Jumat, 30 Desember 2011


MATERI DAN PERUBAHANNYA
Materi ialah sesuatu yang mempunyai massa dan volum (menempati ruang).benda-benda disekitar kita merupakan materi tetapi cahaya atau sinar bukan merupakan materi. Materi dibagi menjadi zat tunggal dan campuran. Sedangkan zat tunggal terdiri dari unsur dan senyawa.
Zat tunggal dibedakan menjadi unsur dan senyawa. Unsur ialah zat tunggal yang paling sederhana karena tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana lagi. Unsur-unsur yang terdapat di alam dibagi menjadi 2 golongan besar, yaitu logam dan nonlogam. Perbedaan utama antara keduanya terletak pada kemampuan menghantarkan listrik. Umumnya unsure logam dapat menghantarkan listrik denganb baik, sedangkan unsure non logam kurang baik dalam menghantarkan lisrik.
Senyawa ialah gabungan dari dua unsur atau lebih yang terbentuk melalui reaksi kimia dan dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana. Senyawa tersusun atas unsure-unsur, tetapi sifatnya berbeda dari sifat unsure.
Zat yang mengandung 2 unsur atau lebih dan masih mempunyai sifat zat asalnya serta dapat dipisahkan menjadi unsur-unsur penyusunnya dengan cara fisika disebut campuran. Campuran dibedakan menjadi 2 yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Campuran yang serbasama di setiap bagian dan komponen-komponennya tercampur sempurna disebut campuran homogen, sedangkan campuran serbaneka dan komponen-komponen penyusunnya masih bias dibedakan disebut campuran heterogen.
Contoh campuran homogen:
1.      Gula + air
2.      Garam + air
Contoh campuran heterogen:
1.      Kopi + air
2.      Es buah
3.      Beton,dll.
Suatu zat dapat dipisahkan dari campurannya karena mempunyai perbedaan sifat. Hal ini dinamakan dasr pemisahan. Beberapa dasar pemisahan campuran antara lain sebagai berikut :
  1. Ukuran partikel
    Bila ukuran partikel zat yang diinginkan berbeda dengan zat yang tidak diinginkan (zat pencmpur) dapat dipisahkan dengan metode filtrasi (penyaringan). jika partikel zat hasil lebih kecil daripada zat pencampurnya, maka dapat dipilih penyring atau media berpori yang sesuai dengan ukuran partikel zat yang diinginkan. Partikel zat hasil akan melewati penyaring dan zat pencampurnya akan terhalang.
  2. Titik didih
    Bila antara zat hasil dan zat pencampur memiliki titik didih yang jauh berbeda dapat dipishkan dengan metode destilasi. Apabila titik didih zat hasil lebih rendah daripada zat pencampur, maka bahan dipanaskan antara suhu didih zat hasil dan di bawah suhu didih zat pencampur. Zat hasil akan lebih cepat menguap, sedangkan zat pencampur tetap dalam keadaan cair dan sedikit menguap ketika titik didihnya terlewati. Proses pemisahan dengan dasar perbedaan titik didih ini bila dilakukan dengan kontrol suhu yang ketat akan dapat memisahkan suatu zat dari campuranya dengan baik, karena suhu selalu dikontrol untuk tidak melewati titik didih campuran.
  3. Kelarutan
    Suatu zat selalu memiliki spesifikasi kelarutan yang berbeda, artinya suatu zat selalu memiliki spesifikasi kelarutan yang berbeda, artinya suatu zat mungkin larut dalam pelarut A tetapi tidak larut dalam pelarut B, atau sebaliknya. Secara umum pelarut dibagi menjadi dua, yaitu pelarut polar, misalnya air, dan pelarut nonpolar (disebut juga pelarut organik) seperti alkohol, aseton, methanol, petrolium eter, kloroform, dan eter.
    Dengan melihat kelarutan suatu zat yang berbeda dengan zat-zat lain dalam campurannya, maka kita dapat memisahkan zat yang diinginkan tersebut dengan menggunakan pelarut tertentu.
  4. Pengendapan
    Suatu zat akan memiliki kecepatan mengendap yang berbeda dalam suatu campuran atau larutan tertentu. Zat-zat dengan berat jenis yng lebih besar daripada pelarutnya akan segera mengendap. Jika dalam suatu campuran mengandung satu atau beberapa zat dengan kecepatan pengendapan yang berbeda dan kita hanya menginginkan salah satu zat, maka dapat dipisahkan dengan metode sedimentsi tau sentrifugsi. Namun jika dalm campuran mengandung lebih dari satu zat yang akan kita inginkan, maka digunakan metode presipitasi. Metode presipitasi biasanya dikombinasi dengan metode filtrasi.
  5. Difusi
    Dua macm zat berwujud cair atau gas bila dicampur dapat berdifusi (bergerak mengalir dan bercampur) satu sama lain. Gerak partikel dapat dipengaruhi oleh muatan listrik. Listrik yang diatur sedemikian rupa (baik besarnya tegangan maupun kuat arusnya) akan menarik partikel zat hasil ke arah tertentu sehingga diperoleh zat yang murni. Metode pemisahan zat dengan menggunakan bantuan arus listrik disebut elektrodialisis. Selain itu kita mengenal juga istilah elektroforesis, yaitu pemisahan zat berdasarkan banyaknya nukleotida (satuan penyusun DNA) dapat dilakukan dengan elektroforesis menggunakan suatu media agar yang disebut gel agarosa.
6.      Adsorbsi
Adsorbsi merupakan penarikan suatu zat oleh bahan pengadsorbsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan dari bahan pengadsorbsi. Penggunaan metode ini diterapkan pada pemurnian air dan kotoran renik atau organisme.

METHODE PEMISAHAN ZAT

a. Filtrasi

Pemisahan dengan cara filtrasi bertujuan untuk memisahkan zat padat dari zat cair dalam suatu campuran berdasarkan perbandingan wujudnya. Alat yang kita gunakan untuk menyaring disebut penyaring. Ukuran penyaring disesuaikan dengan ukuran zat yang akan disaring. Sebagai contoh, pemisahan pasir dan kerikil tentu membutuhkan saringan yang berbeda dengan saringan yang digunakan untuk menyaring tepung. Di laboratorium, penyaring yang biasa digunakan adalah kertas saring. Zat padat yang tertahan oleh kertas saring disebut residu dan zat cair yang lolos dari kertas saring disebut filtrat.
            Filtrasi merupakan metode untuk memisahkan campuran padat dengan cair atau campuran padat yang mempunyai ukuran berbeda. Filtrasi adalah langkah pertama yang dilakukan PDAM untuk memperoleh air minum.
            Berikut gambar filtrasi:


b. Sublimasi 
Sublimasi adalah perubahan wujud dari padat ke gas tanpa mencair terlebih dahulu. Misalkan es yang langsung menguap tanpa mencair terlebih dahulu. Pada tekanan normal, kebanyakan benda dan zat memiliki tiga bentuk yang berbeda pada suhu yang berbeda-beda. Pada kasus ini transisi dari wujud padat ke gas membutuhkan wujud antara. Namun untuk beberapa antara, wujudnya bisa langsung berubah ke gas tanpa harus mencair.
PROSES SUBLIMASI



























Pada umumnya perubahan tingkat wujud berlangsung menurut pola padat – cair – gas – atau kebalikannya. Ada beberapa zat yang dapat berubah langsung dari keadaan uap ke keadaan padat yang disebut menyublim.Sifat demikian dimiliki oleh unsur yodium, kamfer, naftalen, belerang.Zat padat pada umumnya mempunyai bentuk kristal tertentu: Kubus, heksagonal, rombik, monoklin dan sebagainya. Unsur belerang dalam suhu biasa berwarna kuning dengan bentuk kristal rombik. Jika belerang rombik dipanaskan sampai 96° bentuk kristalnya berubah menjadi monoklin. Jika belerang cair didinginkan tiba-tiba pada 119° terjadi pula bentuk kristal monoklin (seperti bentuk jarum).
Pada pendinginan lebih lanjut sampai 96° terjadi bentuk rombik. Suhu 96° adalah suhu peralihan. Peristiwa ini disebut alotropi ialah satu macam zat dalam keadaan berlainan mempunyai sifat fisik yang berbeda. Peralatan dan bahan yang dipakai untuk proses sublimasi yodium:
gb4tulisan
  1. Ambil 1 spatula yodium, letakkan dalam cawan porselin, tutuplah cawan itu dengan gelas arloji, beri air di atas gelas arloji. Panaskan dengan api kecil pada pembakar bunsen.
  2. Sebagian dari kristal yodium ini masukkan dalam tabung reaksi, kemudian tuangi air suling.
  3. Sebagian yang lain masukkan juga pada tabung reaksi dan tuangi alkohol.
  4. Pada dinding luar gelas arloji terdapat hablur-hablur kristal Iodium.gb483
c. Adsorpsi
Adsorbsi merupakan metode pemisahan untuk membersihkan suatu bahan dari pengotornya dengan cara penarikan bahan pengadsorbsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan bahan pengadsorbsi.

d.Kristalisasi

Pemisahan secara kristalisasi dilakukan untuk memisahkan zat padat dari larutannya dengan jalan menguapkan pelarutnya. Zat padat tersebut dalam keadaan lewat jenuh akan bentuk kristal.
Apabila kita mempunyai campuran yang berupa larutan, maka partikel padat yang ada dalam campuran tersebut dapat kita pisahkan dengan cara kristalisasi. Kristalisasi adalah proses pembentukan kristal. Kristal kristal dapat terbentuk bila uap dari partikel yang sedang mengalami sublimasi menjadi dingin. Selama proses kristalisasi, hanya partikel murni yang akan mengkristal. Pembentukan kristal digunakan dalam teknik untuk memperoleh suatu bahan murni dari suatu campuran. Pada kristalisasi, bahan-bahan lain yang tidak diinginkan, tetapi terdapat dalam campuran akan tetap berwujud cair. Sebagai contoh bila kristal Iodium dipanaskan dalam piring penguapan, kristal akan melebur dan membentuk uap ungu. Setelah didinginkan uap berubah kembali menjadi kristal Iodium.
Pembemtukan kristal dapat juga terjadi bila suatu larutan telah melampaui titik jenuhnya. Titik jenuh larutan adalah suatu titik ketika penambahan partikel terlarut sudah tidak dapat menyebabkan partikel tersebut melarut, sehingga terbentuk larutan jenuh. Larutan jenuh adalah larutan yang mengandung jumlah maksimum partikel terlarut pada suatu larutan pada suhu tertentu. Contohnya adalah NaCl ketika mencapai titik jenuh maka akan terbentuk kristal. Berkurangnya air karena penguapan, menyebabkanlarutan melewati titik jenuh dan mempercepat terbentuknya kristal.

e. Rekristalisasi


            Seperti halnya petani garam saat membuat garam dari air laut dengan cara menguapkan hingga diperoleh kristal garam. Namun, Kristal garam yang diperoleh dengan cara ini belum murni. Kristal garam ini biasanya masih bercampur dengan berbagai kotoran.
Cara mendapatkan garam yang murni dengan mengkristalkan kembali (rekristalisasi) garam kotor yang sudah diperoleh. Garam kotor itu dilarutkan kembali dalam air. Selanjutnya, larutan disaring dan filtratnya diuapkan sehingga diperoleh larutan jenuh. Selanjutnya larutan jenuh didiamkan hingga terbentuk kristal garam yang lebih bersih dan lebih putih.
Sebagai metoda pemurnian padatan, rekristalisasi memiliki sejarah yang panjang seperti distilasi. Walaupun beberapa metoda yang lebih rumit telah dikenalkan, rekristalisasi adalah metoda yang paling penting untuk pemurnian sebab kemudahannya (tidak perlu alat khusus) dan karena keefektifannya. Ke depannya rekristalisasi akan tetap metoda standar untuk memurnikan padatan.Walaupun rekristalisasi adalah metoda yang sangat sederhana, dalam praktek, bukan berarti mudah dilakukan. Saran-saran yang bermanfaat diberikan di bawah ini.
Saran untuk membantu rekristalisasi:
  1. Kelarutan material yang akan dimurnikan harus memiliki ketergantungan yang besar pada suhu. Misalnya, kebergantungan pada suhu NaCl hampir dapat diabaikan. Jadi pemurnian NaCl dengan rekristalisasi tidak dapat dilakukan.
  2. Kristal tidak harus mengendap dari larutan jenuh dengan pendinginan karena mungkin terbentuk super jenuh. Dalam kasus semacam ini penambahan kristal bibit, mungkin akan efektif. Bila tidak ada kristal bibit, menggaruk dinding mungkin akan berguna.
  3. Untuk mencegah reaksi kimia antara pelarut dan zat terlarut, penggunaan pelarut non-polar lebih disarankan. Namun, pelarut non polar cenderung merupakan pelarut yang buruk untuk senyawa polar. Kit a harus hati-hati bila kita menggunakan pelarut polar. Bahkan bila tidak reaksi antara pelarut dan zat terlarut, pembentukan kompleks antara pelarut-zat terlarut.
  4. Umumnya, pelarut dengan titik didih rendah umumnya lebih diinginkan. Namun, sekali lagi pelarut dengan titik didih lebih rendah biasanya non polar. Jadi, pemilihan pelarut biasanya bukan masalah sederhana.

 f. Distilasi

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu.

Bagan

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/13/Simple_distillation_apparatus.png/190px-Simple_distillation_apparatus.png

Bagan perlengkapan distilasi di laboratorium
Berikut adalah susunan rangkaian alat ditilasi sederhana:
  • 1. wadah air
  • 2. labu distilasi
  • 3. sambungan
  • 4. termometer
  • 5. kondensor
  • 6. aliran masuk air dingin
  • 7. aliran keluar air dingin
  • 8. labu distilat
  • 9. lubang udara
  • 10. tempat keluarnya distilat
  • 13. penangas
  • 14. air penangas
  • 15. larutan
  • 16. wadah labu distilat

Jenis

Ada 4 jenis distilasi yang akan dibahas disini, yaitu distilasi sederhana, distilasi fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi vakum.Selain itu ada pula distilasi ekstraktif dan distilasi azeotropic homogenous, distilasi dengan menggunakan garam berion, distilasi pressure-swing, serta distilasi reaktif.

1.      Distilasi Sederhana

Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol.

2.      Distilasi Fraksionisasi

Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah
Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.

3.      Distilasi Uap

Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran senyawa di bawah titik didih dari masing-masing senyawa campurannya. Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk Aplikasi dari distilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi minyak parfum dari tumbuhan.
Campuran dipanaskan melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan akhirnya masuk ke labu distilat.

4.   Distilasi Vakum

Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C. Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.

 Azeotrop

Azeotrop adalah campuran dari dua atau lebih komponen yang memiliki titik didih yang konstan. Azeotrop dapat menjadi gangguan yang menyebabkan hasil distilasi menjadi tidak maksimal. Komposisi dari azeotrope tetap konstan dalam pemberian atau penambahan tekanan. Akan tetapi ketika tekanan total berubah, kedua titik didih dan komposisi dari azeotrop berubah. Sebagai akibatnya, azeotrop bukanlah komponen tetap, yang komposisinya harus selalu konstan dalam interval suhu dan tekanan, tetapi lebih ke campuran yang dihasilkan dari saling memengaruhi dalam kekuatan intramolekuler dalam larutan.
Azeotrop dapat didistilasi dengan menggunakan tambahan pelarut tertentu, misalnya penambahan benzena atau toluena untuk memisahkan air. Air dan pelarut akan ditangkap oleh penangkap Dean-Stark. Air akan tetap tinggal di dasar penangkap dan pelarut akan kembali ke campuran dan memisahkan air lagi. Campuran azeotrop merupakan penyimpangan dari hukum Raoult.

g. Ekstraksi

Ekstraksi adalah teknik yang sering digunakan bila senyawa organik (sebagian besar hidrofob) dilarutkan atau didispersikan dalam air. Pelarut yang tepat (cukup untuk melarutkan senyawa organik; seharusnya tidak hidrofob) ditambahkan pada fasa larutan dalam airnya, campuran kemudian diaduk dengan baik sehingga senyawa organik diekstraksi dengan baik. Lapisan organik dan air akan dapat dipisahkan dengan corong pisah, dan senyawa organik dapat diambil ulang dari lapisan organik dengan menyingkirkan pelarutnya. Pelarut yang paling sering digunakan adalah dietil eter C2H5OC2H5, yang memiliki titik didih rendah (sehingga mudah disingkirkan) dan dapat melarutkan berbagai senyawa organik.
Ekstraksi bermanfaat untuk memisahkan campuran senyawa dengan berbagai sifat kimia yang berbeda. Contoh yang baik adalah campuran fenol C6H5OH, anilin C6H5NH2 dan toluen C6H5CH3, yang semuanya larut dalam dietil eter. Pertama anilin diekstraksi dengan asam encer. Kemudian fenol diekstraksi dengan basa encer. Toluen dapat dipisahkan dengan menguapkan pelarutnya. Asam yang digunakan untuk mengekstrak anilin ditambahi basa untuk mendaptkan kembali anilinnya, dan alkali yang digunakan mengekstrak fenol diasamkan untuk mendapatkan kembali fenolnya.
Bila senyawa organik tidak larut sama sekali dalam air, pemisahannya akan lengkap. Namun, nyatanya, banyak senyawa organik, khususnya asam dan basa organik dalam derajat tertentu larut juga dalam air. Hal ini merupakan masalah dalam ekstraksi. Untuk memperkecil kehilangan yang disebabkan gejala pelarutan ini, disarankan untuk dilakukan ekstraksi berulang. Anggap anda diizinkan untuk menggunakan sejumlah tertentu pelarut. Daripada anda menggunakan keseluruhan pelarut itu untuk satu kali ekstraksi, lebih baik Anda menggunakan sebagian-sebagian pelarut untuk beberapa kali ekstraksi. Kemudian akhirnya menggabungkan bagian-bagian pelarut tadi. Dengan cara ini senyawa akan terekstraksi dengan lebih baik. Alasannya dapat diberikan di bawah ini dengan menggunakan hukum partisi.
h. Kromatografi
Pemisahan campuran dengan cara kromatografi didasarkan pada perbedaan kecepatan merambat antara partikel-partikel zat yang bercampur pada medium tertentu. Contoh pemisahan secara kromatografi adalah rembesan air pada dinding yang menghasilkan garis-garis dengan jarak tertentu.

i. Sentrifugasi
Campuran heterogen terdiri dari senyawa-senyawa dengan berat jenis berdekatan sulit dipisahkan. Membiarkan senyawa tersebut terendapkan karena adanya grafitasi berjalan sangat lambat..
Salah satu teknik yang dapat dipergunakan untuk memisahkan campuran ini adalah teknik sentrifugasi, yaitu metode yang digunakan dalam untuk mempercepat proses pengendapan dengan memberikan gaya sentrifugasi pada partikel-partikelnya.

Pemisahan sentrifugal menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi. Gaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menuju dinding tanbung dan terakumulasi membentuk endapan (Gambar 15.6).
gambar 15.6
Gambar 15.6.
Pengendapan dengan teknik sentrifugasi
pada proses pembuatan minyak kelapa, dimana teknik pemisahan sentrifugasi cukup berperan. Buah kelapa dihancurkan, dan diperas sehingga didapat bagian santan. Didalam santan terdapat campuran minyak dengan air. Dengan melakukan sentrifugasi dengan kecepatan antara 3000-3500 rpm, maka terjadi pemisahan dan terdapat dua bagian yaitu fraksi kaya minyak (krim) dan fraksi miskin minyak (skim). Selanjutnya krim diasamkan, kemudian diberi perlakuan sentrifugasi sekali lagi untuk memisahkan minyak dari bagian bukan minyak.
Dalam pengolahan minyak kelapa, sering juga dilakukan modifikasi khususnya dalam pemisahan krim untuk mendapatkan bagian minyak. Modifikasi tersebut dilakukan dengan cara pemanasan krim, dan akan dihasilkan padatan dan minyak, selanjutnya dengan penyaringan kita dapatkan minyak kelapa yang bersih dan jernih.




Partikel Dasar Penyusun Atom
  1. Elektron
Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan William Crookes (1875). Hasil eksperimennya adalah ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katoda menuju ke anoda yang disebut sinar katoda.
George Johnstone Stoney (1891) yang memberikan nama sinar katoda disebut “elektron”. Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengertian atom dalam suatu unsur memiliki sifat yang sama sedangkan unsur yang berbeda akan memiliki sifat berbeda, padahal keduanya sama-sama memiliki elektron.
Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur Radioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron.
Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda. Gambar Pembelokan sinar katoda
Pembelokan sinar katoda.jpg 
Hasil percobaannya membuktikan bahwa ada partikel bermuatan negatif dalam suatu atom karena sinar tersebut dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik.
Besarnya muatan dalam elektron ditemukan oleh Robert Andrew Milikan (1908) melalui percobaan tetes minyak Milikan. Gambar percobaan tetes minyak milikan
milikan.jpg 
Minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Akibat gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Bila tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik kekutub positif medan listrik.
Hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron –1 dan massa elektron 0.
2. Proton
Jika massa elektron 0 berarti suatu partikel tidak mempunyai massa padahal partikel materi mempunyai massa yang dapat diukur. Begitu pula kenyataan bahwa atom itu netral.
Bagaimana mungkin atom itu bersifat netral dan mempunyai, jika hanya ada elektron saja dalam atom?
Eugene Goldstein (1886) melakukan eksperimen dari tabung gas yang memiliki katoda, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik. Gambar percobaan Goldstein
percobaan Goldstein.jpg
Ternyata pada saat terbentuk elektron yang menuju anoda terbentuk pula sinar positif yang menuju arah berlawanan melewati lubang pada katoda.
Setelah berbagai gas dicoba dalam tabung ini, ternyata gas hidrogenlah yang menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil baik massa maupun muatannya, sehingga partikel ini disebut dengan proton.
Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +1.
3. Inti Atom
Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian penembakan lempeng tipis. Jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alpha 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
 Percobaan Rutherford.jpg
Hasil percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesanya bahwa atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif. Untuk mengimbanginya sehinga atom bersifat netral.
Massa inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapat dipredisi bahwa ada partikel lain dalam inti atom.
4. Neutron
Prediksi dari Rutherford memacu W. Bothe dan H. Becker (1930) melakukan eksperimen penembakan partikel alpha pada inti atom berilium (Be). Ternyata dihasilkan radiasi partikel berdaya tembus tinggi.
Eksperimen ini dilanjutkan oleh James Chadwick (1932). Ternyata partikel yang menimbulkan radiasi berdaya tembus tinggi itu bersifat netral atau tidak bermuatan dan massanya hampir sama dengan proton. Partikel ini disebut neutron.



PERKEMBANGAN TEORI ATOM
Konsep atom pertama kali ditemukan oleh seseorang filsafat Yunani kuno, yaitu Demokritus (460-370 SM). Demokritus dan para pengikutnya meyakini bahwa semua benda yang ada di alam ini tersusun atas partikel – partikel padat yang disebut atom. Atom berasal dari kata atoms (dalam bahasa Yunani a = tidak, tomos = dibagi). Atom merupakan bagian paling sederhana dari suatu benda yang tidak dapat dibelah – belah lagi dan berukuran sangat kecil, sehingga tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. Berikut ini teori – teori atom yang dikembangakan oleh para ilmuan setelah Demokritus.
1.      Teori Atom John Dalton
Pada tahun 1808, seorang ahli kimia dan fisika Inggris, John Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) dan Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Prouts). Lavosier mennyatakan bahwa “Massa total zat – zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi”. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur – unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Maka John Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:
a.       Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
b.      Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.
c.       Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain.
d.      Atom – atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sedrahana.
e.       Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom – atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Kelemahan dari teori John Dalton adalah tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.
2.      Teori Atom J.J. Thomson
Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling – baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negative dan disebut dengan elektron.
Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom Dalton dan megemukakan teori atomnya yang menyatakan bahwa: “Atom berbentuk bulat dimana muatan listrik positif dalam atom dinetralkan oleh elektorn-elektron yang tersebar didalam atom”. Elektron-elektron dalam atom diumpamakan seperti butrian kismis dalam roti.  Teori Atom Thomson sering dikenal dengan Teori Atom Roti Kismis.
Kelemahan dari teori atom Thomson ini disebabkan tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam atom tersebut.
3.      Teori Atom Rutherford
Pada tahun 1903 Philipp Lenard melalui percobaannya membuktikan bahwa teori atom Thomson yang menyatakan bahwa elektron tersebar merata dalam muatan positif atom adalah tidak benar. Hal ini mendorng Ernest Rutherford bersama dua orang muridnya melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (α) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumnya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokan. Dari pengamatan, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakan pada lempengan emas yang tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1o), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.00 partikel alfa akan membelok anata 90o bahkan lebih. Dari hasil percobaan tersebut, Rutherford mengajukan teori atomnya sebagai berikut:
a.       Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan postitf. Inti atom yang mengandung hampir seluruh massa atom dan dikelilingi oleh electron-elektron yang bermuatan negative.
b.      Secara keseluruhan atom bersifat netral karena jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negative.
c.       Selama mengelilingi inti, gaya sentripetal pada electron terbentuk dari gaya tarik menarik antara electron dengan gaya inti atom(gaya Coulomb).
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford yang menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
            Kelemahan teori atom Ruthertford:
a.       Tidak dapat menjelaskan bahwa atom bersifat stabil. Teori atom Rutherford bertentangan dengan hokum fisika Maxwell. Jika partikel bermuatan negatif (electron) bergerak mengelilingi partikel bermuatan berlawanan (inti atom bermuatan positif), maka akan mengalami percepatan dan memancarkan energy berupa gelombang elektromagnetik. Akibatnya energy elekron semakin berkurang. Jika demikian halnya maka lintasan elekron akan berupa spiral. Pada suatu saat electron tidak mampu mengimbangi gaya tarik inti dan akhirnya electron jatuh ke inti. Sehingga atom tidak stabi padahal kenyataannya atom stabil.
b.      Tidak dapat menjelaskan bahwa spectrum atom hydrogen berupa spectrum garis (diskrit/ diskontinu). Jika electron berputar mengelilingi inti atom sambil memancarkan energy, maka lintasannya berbentuk spiral. Ini berarti spectrum gelombang elektomagnetik yang dipancarkan berupa spectrum pita (kontiu) padahal kenyataannya dengan spectrometer atom hydrogen menunjukan spekrum garis.
4.      Teori Atom Bohr
Tahun 1913 ahli fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kelemahan teori atom Rutherford dalam menjelaskan spectrum garis atom hydrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan electron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hydrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dalam postulatnya, sebagai berikut:
1.      Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu electron dalam atom hydrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) electron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti,
2.      Selama electron berada dalam lintasan stasioner, energy electron tetap sehingga tidak ada energy dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3.      Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energy tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, E = h v.
4.      Lintasan stasioner yang dibolehkan memiliki besaran denga sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari   atau  , dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck
Teori atom Bohr melahirkan konsep bilangan kuantum (dalam hal ini bilangan kuantum utama yang dilambangkan dengan n). bilangan kuantum utama dalam teori atom Bohr ini merupakan bilangan bulat positif (n= 1,2,3, …) yang menyatakan lintasan (orbit) elektron dalam atom dan juga menyatakan tingkatan energy electron, semkin besar nilai bilangan kuantum semaikn tinggi tingkat energinya.
Klemahan teori atom Bohr:
1.      Hanya mampu menjelaskan spektum atom hydrogen tetapi tidak mampu menjelaskan spectrum atom yang lebih kompleks(dengan jumlah electron yang lebih banyak).
2.      Orbit/ kulit electron mengelilingi inti atom bukan berbentuk lingkaran melainkan berbentuk elips.
3.      Bohr menganggap electron hanya sebagai partikel bukan sebagai partikel dan gelombang, sehingga kedudukan electron dalam atom merupakan kebolehjadian.
4.      Teori atom Bohr tidak dapat menjelaskan efek Zeeman, yaitu pembelahan garis spectrum menjadi dua atau lebih komponen yang berbeda frekuensi ketika sumber cahaya (atom) berada dalam medan magnet.
5.      Teori Atom Modern/ Teori Atom Mekanika Kuantum
Teori atom mekanika kuantum dikembangakan oleh Erwin Schrodinger, seorang ahli Fisika dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentuikan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan electron pada jarak tertentu dari inti atom”.
Daerah ruang disekitar ini dengan kebolehjadian untuk mendapatkan electron disebut orbital. Erwin Schordinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya electron dalam tiga dimensi.
Awan electron disekitar inti atom menujukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energy electron. Orbital-orbital dengan tingkat energy yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit. Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan sub kulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.

IKATAN KIMIA
Ikatan kimia yang dibentuk oleh atom-atom yang berikatan terdiri dari beberapa jenis. Dalam hal ini, jenis-jenis ikatan kimia ditentukan oleh mekanisme ikatan yang terjadi di antara atom-atom tersebut, yaitu melalui mekasisme serah terima electron atau melalui penggunaan pasangan electron bersama. Berdasarkan hal tersebut, maka dalam kimia dikenal dua buah jenis ikatan, yaitu ikatan ion dan ikatan kovalen.

IKATAN KOVALEN
Jika di antara dua buah atom tidak memungkinkan untuk terjadinya serah terima electron untuk membentuk ikatan ion, maka kedua atom tersebut dapat saling berikatan untuk membentuk molekul dengan menggunakan pasangan electron secara bersama. Ketika dua atom menggunakan secara bersama satu pasangan electron, atom-atom membentuk suatu ikatan kimiayang di sebut ikatan kovalen. Atom-atom yang berikatan secara kovalen akan membentuk molekul.
Ikatan kovalen ini dapat terjadi di antara atom-atom yang sejenis maupun atom-atom yang berlainan jenis. Molekul yang dihasilkan dari ikatan kovalen atom-atom sejenis dinamakan dengan molekul unsure,sedangkan molekul yang dihasilkan dari ikatan kovalen atom-atom berlainan jenis dinamakan molekul senyawa.
Ciri-ciri Ikatan kovalen :
1.      Antara non-logam dengan non-logam
2.      Antara atom sejenis
3.      Terjadi bila perbedaan keelektronrgatifan kecil
Sifat-sifat Ikatan Kovalen :
1.      Titik didih dan titik lebur rendah
2.      Mudah menguap
3.      Kovalen polar bersifat elektrolit
4.      Kovalen non-polar bersifat nonelektrolit
5.      Pada suhu kamar umunya berbentuk gas atau cair
Pada umumnya, atom-atom unsure yang membentuk ikatan kovalen adalah atom unsure yang mempunyai electron valensi ≥4 (kecuali atom hydrogen). Berdasarkan jumlah pasangan electron, asal pasangan electron, dan kedudukan pasangan electron dalam ikatannya, maka ikatan kovalen dibedakan menjadi ikatan kovalen tunggal,ikatan kovalen rangkap,ikatan kovalen rangkap tiga,ikatan kovalen koordinasi,ikatan kovalen polar,ikatan kovalen non-polar.


a.     Ikatan Kovalen Tunggal
Untuk mencapai keadaan stabil (membentuk konfigurasi duplet), dua buah atom hydrogen (H) dapat saling bergabung untuk membentuk molekul H. Ikatan kimia yang terjadi antara atom-atom H dalam molekul H tersebut merupakan ikatan kovalen tunggal. Dalam ikatan kovalen tunggal,dua buah atom yang berikatan membentuk satu pasangan electron ikatan.


H• + H•                       H •• H
                                                Satu pasangan electron ikatan
H   + H                        H


b.    Ikatan Kovalen Rangkap Dua
Ikatan kovalen rangkap dua adalah ikatan kimia antara dua buah atom yang mempunyai dua pasangan electron kimia, sehingga masing-masing atom menyumbangkan dua electron valensi untuk digunakan secara bersama.

                . .     . .                    . .         . .
O         : O    +  O :                O    : :    O
                ˙ ˙   ˙ ˙               ˙ ˙      ˙ ˙
                                      1 ikatan kovalen rangkap dua


c.      Ikatan Kovalen Rangkap Tiga
Ikatan Kovalen rangkap tiga adalah ikatan kimia antara dua buah atom atau lebih yang membentuk tiga pasangan electron ikatan.

                   .                .               . .       . .
N          :  N      +     N  :        N   : : :   N
                   ˙         ˙
                                    1 ikatan kovalen rangkap 3


d.    Ikatan Kovalen Polar
Ikatan Kovalen Polar adalah ikatan yang dipakai bersama tertarik kesalahsatu atom. Atom-atom pembentukanya mempunyai gaya tarik yang tidak sama terhadap pasangan electron persekutuannya.
Ciri-ciri ikatan kovalen polar :
1.      Perbedaan keelektronrgatifan besar
2.      Ada pasangan electron bebas
3.      Momen dipole ≠
4.      Bentuk molekultidak simetris
Contoh : HF,HCl,CHCl
e.      Ikatan Kovalen non-polar
Elektron yang dipakai bersama tidak tertarik kesalahsatu atom.
Ciri-ciri Ikatan kovalen non-polar :
1.      Perbedaan Keelektronegatifan kecil
2.      Tidak ada pasangan electron bebas
3.      Momen dipole =
4.      Bentuk molekul simetris
Contoh : F,Cl,CH,CO,BaF
f.      Ikatan Koordinasi
Ikatan koordinasi adalah ikatan kovalen yang pasangan electron bersamanya berasal dari satu pihak. Jadi disini terdapat satu atom pemberi pasangan electron bebas ( electron penerimanya).
Syarat pembentukannya :
1.      Atom yang satu memiliki pasangan electron
2.      Atom lainnya memiliki orbital kosong.
Contoh : senyawa SO

IKATAN ION

Menurut teori Lewis dan Kossel, ikatan ion terjadi antara ion positif (atom yang melepaskan elektron) dan ion negatif (atom yang menangkap elektron).
1.        Pembentukan Ion Positif
Ion positif terbentuk karena suatu atom melepaskan elektron. Atom yang cenderung melepaskan elektronya adalah atom logam. Oleh karena itu, unsure logam juga disebut unsur elektropositif. Unsur logam golongan utama cenderung melepaskan elektron valensinya agar memiliki konfigurasi seperti gas mulia. Jadi, unsure golongan IA cenderung melepaskan 1 elektron, unsure golongan IIa cenderung melepaskan 2 elektron, dan unsure golongan IIIA cenderung melepaskan 3 elektron.
Contoh :
a.       Unsur golongan IA cenderung melepaskan 1 elektron

11Na: 2 8 1 melepaskan I electron     11Na+ : 2 8

b.      Unsur golongan IIA cenderung melepaskan 2 elektron

12Mg: 2 8 2 melepaskan I electron     12Mg2+ : 2 8

c.       Unsur golongan IIIA cenderung melepaskan 3 elektron

12Mg: 2 8 3 melepaskan I electron     13Al3+ : 2 8

2.           Pembentukan Ion Negatif

Ion negatif terbentuk karena suatu atom menangkap elektron. Atom yang cenderung menangkap elektron adalah atom nonlogam. Oleh karena itu, unsur nonlogam juga disebut unsur elektronegatif. Unsur nonlogam golongan utama cenderung menangkap elektron sesuai dengan kekuranganya agar memiliki konfigurasi seperti gas mulia. Jadi, unsure golongan VIIA cenderung menangkap I elektron, unsur golongan VA cenderung menangkap 3 elektron.
Contoh :

a   Unsur golongan VIIA cenderung menangkap 1 elektron

9F: 2 7 menangkap I electron     9F- : 2 8

b.   Unsur golongan VIA cenderung menangkap 2 elektron

8O: 2 6 melepaskan I electron     8O2- : 2 8

c.       Unsur golongan VA cenderung menangkap 3 elektron

7N: 2 5 melepaskan I electron     7N3- : 2 8

Ikatan ion adalah ikatan yang terbentuk karena adanya serah terima elektron. Hal itu dapat terjadi karena adanya gaya elektrostatis antara ion positif dan ion negatif. Oleh karena itu, ikatan ion terjadi antara atom logam (elektropositif) dan atom nonlogam (elektronegatif). Ikatan ion juga disebut ikatan elektrovalen atau heteropolar. Misalnya ikatan yang ada pada garam dapur (NaCl). Garam dapur dibentuk dari atom natrium dan atom klorin. Natrium akan mempunyai konfigurasi seperti gas mulia jika menangkap satu elektron. Oleh karena itu, kedua atom membentuk ion positif dan ion negatif. Secara sederhana, pembentukan antara Na dan Cl dapat dijelaskan sebagai berikut.
Na (2 8 1)         Na+ (2 8) + e-
Cl (2 8 7 ) + e-        Cl- (2 8 8)

Selanjutnya, ion Na+ dan Cl- membentuk NaCl. Lambang lewis pembentukan NaCl sebagai berikut





Ikatan ion merupakan ikatan yang kuat. Senyawa yangterbentuk karena ikatan ion disebut senyawa ion. Sebagian besar senyawa ion pada suhu kamar berfase padat dan memiliki struktur tertentu. Misalnya, NaCl mempunyai struktur Kristal berbentuk kubus. Pada struktur itu, tiap ion Na+ dikelilingi enam ion Cl- . Sebaliknya, tiap ion Cl-  dikelilingi enam ion Na+ . Dengan demikian perbandingan ion Na+ dan Cl- adalah 1:1 . Hal itu bukan berarti tiap ion Na+ mengikat satu ion Cl- akan tetapi, kedua ion membentuk struktur Kristal.
Senyawa ion dibentuk dari unsur logam dan nonlogam. Hal itu terjadi karena antara unsur logam dan unsur nonlogam memiliki perbedaan keelektronegatifan yang cukup besar. Perbedaan itu memungkinkan terjadi serah terima elektron. Akan tetapi, tidak setiap senyawa logam bersifat ion. Beberapa sifat senyawa ion adalah merupakan zat padat yang memiliki titik didih dan titik leleh yang relatif tinggi, rapuh sehingga mudah hancur jika dipukul, larut dalam air, serta lelehan dan larutanya dapat menhghantarkan arus listrik. 


        BENTUK MOLEKUL KOVALEN MENURUT (TEORI VSEPR )

          Teori VSEPR (diucapkan “vesper”) merupakan singkatan dari Valence Shell Electron Pair Repulsion)dikenalkan pertama kali oleh N.V sidgwick dan H.M. Powell (1940). Teori ini kemudian di kembangkan lebih lanjut oleh R.J. Nyholm. Bunyi postulatnya yaitu :

“ Bentuk geometri suatu molekul ditentukan sepenuhnya oleh tolakan pasangan elektron dari atom pusat molekul tersebut, dimana pasangan elektron atom pusat suatu molekul akan mengatur posisinya sedemikian rupa sehingga gaya tolakan diantaranya adalah minimal(paling kecil)” ( Pasangan elektron yang dimaksud disini adalah pasangan elektron bebas maupun pasangan elektron terikat). ”

Teori VSEPR ini sangat berguna untuk meramalkan struktur molekul. Struktur molekul adalah gambaran tiga dimensi dari suatu molekul yang ditentukan oleh jumlah ikatan dan besarnya sudut-sudut yang ada disekitar atom pusat. Mempelajari struktur molekul dalam ilmu kimia memegang peranan yang sangat penting disebabkan struktur molekul menentukan sifat-sifat kimia suatu molekul. Perlu ditekankan istilah molekul hanya berlaku untuk atom-atom yang berikatan secara kovalen. Karena hal inilah, istilah geometri molekul hanya ditujukan pada senyawa kovalen ataupun ion-ion poliatomik.
Elektron valensi atom pusat yang digunakan pada pembentukan senyawa kovalen terkadang digunakan untuk membentuk ikatan kadang tidak digunakan.  Elektron yang tidak digunakan ditulis sebagai pasangan elektron bebas (PEB), sedangkan elektron yang digunakan dalam pembentukan ikatan ditulis sebagai pasangan elektron ikatan (PEI).  Selain PEB dan PEI pada atom pusat dapat pula terdapat elektron tidak berpasangan seperti pada molekul NO2.
Dalam suatu molekul elektron-elektron tersebut saling tolak-menolak karena memiliki muatan yang sama.  Untuk mengurangi gaya tolak tersebut atom-atom yang berikatan membentuk struktur ruang tertentu hingga tercapai gaya tolak yang minimum.  Akibat yang ditimbulkan dari tolakan yang yang terjadi yaitu mengecilnya sudut ikatan dalam molekul. Urutan gaya tolak dimulai dari gaya tolak yang terbesar yaitu sebagai berikut.
1. Gaya tolak antar sesama elektron bebas (PEB vs PEB)
2. Gaya tolak antara pasangan elektron bebas dengan elektron ikatan (PEB vs PEI)
3. Gaya tolak antar pasangan elektron ikatan (PEI vs PEI).
Teori yang digunakan untuk mempelajari gaya tolak antar sesama elektron valensi disebut teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) yang dikembangkan oleh Gillespie dan Nylholm sehigga sering disebut sebagai teori Gillespie-Nylholm. Dengan teori ini ternyata struktur ruang suatu senyawa dapat ditentukan dengan memperhatikan elektron bebas dan elektron ikatan dari senyawa yang bersangkutan.
Awal perkembangan teori VSEPR, pada tahun 1963 berdasarkan ide-ide yang kembangkan oleh Sidwick dan Powell, Gillespie memberi ceramah tentang teori VSEPR dalam suatu pertemuan yang di adakan oleh American Chemical Society (ACS).
Setelah memberi ceramah ia ditantang oleh perserta ceramah yang lain yaitu Rundle. Rundle menyatakan teori VSEPR terlalu “naive” dan satu-satunya cara pendekatan dalam meramalkan bentuk molekul adalah teori orbital molekul. Setelah mengadakan diskusi yang cukup panjang Gillespie menantang Rundle meramal bentuk molekul dari ksenon fluorida (XeF6) yang pada saat itu baru saja disintesis oleh Malm dan rekan-rekannya.
Berdasarkan terori orbital molekul, Rundle menyatakan bentuk molekul XeF6 adalah oktahedral normal. Sedangkan Gillespie berdasarkan teori VSEPR menyatakan bentuk molekul XeF6 adalah oktahedral terdistorsi.
Berdasarkan hasil eksperimen metode spektroskopi inframerah terhadap XeF6 yang dilakukan oleh Bartell diperoleh fakta bahwa bnetuk molekul XeF6 adalah oktahedral terdistorsi yang diramalkan Gillespie. Sejak saat itu teori VSEPR menjadi terkenal .
Beberapa Bentuk Molekul Berdasarkan Teori VSEPR
Pada penentuan struktur ruang molekul-molekul berdasarkan teori VSEPR umumnya atom pusat atom pusat dilambangkan dengan A, jumlah atom yang diikat atau jumlah pasangan elektron ikatan (PEI) dilambangkan dengan X dan pasangan elektron bebas atom pusat dilambangkan dengan E.  Berbagai struktur ruang molekul dapat dilihat pada Tabel.


Nama
Sudut ikatan
Jumlah PEI (X)
Jumlah PEB (E)
Rumus (AXnEm)
Bentuk Molekul
Contoh senyawa
Linear
180
2
0
AX2
CO2
Trigonal planar
120
3
0
AX3
BF3
Planar huruf V

2
1
AX2E
SO2
Tetrahedral

4
0
AX4
CH4
Piramida trigonal

3
1
AX3E
NH3
Planar bentuk V

2
2
AX2E2
H2O
Bipiramida trigonal

5
0
AX5
PCl5
Bipiramida trigonal

4
1
AX4E
SF4
Planar bentuk T

3
2
AX3E2
ClF3
Linear

2
3
AX2E3
XeF2
Oktahedral
90
6
0
AX6
SF6
Piramida segiempat

5
1
AX5E
BrF5
Segiempat datar

4
2
AX4E2
XeF4


Keterangan: PEI = pasangan elektron ikatan, PEB = pasangan elektron bebas, A= atom pusat, Xn = jumlah atom yang diikat atom pusat, Em = jumlah pasangan elektron bebas
Pada Tabel di atas, nama bentuk molekul yang diberi huruf tebal merupakan bentuk molekul dasar karena semua elektron valensi atom pusat digunakan untuk membentuk ikatan.
Jika terdapat elektron yang tidak digunakan untuk membentuk ikatan atau elektron bebas ditunjukan dengan garis putus-putus kemudian dua titik yang menyatakan pasangan elektron bebas.

LANGKAH-LANGKAH MERAMAL BENTUK MOLEKUL
Langkah-langkah yang digunakan untuk meramal struktur molekul tidak berbeda jauh dengan langkah-langkah yang digunakan untuk menggambar struktur Lewis suatu molekul atau ion poliatomik. Langkah-langkah yang digunakan untuk meramal bentuk molekul sebagai berikut.
1.    Menentukan atom pusat.
2.    Tuliskan jumlah elektron valensi dari atom pusat.
3.    Menentukan jumlah elektron valensi dari masing-masing substituen jika berupa atom.
4.    Satu elektron dari substituen dipasangkan dengan satu elektron dari atom pusat sehingga membentuk pasangan elektron (pasangan elektron ikatan, PEI). Perlu diperhatikan bahwa, bahwa jumlah elektron atom pusat tidak selalu memenuhi kaidah oktet. Jika masih terdapat substituen dan masih terdapat elektron pada atom pusat, maka semuanya harus dipasangkan.
5.    Jika semua susbtituen telah dipasangkan dengan elektron atom pusat dan masih terdapat elektron yang tidak berpasangan, maka elektron tersebut tetap ditulis pada atom pusat sebagai elektron bebas atau pasangan elektron bebas (PEB).
6.    Jika berupa ion poliatomik, maka setelah semua substituen dipasangkan kurangi elektron jika ion bermuatan positif dan tambahkan elektron jika ion bermuatan positif.
7.    Menentukan bentuk molekul serta memperkirakan besarnya sudut-sudut ikatan disekitar atom pusat dengan memperhatikan tolakan-tolakan yang terjadi agar diperoleh bentuk dengan tolakan yang minimum.
Keterbatasan Teori VSEPR
Seperti teori-teori yang lain, teori VSEPR juga memiliki kelemahan-kelemahan. Beberapa diantaranya sebagai berikut.
Banyak senyawa logam transisi strukturnya tidak dapat dijelaskan menggunakan teori VSEPR. Teori VSPER gagal meramalkan struktur NH3+. Berdasarkan teori VSEPR bentuk molekul NH3+ adalah trigonal bipiramidal dengan sudut ikatan lebih kecil dari 120° (sedut normal untuk atom dengan bilangan koordinasi 3) tetapi lebih besar dari 109,47° (sudut normal untuk atom bilangan koordiansi 4) karena terdapat satu elektron tidak berpasangan pada atom N.
Namun berdasarkan hasil eksperimen ternyata bentuk dari NH3+ adalah segitiga planar dengan sudut ikatan sebesar 120°. Hal ini disebabkan elektron bebas terdistribusi secara merata pada bagian depan belakang atom N.
Struktur senyawa halida triatomik dengan logam golongan 2 tidaklah linear pada fase gas seperti yang diprediksi oleh teori VSEPR, melainkan berbentuk tekuk (sudut X-M-X : CaF2, 145°; SrF2, 120°; BaF2, 108°; SrCl2, 130°; BaCl2, 115°; BaBr2, 115°; BaI2, 105°). Gillespie mengajukan bahwa ini disebabkan oleh interaksi ligan dengan elektron pada inti atom logam yang menyebabkan polarisasi atom, sehingga kelopak dalam atom tidaklah simetris berbentuk bola dan memengaruhi geometri molekul.
Teori VSEPR dapat digunakan untuk meramal bentuk molekul dari hidrida-hidrida unsur-unsur pada periode 3 dan 4 seperti H2S, H2Se, PH3, AsH3 dan SbH3, namun gagal meramal besar sudut ikatan yang ada.
Berdasarkan teori VSEPR H2S dan H2Se berbentuk huruf V dengan besar sudut ikatan H-E-H (E=S atau Se) sekitar 104,5°C seperti sudut ikatan H2O. Namun berdasarkan eksperimen diperoleh besar sudut H-E-H mendekati 90° walaupun berbentuk V.
Sedangkan bentuk molekul PH3, AsH3 dan SbH3 berdasarkan teori VSEPR berbentuk trigonal piramidal dengan sudut ikatan H-E-H (E = P, As atau Sb) sekitar 107,3° seperti sudut ikatan NH3. Namun berdasarkan eksperimen diperoleh bahwa besar sudut ikatan H-E-H mendekati 90° walaupun berbentuk trigonal piramidal.























DAFTAR  PUSTAKA
·         Chemistry35.blogspot.com
·         Id.wikipedia.org/wiki/Teori_VESPR
·         qran.wordpress.com
·         kimiadahsyat.blogspot.com
·         Waldjinah.2006. Ilmu Pengetahuan Alam Kimia. Jakarta : Intan Pariwara.
·         www.Wikipedia.com
·         Susilowati,Endang.2007.Sains Kimia Prinsip dan Terapannya.Solo:Tiga Serangkai.
·         Sunardi.2007.Kimia Bilingual Untuk SMA/MA Kelas X.Bandung: YramaWidya.
·         http://bebas.ui.ac.id
·         http://kimiamifkho.wordpress.com

Tidak ada komentar:

Posting Komentar