2. KIMIA DIPANDANG SEBAGAI ILMU
PENGETAHUAN
Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari
zat/materi, sifat-sifat, perubahan-perubahan kimia
dan aplikasinya dengan semua isi alam.
Reaksi kimia adalah interaksi antar zat kimia satu
dengan yang lainnya membentuk zat baru.
Zat baru tersebut memiliki sifat (fisik maupun kimia)
yang berbeda dari sifat asalnya.
Contoh:
Reaksi antar logam natrium dengan gas klor
membentuk natrium klorida
2

3. ZAT DAN ENERGI
Zat :
Sesuatu yang menempati ruang dan
mempunyai massa
Massa : Ukuran banyak zat yang terdapat
dalam sesuatu benda
Berat :
Gaya dari suatu benda dengan massa
tertentu yang tertarik oleh gaya
gravitasi (bumi)
Energi : Sesuatu yang dimiliki oleh benda untuk
dapat melakukan kerja
14

4. SIFAT ZAT
Sifat Fisika
Suatu sifat yang dapat diamati tanpa perlu/adanya
perubahan reaksi kimia
Sifat Kimia
Menggambarkan suatu perubahan kimia
(reaksi kimia) yang dialami oleh suatu zat
biasanya diikuti oleh perubahan sifat fisika
Sifat Ekstensif
Sifat yang ditentukan oleh ukuran benda
(contoh: massa dan volume)
Sifat Intensif
Sifat yang tidak ditentukan oleh ukuran benda
(contoh: warna dan daya hantar listrik)
15

5. ENERGI
Energi Kinetik
Energi yang dimiliki oleh benda bergerak
Energi Potensial
Energi yang dimiliki oleh atau tersimpan dalam
benda yang dapat diubah menjadi energi kinetik
Zat Kimia juga mengandung energi potensial yang
biasa disebut dengan energi kimia. Energi ini
dilepas pada saat reaksi terjadi
16

6. HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan
Energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke
bentuk lain
Satuan Energi: SI = Joule (J)
E = ½ m v2
1 J = ½ (2 kg) (1 m/s)2 = 1 kg.m2/s2
Satuan energi yang mungkin lebih populer adalah
Kalori yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g air sebesar 1 o
C ( dari 14,5 oC ke 15, 5 oC)
1 kal = 4,184 J
17

7. PANAS DAN SUHU
Panas (energi termal)
Energi kinetik total dari seluruh atom (partikel kecil)
yang membentuk suatu benda. Partikel-partikel
kecil ini memiliki energi kinetik karena mereka
secara konstan bergerak dan berputar.
Suhu
Ukuran panas atau dingin suatu benda yang
merupakan energi kinetik rata-rata atom (partikel
kecil) bergerak.
18

8. Teori Atom Dalton (180 3-1808)
Kimia modern diawali dengan Teori Atom
Dalton, dan didasarkan atas 3 asumsi pokok
• Semua materi terdiri dari partikel kecil yang
tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom .
Selama perubahan kimia, atom tidak bisa
diciptakan dan dimusnahkan
• Semua atom dari suatu unsur mempunya
massa(berat) dan sifat yang sama, tetapi
atom-atom dari suatu unsur berbeda dengan
atom-atom dari unsur yang lain, baik massa
(berat) maupun sifat-sifatnya yang berlainan.
• Dalam senyawa kimia , atom-atom dari unsur
yang berlainan melakukan ikatan dengan
perbandingan numerik yang sederhana.

9. TEORI ATOM
1. Teori Atom Thomson
Atom seperti roti kismis, yang
permukaannya dipenuhi dengan muatan +
dan Sinar α
He
+
- -+
- +- + +- +- +
-
Pembuktian teori dengan menembakan sinar α
2

10. 2. Teori Atom Rutherford
Teori ini mengemukakan massa atom terpusat di
inti yang bermuatan positif. Elektron terletak di
luar inti pada jarak yang relatif jauh dengan
gerakan yang cepat
e
e
Sinar α
e
e
Gaya tarik elektron dan inti diimbangi oleh gaya
tarik sentrifugal
3

11. Menurut hukum fisika klasik, partikel
bermuatan yang bergerak selalu kehilangan
energi dengan demikian gerakan elektron
makin mendekati inti dan terjadi gerakan
spiral dengan kecepatan menurun. Pada
suatu saat elektron bergabung dengan inti
dan atom akan musnah. Dalam
kenyataannya atom tidak musnah
4

12. 3. Teori Atom Bohr
Kesukaran pada teori atom Rutherford diatasi oleh
Bohr. Gerakan elektron mengelilingi inti harus
dengan momentum sudut tertentu.
1. Elektron dalam lintasannya mempunyai energi
tertentu dan tetap selama dalam lintasan
2. Elektron dapat pindah dari lintasan yang
energinya lebih tinggi ke lintasan yang energinya
lebih rendah. Bila hal ini terjadi, energi yang
terbebas diubah menjadi sinar dengan frekuensi
E2 - E1
v=
h
5

13. E1
E2
E3
nh
mv =
2π
h
→ mv = n
2π
mv = momentum sudut
Energinya dinyatakan
c
∆E = h.v = h.
λ
∆E1 = E2 - E1 = h.v1
∆E2 = E3 - E1 = h.v2
Sinar-sinar dengan frekuensi v1 dan v2
menyebabkan terjadinya spektra garis
6

14. Atom Bohr
• Secara elektrostatika, elektron harus bergerak
mengelilingi inti agar tidak tertarik ke inti
• Namun berdasarkan fisika klasik benda yang
bergerak memutar akan melepaskan energi
yang lama kelamaan akan menghabiskan
energi elektron itu sendiri dan kemudian
kolaps
• Niels Bohr mengungkapkan bahwa dilema
diatas dapat dipecahkan oleh teori Planck

15. Gagasan Bohr dalam menggabungkan
teori klasik dan kuantum
• Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diizinkan
bagi satu elektron dalam atom hidrogen
• Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan
stasioner ke yang lainnya dengan melibatkan
sejumlah energi menurut Planck
• Lintasan stasioner yang diizinkan mencerminkan
sifat-sifat elektron yang mempunyai besaran yang
khas. Momentum sudut harus merupakan kelipatan
bulat dari h/2π atau menjadi nh/2π.

16. Model Bohr untuk Atom Hidrogen

17. Keteranga
n
• Lintasan yang diizinkan untuk elektron dinomori n =
1, n = 2, n =3 dst. Bilangan ini dinamakan bilangan
kuantum, huruf K, L, M, N juga digunakan untuk
menamakan lintasan
• Jari-jari orbit diungkapkan dengan 12, 22, 32, 42, …n2.
Untuk orbit tertentu dengan jari-jari minimum a0 =
0,53 Å
• Jika elektron tertarik ke inti dan dimiliki oleh orbit n,
energi dipancarkan dan energi elektron menjadi
lebih rendah sebesar
−B
E n = 2 , B : konstanta numerik dengan nilai 2,179 x 10 -18 J
n

18. 1
−B −B  B   B 
 1
∆E = E 3 − E 2 =  2  −  2  =  2  −  2  = B  2 − 2 
3 
 3   2  2  3 
2
∆E = h ν
1
1
 1
 1
∆E = B  2 − 2  ;
hν = B  2 − 2 
3 
3 
2
2
2,179 x 10 −8 J
B
=
= 3,289 x 1015 det −1
h 6,626 x 10 −34 J det −1
Konstanta B/h identik dengan hasil dari R x c dalam
persamaan Balmer. Jika persamaan diatas dihitung
maka frekuensi yang diperoleh adalah frekuensi garis
merah dalam deret Balmer.

20. Soal Latihan
 Berapakah frekuensi dan panjang gelombang
cahaya yang dipancarkan jika elektron dari
atom hidrogen jatuh dari tingkat energi n = 6
ke n = 4? Dalam bagian spektrum
elektromagnetik manakah sinar ini?

21. Kelemahan Teori Bohr
• Keberhasilan teori Bohr terletak pada
kemampuannya untuk meeramalkan garis-garis
dalam spektrum atom hidrogen
• Salah satu penemuan lain adalah sekumpulan
garis-garis halus, terutama jika atom-atom yang
dieksitasikan diletakkan pada medan magnet
• Struktur garis halus ini dijelaskan melalui
modifikasi teori Bohr tetapi teori ini tidak pernah
berhasil memerikan spektrum selain atom
hidrogen

22. Dualitas Gelombang - Partikel
• Newton mengajukan bahwa cahaya mempunyai sifat
seperti sekumpulan patikel yang terdiri dari aliran partikel
berenergi
• Huygens menyatakan bahwa cahaya terdiri dari
gelombang energi
• Pembuktian dengan pengukuran kecepatan cahaya pada
berbagai medium menunjukkan cahaya berkurang
kecepatannya dalam medium yang lebih rapat
• Tetapi Einstein menganggap bahwa foton cahaya bersifat
sebagai partikel untuk menjelaskan efek fotolistrik
• Timbul gagasan baru bahwa cahaya mempunyai dua
macam sifat sebagai gelombang dan sebagai partikel

23. • Tahun 1924 Louise de Broglie menyatakan Tidak hanya
cahaya yang memperlihatkan sifat-sifat partikel, tetapi
partikel-partikel kecil pun pada saat tertentu dapat
memperlihatkan sifat-sifat gelombang
• Usulan ini dibuktikan tahun 1927 dimana gelombang
materi (partikel) dijelaskan secara matematik
• Panjang gelombang de Broglie dikaitkan dengan partikel
berhubungan dengan momentum partikel dan konstanta
Planck.
h
h
λ=
p
=
mv
Panjang gelombang dinyatakan dengan meter, massa dalam
kilogram, kecepatan dalam meter per detik. Konstanta
Planck dinyatakan dalam kg m2 s-2.

24. 3.1 Partikel sub Atom
 Elektron
FIGURE 3.1 (a) A gas discharge tube. (b)
Deflection of a cathode ray toward a positively
charged plate
7

25.  Percobaan Millikan: Penentuan Massa Elektron
FIGURE 3.3
Millikan’s
famous oil
drop
experiment
e
8
= - 1,76 x 10 C/g
m
e = - 1,60 x 10 C
19
-19
1,60 x 10 C
m =
- 1,76 x 108 C/g
= 9,09 x 10-28 g
8

26.  Proton
FIGURE 3.4 Positively charged particles are made when
cathode rays (electrons) strike atoms of residual gas. They are
attracted to the cathode, and some sail through the hole to strike
the phosphor and generate a flash of light
9

27. Proton
Neutron
FIGURE 3.8
The protons and neutrons of an atom are packed in
an extremely small nucleus Electrons are shown as
"clouds" around the nucleus.
10

28. 3.2 Radiasi elektromagnetik dan
spektrum atom. tingkatan energi
dalam atom.
FIGURE 3.9
Atoms not drawn to
scale, as they are
joined in water, H2O
Nuclei stay far apart
and only the outer
parts of the atoms
touch
11

29.  Energi Elektromagnet
FIGURE 3.10 The electrical force assocIated with
electromagnetic radiation fluctuates rhythmically. (a) Two
cycles of fluctuation are shown; therefore. the frequency is 2
Hz. (b) An electromagnetic radiation frozen in time. This curve
shows how the electrical force varies along the direction of
travel. The distance between two maximum values is the
wavelength of the electromagnetic radiation.
12

30. The SI symbol for the second is s.
S-1 = 1/s
For any wave, the product of its wavelength
and its frequency equals the velocity of the
wave.
Hertz = (Hz)
1 Hz
= 1s-1
Lamda = λ = Panjang Gelombang
Kec. Cahaya
=
c = 3,00 x 108
ms-1
λ. ν
= c = 3,00 x 108 ms-1
13

31.  Spektrum Elektromagnetik
FIGURE 3.11 The electromagnetic spectrum
14

32.  Spektrum Atom
FIGURE 3.14 Production of a line spectrum. The light emitted by excited
atoms is formed into a narrow beam and passed through a prism. This
light beam is divide into relatively few narrow beams with frequencies that
are characteristic of the particular eIement that is emitting the light.
15

33. Spektrum Unsur
16

34. 3.4 Gelombang Elektron dalam Atom
-λ
L=n
2
Orbital = bentuk gelombang elektron
 Bilangan Kuantum Utama = n
n=1-~
n
1
2
3
4
...
Kulit
K
L
M
N
...
 Bilangan kuantum kedua = l = sub kulit bilangan kuantum
azimuth.
Untuk setiap harga n; l = O sampai dengan l = n -1
l
0
Sub Kulit s
1
p
2
d
3
f
4
9
5
h
…
…
17

35. TABLE 3.1 Relationship between n and l
Value of n
1
2
3
4
5
Value of l
0
0,1
0, 1, 2
0, 1, 2, 3
0, 1, 2, 3, 4
4s < 4p < 4d < 4f
Energi bertambah besar
 Bilangan Kuantum Magnet = ml
Untuk setiap harga l, harga ml adalah -1 s/d +1
18

36. 3.5
Spin Elektron = ms
ms = + ½ atau – ½ Prinsip Pauli
Pauli received the 1945 Nobel
Prize in physics for his discovery
Of the exclusion principle.
19

37. A paramagnetic
substance is attracted to
a magnetic field
20

38. 3.6. Konfigurasi Elektron = Struktur Elektronik
21

39. Mekanika Gelombang
• Salah satu implikasi struktur atom menurut prinsip
ketidakpastian, tidak mungkin mengukur sekaligus kedudukan
dan momen dari suatu elektron
• Implikasi lain diungkapkan oleh Schrodinger bahwa elektron
dapat diperlakukan sebagai gelombang materi, gerakannya
dapat disamakan dengan gerakan gelombang
• Gerakan gelombang yang berkenaan dengan elektron
haruslah terkait dengan pola terijinkan
• Pola ini dapat diperikan dengan persamaan matematis yang
jawabannya dikenal dengan fungsi gelombang (ψ)
• ψ mengandung tiga bilangan kuantum yang jika ditentukan
akan diperoleh hasil berupa orbital. ψ2 menggambarkan
rapatan muatan elektron atau peluang menemukan elektron
pada suatu titik dalam atom

40. Tiga macam penggambaran orbital
1s

42. Orbital 2s

43. Orbital Elektron dan Bilangan Kuantum
• Bilangan kuantum utama (n). Bilangan ini hanya mempunyai
nilai positif dan bilangan bulat bukan nol
n = 1, 2, 3, 4, …
• Bilangan kuantum orbital (azimut), l. yang mungkin bernilai
nol atau bulat positif. Bilangan ini tidak pernah negatif dan
tidak lebih besar dari n –1
l = 0, 1, 2, 3, …, n –1
• Bilangan kuantum magnetik (ml). Nilainya dapat positif,
negatif, nol dan berkisar dari –l s.d. +l (l bilangan kuantum
orbital)
ml = -l, -l + 1, -l + 2, …, 0, 1, 2, … , +l

44. Soal Latihan
Nyatakan perangkat bilangan kuantum berikut yang
tidak terijinkan!
• n = 3, l = 2, ml = -1
• n = 2, l = 3, ml = -1
• n = 4, l = 0, ml = -1
• n = 5, l = 2, ml = -1
• n = 3, l = 3, ml = -3
• n = 5, l = 3, ml = +2

45. • Setiap kombinasi tiga bilangan kuantum n, l dan m
berkaitan dengan orbital elektron yang berbeda-beda
• Orbital yang memiliki bilangan kuantum n yang sama
dikatakan berada dalam kulit elektron atau peringkat
utama yang sama
• Sementara elektron yang mempunyai nilai l yang sama
dikatakan berada dalam sub kulit atau sub peringkat yang
sama
• Nilai bilangan n berhubungan dengan energi elektron dan
kemungkinan jaraknya dari inti
• Nilai bilangan kuantum l menentukan bentuk geometris
dari awan elektron atau penyebaran peluang elektron

46. Tiga gambaran orbital 2p

47. Ketiga orbital p

48. Kelima orbital d

49. Kulit elektron, orbital dan bilangan kuantum
Kulit
utama
K
L
M
n=
1
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
l=
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
2
2
2
2
ml =
0
0
-1
0
+1
0
-1
0
+1
-2
-1
0
+1
+2
Tanda
orbital
1s
2s
2p
2p
2p
3s
3p
3p
3p
3d
3d
3d
3d
3d
Jml orbital
pd
subkulit
Jml total
orbital n2
1
1
1
3
4
1
3
5
9

50. Spin (Rotasi) Elektron – Bilangan Kuantum Keempat
• Tahun 1925 Uhlenbeck dan Goudsmit mengajukan sifat
yang tak dapat dijelaskan mengenai garis halus pada
spektrum hidrogen, apabila elektron dianggap memiliki
bilangan kuantum keempat
• Sifat elektron yang berkaitan dengan bilangan ini adalah
spin elektron
• Elektron berotasi menurut sumbunya saat ia mengelilingi
inti atom, terdapat dua kemungkinan rotasi elektron
• Bilangan kuantum ini dinyatakan dengan ms bisa bernilai
+ ½ atau – ½

51. Konfigurasi Elektron
Ada tiga aturan dalam penentuan konfigurasi
1. Elektron menempati orbital sedemikian rupa untuk
meminimumkan energi atom tersebut
2. Tak ada dua elektron dalam sebuah atom yang
boleh memiliki keempat bilangan kuantum yang
sama (prinsip eksklusi Pauli)
3. Prinsip penggandaan maksimum, jika terdapat
orbital –orbital dengan energi yang sama, elektron
menempatinya sendiri-sendiri sebelum
menempatinya secara berpasangan

52. Urutan pengisian sub kulit elektron

53. Aturan Hund :
FIGURE 3.18 A way
to remember the fiIling
order of subshells.
Write the subshell
designations as shown
and follow the diagonal
arrows, starting at the
bottom.
Core Elektron:
Na [Ne] 3s1
Mg [Ne] 3s2
22

54. 3.10. Energi lonisasi = EA
Adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan
satu elektron dari atom yang terisolasi.
X(g)
X-(g) + e
FIGURE 3.27 The variation of first ionization energy with atomic number
23

55. 3.11. Afinitas Elektron = EA
Adalah energi yang dilepaskan untuk menerima
satu elektron dari atom yang terisolasi.
X(g) + e-
X-(g)
24