Halo anak SMA baru. Selamat yah sekarang kamu ada di kelas X. Materi kimia setelah pengenalan ilmu kimia adalah struktur atom dan sistem periodik unsur (SPU). Daripada baca sebuku tebel, kita kasih kamu ringkasan materinya disini. Selain itu, biar tambah mateng kita kasih gratis video pembelajarannya dan ada 47 contoh soal yang bikin kamu molotok di bab ini. Terakhir coba latihannya juga! Ayo mulai rayapi di daftar isinya yah..

Rangkuman Materi Struktur Atom & Sistem Periodik Unsur (SPU) Kelas 10

Pengertian Atom

Atom Merupakan partikel terkecil yang sudah tidak dapat dibagi-bagi lagi dengan cara biasa

Partikel Penyusun Atom

Partikel penyusun inti atom adalah proton dan neutron sedangkan elektron mengelilingi inti atom.

Nomor Atom dan Massa Atom

Nomor atom (Z) menunjukkan jumlah proton dalam atom.

• Untuk atom netral(tidak bermuatan) jumlah proton (p) = jumlah elektron (e)
• Untuk ion negatif (anion) jumlah proton (p) < jumlah elektron (e)
• Untuk ion positif (kation) jumlah proton (p) > jumlah elektron (e),

Massa atom (A) menunjukkan jumlah dari proton (p) dan neutron (n).
A = p + n

Notasi Atom

X = Unsur/atom
A = Massa Atom/Nomor Massa = p + n
n = A – p
Z = Nomor Atom = p = e (atom netral)
Contoh Soal
Tentukan nilai A, Z, p, e, n untuk atom berikut :

Jawaban:

1. A =23, Z = 11, p = 11, e = 11, n =23-11 = 12
2. A =19, Z = 9, p = 9, e = 9, n = 19 – 9 = 10

Notasi Ion

Contoh Soal:
Tentukan nilai A, Z, p, e, n untuk ion berikut :

Jawaban:

1. A =23, Z = 11, p =11, e = 11-1 = 10, n = 23 – 11 = 12 (melepas 1 elektron)
2. A =16, Z = 8, p =8, e = 8+2 = 10, n = 16 – 8 = 8 (menerima 2 elekron)

Perkembangan Model Atom

Model Atom Dalton

Atom merupakan partikel terkecil suatu materi yang berbentuk bola pejal.

• Atom suatu unsur memiliki sifat yang sama, berbeda dengan unsur yang lain
• Atom dapat bergabung dengan atom lain membentuk suatu molekul dengan perbandingan sederhana.

Model Atom Thomson

Atom merupakan bola yang bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron yang bermuatan negatif.

• Model ini timbul karena ditemukannya elektron dalam atom.
• Model ini disebut juga teori Roti Kismis, karena mirip dengan roti kismis.

Model Atom Rutherford

Atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron.

• Model ini lahir karena Rutherford menemukan adanya inti atom melalui percobaannya.
• Kelemahannya yaitu ketidakmampuan menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti akibat gaya tarik elektrostatik

Model Atom Niels Bohr

Atom terdiri atas inti yang terdiri atas proton dan neutron dan dikelilingi oleh elektron pada lintasan dengan tingkat energi yang tetap.

• Elektron dapat berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi (kulit yang lebih besar) dengan menyerap energi.
• Elektron dapat berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah (kulit yang lebih kecil) dengan melepas energi.

Kelemahan Teori Atom Bohr

Teori Atom Bohr memiliki beberapa kelemahan, diantaranya:

1. Hanya menjelaskan Spektrum atom Hidrogen
2. Tidak dapat menjelaskan spektrum atom Hidrogen memiliki garis-garis tambahan (Efek Zeeman dan Efek Strack).

Teori Dasar Munculnya Teori Atom Modern

Dualisme de Broglie:

“Elektron dapat bertindak sebagai partikel juga sebagai gelombang”.

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg:

“Elektron tidak ditemukan secara pasti di dalam lintasan tetapi hanya kebolehjadian”.

Daerah Kebolehjadian ditemukannya elektron disebut Orbital
Persamaan Schrödinger

“Schrödinger membuat persamaan gelombang yang didasari pernyataan de broglie”.persamaannya:

Persamaan ini memperkirakan daerah kebolehjadian ditemukannya elektron (Orbital).

Bilangan Kuantum

• Bilangan kuantum merupakan gambaran kedudukan elektron dalam suatu atom dan membedakannya dengan elektron lainnya.
• Bilangan kuantum diperoleh dari penurunan persamaan Schrödinger.
• Bilangan kuantum memiliki 4 jenis, diantaranya bilangan kuantum utama (n), Bilangan kuantum azimut (l ), Bilangan kuantum magnetik (m) dan Bilangan kuantum spin (s)

Bilangan kuantum utama (n)

menunjukkan kulit yang ditempati elektron

Bilangan kuantum azimut (l )

Menunjukan sub kulit yang ditempati elektron

Hubungan kulit (n) dengan subkulit (l):
l_maks = (n-1)

Bilangan kuantum magnetik (m)

Menunjukan orientasi elektron dalam orbital
Hubungan azimuth (l) dengan magnetik (m):
m = –l, 0, +l
Hubungan ini juga dapat menentukan jumlah orbital masing-masing sub kulit, satu orbital akan diisi maksimal oleh 2 elektron.

Bilangan kuantum spin (s)

Menunjukan arah rotasi elektron

satu orbital diisi oleh maksimal dua elektron, satu mengarah ke atas (s = + ½ ), satu lagi mengarah ke bawah (s= – ½)

Penulisan bilangan kuantum dalam konfigurasi elektron

Contoh soal

1. Tentukan harga n dan l elektron yang terletak pada orbital :
   1. 4s
   2. 3d
2. Tuliskan ke 4 bilangan kuantum yang mungkin pada orbital :
   1. 4p
   2. 3d
   3. 4f

Jawaban

1. 1. n = 4 (kulit ke-4), dan l = 0 (subkulit s)
   2. n = 3 (kulit ke-3), dan l = 2 (subkulit d)
   1. n = 4, l = 1, m = -1, 0, +1 , s = +½, -½
   2. n = 3, l = 2, m = -2,-1, 0, +1,+2 , s = +½, -½
   3. n = 4, l = 3, m = -3,-2,-1, 0, +1,+2,+3 , s = +½, -½

Bentuk Orbital

Orbital s

Orbital p

Orbital d

Konfigurasi Elektron

Tiga Aturan konfigurasi atom modern :

Aturan Aufbau (Membangun)

“Pengisian elektron dimulai dari orbital yang tingkat energinya lebih rendah kemudian ke tingkat energi yang lebih tinggi”

Urutan subkulit dari energi terendah sampai tertinggi yaitu sebagai berikut:
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, …dst

Cara cepat menghapal:

Contoh soal konfigurasi elektron:
Tuliskan konfigurasi elektron atom berikut dengan lengkap:
₁₂Mg : 1s² 2s² 2p⁶ 3s²
₂₀Ca : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²
₃₀Zn : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰
₂₃V : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d³
₁₄Si : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²

Aturan Hund

“Pengisian elektron pada orbital yang setingkat energinya mula-mula elektron diisi dengan tidak berpasangan terlebih dahulu sesudah diisikan baru kemudian berpasangan”

Contoh soal:

Larangan Pauli

Elektron yang menghuni orbital tidak boleh memiliki ke 4 bilangan kuantum yang sama. n, l, m boleh sama tetapi bilangan kuantum s akan berbeda.

Contoh Soal
Tentukan ke 4 bilangan kuantum elektron terakhir dari unsur berikut:
₈O : 1s² 2s² 2p⁴

Elektron yang terakhir di tulis
Bilangan kuantumnya:
n = 2, l = 1, m = -1, s = -1/2

Cara Menulis Konfigurasi Singkat

Konfigurasi elektron bisa disingkat menggunakan konfigurasi elektron gas mulia
Konfigurasi 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 …….dst
₈₆Rn : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ …….dst

Menentukan dengan lebih cepat:
Caranya:

1. Tentukan gas mulia yang dijadikan penyingkat, nomor atom gas mulia harus lebih kecil dari nomor atom yang ditentukan
2. Lanjutkan konfigurasi elektron dari gas mulia, caranya:

Sesudah : [He] 2s²

[Ne] 3s²

[Ar] 4s²

[Kr] 5s²

[Xe] 6s²

[Rn] 7s²

Contoh:
Tentukan konfigurasi elektron dengan singkat

1. ₂₂Ti
2. ₁₇ Cl
3. ₅₃ I

1. ₂₂Ti, nomor atomnya 22 dibawahnya ada [₁₈Ar], tersisa tinggal 4 elektron lagi sehingga menjadi
   ₂₂Ti : [Ar] 4s² 3d²
2. ₁₇Cl, nomor atomnya 17 dibawahnya ada [₁₀Ne], tersisa tinggal 7 elektron lagi sehingga menjadi
   ₁₇Cl : [Ne] 3s² 3p⁵
3. ₅₃I, nomor atomnya 53 dibawahnya ada [₃₆Kr], tersisa tinggal 17 elektron lagi sehingga menjadi
   ₅₃I : [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p⁵

Kestabilan subkulit d terisi penuh dan setengah penuh

Sesuai aturan Aufbau Konfigurasi Cr (24) dan Cu (29) adalah :
₂₄Cr : [Ar] 4s² 3d⁴
₂₉Cr : [Ar] 4s² 3d⁹

Kenyataannya ini kurang stabil, yang betul adalah:
₂₄Cr : [Ar] 4s¹ 3d⁵
₂₉Cr : [Ar] 4s¹ 3d¹⁰

Hal ini disebabkan karena kondisi 3d⁴ kurang stabil dibandingkan 3d⁵, begitu pula 3d⁹ kurang stabil dibanding 3d¹⁰

Menentukan Golongan dan Periode

Penentuan Golongan A (Utama)

Jumlah elektron valensi merupakan golongan unsur tersebut

Contoh :

1. ₁₁Na : 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹,ev= 1 Golongan = IA
2. ₈O : 1s² 2s² 2p⁴,ev = 2+4 =6 Golongan = VI A

Penentuan Periode

Periode ditentukan dari kulit terluar

Contoh:

1. ₁₁Na : 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹, kulit terluar =3 Periode = 3
2. ₈O : 1s² 2s² 2p⁴, kulit terluar =2 Periode = 2

Penentuan Golongan B (Transisi)

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

Contoh:

1. ₂₁Sc : [Ar] 4s² 3d¹,ev= 2 + 1 = 3 Golongan = III B
2. ₃₀Zn : [Ar] 4s² 3d¹⁰,ev= 2 + 10 = 12 Golongan = I B

Penentuan Periode

1. ₂₁Fe : [Ar] 4s² 3d¹,kulit terakhir = 4 Periode = 4
2. ₄₈Cd : [K4] 5s² 4d¹⁰,kulit terakhir = 5 Periode = 5

Contoh Soal Struktur Atom & Sistem Periodik Unsur (SPU) Kelas 10

Soal No.11
Tentukan konfigurasi elektron dari ion V³⁺ jika nomor atom V = 23 Buatlah diagram orbital untuk V³⁺ tersebut.
PEMBAHASAN :

Soal No.12
Diketahui atom besi mempunyai nomor atom 26.

1. Tuliskan konfigurasi elektron atom besi
2. Ada berapa orbital yang terisi elektron?
3. Ada berapa orbital yang terisi elektron tidak berpasangan?
4. Bagaimana konfigurasi elektron dari ion Fe³⁺?

PEMBAHASAN :

1. 
2. Orbital terisi elektron : 15
3. elektron yang tidak berpasangan : 4
4. ₂₆Fe³⁺ : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ (melepas 3 elektron dari kulit terluar yaitu 2 dari 4s dan 1 dari 3d)

Soal No.13
Atom A dan B mempunyai konfigurasi elektron sebagai berikut:
A: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵
B: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
Manakah di antara kedua atom tersebut yang lebih stabil? Jelaskan.
PEMBAHASAN :

Soal No.14
Suatu atom mempunyai konfigurasi elektron : 1s² 2s² 2p⁶4s¹. Mungkinkah konfigurasi elektron tersebut dapat terjadi? Berikan alasan Anda.
PEMBAHASAN :
Tidak mungkin terjadi karena menurut aturan aufbau pengisian elektron dimulai dari orbital dengan tingkat energi terendah ke orbital tertinggi. Sesudah 2p seharusnya dilanjutkan ke 3s bukan ke 4s

Soal No.15
Mengapa jumlah subkulit yang menyusun kulit M hanya terdiri dari 3 subkulit? Jelaskan.
PEMBAHASAN :
Hubungan sub kulit dengan kulit yaitu:
l_maks = (n-1)
jika n =3 berarti l_maks = 3-1 = 2
maka sub kulitnya : 0, 1, 2 atau hanya ada 3 sub kulit

Soal No.16
Dengan tanpa melihat sistem periodik unsur, tentukan letak unsur-unsur berikut,

1. ₂₆A
2. ₃₇B
3. ₅₃C
4. ₄₈D

PEMBAHASAN :

1. ₂₆Fe : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶,
   e.v = 8 berakhir di sub kulit d maka Gol VIIIB
   Jumlah kulit 4 periode 4
2. ₃₇B : [Kr] 5s¹,
   e.v = 1 berakhir di sub kulit s maka Gol IA
   Jumlah kulit 5 periode 5
3. ₅₃C : [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p⁵
   e.v = 7 berakhir di sub kulit p maka Gol VII A
   Jumlah kulit 5 periode 5
4. ₄₈D : [Kr] 5s² 4d¹⁰
   e.v = 12 berakhir di sub kulit d maka Gol IIB
   Jumlah kulit 5 periode 5

Soal No.17
Suatu unsur di dalam sistem periodik terdapat pada golongan VIA periode keempat, tentukanlah konfigurasi elektron unsur tersebut.
PEMBAHASAN :
Golongan VI A berarti elektron valensinya = 6 berakhir di sub kulit p, periode keempat berarti jumlah kulitnya = 4, maka konfigurasi elektronnya: [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁴

Soal No.18
Apa yang dimaksud dengan unsur-unsur blok d?
PEMBAHASAN :
Unsur yang pengisian elektronnya berakhir di sub kulit d

Soal No.19
Diketahui unsur-unsur dengan konfigurasi elektronnya sebagai berikut:
A : 1s² 2s² 2p⁶
B: [Ne] 3s²
C: [Ne]3s²3p⁵
D: [Ar] 4s²3d¹⁰4p¹
E: [Ar] 4s¹
Di antara unsur-unsur tersebut, tentukanlah:

1. Unsur-unsur yang terletak dalam satu periode
2. Unsur-unsur yang terletak dalam satu golongan
3. Unsur yang mempunyai jari-jari atom terbesar
4. Unsur yang mempunyai afinitas elektron terbesar
5. Urutkanlah harga energi ionisasi unsur-unsur tersebut dari yang paling kecil ke yang paling besar.

PEMBAHASAN :

1. Unsur yang satu periode = jumlah kulit sama = unsur B & C kemudian unsur D & E
2. Unsur yang satu gelombang = elektron valensi sama = tidak ada unsur yang satu golongan
3. Unsur E karena terletak paling kiri dan terbawah
4. Unsur C karena yang paling mudah menangkap elektron
5. E – B – D – C – A karena dari kiri ke kanan energi ionisasi makin besar dari atas ke bawah makin kecil

Soal No.20
Suatu unsur di dalam sistem periodik terletak pada golongan VB periode keempat.

1. Buatlah konfigurasi elektronnya
2. Berapa elektron yang tidak berpasangan?
3. Bila unsur tersebut membentuk ion yang bermuatan +3, bagaimanakah konfigurasi elektron ionnya?

PEMBAHASAN :

1. Golongan VB berarti elektron valensinya = 5 berakhir di subkulit d, periode keempat berarti jumlah kulit = 4, sehingga konfigurasinya:
   
2. Elektron yang tidak berpasangan = 3
3. X³⁺ : [Ar] 3d² (melepas 3 e dari kulit terluar terlebih dahulu, 2 dari 4s dan 1 dari 3d)