2.1 Teori Atom
Pada abad ke-5
SM filsuf Yunani Democritus mengungkapkan keyakinan itu semua materi terdiri
dari partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi, yang dinamakannya
atomos (artinya tidak dapat dipotong atau tidak dapat dibagi). Pada 1808 seorang
ilmuwan dan guru sekolah bahasa Inggris, John Dalton, merumuskan sebuah
definisi tepat dari blok bangunan materi yang tak terpisahkan yang kita sebut
atom. Karya Dalton menandai awal dari era kimia modern. Hipotesis tentang sifat
materi yang menjadi dasar teori atom Dalton diringkas sebagai berikut:
1. Unsur tersusun dari partikel
sangat kecil yang disebut atom.
2. Semua atom dari unsur yang
diberikan identik, memiliki ukuran, massa, dan sifat kimia. Atom-atom dari satu
elemen berbeda dari atom-atom dari semua elemen lainnya.
3. Senyawa terdiri dari lebih
dari satu elemen atom. Dalam senyawa apa pun, rasio jumlah atom dari dua unsur
yang ada adalah salah satu bilangan bulat atau sebagian kecil sederhana.
4. Reaksi kimia hanya melibatkan
pemisahan, kombinasi, atau penataan ulang atom; itu tidak menghasilkan penciptaan
atau kehancuran mereka.
Konsep atom
Dalton jauh lebih rinci dan spesifik daripada Democritus '. Hipotesis kedua
menyatakan bahwa atom dari satu elemen berbeda dari atom semua elemen lainnya.
Dalton tidak berusaha menggambarkan struktur atau komposisi itu tentang atom —
dia tidak tahu seperti apa sebenarnya atom itu. Tapi dia menyadari itu sifat
yang berbeda ditunjukkan oleh unsur-unsur seperti hidrogen dan oksigen dapat
dijelaskan dengan mengasumsikan bahwa atom hidrogen tidak sama dengan atom
oksigen. Hipotesis ketiga menyatakan bahwa, untuk membentuk senyawa tertentu,
kita tidak hanya perlu atom-atom dari jenis elemen yang tepat, tetapi nomor spesifik
dari atom-atom ini juga.
(a) Menurut Teori atom Dalton, atom dari elemen yang sama identik, tetapi atom dari satu unsur adalah berbeda dengan atom-atom lainnya elemen. (B) Senyawa terbentuk dari atom unsur X dan Y. Dalam hal ini, rasio atom unsur X ke atom elemen Y adalah 2: 1. Perhatikan bahwa a reaksi kimia hanya menghasilkan penataan ulang atom, bukan dalam kehancuran atau ciptaan mereka.
Hipotesis
ketiga Dalton mendukung hukum penting lainnya, hukum berganda proporsi. Menurut
hukum, jika dua elemen dapat bergabung membentuk lebih dari satu senyawa, massa
dari satu elemen yang bergabung dengan massa tetap lainnya elemen dalam rasio
bilangan bulat kecil. Teori Dalton menjelaskan hukum beberapa proporsi cukup
sederhana: Senyawa berbeda terdiri dari unsur yang sama berbeda dalam jumlah
atom dari masing-masing jenis yang bergabung. Misalnya, bentuk karbon dua
senyawa stabil dengan oksigen, yaitu karbon monoksida dan karbon dioksida. Teknik
pengukuran modern menunjukkan bahwa satu atom karbon bergabung dengan satu atom
oksigen dalam karbon monoksida dan dengan dua atom oksigen dalam karbon
dioksida. Jadi, perbandingan oksigen dalam karbon monoksida dengan oksigen
dalam karbon dioksida adalah 1: 2.
2.2 Struktur Atom
Atas dasar
teori atom Dalton, kita dapat mendefinisikan atom sebagai unit dasar dari
sebuah elemen yang bisa masuk ke dalam kombinasi kimia. Dalton membayangkan
atom itu keduanya sangat kecil dan tak terpisahkan. Namun, serangkaian investigasi
yang dimulai pada tahun 1850-an dan meluas ke abad kedua puluh jelas
menunjukkan atom itu sebenarnya memiliki struktur internal; yaitu, mereka
terdiri dari partikel yang bahkan lebih kecil, yang disebut partikel subatomik.
Penelitian ini mengarah pada penemuan tiga tersebut partikel — elektron,
proton, dan neutron.
Elektron
Dalam beberapa
percobaan, dua pelat bermuatan listrik dan magnet ditambahkan bagian luar
tabung sinar katoda. Ketika medan magnet aktif dan medan listrik dimatikan,
sinar katoda menyerang titik A. Bila hanya medan listrik yang mati aktif, sinar
menyerang titik C. Ketika medan magnet dan listrik mati atau ketika keduanya
aktif tetapi seimbang sehingga mereka membatalkan pengaruh satu sama lain,
sinar menyerang titik B. Menurut teori elektromagnetik, benda bermuatan
bergerak berperilaku seperti magnet dan dapat berinteraksi dengan medan listrik
dan medan magnet yang dilaluinya. Karena sinar katoda tertarik oleh pelat yang
membawa muatan positif dan ditolak oleh pelat yang membawa muatan negatif, itu
harus terdiri dari partikel bermuatan negatif. Kita tahu partikel bermuatan
negatif ini sebagai elektron.
Proton dan Inti
Rutherford
kemudian dapat menjelaskan hasil percobaan a-scattering di hal model baru untuk
atom. Menurut Rutherford, sebagian besar atom harus menjadi ruang kosong. Ini
menjelaskan mengapa sebagian besar partikel melewati emas menggagalkan dengan
sedikit atau tanpa defleksi. Rutherford mengusulkan, muatan positif atom adalah
semua terkonsentrasi di nukleus, yang merupakan inti pusat padat di dalam atom.
Kapanpun sebuah partikel mendekati inti dalam percobaan hamburan, itu mengalami
partikel besar gaya tolak dan oleh karena itu defleksi yang besar. Terlebih
lagi, sebuah partikel bepergian secara langsung menuju inti akan sepenuhnya
ditolak dan arahnya akan terbalik. Partikel bermuatan positif dalam inti
disebut proton. Secara terpisah percobaan, ditemukan bahwa setiap proton
membawa jumlah muatan yang sama dengan elektron dan memiliki massa 1,67262 3
10224 g — sekitar 1840 kali massa elektron yang bermuatan berlawanan.
Neutron
Model struktur
atom Rutherford meninggalkan satu masalah besar yang belum terpecahkan. Itu
sudah diketahui bahwa hidrogen, atom paling sederhana, hanya mengandung satu
proton dan atom helium mengandung dua proton. Oleh karena itu, perbandingan
massa atom helium dengan rasio sebuah atom hidrogen harus 2: 1. (Karena
elektron jauh lebih ringan daripada proton, mereka kontribusi terhadap massa
atom dapat diabaikan.) Namun, dalam kenyataannya, rasionya adalah 4: 1.
Rutherford dan yang lainnya mendalilkan bahwa pasti ada jenis lain dari
partikel subatomik dalam inti atom; buktinya diberikan oleh fisikawan Inggris
lain, James Chadwick, pada tahun 1932. Ketika Chadwick membombardir selembar
berilium tipis dengan partikel, radiasi energi sangat tinggi mirip dengan sinar
dipancarkan oleh logam. Eksperimen kemudian menunjukkan bahwa sinar sebenarnya
terdiri dari jenis ketiga partikel subatomik, yang dinamai Chadwick sebagai
neutron, karena terbukti partikel netral elektrik memiliki massa sedikit lebih
besar dari proton. Itu misteri rasio massa sekarang dapat dijelaskan. Di dalam
inti helium ada dua proton dan dua neutron, tetapi di dalam inti hidrogen hanya
ada satu proton dan tidak ada neutron; oleh karena itu, rasionya adalah 4: 1.
2.3 Nomor
Atom, Nomor Massa, dan Isotop
Semua atom
dapat diidentifikasi dengan jumlah proton dan neutron yang dikandungnya. Itu
nomor atom (Z) adalah jumlah proton dalam nukleus setiap atom suatu unsur.
Dalam atom netral jumlah proton sama dengan jumlah elektron, jadi nomor atom
juga menunjukkan jumlah elektron yang ada dalam atom. Itu identitas kimia suatu
atom dapat ditentukan semata-mata dari nomor atomnya. Untuk contoh, jumlah atom
florin adalah 9. Ini berarti bahwa setiap atom florin memiliki 9 proton dan 9
elektron. Atau, dilihat dengan cara lain, setiap atom di alam semesta itu
mengandung 9 proton yang benar bernama "fl uorine." Jumlah massa (A)
adalah jumlah total neutron dan proton yang ada dalam inti atom dari suatu
unsur. Kecuali untuk bentuk hidrogen yang paling umum, yang memiliki satu
proton dan tidak ada neutron, semua inti atom mengandung proton dan neutron.
Secara umum, nomor massa diberikan oleh nomor massa 5 jumlah proton 1 jumlah
neutron 5 nomor atom 1 jumlah neutron (2.1) Jumlah neutron dalam atom sama
dengan perbedaan antara jumlah massa dan nomor atom, atau (A 2 Z). Misalnya,
jika jumlah massa tertentu atom boron adalah 12 dan nomor atom adalah 5
(menunjukkan 5 proton dalam nukleus), maka jumlah neutron adalah 12 2 5 5 7.
Perhatikan bahwa ketiga kuantitas (nomor atom, jumlah neutron, dan jumlah
massa) harus bilangan bulat positif, atau bilangan bulat.
Atom-atom
dari unsur yang diberikan tidak semuanya memiliki massa yang sama. Sebagian
besar elemen memiliki dua atau lebih isotop, atom yang memiliki nomor atom yang
sama tetapi massa berbeda angka. Misalnya, ada tiga isotop hidrogen. Satu,
hanya dikenal sebagai hidrogen, memiliki satu proton dan tidak ada neutron.
Isotop deuterium mengandung satu proton dan satu neutron, dan tritium memiliki
satu proton dan dua neutron. Cara yang diterima untuk menunjukkan nomor atom
dan nomor massa atom suatu unsur (X) adalah sebagai berikut:
2.4 Tabel
Periodik
Lebih dari
setengah elemen yang dikenal saat ini ditemukan antara 1800 dan 1900. Selama
periode ini, ahli kimia mencatat bahwa banyak elemen menunjukkan kesamaan yang
kuat satu sama lain. Pengakuan keteraturan berkala dalam fisik dan kimia
perilaku dan kebutuhan untuk mengatur volume besar informasi yang tersedia
tentang struktur dan sifat-sifat unsur unsur menyebabkan perkembangan dari
tabel periodik, bagan di mana unsur-unsur memiliki bahan kimia dan fisik yang
serupa properti dikelompokkan bersama. Gambar 2.10 menunjukkan tabel periodik
modern di mana elemen diatur oleh nomor atom (ditampilkan di atas elemen
simbol) dalam baris horisontal yang disebut titik dan dalam kolom vertikal yang
dikenal sebagai grup atau keluarga, sesuai dengan kesamaan dalam sifat
kimianya. Perhatikan elemen itu 112-116 dan 118 baru-baru ini disintesis,
meskipun belum diberi nama.
Unsur-unsur
dapat dibagi menjadi tiga kategori — logam, bukan logam, dan metaloid. Logam
adalah konduktor panas dan listrik yang baik, sedangkan yang bukan logam adalah
logam biasanya konduktor panas dan listrik yang buruk. Sebuah metaloid memiliki
sifat yang antara logam dan bukan logam.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar