Inti Chemistry. Part 1

Lahirnya Kimia
Kimia merupakan ilmu pengetahuan yang relatif muda bila dibandingkan dengan fisika dan matematika, keduanya telah berkembang beberapa ribu tahun. Kimia modern dimulai oleh kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). oksigen ditemukan secara independen oleh dua kimiawan, kimiawan Inggris Joseph Priestley (1733-1804) dan kimiawan Swedia Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), di penghujung abad ke-18. Jadi, hanya sekitar dua ratus tahun sebelum kimia modern lahir. Perlu waktu yang cukup panjang untuk menetapkan dasar kimia modern. Teori atom kuno dan Teori atom Dalton merupakan teori yg dapat kita tinjau ulang secara singkat bagaimana kimia berkembang sejak kelahirannya.

Komponen-Komponen Materi
a. Atom Atom adalah komponen terkecil unsure yang tidak akan mengalami perubahan dalam reaksi Kimia. Semua atom terdiri atas komponen yang sama, sebuah inti dan electron. Atom secara listrik bermuatan netral. Jumlah proton dalam inti disebut nomor atom dan jumah proton dan neutron disebut nomor massa. Jumlah proton dan elektron yang dimiliki oleh unsure menentukan sifat Kimia unsure. Jumlah neutron mungkin bervariasi. Varian-varian ini disebut isotop. b. Molekul Komponen independen netral terkecil materi disebut molekul. Molekul monoatomik terdiri satu atom sedangkan molekul poliatomik terdiri lebih banyak atom. c. Ion Atom atau kelompok atom yang memiliki muatan listrik disebut ion. Kation adalah ion yang memiliki muatan positif, anion memiliki muatan negatif. Tarikan listrik akan timbul antara kation dan anion.

Stoikiometri
Di awal kimia, aspek kuantitatif perubahan kimia, yakni stoikiometrireaksi kimia, tidak mendapat banyak perhatian. Stoikiometri yang menangani aspek kuantitatif reaksi kimia menjadi metodologi dasar kimia. Semua hukum fundamental kimia, dari hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap sampai hukum reaksi gas semua didasarkan stoikiometri. Hukum-hukum fundamental ini merupakan dasar teori atom, dan secara konsisten dijelaskan dengan teori atom. Namun, menarik untuk dicatat bahwa, konsep ekuivalen digunakan sebelum teori atom dikenalkan.

Penemuan Elektron
Terdapat satuan dasar dalam elektrolisis, dengan kata lain ada analog atom untuk kelistrikan. Diberi nama elektron pada satuan hipotetik ini. Massa elektron sangat kecil. Bahkan atom yang paling ringan pun, hidrogen, sekitar 2000 kali lebih berat dari massa elektron.

Model Atom
Thomson mengasumsikan bahwa atom dengan dimensi sebesar itu adalah bola seragam bermuatan positif dan elektron-elektron kecil yang bermuatan negatif tersebar di bola tersebut. Rutherford menyatakan bahwa dalam atom harus ada partikel yang massa cukup besar sehingga patikel α yang memiliki massa sebesar massa atom helium tertolak, dan yang jari-jarinya sangat kecil. Jadi, atom adalah kesatuan yang stabil. Faktanya, atom yang stabil dan diketahui atom memancarkan spektrum garis bukan spektrum kontinyu. Jelas diperlukan perubahan fundamenatal dalam pemikiran untuk menjelaskan semua fakta-fakta percobaan.

Dasar-Dasar Teori Kuantum Klasik
a) Spektrum Atom Sebuah jenis gas ada dalam tabung vakum, yang kemudian diberi beda potensial tinggi, gas akan terlucuti dan memancarkan cahaya. Pemisahan cahaya yang dihasilkan dengan prisma akan menghasilkan garis spectra atau garis diskontinyu. Karena panjang gelombang cahaya khas bagi atom, spektrum ini yang dinamakan dengan spektrum atom.
b) Teori Bohr Energi radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atom berkaitan dengan perbedaan energi dua keadaan stationer i dan j. c) Keterbatasan teori Bohr Spektra atom atom poli-elektronik tidak dapat dijelaskan dan juga tidak ada penjelasan persuasif tentang ikatan kimia dapat diperoleh. Walaupun demikian teori Bohr adalah satu langkah ke arah teori struktur atom yang dapat berlaku bagi semua atom dan ikatan kimia.

Kelahiran Mekanika Kuantum
a. Sifat gelombang partikel 1. Teori Bohr 2. Konfigurasi elektron atom 3. Prinsip ketidakpastian Di paruh pertama abad 20, mulai diketahui bahwa gelombang elektromagnetik, yang sebelumnya dianggap gelombang murni, berperilaku seperti partikel (foton).
b. Prinsip Ketidakpastian Fisikawan Jerman Werner Karl Heisenberg (1901-1976) menyatakan tidak mungkin menentukan secara akurat posisi dan momentum secara simultan partikel yang sangat kecil semacam elektron. Untuk mengamati partikel, seseorang harus meradiasi partikel dengan cahaya. Tumbukan antara partikel dengan foton akan mengubah posisi dan momentum partikel. Dalam mekanika kuantum, keadaan sistem dideskripsikan dengan fungsi gelombang. Schrödinger mendasarkan teorinya pada ide bahwa energi total sistem, E dapat diperkirakan dengan menyelesaikan persamaan. Karena persamaan ini memiliki kemiripan dengan persamaan yang mengungkapkan gelombang di fisika klasik, maka persamaan ini disebut dengan persamaan gelombang Schrödinger.

Latihan Struktur Atom
Hitung jumlah energi yang diperlukan untuk memindahkan elektron dari atom hidrogen yang dieksitasi dari (n=2)? Jawab: Umumnya energi orbital atom poli-elektron meningkat dengan urutan 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p.
Tentukan konfigurasi elektron 26Fe, 40Zr, 52Te di keadaan dasarnya. Bila Anda tidak dapat menyelesaikan soal ini, kembali kerjakan soal ini setelah menyelesaikan Bab 5. 2.6
Jawab: 26Fe; (1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(3d)6(4s)2 40Zr; (1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(3d)10(4s)2(4p)6(4d)2(5s)2 52Te; (1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(3d)10(4s)2(4p)6(4d)10(5s)2(5p)4 Posisi elektron dalam atom akan ditentukan dengan ketepatan sampai 0,02 nm. Perkirakan ketidakpastian yang berkaitan dengan kecepatan elektronnya
2.5 Jawab: Menarik untuk membandingkannya dengan kecepatan cahaya (3,0 x 108 m s-1).