Struktur Atom

Susunan Atom

Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat-sifat unsur itu. Atom terdiri atas proton dan neutron. Dalam kaitan dengan susunan atom, perlu memahami beberapa istilah, yaitu nomor atom, nomor massa, isotop, isobar, dan isoton.

1. Nomor Atom. Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom atau nomor proton. Jumlah proton khas bagi setiap unsur. Nomor atom unsur-unsur dapat dilihat pada tabel sistem periodik. Oleh karena suatu atom bersifat netral, maka jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Jadi, nomor atom juga menyatakan jumlah elektron dalam suatu atom
   

   Nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron

   Contoh:
   Nomor atom karbon adalah 6, berarti setiap atomm karbon mempunyai 6 proton dan 6 elektron.
2. Nomor Massa
   Proton dan neutron mempunyai massa yang sama, yaitu masing-masing sekitar 1 sma (massa proton = 1,0073 sma; massa neutron = 1,0087 sma), sedangkan massa sebuah elektron sangat kecil, yaitu 5,486 x 10^-4 sma. Massa sebuah atom hanya ditentukan oleh massa proton da neutronnya, sedangkan massa elektron dapat diabaikan. Jumlah proton dengan neutron dalam suatu atom disebut nomor massa.

    nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

3. Notasi Susunan Atom. Jumlah proton, elektron, dan neutron dalam suatu atom dinyatakan dengan lambang (notasi) sebagai berikut.

   

   dimana,
   X              = lambang atom (=lambang unsur)
   Z              = nomor atom = jumlah proton (p) = jumlah elektron (e)
   A              = nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron = p+n
   Oleh karena A = p + n, sedangkan p= Z, maka A= Z + n atau n = A – Z. Jadi, jumlah neutron dalam suatu atom sama dengan selisih nomor massa dengan nomor atomnya.

    jumlah neutron (n) = A — Z

   Contoh: menyatakan atom alumunium dengan nomor atom 13 dan nomor massa 27. Atom ini mempunyai jumlah proton = 13, jumlah elektron = 13, dan jumlah neutron = 27 – 13 = 14
4. Isotop. Sebelumnya, telah disebutkan bahwa atom-atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda. Fenomena ini disebut isotop. Isotop terjadi karena perbedaan jumlah neutron dalam inti atom
   Contoh: 
5. Isobar dan Isoton
   a) Isobar. Atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai nomor massa sama disebut isobar. Contoh: 
   b)       Isoton
   Atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda), tetapi mempunyai jumlah neutron sama disebut isoton. Contoh: 
6. Susunan Ion
   Suatu atom dapat kehilangan elektron atau mendapat elektron tambahan. Atom yang kehilangan elektron akan menjadi ion positif, sedangkan atom yang mendapat tambahan elektron akan menjadi ion negatif.

Massa Atom dan Massa Atom Relatif

Massa atom relatif adalah perbandingan massa antara atom yang satu terhadap atom yang lainnya. Massa pembanding yang telah disepakati adalah 1⁄12 dari massa 1 atom C-12. Oleh karena umumnya unsur terdiri dari beberapa isotop, maka pada penetapan massa atom relatif digunakan massa rata-rata dari isotop-isotopnya. Dengan demikian, massa atom relatif adalah perbandingan antara massa rata-rata dari 1 atom suatu unsur terhadap 1⁄12  massa 1 atom C-12.

Satu perduabelas massa 1 atom C-12 ditetapkan sama dengan 1 sma, maka definisi di atas dapat ditulis sebagai berikut.

Dengan menata ulang persamaan di atas, diperoleh:

Dengan perkataan lain, massa atom relatif suatu unsur merupakan massa rata-rata dari 1 atom unsur itu dalam satuan sma.

Konfigurasi Elektron

1. Konfigurasi ElektronSesuai dengan teori atom Niels Bohr, elektron berada pada kulit-kulit atom. Kulit yang paling dekat dengan inti, yaitu kulit K, dapat ditempati 2 elektron; kulit kedua (kulit L) dapat ditempati 8 elektron, dan seterusnya. Makin besar nomor kulit, makin banyak jumlah elektron yang dapay berada di situ. Hal itu terjadi karena makin besar nomor atom kulit, makin besar pula ruang cangkupnya. Jumlah maksimum elektron pada setiap kulit memenuhi rumus 2n² (n = nomor kulit).
   

   Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 1² = 2 elektron
   Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 2² = 8 elektron
   Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 3² = 18 elektron
   Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 4² = 32 elektron
   Kulit O (n = 5) maksimum 2 x 5² = 50 elektron

   Meskipun kulit O, P, dan Q dapat menampung lebih dari 32 elektron, kulit-kulit tersebut belum pernah terisi penuh.
   Persebaran elektron dalam kulit-kulit atom disebut konfigurasi elektron. Elektrom pertama dan kedua akan menempati kulit K. Jadi, konfigurasi elektron dari hhidrogen (nomor atomn= 1) dan helium (nomor atom = 2) ditulis sebagai berikut.

   		K
   1H	:	1
   2He	:	2

   Oleh karena kulit K hanya dapat ditempati maksimum 2 elektron, maka elektron ketiga akan mengisi kulit L. Kulit L ini dapat ditempati maksimum 8 elektron. Jadi, unsur dengan nomor atom 3 – 10 akan mengisi hingga penuh kulit kedua (kulit L). Konfigurasi elektron unsur-unsur tersebut dapat dilihat pada tabel 1.
   Setelah kulit L terisi penuh, maka elektron berikutnya akan mengisi kulit M. Perhatikanlah konfigurasi elektron unsur nomor atom 11 hingga 18 pada tabel yang sama.
   Meskipun kulit M belum terisi penuh, ternyata elektron ke-19 dan ke-20 mengisi kulit N, sehingga konfigurasi elektron unsur K (nomor atom 19) dan Ca (nomor atom 20) adalah sebagai berikut.

   		K	L	M	N
   11Na	:	2	8	8	1
   12Mg	:	2	8	8	2

   Tabel Konfigurasi Elektron 

   Nomor Atom (Z)	Lambang Unsur	K	L	M	N	O	P
   1	H	1
   2	He	2
   3	Li	2	1
   9	F	2	7
   10	Ne	2	8
   11	Na	2	8	1
   12	Mg	2	8	2
   18	Ar	2	8	8
   19	K	2	8	8	1
   20	Ca	2	8	8	2
   21	Sc	2	8	9	2
   22	Ti	2	8	10	2
   30	Zn	2	8	18	2
   31	Ga	2	8	18	3
   36	Kr	2	8	18	8
   37	Rb	2	8	18	8	1
   49	In	2	8	18	18	3

   Tips untuk menuliskan konfigurasi elektron unsur-unsur golongan utama:
   • Isi penuh sebanyak mungkin kulit, kemudian hitung jumlah elektron yang tersisa.
   • Jika sisa elektron kurang dari 32, maka kulit berikutnya diisi dengan 18 elektron
   • Jika sisa elektron kurang dari 18, maka kulit berikutnya diisi dengan 8 elektron.
   • Jika sisa elektron kurang dari 8 elektron, tempatkan pada kulit berikutnya sebagai kulit terluar.
   Contoh:
   Menulis konfigurasi elektron sesium (Cs) dengan nomor atom 55 :
   Kulit K, L, dan M dapat terisi penuh: K = 2; L = 8; M = 18.
   Jumlah elektron yang sudah terdistribusi = 2 + 8 + 18 = 28.
   Sisa elektron = 55 – 28 = 27. Karena sisa elektron kurang dari 32, maka kulit N akan berisi 18 elektron.
   Kini, jumlah elektron yang sisa = 27 – 18 = 9 elektron. Sisa elektron kurang dari 18, maka kulit O akan berisi 8 elektron. Setelah itu, sisa satu elektron akan mengisi kulit P sebagai kulit terluar.
   Jadi, konfigurasi elektron sesium adalah

   55Cs

   :

   2

   8

   18

   18

   8

   1

2. Elektron Valensi

Elektron valensi adalah elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kimia. Untuk unsur-unsur golongan utama, elektron valensinya adalah elektron yang terdapat pada kulit terluar.

Contoh:

Konfigurasi elektron alumunium dan bromin adalah sebagai berikut.

27Al	:	2,	8,	3,
35Br	:	2,	8,	18,	7

Maka, elektron valensi alumunium = 3 dan bromin = 7