Partikel dasar penyusun atom, Nomor Atom, dan Massa Atom, Isotop, Isobar, dan Isoton, Konfigurasi Elektron, Elektron Valei, Massa Atom Relatif

1. Partikel Dasar Penyusun Atom, Nomor Atom
dan Nomor Massa, Isotop, Isobar, dan Isoton,
Konfigurasi elektron, Elektron Valensi dan
Massa Atom Relatif
Partikel Dasar Penyusun Atom
Pada 1808, John Dalton menyatakan bahwa atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi
lagi. Teori atom Dalton bertahan hingga ditemukannya partikel dasar penyusun atom pada 1896.
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 mengandung elektron, proton, dan
neutron yang disebut partikel dasar pembentuk atom.
1). Elektron
Pada tahun 1875, Crookes membuat tabung kaca yang kedua ujungnya dilengkapi dengan
sekeping logam sebagai elektroda (gambar 1). Setelah udara dalam tabung divakumkan dan
kedua elektroda dihubungkan dengan arus searah bertegangan tinggi, ternyata timbul sinar pada
kutub negatif (katoda) yang bergerak ke kutub positif (anoda). Oleh sebab itu, sinar ini disebut
sinar katoda dan alatnya disebut tabung sinar katoda.
Gambar 1. Tabung sinar katoda.
Sinar mengalir dari katoda (-) ke anoda (+)
Sinar katoda bersifat sebagai berikut:
a) Secara normal sinar katoda bergerak lurus.
b) Sinar ini dapat memutar baling-baling kecil yang diletakkan antara kedua elektroda. Berarti
sinar ini mempunyai energi dan bersifat sebagai materi.
c) Sinar katoda dibelokkan oleh medan listrik dan magnet. Arah pembelokan itu menunjukkan
bahwa sinar ini bermuatan negatif.
d) Dengan menggunakan spektroskopi massa ternyata partikel ini mempunyai e/m = -1,76 x
108 C g–.
e) Kemudian pada tahun 1908, R.A. Milikan mengukur sinar katoda dengan alat tetesan
minyak, ternyata muatan partikelnya = -1,6 x 10-19 C.

2. Dari kedua percobaan diatas diperoleh massa elektron = 9,11 x 10-28 g. Hasil penyelidikan
selanjutnya menunjukkan bahwa sinar katoda merupakan partikel yang paling ringan dan paling
kecil. Sifat sinar katoda ini tidak bergantung pada bahan katoda yang digunakan. Hal ini
dibuktikan oleh Thomson dengan mengganti katoda percobaan Crookes dengan logam lain, dan
ternyata hasilnya sama. Akhirnya ia berkesimpulan bahwa sinar katoda adalah partikel negatif
yang terdapat pada semua atom. Partikel ini kemudian diberi nama elektron (Syukri, 1999, hal.
116).
2). Proton
Goldstein pada tahun 1886, membuat alat yang mirip tabung Crookes. Katoda dibuat
berlubangdan diletakkan agak ke dalam (gambar 2). Tabung diisi gas hidrogen bertekanan
rendah. Setelah dialirkan listrik menghasilkan dua macam sinar. Pertama sinar katoda (elektron)
yang bergerak dari katoda ke anoda. Kedua, sinar yang bergerak ke katoda dan sebagian masuk
ke dalam lobang (saluran) sehingga disebut juga sinar saluran.
Gambar 2. Tabung sinar negatif yang mempunyai lubang-lubang
pada katoda, sehinga dilewati oleh sinar positif.
Hasil penyelidikan terhadap sinar saluran adalah sebagai berikut :
a) Diuji dengan medan listrik atau magnet ternyata sinar ini bermuatan positif, maka disebut
juga sinar positif.
b) Jika tabung diisi gas lain, seperti helium, oksigen, dan nitrogen, menghasilkan sinar positif
yang berbeda. Berarti sinar yang dihasilkan bergantung pada jenis gas dalam tabung.
c) Nilai e/m sinar ini berbeda antara yang satu dengan yang lain. Hal ini berarti sinar positif
mempunyai massa dan muatan tertentu. Massa sinar positif jauh lebih besar daripada elektron.
d) Sinar positif yang paling ringan berasal dari gas hidrogen dan bermuatan sebesar muatan
elektron, tetapi tandanya berlawanan. Partikel ini kemudian dikenal dengan nama proton. Massa
proton = 1,6726 x 10-24 g (Syukri, 1999, hal. 117).
3). Neutron
Pada tahun 1932, James Chadwick melakukan eksperimen untuk membuktikan hipotesis
Rutherford bahwa dalam inti atom terdapat neutron. Ia menembak atom berilium dengan sinar
alfa. Dari hasil penembakan itu terdeteksi adanya partikel tidak bermuatan yang mempunyai
massa hampir sama dengan proton. Karena sifatnya netral, partikel tersebut dinamakan neutron.
Neutron mempunyai massa 1,6750 x 10-24 g.
b. Nomor Atom dan Nomor Massa
1). Nomor Atom

3. Nomor atom suatu unsur menunjukkan jumlah proton yang terdapat dalam atom. Dalam atom
netral jumlah proton sama dengan jumlah elektron, sehingga nomor atom juga menunjukkan
banyaknya jumlah elektron yang terdapat pada atom. Hal ini berlaku untuk atom netral. Nomor
atom diberi lambang Z.
2). Nomor massa
Nomor massa
menggambarkan massa partikel-partikel penyusun atom, yaitu massa proton, massa elektron, dan
massa neutron. Massa elektron sangat kecil dibandingkan massa proton dan neutron sehingga
massa elektron ini dapat diabaikan. Nomor massa diberi notasi A dan dapat didefenisikan
sebagai jumlah proton dan jumlah neutron.
Notasi atom lengkap dapat
ditulis sebagai berikut :
A
Z
dimana X : lambang unsur
A : nomor massa (jumlah proton + jumlah neutron)
Z : nomor atom (jumlah proton)
Contoh :
23 Na :
11
jumlah proton (Z) = 11
jumlah elektron (Z) = 11
jumlah neutron (A-Z) = 23 – 11 = 12
Ion :
jumlah proton (Z) = 9
jumlah elektron (Z + 1) = 10
Nomor atom = Z = jumlah proton = jumlah elektron
Nomor massa = A = jumlah proton + jumlah neutron
eleelektronjumlahelektron

4. jumlah neutron (A-Z) = 19 – 9 = 10
c. Isotop, Isobar, dan Isoton
1). Isotop
Isotop adalah atom-atom yang memiliki nomor atom sama, tetapi nomor massanya berbeda.
Nomor atom ditentukan oleh jumlah proton. Jumlah proton dalam isotop-isotop adalah sama,
yang berbeda hanyalah jumlah neutronnya.
Contoh :
memiliki 6 proton dan 6 neutron
memiliki 6 proton dan 7 neutron
memiliki 6 proton dan 8 neutron
Isotop-isotop tersebut, ketiganya merupakan atom karbon yang sifat-sifat kimianya identik.
Perbedaan isotop-isotop ini terletak pada sifat fisikanya, seperti massa.
2). Isobar
Isobar adalah atom-atom yang memiliki nomor massa sama, tetapi nomor atomnya berbeda.
Contoh :
dan memiliki nomor massa sama yaitu 14.
dan memiliki nomor massa 24.
Sifat kimia setiap isobar sangat berbeda karena unsurnya memang berbeda. Satu-satunya
kesamaan isobar adalah massanya.
3). Isoton
Isoton adalah atom-atom yang memiliki jumlah neutron sama, tetapi jumlah proton berbeda.
Contoh :
dan memiliki 7 neutron.
dan memiliki 16 neutron.
Isoton-isoton memiliki massa dan sifat yang berbeda.
d. Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi

5. Menurut teori atom Bohr, elektron berada dalam suatu lintasan atau orbit tertentu yang disebut
lintasan elektron atau kulit elektron. Berdasarkan jaraknya dari inti atom, terdapat beberapa kulit.
1) Kulit ke-1 atau kulit K
2) Kulit ke-2 atau kulit L
3) Kulit ke-3 atau kulit M
4) Kulit ke-4 atau kulit N
5) Kulit ke-5 atau kulit O
6) Kulit ke-6 atau kulit P
7) Kulit ke-7 atau kulit Q
Setiap kulit memiliki tingkat energi tertentu. Semakin dekat ke inti atom, semakin kecil tingkat
energinya. Sebaliknya, semakin jauh dari inti atom, semakin besar tingkat energinya.
Berdasarkan hal tersebut, urutan tingkat energi dapat dituliskan sebagai berikut:
1). Konfigurasi
Elektron
Elektron dalam atom
tersusun berdasarkan tingkat energinya. Pengisian atau penyebaran elektron-elektron pada kulit-
kulit atom dinamakan konfigurasi elektron. Konfigurasi elektron per kulit didasarkan pada
jumlah elektron maksimum yang dapat mengisi setiap kulit sesuai dengan rumusan :
Σ e maksimum per kulit = 2n2
Harga n menunjukkan kulit yang ditempati elektron, yang dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Jumlah elektron maksimum di setiap kulit
Kulit n Σ e maksimum
KLMN 1234 2(1)2= 22(2)2=
82(3)2= 182(4)2
= 32
Sumber: (Sutresna, 2007, hal. 18)
Kulit K< kulit L< kulit M< kulit N< kulit O< kulit P<kulit Q,
atau E1< E2< E3< E4< E5< E6< E7

6. Urutan pengisian elektron dimulai dari kulit yang memiliki tingkat energi terendah, kemudian
kulit berikutnya yang memiliki energi lebih tinggi, sampai pada kulit terakhir, contohnya dapat
dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Konfigurasi elektron atom berkulit K sampai N
Atom Jumlah
elektron
Kulit K(n
= 1)
Kulit L(n
= 2)
Kulit M(n
= 3)
Kulit N(n
= 4)
1H3Li6C12Mg33As1361233 12222 -1488 —218 —-5
Sumber: ( Sutresna, 2007, hal. 19)
Jika jumlah elektron yang tersedia tidak mencapai jumlah elektron maksimum dalam suatu kulit,
bahkan lebih besar dari jumlah elektron maksimum kulit sebelumnya, maka kulit yang akan
ditempati elektron harus menggunakan jumlah elektron yang sama dengan jumlah elektron
maksimum dalam kulit sebelumnya. Hal tersebut dapat digambarkan dengan bagan sebagai
berikut:
Kulit K
2 (jika elektron yang tersedia ≥ 2)
1 (hanya untuk H)
Kulit L
8 (jika elektron yang tersedia ≥ 8)
Jumlah elektron sisa (jika elektron yang tersedia < 8)
Kulit M
18 ( jika elektron yang tersedia > 18)
8 (jika 8 ≤ elektron < 18 yang tersedia)
Jumlah elektron sisa (jika elektron yang tersedia < 8)
32 (jika elektron yang tersedia > 32)
Kulit N

7. 18 (jika 18 ≤ elektron < 32 yang tersedia)
8 (jika 8 ≤ elektron < 18 yang tersedia)
Sisa (jika elektron yang tersedia < 8)
Sumber: (Sutresna, 2007, hal. 19)
2). Elektron Valensi