campuran homogen atau campuran heterogen. a. Aspalb. tanahc. platinad. kuningane. ureaf. sirupg. belerangh. garam dapur

b. MANFAAT ILMU KIMIADengan belajar ilmu kimia, kita dapat mengubah bahan alam menjadi produk yang lebih berguna untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia, dan kita dapat mengerti kebutuhan hidup manusia, dan kita dapat mengerti barbagai gejala alam yang kita jumpai dalam kehidupan kita setiap hari misalnya:a) Pencernaan dan pembakaran zat zat makanan dalam tubuh.Makanan berasal dari tumbuh tumbuhan. Tumbuh tumbuhan berassimilasi dengan proses kimia. Tubuh kita membutuhkan karbohidart, protein, lemak, vitamin, yang keseluruhannya merupakan proses kimia sehingga dapat menghasilkan gas karbondioksida, air dan enegri.b) Dalam kehidupan ini, kita membutuhkan sabun, pasta gigi, tekstil, kosmetik, plastik, obat-obatan, pupuk, pestisida, bahan bakar, cat, bumbu masak, alat-alat rumah tangga, bahkan berbagai jenis makanan olahan, yang semuanya merupakan hasil dari penerapan ilmu kimia. Hampir semua bahan keperluan kita, sedikit banyak, baik langsung atau tidak langsung mengalami sentuhan kimia.

B. PERANAN ILMU KIMIAIlmu Kimia merupakan cabang ilmu pengetahuan yang menjadi dasar banyak ilmu lainnya. Oleh sebab itu Ilmu Kimia disebut juga Central Science karena peranannya yang sangat penting diantara ilmu pengetahuan lainnya. Tidak ada ilmu pengetahuan alam yang tidak bergantung pada ilmu kimia. Pengembangan dalam bidang kedokteran, farmasi, geologi, pertanian dapat berjalan seiring dengan kemajuan yang dicapai dalam ilmu kimia, misalnya dalam:a) Bidang Kedokteran dan FarmasiIlmu kimia diperlukan untuk mengatasi berbagai kasus, seperti uji kesehatan laboratorium, pembuatan alat cuci darah, pembuatan materi sintetis pengganti tulang, gigi dan pembuatan obat-obatan.b) Bidang GeologiIlmu kimia diperlukan utnuk penelitian jenis dan komposisi materi dalam batuan dan mineral.c) Bidang PertanianIlmu kimia digunakan untuk pembuatan berbagai macam pupuk dan pestisida agar produksi pangan meningkat.d) Bidang IndustriIlmu kimia berperan seperti dalam pembuatan serat sintetis, rayon dan nylon, untuk menggantikan kapas, wool dan sutera alam yang produkasinya semakin tidak mencukupi.

Bahkan ilmu kimia juga dapat membantu menyelesaikan masalah sosial, seperti masalah ekonomi, hukum, seni dan lingkungan hidup. Sebagai contoh: uang sebagai alat tukar dalam perekonomian, bahkan bahan dan proses pembuatannya memerlukan ilmu kimia. Namun demikian, ilmu kimia juga memerlukan ilmu-ilmu lain seperti matematika, fisika dan biologi. Matematika diperlukan untuk memahami beberapa bagian ilmu kimia seperti: hitungan kimia, laju reaksi, thermo kimia dan lain lain. Fisika diperlukan untuk mempelajari antara lain Thermodinamika, perubahan materi, sifat fisis zat dan lain lain.Biologi sangat erat hubungannya dalam bio kimia. Keterkaitan ilmu kimia dengan ilmu lainnya, telah melahirkan beberapa cabang dalam ilmu kimia, contohnya: biokimia (biologi dan kimia), kimia fisika (kimia dan fisika), Thermo kimia (thermodinamika dan kimia), elektro kimia (elektronik dan kimia) dan kimia nuklir (kimia dan nuklir).Dengan pengetahuan dasar kimia yang kita miliki, kita mengerti berbagai gejala alam yang kita jumpai dalam kehidupan seharu hari dan dapat menyelesaikan permasalahan yang kita hadapi.

BAB ISTRUKTUR ATOM

Pernahkah Anda berpikir bagaimana seandainya sepotong besi dipotong menjadi dua, kemudian setiap bagian dipotong lagi menjadi dua, kemudian setiap bagian yang kecil dipotong menjadi dua lagi, dan seterusnya sampai bentuk yang terkecil. Kira-kira apa yang akan Anda peroleh? Pernahkah juga Anda berpikir hamparan pasir di pantai yang dari kejauhan tampak seperti hamparan permadani, tetapi ketika didekati dan dipegang ternyata hanya butiran-butiran kecil. Nah, seperti itulah juga semua zat yang ada di dunia ini yang juga tersusun atas partikel-partikel paling kecil yang menyusun zat yang lebih besar. Partikel terkecil yang menyusun setiap zat di dunia ini oleh para ilmuwan dikenal dengan sebutan atom.Pada 400 SM, Ahli filsafat Yunani, Leucipus dan Demokritus (460370 SM) mengemukakan konsep atom. Menurut Democritus atom berasal dari kata atomos (dalam bahasa Yunani a = tidak, tomos = dibagi), jadi atom merupakan partikel yang sudah tidak dapat dibagi lagi. Pendapat Demokritus tersebut disangkal oleh Aristoteles. Menurutnya, materi bersifat kontinu atau dapat dibelah menjadi bagian yang lebih kecil secara terus menerus. Seiring perkembangan ilmu pengetahuan teori-teori baru tentang konsep atom juga mengalami perkembangan, salah satunya John Dalton pada 1808 mengemukakan teori atomnya.

A. PERKEMBANGAN TEORI DAN STRUKTUR ATOM1. Model Atom DaltonTeori atom Dalton dikemukakan berdasarkan dua hukum, yaitu hukum kekekalan massadan hukum perbandingan tetap.a) Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.b) Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identic dan berbeda untuk unsur yang berbeda.Gambar 4. John Dalton (1766 1844) adalah ilmuwan Inggris

c) Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atas atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen. d) Reaksi kimia merupakan pemisahan atau peng-gabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Hipotesis Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti bola tolak peluru. Beberapa kelebihan dan kelemahan dari teori atom Dalton, dapat dilihat dalam tabel berikut.Gambar 5. Model Atom Dalton seperti bola pejal

Tabel 1. Kelebihan dan Kelemahan Teori Atom DaltonKelebihanKelemahan

Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) Dapat menerangkan Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)Tidak dapat menerangkan sifat listrik atomPada kenyataannya atom dapat dibagi lagi menjadi partikel yang lebih kecil yang disebut partikel subatomik

2. Model Atom ThomsonPada tahun 1897 J. J. Thompson menemukan elektron. Berdasarkan penemuannya tersebut, kemudian Thompson mengajukan teori atom baru yang dikenal dengan sebutan model atom Thompson. Model atom Thompson dianalogkan seperti sebuah roti kismis, di mana atom terdiri atas materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis. Beberapa kelebihan dan kelemahan dari teori atom Dalton, dapat dilihat dalam tabel berikut.Gambar 6. Model Atom Thomson

Tabel 2. Kelebihan dan Kelemahan Teori Atom ThomsonKelebihanKelemahan

Dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatomic Dapat menerangkan sifat listrik atomTidak dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas yang dikemukakan oleh Rutherford

Gambar 7. J. J. Thomson (1856 1909)

3. Model Atom RutherfordPada tahun 1903 Philipp Lenard melalui percobaannya membuktikan bahwa teori atom Thomson yang menyatakan bahwa elektron tersebar merata dalam muatan positif atom adalah tidak benar. Hal ini mendorong Ernest Rutherford (1911) tertarik melanjutkan eksperimen Lenard. Dengan bantuan kedua muridnya Hans Geiger dan Ernest Marsden, Rutherford melakukan percobaan dengan hamburan sinar . Partikel bermuatan positif. Berdasarkan percobaan tersebut disimpulkan bahwa:a) Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa; partikel diteruskan.b) Di dalam atom terdapat suatu bagian yang sangat kecil dan padat yang disebut inti atom; partikel dipantulkan kembali oleh inti atom.c) Muatan inti atom dan partikel sejenis yaitu positif; seba-gian kecil partikel dibelok Gambar 8 Percobaan hamburan sinar

Hasil percobaan tersebut menggugurkan teori atom Thomson. Kemudian Rutherford mengajukan teori atom sebagai berikut: atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif sebagai pusat massadan dikelilingi elektron-elektron yang bermuatan negatif. Massa atom berpusat pada inti dan sebagian besar volume atom merupakan ruang hampa. Atom bersifat netral, karena itu jumlah muatan positif dalam atom (proton) harus sama dengan jumlah elektron. Diameter inti atom berkisar 1015 m, sedang diameter atom berkisar 1010 m., tetapi belum mampu menjelaskan distribusi elektron-elektron secara jelas. Hasil percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesisnya bahwa atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif, sehingga atom bersifat netral. Massa inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapat diprediksi bahwa ada partikel lain dalam inti atom.Gambar 9 Model Atom Rutherford

Teori atom Rutherford hanya mampu menjelaskan bahwa elektron-elektron yang beredar mengelilingi inti atom berada dalam ruang hampaKelemahan dari teori atom Rutherford:a) tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika Max-well, Jika partikel bermuatan negatif (elektron) bergerak mengelilingi partikel bermuatan berlawanan (inti atom bermuatan positif), maka akan mengalami percepatan dan memancarkan energi berupa gelombang elektromagnetik. Akibatnya energi elektron semakin berkurang. Jika demikian halnya maka lintasan elektron akan berupa spiral. Pada suatu saat elektron tidak mampu mengimbangi gaya tarik inti dan akhirnya elektron jatuh ke inti. Sehingga atom tidak stabil padahal ke-nyataannya atom stabil. Fenomena di atas dapat dijelaskan sebagai berikut. Ambillah seutas tali dan salah satu ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu sedangkan ujung yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Lama-kelamaan putarannya akan melemah karena Anda pegal memegang tali tersebut sehingga kayu akan mengenai kepala Anda. Meski teorinya lemah, namun Rutherford telah berjasa dengan mengenalkan istilah lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit. b) Tidak dapat menjelaskan bahwa spektrum atom hidrogen berupa spektrum garis (diskrit/diskontinu). Jika elektron berputar mengelilingi inti atom sambil memancarkan energi, maka lintasan-nya berbentuk spiral. Ini berarti spektrum gelom-bang elektromagnetik yang dipancarkan beru-pa spektrum pita (kontinu) padahal kenya-taannya dengan spek-trometer atom hydrogen menunjukkan spectrum garis.

4. Model Atom BohrDiawali dari pengamatan Niels Bohr terhadap spektrum atom, adanya spectrum garis menunjukkan bahwa elektron hanya beredar pada lintasan-lintasan dengan ener-gi tertentu. Dengan teori Mekanika Kuantum Planck, Bohr (1913) menyampaikan 2 pos-tulat untuk menjelaskan kestabilan atom. Gambar 10 Niels Bohr (1885 1962)

Dua Postulat Bohr:a. Elektron mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu yang stasioner yang disebut orbit/kulit. Walaupun elektron bergerak cepat tetapi elektron tidak memancarkan atau menyerap energi sehingga energi elektron konstan. Hal ini berarti elektron yang berputar mengelilingi inti atom mempunyai lintasan tetap sehingga elektron tidak jatuh ke inti.b. Elektron dapat berpindah dari kulit yang satu ke kulit yang lain dengan memancarkan atau menyerap energi. Energi yang dipancarkan atau diserap ketika electron berpindah-pindah kulit disebut foton. Besarnya foton dirumuskan:

Energi yang dibawa foton ini bersifat diskrit (catu). Jika suatu atom menyerap energi, maka energi ini digunakan elektron untuk berpindah kulit dari tingkat energi rendah ke tingkat energi tinggi. Pada saat elektron kembali ke posisi semula akan dipancarkan energi dengan besar yang sama. Jadi, hanya elektron pada kulit tertentu dengan tingkat energi tertentu yang dapat bergerak, sehingga frekuensi cahaya yang ditimbulkan juga tertentu. Hal inilah yang digunakan untuk menjelaskan spektrum diskrit atom hydrogen.Kelemahan teori atom Bohr:a. Hanya mampu menjelaskan spektrum atom hidrogen tetapi tidak mampu menjelaskan spectrum atom yang lebih kompleks (dengan jumlah electron yang lebih banyak).b. Orbit/kulit elektron mengelilingi inti atom bukan berbentuk lingkaran melainkan berbentuk elips.c. Bohr menganggap elektron hanya sebagai partikel bukan sebagai partikel dan gelombang, sehingga kedudukan elektron dalam atom merupakan kebolehjadian.Beberapa kelebihan dan kelemahan dari model atom Bohr, dapat dilihat dalam tabel berikut.Tabel 3. Kelebihan dan Kelemahan Model Atom BohrKelebihanKelemahan

Menjawab kelemahan dalam model atom Rutherford dengan mengaplikasikan teori kuantum. Menerangkan dengan jelas garis spektrum pancaran (emisi) atau serapan (absorpsi) dari atom hidro-gen. Terjadi penyimpangan untuk atom yang lebih besar dari hidrogen. Tidak dapat menerangkan efek Zaeman, yaitu spektrum atom yang lebih rumit apabila atom ditem-patkan pada medan magnet.

LATIHAN

1. Apakah perbedaan antara teori atom Dalton dan teori atom Thomson?2. Apakah persamaan antara teori atom Thomson dan teori atom Rutherford?3. Model atom Rutherford ternyata bertentangan dengan teori fisika klasik. Jelaskan pertentang-an teori tersebut.4. Apakah kelebihan teori atom Bohr dibandingkan teori atom lainnya?

B. PARTIKEL DASAR PENYUSUN ATOMWalaupun pada awalnya atom diartikan sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, tetapi dalam perkembangannya ternyata ditemukan bahwa atom tersusun atas tiga jenis partikel sub-atom (partikel dasar), yaitu proton, elektron, dan neutron.1. ElectronSetelah John Dalton (1766-1844) pada tahun 1803 mengemukakan teori atom yang pertama kali, maka tidak lama setelah itu dua orang ilmuwan yaitu Sir Humphry Davy (1778-1829) dan muridnya. Michael Faraday (1791-1867), menemukan metode elektrolisis, yaitu cara menguraikan senyawa menjadi unsur-unsurnya dengan bantuan arus listrik. Dengan metode baru itulah akhirnya mereka menemukan bahwa atom mengandung muatan listrik.Sejak pertengahan abad ke-19, para ilmuwan banyak meneliti daya hantar listrik dari gas-gas pada tekanan rendah. Tabung lampu gas pertama kali dirancang oleh Heinrich Geissler (1829-1879) dari Jerman pada tahun 1854. Rekannya, Julius Plucker (1801-1868), membuat eksperimen sebagai berikut. Dua pelat logam ditempatkan pada masing-masing tabung Geissler yang divakumkan, lalu tabung gelas itu diisi dengan gas pada tekanan rendah. Salah satu pelat logam (disebut anode) membawa muatan positif, dan pelat yang satu lagi (disebut katode) membawa muatan negatif. Ketika muatan listrik bertegangan tinggi dialirkan melalui gas dalam tabung, muncullah nyala berupa sinar dari katode ke anode. Sinar yang dihasilkan ini disebut sinar katode.Plucker ternyata kurang teliti dalam pengamatannya dan meng-anggap sinar tersebut hanyalah cahaya listrik biasa. Pada tahun 1875, William Crookes (1832-1919) dari Inggris, mengulangi eksperimen Plucker tersebut dengan lebih teliti dan mengungkapkan bahwa sinar katode merupakan kumpulan partikel-partikel yang saat itu belum dikenal.Hasil-hasil eksperimen Crookes dapat dirangkum sebagai berikut. a. Partikel sinar katode bermuatan negative sebab tertarik oleh pelat yang bermuatan positif.b. Partikel sinar katode mempunyai massa sebab mampu memutar baling-baling dalam tabung.c. Partikel sinar katode dimiliki oleh semua materi sebab semua bahan yang digunakan (padat,cair, dan gas) menghasilkan sinar katode yang sama.Partikel sinar katode itu dinamai elektron oleh George Johnstone Stoney (1817 1895) pada tahun 1891.Gambar 11. Tabung sinar katode William CroockesPada masa itu para ilmuwan masih diliputi kebingungan dan ketidaktahuan serta ketidak-percayaan bahwa setiap materi memiliki ekektron karena mereka masih percaya bahwa atom adalah partikel terkecil penyusun suatu materi. Kalau atom merupakan partikel terkecil, maka di manakah keberadaan elektron dalam materi tersebut?Pada tahun 1897, Joseph John Thompson (1856 1940) dari Inggris melalui serangkaian eksperimennya berhasil mendeteksi atau menemukan elektron yang dimaksud Stoney. Hasil percobaan J.J. Thomson menunjukkan bahwa sinar katode dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. Hal ini membuktikan terdapat partikel bermuatan negatif dalam suatu atom. Thompson membuktikan bahwa electron merupakan partikel penyusun atom, bahkan Thompson mampu menghitung perbandingan muatan terhadap massa electron e/m, yaitu 1,759 108 coulomb/gram.Kemudian pada tahun 1908, Robert Andrew Millikan (1868-1953) dari Universitas Chicago menemukan harga muatan elektron, yaitu 1,6021019 coulomb. Dengan demikian massa sebuah elektron dapat dihitung.

2. ProtonDengan ditemukannya elektron, para ilmuwan semakin yakin bahwa dalam atom pasti ada partikel bermuatan positif untuk mengimbangi muatan negatif dari elektron. Selain itu, jika seandainya partikel penyusun atom hanya elektron-elektron, maka jumlah massa electron terlalu kecil dibandingkan terhadap massa sebutir atom.Eugene Goldstein (1886) melaku-kan eksperimen dari tabung gas yang memiliki katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik melakukan eksperimen dari tabung gas yang memiliki katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik.Hasil eksprerimen tersebut membuktikan bahwa pada saat terbentuk elektron yang menuju anode, terbentuk pula sinar positif yang menuju arah berlawanan melewati lubang pada katode. Setelah berbagai gas dicoba dalam tabung ini, ternyata gas hidrogenlah yang menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil baik massa maupun muatannya, sehingga partikel ini disebut dengan proton. Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +1. Keberadaan partikel penyusun atom yang bermuatan positif itu semakin terbukti ketika Ernest Rutherford (1871-1937), orang Selandia Baru yang pindah ke Inggris, pada tahun 1906 berhasil menghitung bahwa massa partikel bermuatan positif itu kira-kira 1.837 kali massa elektron. Kini kita menamai partikel itu proton, nama yang baru dipakai mulai tahun 1919.Massa 1 elektron = 9, 11 10 28gramMassa 1 proton = 1.837 9, 11 10 28 gram = 1,673 1024 gram3. Neutron Setelah para ilmuwan mempercayai adanya elektron dan proton dalam atom, maka timbul masalah baru, sesuai dengan prediksi Rutherford bahwa jumlah proton dalam inti belum mencukupi untuk sesuai dengan massa atom. Jadi, dalam inti pasti ada partikel lain yang menemani proton-proton. Prediksi dari Rutherford memacu W. Bothedan H. Becker (1930) melakukan eksperimen penembakan partikel alfa pada inti atom berilium (Be) dan dihasilkan radiasi partikel berdaya tembus tinggi. Eksperimen ini dilanjutkan oleh James Chadwick (1932). Ternyata partikel yang menimbulkan radiasi berdaya tembus tinggi itu bersifat netral atau tidak bermuatan dan massanya hampir sama dengan proton. Massa sebutir neutron adalah 1,675 1024 gram, hampir sama atau boleh dianggap sama dengan massa sebutir proton. Jadi sekarang diketahui dan dipercayai oleh para ilmuwan bahwa inti atom tersusun atas dua partikel, yaitu proton (partikel yang bermuatan positif) dan neutron (partikel yang tidak bermuatan). Proton dan neutron mempunyai nama umum, nukleon-nukleon, artinya partikel-partikel inti.

LATIHAN

Lengkapilah tabel berikut.PartikelPenemuMassaMuatan listrik

gramsmacoulomb (C)Atomik

Electron

Proton

Neutron

C. NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSASuatu atom memiliki sifat dan massa yang khas satu sama lain. Dengan penemuan partikel penyusun atom dikenal istilah nomor atom (Z) dan nomor massa (A). Penulisan lambang atom unsur menyertakan nomor atom dan nomor massa.

Keterangan: A = nomor massaZ = nomor atomX = lambang unsurNomor Massa (A) = jumlah proton + jumlah neutron

ataujumlah neutron = Nomor Massa (A) Nomor atom (Z)

Nomor atom (Z) = jumlah proton = jumlah elektron

1) Nomor Atom (Z)Nomor atom (Z) menunjukkan jumlah proton (muatan positif) atau jumlah elektron dalam atom tersebut. Nomor atom ini merupakan ciri khas suatu unsur. Oleh karena atom bersifat netral maka jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya, sehingga nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron. Elektron inilah yang nantinya paling menentukan sifat suatu unsur. Nomor atom ditulis agak ke bawah sebelum lambang unsur.2) Nomor Massa (A)Massa elektron sangat kecil dan dianggap nol sehingga massa atom ditentukan oleh inti atom yaitu proton dan neutron. Nomor massa (A) menyatakan banyaknya proton dan neutron yang menyusun inti atom suatu unsur. Nomor massa ditulis agak ke atas sebelum lambang unsur.Contoh soal:Tentukan nomor atom, nomor massa, jumlah proton, jumlah electron, jumlah neutron dari:1) H2) Li3) FJawaban:UnsurZApen

Hydrogen11111 1 = 0

Litium37337 3 = 4

Fluorin9199919 9 = 10

LATIHAN

1) Lengkapi tabel berikut.UnsurNomor atom (Z)Nomor massa (A)Jumlah proton (p)Jumlah electron (e)Jumlah neutron (n)Notasi ilmiah

Natrium1123

Kalsium2040

Kalium3919

Platina19578

Kromium

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

D. ISOTOP, ISOBAR, DAN ISOTONSetelah penulisan lambang atom unsur dan penemuan partikel penyusun atom, ternyata ditemukan adanya unsur-unsur yang memiliki jumlah proton yang sama tetapi memiliki massa atom yang berbeda. Ada pula unsur-unsur yang memiliki massa atom yang sama tetapi nomor atom berbeda. Oleh karena itu, dikenallah istilah isotop, isoton, dan isobar.1. IsotopSalah satu teori Dalton menyatakan bahwa atom-atom dari unsur yang sama memiliki massa yang sama. Pendapat Dalton ini tidak sepenuhnya benar. Kini diketahui bahwa atom-atom dari unsur yang sama dapat memiliki massa yang berbeda. Fenomena semacam ini disebut isotope.Isotop adalah atom yang mempunyai nomor atom sama tetapi memiliki nomor massa berbeda.Contoh: atom oksigen memiliki tiga isotop, yaitu:

Setiap isotop satu unsur memiliki sifat kimia yang sama karena jumlah elektron valensinya sama. Isotop-isotop unsur ini dapat digunakan untuk menentukan massa atom relatif (Ar) atom tersebut berdasarkan kelimpahan isotop dan massa atom semua isotop.2. IsobarIsobar adalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai nomor massa yang sama. Sebagai contoh:

3. IsotonIsotonadalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai jumlah neutron sama. Sebagai contoh:

E. KONFIGURASI ELEKTRON DAN ELEKTRON VALENSIKonfigurasi (susunan) elektron suatu atom berdasarkan kulit-kulit atom tersebut. Setiap kulit atom dapat terisi elektron maksimum 2n2, di mana n merupakan letak kulit.Jika n = 1 maka berisi 2 elektronJika n = 2 maka berisi 8 elektronJika n = 3 maka berisi 18 elektrondan seterusnya.Lambang kulit dimulai dari K, L, M, N, dan seterusnya dimulai dari yang terdekat dengan inti atom. Elektron disusun sedemikian rupa pada masing-masing kulit dan diisi maksimum sesuai daya tampung kulit tersebut. Jika masih ada sisa electron yang tidak dapat ditampung pada kulit tersebut maka diletakkan pada kulit selanjutnya.Contoh konfigurasi electron:Tentukanlah konfigurasi elektron atom-atom berikut.a. O (nomor atom = 8)b. Na (nomor atom = 11)c. S (nomor atom = 16)d. Ca (nomor atom = 20)Jawaba. Nomor atom O = 8kulit K terisi 2 elektronkulit L terisi 6 elektronJadi, konfigurasinya 2 6. Elektron pada atom O mengisi 2 lintasan yaitu K dan L.Untuk memudahkan pengerjaan, jawaban dapat ditulis seperti tabel berikut.AtomNomor atomJumlah electronKonfigurasi electronJumlah kulit

O882 62

Na11112 8 13

S16162 8 63

Ca20202 8 8 24

Bagaimana jika nomor atom lebih dari 20? Untuk atom dengan nomor atom (jumlah elektron) lebih dari 20, dapat dilakukan cara sebagai berikut.a. Kulit pertama (kulit K) dan kulit kedua (kulit L) diisi dengan jumlah elektron maksimum terlebih dahulu.b. Kulit ketiga (kulit M) diisi dengan jumlah elektron: 18 jika : elektron yang tersisa > 18 8 jika : 8 elektron yang tersisa < 18 sisa jika : elektron yang tersisa < 8c. Kulit keempat (kulit N) diisi dengan jumlah elektron: 32 jika : elektron yang tersisa > 32 18 jika : 18 elektron yang tersisa < 32 8 jika : 8 elektron yang tersisa < 18 sisa jika : elektron yang tersisa < 8

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

Lengkapi tabel berikut.AtomNomor atomJumlah electronKonfigurasi electronJumlah kulitJumlah electron valensi

Cl17

K19

Ge32

Sr38

Ra88

F. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK1. Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan Kemiripan Sifat ZatPada awalnya unsur-unsur dipelajari secara terpisah-pisah. Ketika jumlah unsur yang ditemukan cukup banyak, hal ini menyulitkan para ilmuwan untuk mempelajari. Kimiawan dari Arab dan Persia mulai mengelompokkan unsur ber-dasarkan sifat kelogamannya.

Tabel 4. Sifat-sifat fisika logam dan nonlogamSifat fisika logamSifat fisika non-logam

MengkilapTidak mengkilap

Pada suhu kamar umumnya berwujud padatPada suhu kamar dapat berwujud kamar dapat berwujud padat, cair, dan gas

Mudah ditempa/dibentukSulit dibentuk dan rapuh

Penghantar panas listrik yang baikBukan penghantar panas dan listrik yang baik

Sumber: Harnanto, 2009Lavoisier masih menganggap cahaya dan kalori sebagai zat/unsur dan beberapa senyawa sebagai unsur. Oleh Lavoisier berdasarkan sifat kimia zat-zat dibagi menjadi unsur gas, logam, nonlogam, dan tanah. Tabel 5. Pengelompokan Unsur Kimia oleh LavoisierKelompokUnsur

GasCahaya, kalor, oksigen, hydrogen, nitrogen

Non-logamSulfur, fosfor, karbon, radikal muriatic (asam klorida), radikal florin (asam florida), radikal boracid (asam borak)

LogamAntimony, perak, arsenic, bismuth, kobalt, tembaga, timah, besi, mangan, raksa, molybdenum, nikel, emas, platina, timbal, tungsten, seng

TanahKapur, magnesia (magnesium oksida), barit (barium oksida), alumina (aluminium oksida), silica (silicon oksida)

Sumber: Rahayu, 20092. Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan Massa Atoma. Triade DobereinerPada tahun 1829, Johan Wolfgang Dobereinermelihat adanya kemiripan sifat di antara beberapa unsur, lalu mengelompokkannya menurut kemiripan sifat yang ada. Ternyata tiap kelompok terdiri atas tiga unsur, sehingga disebut Triade.Jika unsur-unsur dalam satu triade tersebut disusun menurut kenaikan massa atom-atomnya, ternyata massa atom maupun sifat-sifat unsur yang kedua merupakan rata-rata dari massa atom unsur pertama dan ketiga.Penemuan ini memperlihatkan adanya hubungan antara massa atom dengan sifat-sifat unsur.Contoh:UnsurMassa atomRerata massa atom unsur pertama dan ketiga

Unsur pertamaLi6,94

Unsur keduaNa22,99

Unsur ketigaK39,10

UnsurMassa atomRerata massa atom unsur pertama dan ketiga

Unsur pertamaBe9,01

Unsur keduaMg24,31

Unsur ketigaCa40,08

Sumber: Khamidinal, 2009Tabel 6. Daftar Unsur Triade DobereinerTriade 1Triade 2Triade 3Triade 4Triade 5

LiCaSClMn

NaSrSeBrCr

KBaTeIFe

Sumber: Brown & Le May, 1977b. Hukum Oktaf NewlandsPada tahun 1864, John Alexander Reina Newland menyusun daftar unsur yang jumlahnya lebih banyak. Susunan Newland menunjukkan bahwa apabila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya, maka unsur pertama mempunyai kemiripan sifat dengan unsur kedelapan, unsur kedua sifatnya mirip dengan unsur kesembilan, dan seterusnya. Penemuan Newland ini dinyatakan sebagai Hukum Oktaf Newland.Tabel 7. Daftar Unsur Oktaf Newland1234567

HLiBeBCNO

FNaMgAlSiPS

ClKCaCrTiMnFe

Co dan NiCuZnYInAsSe

BrRbSrCs dan LaZrBi dan MoPo dan Ru

Sumber: Brown & Le May, 1977

Pada saat daftar Oktaf Newland disusun, unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr,Xe, dan Rn) belum ditemukan. Gas Mulia ditemukan oleh Rayleigh dan Ramsay pada tahun 1894. Unsur gas mulia yang pertama ditemukan ialah gas argon. Hukum Oktaf Newland hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah.c. Tabel Periodik MendeleevPada tahun 1869, tabel sistem periodik mulai disusun. Tabel sistem periodik ini merupakan hasil karya dua ilmuwan, Dmitri Ivanovich Mendeleev dari Rusia dan Julius Lothar Meyer dari Jerman. Mereka berkarya secara terpisah dan menghasilkan tabel yang serupa pada waktu yang hampir bersamaan. Mendeleev menyajikan hasil kerjanya pada Himpunan Kimia Rusia pada awal tahun 1869, dan tabel periodik Meyer baru muncul pada bulan Desember 1869.Mendeleev yang pertama kali mengemukakan tabel sistem periodik, maka ia dianggap sebagai penemu tabel sistem periodik yang sering disebut juga sebagai sistem periodik unsur pendek. Sistem periodik Mendeleev disusun berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat. Sistem periodik Mendeleev pertama kali diterbitkan dalam jurnal ilmiah Annalen der Chemie pada tahun 1871.Mendeleev menempatkan unsur-unsur yang mempunyai kemiripan sifat dalam satu lajur vertikal, yang disebut golongan. Lajur-lajur hori-zontal, yaitu lajur unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, disebut periode.Sistem periodik Mendeleev ini mempunyai kelemahan dan juga keunggulan.Kelemahan sistem ini adalah penempatan beberapa unsur tidak sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya. Contoh: 127I dan 128Te. Karena sifatnya, Mendeleyev terpaksa menempatkan Te lebih dulu daripada I. Dalam Sistem Periodik Mo-dern yang berdasarkan kenaikkan nomor atom Te (Z= 52) lebih dulu dari I (Z = 53). Selain itu masih banyak unsur yang belum dikenal. Sedangkan keunggulan sistem periodic Mendeleev adalah bahwa Mendeleev berani mengosongkan beberapa tempat dengan keyakinan bahwa masih ada unsur yang belum dikenal (James E. Brady, 1990). Kelebihan sistem periodic Mendeleev lebih jelasnya dapat ditunjukkan tabel berikut.Tabel 8. Keunggulan Sistem Periodik MendeleevKeunggulan Sistem Periodik Mendeleev

a. Dapat meramalkan tempat kosong untuk unsur yang belum ditemukan (diberi tanda ?).Contoh: Unsur Eka-silikon (Germanium-Ge) berada di antara Si dan Sn.

b. Menyajikan data massa atom yang lebih akurat, seperti Be dan U.

c. Periode 4 dan 5 mirip dengan Sistem Periodik Modern.Contoh: K dan Cu sama-sama berada di periode 4 golongan I. Dalam Sistem Periodik Modern K digolongan IA dan Cu di golongan IB.

d. Penempatan gas mulia yang baru ditemukan tahun 18901900 tidak menyebabkan perubahan susunan Sistem Periodik Mendeleyev.

Tabel 9. Tabel Periodik Mendeleev

d. Tabel Periodik ModernTahun 1914, Henry G. J. Moseleymenemukan bahwa urutan unsur dalam tabel periodik sesuai kenaikan nomor atom. Tabel periodik modern yang disebut juga tabel periodik bentuk panjang, disusun menurut kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Tabel periodik modern ini dapat dikatakan sebagai penyempurnaan Tabel Periodik Mendeleyev.Tabel periodik bentuk panjang terdiri atas lajur vertikal (golongan) yang disusun menurut kemiripan sifat dan lajur horizontal (periode) yang disusun berdasarkan kenaikan nomor atomnya.a. Lajur vertikal (golongan) ditulis dengan angka Romawi terdiri atas 18 golongan. Golongan A (Golongan Utama) IA : Alkali IIA : Alkali Tanah IIIA : Aluminium IVA : Karbon VA : Nitrogen VIA : Kalkogen VIIA : Halogen VIIIA: Gas Mulia Golongan Transisi/Golongan Tambahan (Golongan B), terbagi atas:a) Golongan Transisi (Gol. B), yaitu: IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB (VIII), IB, dan IIB.b) Golongan Transisi Dalam, ada dua deret yaitu: Deret Lantanida (unsur dalam deret ini mempunyai kemiripan sifat dengan 57La). Deret Aktinida (unsur dalam deret ini mempunyai kemiripan sifat dengan 89Ac).Pada periode 6 golongan IIIB terdapat 14 unsur yang sangat mirip sifatnya, yaitu unsur-unsur Lantanida. Demikian juga pada periode 7 yaitu unsur-unsur Aktinida. Supaya tabel tidak terlalu panjang, unsur-unsur tersebut ditempatkan tersendiri pada bagian bawah sistem periodik.Golongan B terletak di antara Golongan IIA dan IIIA. Unsur-unsur yang berada dalam satu golongan mempunyai persamaan sifat karena mempunyai elektron valensi (electron di kulit terluar) yang sama.b. Lajur Horizontal (Periode) ditulis dengan angka Arab terdiri atas 7 periode. Periode 1 berisi 2 unsur Periode 2 berisi 8 unsur Periode 3 berisi 8 unsur Periode 4 berisi 18 unsur Periode 5 berisi 18 unsur Periode 6 berisi 32 unsur Periode 7 berisi 23 unsur

BAB IIIKATAN KIMIA

IKATAN KIMIA membentuk zat zat berupa unsur atau senyawa dalam upaya mencapai kondisi stabil

Ada 4 jenis ikatan kimia, yakni:1. Ikatan ion2. Ikatan kovalen3. Ikatan kovalen koordinasi4. Ikatan logam

A. KONDISI STABIL ATOM UNSUR Atom-atom cenderung memiliki konfigurasi electron pada kulit terluarnya seperti konfigurasi electron gas mulia terdekat dengan atom-atom tersebut.Tabel 1. Konfigurasi Elektron Gas Mulia

Unsur-unsur gas mulia yang sangat stabil, kecuali He memiliki 8 elektron valensi. Dengan demikian unsur-unsur lain berusaha memperoleh konfigurasi electron seperti gas mulia untuk mencapai kestabilan. Hal ini dirumuskan menjadi Aturan Oktet. Unsur gas mulia He memiliki 2 elektron valensi. Unsur-unsur dengan nomor atom kecil, yakni H dan Li berusaha memiliki konfigurasi electron gas mulia terdekat, yaitu memiliki 2 elektron valensi seperti He untuk mencapai kestabilan. Hal ini dirumuskan menjadi Aturan Duplet.

B. LAMBANG LEWISLambang Lewis dari suatu unsur dapat dinyatakan oleh lambang unsur dikelilingi oleh sejumlah tanda titik () atau tanda lainnya seperti tanda silang (x). Tanda tersebut menyatakan jumlah elektron valensi dari unsur tersebut.Contoh: Konfigurasi elektron 11Na11Na : 2 8 1 Jumlah electron valensi Na: 1 Lambang Lewis: Na

Konfigurasi elektron 17Cl17Cl : 2 8 7 Jumlah electron valensi Na: 7 Lambang Lewis: C. IKATAN ION Ikatan ion terbentuk akibat kecenderungan atom-atom menerima atau melepas electron agar memiliki konfigurasi electron seperti gas mulia terdekat. Senyawa ion adalah senyawa yang memiliki ikatan ion Ikatan ion umumnya terbentuk antara unsur LOGAM dan NONLOGAM.Contoh: ikatan ion yang terbetuk antara atom logam Na dengan atom nonlogam Cl pada senyawa NaCl. Konfigurasi elektron 11Na11Na : 2 8 1 Jumlah electron valensi Na: 1 Lambang Lewis: Na

Konfigurasi elektron 17Cl17Cl : 2 8 7 Jumlah electron valensi Na: 7 Lambang Lewis:

Na + [Na] + + [Cl]-

LATIHANGUNAKAN LAMBANG LEWIS UNTUK MENGGAMBARKAN PEMBENTUKAN IKATAN ION ANTARA ATOM 12Mg DAN 8O dalam senyawa MgO

D. IKATAN KOVALEN1) PEMBENTUKAN IKATAN KOVALEN Ikatan Kovalen terbentuk akibat kecenderungan atom-atom untuk menggunakan elektron bersama agar memiliki konfigurasi electron seperti gas mulia terdekat. Atom-atom yang berikatan secara kovalen umumnya atom-atom NON-LOGAM Gabungan atom-atom melalui ikatan kovalen dinamakan molekul Jika atom-atom tersebut berasal dari unsur sejenis, maka molekul tersebut dinamakan molekul unsur. Contohnya Cl2, O2, S8 Jika atom-atom tersebut berasal dari unsur berbeda jenis, maka molekul tersebut dinamakan molekul senyawa. Contohnya HCl, H2O, CO2Contoh: Pembentukan Ikatan Kovalen Antara dua atom 17Cl Konfigurasi elektron 17Cl17Cl : 2 8 7 Jumlah electron valensi Na: 7

Dari struktur Lewis di atas, terlihat adanya sejumlah pasangan electron. Pasangan electron dapat dibedakan menjadi 2, yakni: Pasangan Elektron Ikatan (PEI) adalah pasangan electron yang digunakan bersama Pasangan Elektron Bebas (PEB) adalah pasangan electron yang tidak digunakan bersama

LATIHAN1. Gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom 1H dalam senyawa H2 kemudian tentukan jumlah PEB dan PEI nya.

2. Gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom 1H dan 17Cl dalam senyawa HCl kemudian tentukan jumlah PEB dan PEI nya.

3. Gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom 1H dan 6C dalam senyawa CH4 kemudian tentukan jumlah PEB dan PEI nya.

2) JENIS IKATAN KOVALENa. IKATAN KOVALEN TUNGGAL: melibatkan penggunaan bersama 1 pasangan elektronContoh: Pembentukan ikatan H2OKonfigurasi elektron H dan O1H: 18O: 2 6

H + O + H H O H H O H H O H

Ikatan kovalen tunggal ditunjukkan dengan garis tunggal ( -) yang artinya ada 1 pasangan electron ikatan (PEI = 1)b. IKATAN KOVALEN RANGKAPIkatan kovalen rangkap adalah ikatan kovalen yang melibatkan penggunaan bersama 2 atau lebih pasangan electron ikatan (PEI). IKATAN KOVALEN RANGKAP DUA ( = ) terjadi jika terdapat 2 PEI (Pasangan Elektron Ikatan)Contoh: Pembentukan ikatan pada molekul O2konfigurasi electron O:8O 2 6

O + O O O O = O O = O

Ikatan kovalen rangkap 2 ditunjukkan dengan garis rangkap dua (=) yang artinya ada 2 pasangan elektron ikatan (PEI=2)

IKATAN KOVALEN RANGKAP TIGA () terjadi jika terdapat 3 PEI (Pasangan Elektron Ikatan)

Contoh: Pembentukan ikatan pada molekul N2konfigurasi electron N:7N 2 5

N + N N N N N N N

Ikatan kovalen rangkap 3 ditunjukkan dengan garis rangkap dua () yang artinya ada 3 pasangan elektron ikatan (PEI=3)

LATIHAN1. Apa jenis ikatan kovalen pada pembentukan senyawa CO2? Gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom 6C dan 8O dalam senyawa CO2

2. Apa jenis ikatan kovalen pada pembentukan senyawa C2H2gunakan lambang lewis untuk menggambarkan pembentukan ikatan kovalen antara atom 6C dan 1H dalam senyawa C2H2

3) ANALISIS IKATAN ION DAN IKATAN KOVALENIKATAN ION umumnya LOGAM NONLOGAMIKATAN KOVALEN umumnya NONLOGAM NONLOGAM

LATIHANDiantara senyawa berikut mana yang memiliki ikatan kovalen dan ikatan ion?

Page | 30

1.

Created by Wilda Nur Amalia, S.Pd Modul Kimia2. CuO3. H2O4. NH35. Al2O36. Cl27. MgCl28. CCl49. HOCl10. CH3Cl11. CaF2

4) SIFAT FISIS SENYAWA ION DAN SENYAWA KOVALENa. Titih DidihAir, H2O merupakan senyawa kovalen. Ikatan kovalen yang mengikat antara atom hidrogen dan atom oksigen dalam molekul air cukup kuat, sedangkan gaya yang mengikat antar molekul air cukup lemah. Keadaan inilah yang menyebabkan air yang cair itu mudah berubah menjadi uap air bila dipanasi sampai sekitar 100o C, akan tetapi pada suhu ini ikatan kovalen yang ada di dalam molekul H2O tidak putus.

Garam dapur, NaCl adalah senyawa ionik yang meleleh pada suhu 801oC dan mendidih pada suhu 1517oC. NaCl mempunyai titik didih tinggi karena mengandung ikatan ion yang sangat kuat, sehingga untuk memutuskan ikatan tersebut dibutuhkan panas yang sangat besar.Hampir semua senyawa kovalen mempunyai titik didih yang rendah (rata-rata di bawah suhu 200oC), sedang senyawa ion mempunyai titik didih yang tinggi (rata-rata di atas suhu 900oC).b. Kemudahan MenguapBanyak sekali berbagai bahan yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari merupakan senyawa kovalen. Sebagian besar senyawa kovalen berupa cairan yang mudah menguap dan berupa gas. Molekul-molekul senyawa kovalen yang mudah menguap sering menghasilkan bau yang khas. Parfum dan bahan pemberi aroma merupakan senyawa kovalen. Hal ini tidak diperoleh pada sifat senyawa ionik.c. Daya hantar ListrikSenyawa ion dalam keadaan padatan tidak dapat menghantar arus listrik, tetapi bila padatan ionik dipanaskan sampai suhu tinggi sehingga diperoleh lelehannya maka dapat menghantar arus listrik.Larutan senyawa ionik yang dilarutkan ke dalam air juga dapat menghantar arus listrik. Pada keadaan lelehan atau larutan ionionnya dapat bebas bergerak.Senyawa kovalen pada berbagai wujud tidak dapat menghantar arus listrik. Hal ini disebabkan senyawa kovalen tidak mengandung ion-ion sehingga posisi molekulnya tidak berubah.d. KelarutanBanyak senyawa ion yang dapat melarut dalam air. Misalnya, natrium klorida banyak diperoleh dalam air laut. Kebanyakan senyawa kovalen tidak dapat melarut dalam air, tetapi mudah melarut dalam pelarut organik. Pelarut organik merupakan senyawa karbon, misalnya bensin, minyak tanah, alkohol, dan aseton. Senyawa ionik tidak dapat melarut dalam pelarut organik. Namun ada beberapa senyawa kovalen yang dapat melarut dalam air karena terjadi reaksi dengan air dan membentuk ion-ion. Misalnya, asam sulfat bila dilarutkan ke dalam air akan membentuk ion hidrogen dan ion sulfat.

5) IKATAN LOGAMDrude dan Lorentz mengemukakan model, bahwa logam sebagai suatu kristal terdiri dari ion-ion positif logam dalam bentuk bola-bola keras dan sejumlah elektron yang bergerak bebas dalam ruang antara.Elektron-elektron valensi logam tidak terikat erat (karena energy ionisasinya rendah), sehingga relatif bebas bergerak. Hal ini dapat dimengerti mengapa logam bersifat sebagai penghantar panas dan listrik yang baik, dan juga mengkilat.

Gambar 2. Struktur Logam menurut Teori Lautan Elektron

Model lautan elektron ini sesuai dengan sifat-sifat logam, seperti: dapat ditempa menjadi lempengan tipis, ulet karena dapat direntang menjadi kawat, memiliki titik leleh dan kerapatan yang tinggi. Logam dapat dimampatkan dan direntangkan tanpa patah, karena atom-atom dalam struktur kristal harus berkedudukanMsedemikian rupa sehingga atom-atom yang bergeser akan tetap padaMkedudukan yang sama. Hal ini disebabkan mobilitas lautan elektron diantara ion-ion positif meru-pakan penyangga Keadaan yang demikian ini berbeda dengan kristal ionik. DalamNkristal ionik, misalnya NaCl, gaya pengikatnya adalah gaya tarikNmenarik antar ion-ion yang muatannya berlawanan dengan electron valensi yang menempati kedudukan tertentu di sekitar inti atom. Bila kristal ionik ini ditekan, maka akan terjadi keretakan atau pecah. Hal ini disebabkan adanya pergeseran ion positif dan negatif sedemikian rupa sehingga ion positif berdekatan dengan ion positif dan ion negatif dengan ion negatif, keadaan yang demikian ini mengakibatkan terjadi tolak-menolak sehingga kristal ionik. menjadi retak

Gambar 3. Adanya Tekanan terhadap kristal ionic

EVALUASI1) Peristiwa perpindahan elektron terjadi pada pembentukan senyawa.a. b. NH3c. CH4d. KCle. Cl22) 3) Di antara kumpulan senyawa berikut yang mempunyai ikatan ion adalah.a. b. H2O, CO2, CH4c. NaCl, KI, CaCl2d. HBr, NaBr, Br2e. HI, H2O, NaC4) 5) Kumpulan senyawa berikut yang semuanya mengandung ikatan kovalen adalah.a. b. H2O, CO2, CH4c. NaCl, KI, CaCl2d. HBr, NaBr, Br2e. HI, H2O, NaCl6) 7) Penggunaan pasangan elektron secara bersama-sama oleh masing-masing atom unsur terdapat dalam pembentukan:a. b. NH3c. NaCld. KCle. CaCl28) 9) Gambarkan terjadinya ikatan kovalen dengan menggunakan rumus titik elektron Lewis dari:a. b. HF c. PCl3d. C2H4 e. C2H6f. C2H210) Perhatikan pasangan atom unsur-unsur berikut.a. 11Na dengan 8O b. 19K dengan 17Clc. 12Mg dengan 8O d. 20Ca dengan 9FGunakan rumus titik elektron Lewis untuk menjelaskan terjadinya ikatan ion. Tuliskan rumus senyawa ion yang terjadi?11) Tuliskan pasangan ion-ion dan rumus senyawa ion yang terjadi pada tabel berikut.

BAB IIIDAYA HANTAR LISTRIK LARUTAN

BAB IVREAKSI REDUKSI OKSIDASI

DAFTAR PUSTAKA

Harnanto, A. Kimia 1. Jakarta: PT Seti-Aji

Rahayu, I. Praktis Belajar Kimia. Jakarta: PT. Visindo Media Persada

Sukarmin, M. Pd. (2004). Materi dan Perubahannya. Jakarta: Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar Dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional.

Setyawati, A. A. (2009). Kimia Mengkaji Fenomena Alam. Jakata: PT Cempaka Putih

Utami, B. (2009). Kimia 1. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional