A. Tujuan Pembelajaran
Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini diharapkan kalian memiliki kemampuan:
1. menjelaskan eksperimen yang mendukung penemuan elektron, inti atom, proton dan neutron
2. menentukan Notasi nuklida berdasarkan jumlah proton, elektron dan neutron
3. membandingkan perbedaan antara isotop, isobar dan
B. Uraian Materi
Berdasarkan perkembangan teori atom yang sudah kalian pelajari sebelumnya,dapat disimpulkan bahwa di dalam atom terdapat inti atom dan partikel-partikel yang menyusunnya. Partikel – partikel tersebut antara lain; elektron,proton dan neutron.
1. Penemuan Elektron
Pernahkah kalian memperhatikan tabung televisi? Tabung televisi merupakan tabung sinar katode. Percobaan tabung sinar katode pertama kali dilakukan oleh William Crookes (1875). Hasil eksperimennya yaitu ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katode menuju ke anode yang disebut sinar katode. George
Johnstone Stoney (1891) yang mengusulkan nama sinar katode disebut “elektron“.
Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengaruh elektron terhadap perbedaan sifat antara atom suatu unsur dengan atom dalam unsur lainnya.
Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yang dipancarkan dari unsurunsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron. Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes. yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katode.
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.Besarnya muatan dalam elektron ditemukan oleh Robert Andrew Milikan (1908) melalui percobaan tetes minyak Milikan seperti gambar berikut.
Minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Akibat gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Apabila tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik ke kutub positif medan listrik.
Dari hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron –1 dan massa elektron 0, sehingga elektron dapat dilambangkan
2. Penemuan Proton
Jika massa elektron 0 berarti suatu partikel tidak mempunyai massa. Namun pada kenyataannya partikel materi mempunyai massa yang dapat diukur dan atom bersifat atom itu netral. Bagaimana mungkin atom itu bersifat netral dan mempunyai massa, jika hanya ada elektron saja dalam atom?
Eugene Goldstein (1886) 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 inidisebut dengan proton.
Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +1.
3. Penemuan Inti Atom
Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian penembakan lempeng tipis emas. Jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan seharusnya tidak ada yang diteruskan/menembus lempeng sehingga muncullah istilah inti atom.
Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden (1911) menemukan konsep inti atom didukung oleh penemuan sinar X oleh WC. Rontgen (1895) dan penemuan zat radioaktif (1896).
Percobaan Rutherford dapat digambarkan sebagai berikut.
Percobaan Rutherford, hamburan sinar alfa oleh lempeng emas. 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.
4. Penemuan Neutron
Prediksi dari Rutherford memacu W. Bothe dan 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).
Chadwick mengamati bahwa berilium yang ditembak dengan partikel α
memancarkan suatu partikel yang mempunyai daya tembus yang sangat tinggi dan tidak dipengaruhi oleh medan magnet maupun medan listrik. Partikel ini bersifat netral atau tidak bermuatan.
Partikel ini kemudian diberi nama neutron dan dilambangkan dengan
Sifat-sifat neutron adalah :
• Tidak bermuatan karena sinar neutron dalam medan listrik ataupun medan magnet tidak dibelokkan ke kutub positif dan negatif.
• Mempunyai massa yang hampir sama dengan massa atom, yaitu 1,675 x 10-24 g atau 1,0087 sma.
5. Notasi Atom
a. Nomor Atom
Nomor atom menunjukkan jumlah muatan positif dalam inti (jumlah proton). menurut Hendry Moseley (1887-1915) jumlah muatan positif setiap unsur bersifat karakteristik. Jadi unsur yang berbeda akan mempunyai nomor atom yang berbeda. untuk jumlah muatan positif (nomor atom) diberi lambang Z diberi lambang Z.
Jika atom bersifat netral maka jumlah muatan positif (proton)sama dengan jumlah muatan negatif (elektron), jadi nomor atom =
jumlah proton = jumlah elektron. Z = np = ne , dimana n = Jumlah.
Jika atom membentuk ion maka Z tidak sama dengan ne.
Ion adalah atom yang bermuatan karena kekurangan elekton (ion positif) atau kelebihan elektron (ion negatif).
b. Nomor Massa
Berdasarkan percobaan tetes Millikan ditemukan seperti tabel:
Atom terdiri dari proton, neutron dan elektron. Massa atom = (massa p + massa n) + massa e.
Dari tabel massa elektron jauh lebih kecil dibandingkan massa neutron dan proton, maka massa elektron diabaikan. dengan demikian massa atom = massa p + massa n. Massa atom dinyatakan sebagai nomor massa dan dilambangkan A.
6. Isotop, Isobar dan Isoton
Dalam ilmu kimia dasar, kita akan menjumpai tiga istilah yakni isotop, isobar dan isoton. Apa itu? Apa maknanya? Nah, di halaman ini kita akan mempelajari ketiga istilah tersebut beserta contoh dan fungsinya.
Pembahasan tentang isotop, isobar dan isoton merupakan pembahasan dasar dalam ilmu kimia yang kita masukan dalam Bab 01 struktur atom. Silahkan buka kategori tersebut di dalam situs ini bila ingin melihat pembahasan sebelumnya.
a. Isotop
Isotop adalah atom-ataom yang memiliki nomor atom yang sama namun
memiliki nomor massa yang berbeda. Dengan kata lain sebuah unsur yang memiliki jumlah proton dan elektron sama dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda, itulah yang dinamakan dengan isotop.
b. Isobar
Isobar adalah unsur atomnya berbeda namun memiliki nomor massa yang sama.
Hal ini dinamakan isobar.
c. Isoton
Isoton adalah unsur - unsur berbeda namun memiliki jumlah neutron yang sama.
C. Rangkuman
Atom demikian kecil sehingga tidak dapat dilihat walaupun dengan mikroskop. Akan tetapi sifat atom dapat dipelajari dari gejala yang timbul bila diberi medan listrik, medan magnet, atau cahaya. Dari gejala tersebut telah dibuktikan bahwa atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif karena didalamnya terdapat proton, dan neutron
serta elektron yang mengelilingi inti atom yang disebut partikel dasar pembentuk atom.
1. Penemuan Elektron dilakukan oleh J.j Thomson dengan percobaan Tabung Sinar Katoda
2. Penemuan adanya inti atom dilakukan oleh Rutherford melalaui percobaan Penembakan lempeng tipis logam dengan sinar alfa
3. Penemuan Proton dilakukan oleh Goldstein dengan percobaan Tabung Sinar Terusan
4. Penemuan Neutron dilakukan oleh James Chadwick dengan percobaan penembakan sinar alfa pada Berelium (Be)
D. Penugasan Mandiri
1. Lengkapi tabel berikut
2. Lengkapi tabel berikut
3. Lengkapi tabel berikut
E. Latihan Soal
Pilihlah Jawaban yang Tepat !
1. Partikel bermuatan positif yang terdapat dalam inti atom adalah . . . .
A. proton
B. inti atom
C. neutron
D. elektron
E. atom
2. Partikel dasar penyusun atom terdiri atas proton, neutron, dan elektron. Muatan
listrik partikel dasar tersebut berturut-turut adalah ....
A. -1, +1, 0
B. +1, -1, 0
C. +1, 0, -1
D. -1, 0,+1
E. 0, -1, +1
3. Pernyataan berikut yang tidak benar adalah ....
A. elektron ditemukan oleh J.J. Thomson
B. sinar terusan bermuatan positif
C. inti atom ditemukan oleh Niels Bohr
D. inti atom bermuatan positif
E. sinar katoda bermuatan negatif
4. Partikel berikut yang muatannya sebesar 1,6 × 10⁻¹⁹ C dan bermassa 1 sma adalah...
A. elektron
B. proton
C. neutron
D. partikel alfa
E. proton dan elektron
5. Partikel dasar dalam atom terdiri dari ....
A. Proton, elektron, dan positron
B. Proton, neutron, dan nukleon
C. Proton, elektron, dan neutron
D. Positron, nukelon, dan elektron
E. Neutron, nukleon, dan elektron
6. Kalium mempunyai nomor atom 19 dan nomor massa 39. Jumlah elektron pada ion Kalium adalah ....
A. 21
B. 20
C. 19
D. 18
E. 17
9. Atom X mempunyai 10 elektron dan 12 neutron. Nomor massa unsur X itu adalah....
A. 2
B. 10
C. 12
D. 22
E. 24
10. Unsur X mempunyai 10 proton dan 12 neutron, sedangkan unsur Y mempunyai nomor massa 23 dan nomor atom 11. Kedua atom tersebut merupakan ....
A. Isotop
B. Isobar
C. Isoton
D. Isokhor
E. Isomer
PENILAIAN AKHIR HARIAN BAB II
Pilihlah jawaban yang tepat !
1. Teori atom yang menyatakan bahwa reaksi kimia adalah pemisahan, penggabungan, atau
penyusunan kembali atom-atom, sehingga atom tidak bisa dibuat atau dimusnahkan
merupakan teori yang dikemukakan oleh. .
A. Dalton
B. Thomson
C. Niels Bohr
D. Rutherford
E. Max Planck
2. Teori yang menjadi dasar timbulnya model atom modern adalah teori…
A. Rutherford, Niels Bohr dan de Broglie
B. Pauli, Niels Bohr dan de Broglie
C. Rutherford, de Broglie dan Hund
D. de Broglie, Schrodinger dan Heisenberg
E. Dalton, de Broglie dan Heisenberg.
3. Model atom thomson memiliki kelemahan yang tidak dapat menjelaskan…
A. Atom-atom unsur adalah identic
B. Bahwa inti atom bermuatan positif
C. Bahwa proton bermuatan positif
D. Alasan elektron tidak jatuh ke inti
E. Elektron mengelilingi inti atom
4. Teori atom yang dikemukakan oleh J.J Thomson menitikberatkan pada...
A. Atom terdiri dari elektron - elektron
B. Elektron sebagai penyusun utama atom
C. Atom sebagai bola masif yang hanya berisi elektron
D. Atom sebagai bola masif bermuatan positif yang di dalamnya tersebar
elektron sehingga keseluruhannya bersifat netral
E. Proton dan elektron adalah bagian penyusun atom yang keduanya saling
meniadakan.
5. Teori yang menjadi dasar munculnya teori atom modern adalah…
A. Spektrum atom hydrogen
B. Tabung sinar katode
C. Penghamburan sinar alfa
D. Adanya sinar saluran
E. Mekanika gelombang
6. Kelemahan teori atom Rutherford adalah tidak adanya penjelasan tentang…
A. Partikel penyusun inti atom
B. Massa atom yang berpusat pada inti
C. Elektron yang bergerak mengitari inti pada jarak tertentu
D. Inti atom bermuatan positif
E. Elektron yang memiliki energi yang tetap
7. Kelemahan teori atom Niels Bohr ialah….
A. Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom
B. Tidak dapat menjelaskan tentang terbentuknya elektron pada lintasan
C. Tidak dapat menjelaskan keberadaan elektron pada lintasan
D. Tidak dapat menjelaskan terjadinya perpindahan elektron
E. Tidak dapat menjelaskan kedudukan elektron dalam atom
8. Ilmuan yang berhasil menemukan neutron adalah…
A. William Crookes
B. Goldstein
C. James Chadwick
D. Sir Humphry Davy
E. J.J Thomson
9. Suatu partikel dalam inti atom yang bermuatan positif disebut dengan…
A. Proton
B. Inti atom
C. Neutron
D. Elekron
E. Atom
10. Pokok teori atom thomson dititikberatkan pada . . . .
A. Atom terdiri dari elektron - elektron
B. Elektron sebagai penyusun utama atom
C. Atom sebagai bola masif yang hanya berisi elektron
D. Atom sebagai bola masif bermuatan positif yang di dalamnya tersebar
elektron sehingga keseluruhannya bersifat netral
E. Proton dan elektron adalah bagian penyusun atom yang keduanya
saling meniadakan.
11. Model atom Dalton digambarkan sebagai bola yang berbentuk bulat masif. Kelemahan model atom ini adalah ....
A. belum menggambarkan letak dan lintasan elektron dalam suatu atom
B. belum mengemukakan adanya partikel penyusun suatu atom
C. Dalton tidak mampu menerangkan penyebab elektron tidak jatuh ke inti atom
D. hanya tepat untuk atom dengan nomor atom kecil
E. atomnya digambarkan sebagai sebagai bola yang berbentuk bulat masif
12. Sebuah atom dapat bermuatan netral disebabkan karena . . . . .
A. Dalam atom elektronnya bergerak mengelilingi inti
B. Adanya proton didalam inti atom
C. Jumlah proton dan elektron sama
D. Jumlah proton dan neutron sama
E. Karena elektron memiliki energi yang tetap
14. Jika unsur Ni memiliki nomor atom 27 dan nomor massa 59, ion Ni²⁺ memiliki jumlah proton, elektron dan neutron berturut – turut adalah ....
A. 25, 25, 30
B. 27, 25, 32
C. 25, 30, 25
D. 30, 25, 25
E. 30, 25, 55
15. Diantara pasangan unsur berikut yang merupakan isoton adalah ....
A. ₈₂Pb²¹⁴ dan ₈₄Pb²¹⁴
B. ₈₂Bi²¹⁴ dan ₈₄Po²¹⁴
C. ₈₄Pb²¹⁴ dan ₈₂Pb²¹⁴
D. ₁₂Mg²¹ dan ₂₀Ca⁴º
E. ₂₀Ca⁴º dan ₁₉X³⁹
16. Unsur X mempunyai 10 proton dan 12 neutron, sedangkan unsur Y mempunyai nomor massa 23 dan nomor atom 11. Kedua atom tersebut merupakan .....
A. Isotop
B. Isobar
C. Isoton
D. Isokhor
E. Isomer
17. Dalam suatu atom elektron di sekitar inti atom tidak jatuh ke dalam, hal ini disebabkan karena ....
A. elektron bergerak dengan lintasan dan jarak tertentu dari inti atom
B. gaya tolak-menolak antara elektron dan inti atom, relatif besar
C. adanya penghalang antara inti atom dan elektron
D. massa elektron relatif kecil dibandingkan massa inti atom
E. elektron dalam kondisi diam di sekitar inti atom
18. Spektrum atom merupakan spektrum berupa garis dengan warna tertentu. Hal ini menurut Niels Bohr terjadi karena ....
A. Elektron bergerak pada lintasan dengan energi tertentu
B. Elektron mengelilingi inti atom tidak mengalami perubahan
C. Elektron hanya bergerak pada lintasan tertentu dan tidak dapat berpindah lintasan.
D. Warna yang nenunjukkan energi elektron yang tidak dipengaruhi oleh inti atom.
E. Adanya gaya tarik terhadap elektron yang sangat kuat
19. Kelemahan model atom Rutherford adalah ....
A. belum bisa menerangkan mengapa elektron tidak tertarik ke inti
B. belum bisa menerangkan adanya proton dan elektron
C. belum bisa menerangkan sifat atom
D. belum bisa menerangkan bentuk atom
E. belum menemukan inti atom
20. Model atom mekanika kuantum menyebutkan bahwa kedudukan elektron tidak dapat ditentukan secara pasti. Pernyataan tersebut dikemukakan oleh ....
A. J.J Thomson
B. C.Davidson
C. De Broglie
D. Niels Bohr
E. Werner Heisenberg
