Struktur Atom dalam Fisika dan Kimia
Berikut adalah materi lengkap tentang struktur atom dalam fisika dan kimia, mencakup pengertian, sejarah model atom, partikel penyusun, nomor atom, konfigurasi elektron, hingga teori modern.
Pengertian Atom
Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut. Atom tersusun atas inti (nukleus) dan elektron yang mengelilinginya.
Partikel Penyusun Atom
| Partikel | Lambang | Muatan | Massa (kg) | Lokasi |
|---|---|---|---|---|
| Proton | p⁺ | +1 | 1,67 × 10⁻²⁷ | Inti atom |
| Neutron | n⁰ | 0 | 1,67 × 10⁻²⁷ | Inti atom |
| Elektron | e⁻ | -1 | 9,11 × 10⁻³¹ | Kulit/lapisan |
Sejarah Model Atom
a. Dalton (1803)
- Atom adalah bola padat yang tidak dapat dibagi.
- Atom dari unsur yang sama identik.
b. Thomson (1897)
- Model roti kismis: atom sebagai bola positif dengan elektron tersebar di dalamnya.
c. Rutherford (1911)
- Atom terdiri dari inti padat bermuatan positif dikelilingi elektron.
- Menemukan inti atom.
d. Bohr (1913)
- Elektron mengorbit inti atom dalam lintasan tetap (kulit).
- Energi elektron hanya berubah saat berpindah kulit.
e. Model Mekanika Kuantum / Modern (Schrödinger)
- Elektron tidak berada di lintasan tetap, tetapi di orbital (daerah peluang terbesar).
- Menggunakan prinsip dualitas gelombang-partikel.
Nomor Atom dan Nomor Massa
| Istilah | Lambang | Arti |
|---|---|---|
| Nomor Atom | Z | Jumlah proton = jumlah elektron |
| Nomor Massa | A | Jumlah proton + neutron (A = Z + N) |
| Neutron | N | Jumlah neutron = A - Z |
Contoh:
Atom karbon: Z = 6, A = 12
→ Proton = 6, Elektron = 6, Neutron = 12 - 6 = 6
Isotop, Isoton, dan Isobar
| Istilah | Penjelasan | Contoh |
|---|---|---|
| Isotop | Atom dengan Z sama, A berbeda | ¹²C, ¹³C, ¹⁴C |
| Isoton | Atom dengan jumlah neutron sama | ¹⁴C (6p+8n), ¹⁵N (7p+8n) |
| Isobar | Atom dengan jumlah massa sama | ¹⁴C dan ¹⁴N |
Kulit Elektron dan Konfigurasi Elektron
Kulit-kulit: K, L, M, N,...
Jumlah maksimum elektron tiap kulit:
- K = 2
- L = 8
- M = 18
- N = 32
Menggunakan rumus: 2n² (n = nomor kulit)
Konfigurasi Elektron (Bohr & Aufbau)
Contoh:
- Atom Na (Z=11) → 2,8,1
- Atom O (Z=8) → 2,6
Orbital dan Subkulit
Tiap kulit terdiri dari subkulit: s, p, d, f
| Subkulit | Jumlah orbital | Maks. Elektron |
|---|---|---|
| s | 1 | 2 |
| p | 3 | 6 |
| d | 5 | 10 |
| f | 7 | 14 |
Urutan pengisian subkulit menurut aturan Aufbau:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → ...
Teori Kuantum Modern (Inti)
- Elektron berada dalam orbital, bukan lintasan tetap.
- Elektron digambarkan sebagai awan elektron (probabilistik).
- Didasarkan pada persamaan Schrödinger.
Contoh Soal
Soal 1:
Sebuah atom memiliki nomor atom 17 dan nomor massa 35.
Tentukan: jumlah proton, elektron, neutron.
Jawaban:
Proton = 17, Elektron = 17, Neutron = 35 – 17 = 18
Soal 2:
Tentukan konfigurasi elektron untuk Mg (Z = 12)
Jawaban:
Mg: 2, 8, 2 → atau 1s² 2s² 2p⁶ 3s²