Struktur Atom

Struktur Atom

Bagian	Penemu	Alat
Elektron	JJ.Thomson	Tabung katode
Proton	Eugen Goldstein	Tabung katode sinar kanal
Neutron	James Chadwick	Sinar alfa pada boron & parafin

Tanda Atom
A è nomor massa (proton + neutron)
Z è nomor atom (proton)
Isotop è proton sama (unsur sama nomor massa beda)
Isoton è neutron sama (unsur beda/proton beda)
Isobar è nomor massa sama ( unsur beda/proton beda)
Konfigurasi Elektron Niels Bohr

Nomor Kulit (n)	Nama kulit	Jumlah elektron maksimum (2n2)
1	K	2
2	L	8
3	M	18
4	N	32
5	O	50
6	P	72
7	Q	98

Sistem Periodik

1. Triade Döbereiner (1829)

Bila unsur-unsur dikelompokkan berdasarkan kesamaan sifatnya dan diurutkan massa atomnya, maka setiap kelompok (triade) terdapat tiga unsur, massa unsur yang ditengah merupakan rata-rata dari massa unsur yang ditepi.

1. Teori Oktet Newland (1865)

Jika unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom, maka sifat unsur tersebut akan berulang setelah unsur kedelapan

1. Sistem periodik Mendeléeff (1869)

Bila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya, maka sifat unsur akan berulang secara periodik.

1. Sistem periodik modern

Hasil perbaikan Sistem periodik Mendeléeff oleh H. G. J. Moseley mengikuti hukum periodik.

Periode

Periode	Sebutan	Jumlah unsur
1	Sangat pendek	2
2-3	Pendek	8
4-5	Panjang	18
6	Sangat panjang	32 (ada Lantanida [58-71])
7	Belum lengkap	24 (ada Aktinida [90-103])

Golongan

Golongan	Nama Khusus
IA/1	Alkali
IIA/2	Alkali tanah
VIA/16	Khalkogen
VIIA/17	Halogen
VIIIA/18	Gas mulia

Hubungan Konfigurasi Elektron dan Sistem Periodik
- Jumlah kulit elektron menunjukkan letak periode
- Elektron valensi menunjukkan letak golongan
Sifat-sifat Keperiodikan

1. Jari-jari atom

Jari-jari atom ≈ jumlah kulit; Jari-jari atom ≈ nomor atom
Makin ke bawah dan kiri makin besar jari-jari atom

1. Energi ionisasi

Energi untuk melepaskan elektron
Energi ionisasi ≈ ; Energi ionsisasi ≈ ;
Makin ke atas dan kanan makin besar energi ionisasinya

1. Afinitas Elektron

Energi untuk menarik elektron
Afinitas ≈ ; Afinitas ≈ ;
Makin ke atas dan kanan makin besar afinitas

1. Keelektronegatifan

Kecenderungan menarik pasangan elektron bersama dalam membentuk ikatan
Keelektronegatifan ≈ ; Keelektronegatifan ≈ ;
Makin ke atas dan kanan makin besar keelektronegatifannya
Ikatan Kimia

1. Ikatan ion

Terjadi karena gaya tarik-menarik elektrostatis antara ion positif (kation) dan ion negatif (anion). Terjadi pada logam dan nonlogam

1. Ikatan kovalen

Terjadi karena pemakaian pasangan elektron bersama. Ada tunggal (sepasang elektron), rangkap (2pasang elektron), dan rangkap tiga (2pasang elektron). Terjadi pada ikatan nonlogam dengan nonlogam (kecuali hidrogen).
1)      Ikatan kovalen polar => atom yang berikatan berbeda. Cth: HCl
2)      Ikatan kovalen nonpolar =>  atom yang berikatan sama. Cth: O₂, H₂

1. Ikatan kovalen koordinasi

Terjadi karena pemakaian pasangan elektron dari salah satu atom.
Rumus Kimia
Diatur oleh IUPAC (International Union Pure and Applied Chemistry).
Rumus kimia suatu zat menyatakan komposisi dari partikel penyusun zat tersebut, yang dinyatakan dengan lambang unsur penyusun serta perbandingan jumlah atom-atom unsur penyusun zat tersebut.
-          Rumus molekul è menyatakan jenis dan jumlah yang sesungguhnya dari atom yang menyusun suatu molekul
-          Rumus empiris è menyatakan jenis dan jumlah perbandingan yang paling sederhana dari atom yang menyusun suatu molekul
Tata Nama Senyawa

1. Senyawa Biner (dua macam unsur)
2. Unsur yang dibelakang ditambah akhiran ida
3. Jumlah atom unsur disebut dengan angka latin

Cth : NO₂ è nitrogen dioksida

1. Senyawa Ion

Positif (kation) kemudian negatif (anion)
Wujud Senyawa
(s) : solid (padatan)
(l) : liquid (cairan)
(aq) : aqueus (larutan)
(g) : gas
Hukum Dasar Ilmu Kimia

1. Hukum kekekalan massa / Hukum Lavoisier

Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi

1. Hukum perbandingan tetap / Hukum Proust

Setiap senyawa tertentu selalu tersusun dari unsur yang sama dengan perbandingan yang tetap

1. Hukum perbandingan kelipatan / Hukum Dalton

Bila da unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dan jika massa salah satu unsur tersebut tetap, maka perbandingan unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana.

1. Hukum perbandingan volum / Hukum Gay Lussac

Volum gas-gas yang bereaksi dan volum gas-gas hasil reaksi bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana

1. Hipotesis Avogadro

Pada suhu dan tekanan yang sama semua gas yang volumnya sama akan mengandung jumlah molekul yang sama
Jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volum gas yang terlibat dalam reaksi sama merupakan angka yang bulat dan sederhana
Perhitungan Kimia

1. Massa atom relatif

Ar X =

1. Massa molekul relatif

Mr A_xB_y = ( x Ar A + y Ar B)

1. Persentase unsur dalam senyawa

Massa A dalam p gram A_mB_n =  x p gram
Hukum Gas Ideal
1)      Hk Boyle : Pada suhu tetap dan jumlah mol tetap, berlaku P ≈ 1/V
2)      Hk Amonton : Pada volum dan jumlah mol tetap, maka P ≈ T
3)      Hk Charles : Pada tekanan dan jumlah mol tetap, maka V ≈ T
4)      Hipotesa Avogadro : Pada tekanan dan suhu tetap, maka V ≈ n
Jadi,
PV = nRT
R = tetapan gas ideal = 0,082
P = atm
T = Kelvin
V = liter
n = mol
Jembatan Mol
n = =  = M  V =
Hukum Avogadro
Pada suhu dan tekanan yang sama sejumlah volum yang sama suatu gas mengandung jumlah molekul yang sama.
Maka,
V₁ : V₂ = n₁ : n₂
Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit
Elektrolit è dapat menghantarkan listrik (banyak gelembung). Senyawa ion dan sebagian senyawa kovalen adalah elektrolit.
Nonelektrolit è tidak dapat menghantarkan listrik (sedikit atau tidak ada gelembung). Kebanyakan senyawa kovalen.
Reaksi Redoks

1. Reaksi oksidasi  è pengikatan oksigen/pelepasan elektron/kenaikan biloks
2. Reaksi reduksi è pelepasan oksigen/pengikatan elektron/penurunan biloks

Senyawa Karbon
-          Senyawa yang bila tidak dibakar sempurna akan menghasilkan CO₂
-          Sumbernya adalah tumbuhan & hewan (protein, karbohidrat, lemak, dll), batubara, gas alam, dan minyak bumi.

Perbedaan	Senyawa Karbon Organik	Senyawa Karbon Anorganik
Kestabilan terhadap pemanasan	Mudah terurai	Stabil
Kelarutan	Mudah larut dalam pelarut nonpolar	Mudah larut dalam pelarut polar
Titik lebur dan titik didih	Relatif rendah	Ada yang sangat tinggi, ada yang sangat rendah
Kereaktifan	Kurang reaktif	Reaktif
Rantai atom karbon	Punya	Tidak punya

Kekhasan Atom Karbon
Punya empat elektron valensi sehingga bisa banyak variasi ikatan

1. Berdasarkan jumlah ikatan

1)      Tunggal
2)      Rangkap dua
3)      Rangkap tiga

1. Berdasarkan bentuk rantai

1)      Terbuka (alifatis) è ujung-ujung atom karbonnya tak saling berhubungan
2)      Tertutup (siklis(4)/aromatis(6)) è ujung-ujung atom karbonnya saling bertemu

1. Kedudukan atom karbon dalam rantai

1)      Primer è terikat dengan satu atom karbon lain
2)      Sekunder è terikat dengan dua atom karbon lain
3)      Tersier è terikat dengan tiga atom karbon lain
4)      Kuartener è  terikat dengan empat atom karbon lain
Hidrokarbon
Adalah senyawa karbon yang terdiri atas atom karbon dan hidrogen.
1)      Hidrokarbon jenuh, yaitu hidrokarbon yang pada rantai karbonnya semua berikatan tunggal. Disebut juga alkana.
2)      Hidrokarbon tak jenuh, yaitu hidrokarbon yang pada rantai karbonnya terdapat ikatan rangkap dua (alkena) atau rangkap tiga (alkuna).
Tata nama Hidrokarbon

Jumlah atom C	Awalan	Jumlah atom C	Awalan
1	Met	8	Okta
2	Et	9	Nona
3	Prop	10	Deka
4	But	11	Undeka
5	Pent	12	Dodeka
6	Heks	20	Eikosa
7	Hepta	21	Heneikosa
		30	Trikonta

Alkana
-          Rumus umum C_nH_2n+2 (n=jml atom C)
-          Hanya punya isomeri rantai (Isomeri è senyawa karbon rumus molekul sama tapi strukturnya beda)
-          Makin panjang rantai karbon makin tinggi titik didihnya.
-          Parafin (kurang reaktif), karena semua ikatannya kovalen sempurna.
-          Makin panjang rantai karbon, makin berkurang kereaktifannya.
-          Umumnya digunakan sebagai bahan bakar.
Tata nama alkana
1)      Diakhiri ana
2)      Jika rantai karbon tak bercabang, didepan nama tersebut diberi huruf n. Cth : n-butana
3)      Bila bercabang:

1. Tentukan rantai utama
2. Beri nomor urut dari ujung yang paling dekat dengan cabang

4)      Cari gugus cabang. Pada alkana gugus cabang biasanya adalah alkil (C_nH_2n+1). Gugus alkil diakhiri oleh akhiran il. Cth: CH₃è metil
5)      Cabang yang menempel pada cabang utama (cabang dari rantai utama) diberi nama tertentu. Cth: C₃H₇ è isopropil/sekunder propil, C₄H₉ è neobutil atau tersier butil
6)      Urutankan penyebutannya.
Nomor letak cabang – nama cabang – nama rantai utama.
Cth: 2-metil-pentana
7)      Bila ada lebih dari satu cabang yang sama, maka disebut sekali dengan diawali angka latin. Bila ada lebih dari satu cabang yang berbeda, maka susun melalui nama cabang secara alfabetis.
Cth: 3-etil-2,2,5-trimetil-heksana
Alkena
-          Rumus umum C_nH_2n (n=jml atom C)
-          Makin panjang rantai karbon makin tinggi titik lebur dan titik didihnya.
-          Alkena alami contohnya karet. Alkena sintetis contohnya plastik.
-          Punya 3 macam isomeri

• Isomeri rantai
• Isomeri posisi/ikatan rangkap
• Isomeri geometri (posisi secara 3D)

Tata nama alkana
1)      Diakhiri ena
2)      Rantai utama diambil dari rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap.
3)      Penomoran dimulai dari ujung yang paling dekat dengan ikatan rangkap.
4)      Ikatan rangkap diberi nomor untuk menunjukkan letak ikatan rangkap
5)      Jika rantai karbon tak bercabang, didepan nama tersebut diberi nomor letak ikatan rangkap. Cth : 1-butena
6)      Cari gugus cabang. Gugus cabang biasanya adalah alkil (C_nH_2n+1). Gugus alkil diakhiri oleh akhiran il. Cth: CH₃ è metil
7)      Cabang yang menempel pada cabang utama (cabang dari rantai utama) diberi nama tertentu. Cth: C₃H₇ è isopropil/sekunder propil, C₄H₉ è neobutil atau tersier butil
8)      Urutankan penyebutannya.
Nomor letak cabang – nama cabang – nomor ikatan rangkap – nama rantai utama.
Cth: 2-metil-1-pentena
9)      Bila ada lebih dari satu cabang yang sama, maka disebut sekali dengan diawali angka latin. Bila ada lebih dari satu cabang yang berbeda, maka susun melalui nama cabang secara alfabetis.
Cth: 3-etil-2,2,5-trimetil-1-heksena
Alkuna
-          Rumus umum C_nH_2n-2 (n=jml atom C)
-          Makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik didih dan titik leburnya.
-          Digunakan sebagai bahan bakiu pembuatan bahan-bahan sintetis, misalnya plastik. Ada juga yang dipakai untuk mengelas, yaitu etuna/asetilena, yaitu gas yang dihasilkan dari pelarutan kalsium karbida (karbid) di air.
-          Punya 2 macam isomeri

• Isomeri rantai
• Isomeri posisi/ikatan rangkap

Tata nama alkana
1)      Diakhiri una
2)      Rantai utama diambil dari rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap tiga.
3)      Penomoran dimulai dari ujung yang paling dekat dengan ikatan rangkap tiga.
4)      Ikatan rangkap diberi nomor untuk menunjukkan letak ikatan rangkap tiga.
5)      Jika rantai karbon tak bercabang, didepan nama tersebut diberi nomor letak ikatan rangkap. Cth : 1-butuna
6)      Cari gugus cabang. Gugus cabang biasanya adalah alkil (C_nH_2n+1). Gugus alkil diakhiri oleh akhiran il. Cth: CH₃ è metil
7)      Cabang yang menempel pada cabang utama (cabang dari rantai utama) diberi nama tertentu. Cth: C₃H₇ è isopropil/sekunder propil, C₄H₉ è neobutil atau tersier butil
8)      Urutankan penyebutannya.
Nomor letak cabang – nama cabang – nomor ikatan rangkap tiga – nama rantai utama.
Cth: 2-metil-1-pentuna
9)      Bila ada lebih dari satu cabang yang sama, maka disebut sekali dengan diawali angka latin. Bila ada lebih dari satu cabang yang berbeda, maka susun melalui nama cabang secara alfabetis.
Cth: 3-etil-2,2,5-trimetil-1-heksuna
Sifat Kimia Alkena dan Alkuna
-          Lebih reaktif dari alkana.
-          Dapat mengalami reaksi adisi, yaitu reaksi penghilangan ikatan rangkap (dua atau tiga).
-          Dalam reaksi adisi berlaku aturan Markovnikov
Jika atom karbon yang berikatan rangkap mengikat jumla atom hidrogen yang berbeda, maka atom X akan terikat pada atom karbon yang sedikit mengikat hidrogen.
Jika jumlah atom karbon pada ikatan rangkapnya mengikat jumlah hidrogen sama banyam maka atomX akan terikat pada atom C yang mempunyai rantai karbon paling panjang. 
Pengolahan Minyak Bumi
Minyak bumi adalah hasil pelapukan plankton karena tekanan dan sushu tinggi yang berlangsung selama jutaan tahun. Minyak bumi umumnya terdiri dari alkana, sikloalkana, aromatis, alkena, dan alkuna. Proses pengolahannya adalah sebagai berikut.

1. Pengolahan Tahap Pertama (Distilasi bertingkat), yaitu distilasi berulang-ulang  sehingga didapatkan berbagai hasil melalui titik didihnya.

1)      Fraksi Pertama :  LPG (Liquified Petroleum Gas)
2)      Fraksi Kedua : Nafta (Gas Bumi), disebut juga bensin berat. Diolah di tahap kedua menjadi bensin
3)      Fraksi Ketiga/Tengah : Di tahap kedua diolah menjadi kerosin/minyak tanah dan avtur/bahan bakar pesawat
4)      Fraksi Keempat : Solar
5)      Fraksi Kelima : Residu, dijadikan aspal dan lilin.

1. Pengolahan Tahap Kedua (Penyulingan)

1)      Perengkahan (Cracking). Merubah struktur kimia. Meliputi pemecahan rantai, alkilasi (pembentukan alkil), polimerisasi (penggabungan rantai karbon), reformasi (perubahan struktur) dan isomerasi (perubahan isomer)
2)      Ekstraksi. Pembersihan produk dengan pelarut
3)      Kristalisasi. Pemisahan produk berdasarkan titik carinya.
4)      Pembersihan dari kontaminasi (treating).

Jumlah atom karbon	Penggunaan
1-4	LPG
5-6	Petroleum eter (pelarut nonpolar)
6-7	Nafta
5-10	Bensin
12-18	Kerosin/minyak tanah dan avtur/bahan bakar jet
12<	solar
20<	Oli (cair), lilin & aspal (padat)

Mutu Bensin
-          Bensin à terdiri dari senyawa n-heptana dan isooktana (2,2,4-trimetil pentana)
-          Mutu bensin ditentukan oleh “Angka Oktan/Bilangan Oktana”. Makin tinggi angka oktan, makin baik mutu bensin.
-          Angka oktan ditentukan oleh persentase isooktana. Cth : 80% isooktana 20% n-heptana, maka angka oktannya adalah 80.
-          Angka oktan dapat ditingkatkan dengan menambah TEL (tetra ethyl lead) dengan rumus kimia Pb(C₂H₅)₄ dan 1,2 dibromoetana dengan rumus kimia C₂H₄Br.