Partikel penyusun atom

1. Identitas :

Nama Guru : Desi Amalia, S. Pd, Gr.
Mata Pelajaran : Kimia
Kelas : X. 4 dan X. 8
Pertemuan : Minggu keenam

2. Materi : Partikel penyusun atom

3. Capaian Pembelajaran : Pada akhir fase E, peserta didik memiliki kemampuan untuk memahami sistem pengukuran, energi alternatif, ekosistem, bioteknologi, keanekaragaman hayati, struktur atom, reaksi kimia, hukum-hukum dasar kimia, dan perubahan iklim sehingga responsif dan dapat berperan aktif dalam memberikan penyelesaian masalah pada isu-isu lokal dan global. Semua upaya tersebut diarahkan pada pencapaian tujuan pembangunan yang berkelanjutan (Sustainable Development Goals/SDGs).

4. Tujuan Pembelajaran : - menentukan Notasi nuklida berdasarkan jumlah proton, elektron dan neutron dan dapat membandingkan perbedaan antara isotop, isobar dan isoton

5. Metode Pembelajaran : Diskusi, tanya jawab, ceramah dengan model pembelajaran discovery learning

6. Pengembangan Materi :

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

Gambar 2.1 Percobaan Sinar Katoda J.J Thomson

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

Gambar 2.2. Percobaan tetes Minyak Milikan

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.

Gambar 2.3. Percobaan Goldstein

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.

Gambar 2.4 Percobaan Penembakan Sinar Alfa Rutherford

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).

Gambar 2.5 Percobaan Chadwick

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. 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).

X^n– = Ion negatif dengan muatan –n

Xⁿ⁺ = Ion positif dengan muatan +n

b. Nomor Massa

Berdasarkan percobaan tetes Millikan ditemukan seperti table

Tabel 2.1. Massa dan muatan proton, elektron dan neutron

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.

Z = nomor massa Sehingga

n = jumlah neutron

A = Z + n sehingga n = A – Z

Contoh :

⁺ proton = 11 proton = 35

elektron = 11 – 1 =10 elektron = 35

neutron = 23 – 11 = 22 neutron = 80 – 35 = 45

^2– proton = 16

elektron = 16 + 2 = 18

neutron = 32 – 16 = 16

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.