Soal-soal yang ada dalam pembahasan berikut ini bersumber dari bagian Asesmen-2 buku PR Interaktif Kimia untuk SMA/MA kelas 11A Kurikulum Merdeka oleh Annik Qurniawati dan Erna Tri Wulandari. Buku tersebut diterbitkan oleh Penerbit Intan Pariwara tahun 2023.
Beberapa topik gabungan yang tertera pada soal tersebut yakni:
- Perkembangan teori atom,
- Konfigurasi elektron, dan
- Bilangan kuantum.
Silakan mencoba mengerjakan secara mandiri terlebih dahulu, lalu cocokkan jawaban dengan klik Lihat Pembahasan.
Soal-1
Thomson menggambarkan atom sebagai bola bermuatan positif yang di dalamnya tersebar elektron. Kelemahan model atom ini adalah ....
A. belum menjelaskan adanya inti atom
B. hanya tepat untuk atom dengan nomor atom kecil
C. belum mengemukakan adanya partikel penyusun atom
D. tidak mampu menerangkan penyebab elektron tidak jatuh ke inti atom
E. tidak dapat menjelaskan bahwa spektrum atom hidrogen berupa spektrum garis
Lihat Pembahasan
Setiap konsep mengenai teori atom yang dikemukakan oleh setiap ahli ternyata memiliki kelemahan. Beberapa kelemahan teori atom yang disampaikan para ahli kimia disajikan pada tabel berikut ini.
| Penemu | Kelemahan Teori Atom |
|---|---|
| Dalton | Belum mengemukakan adanya partikel penyusun atom. |
| Thomson | Tidak dapat menjelaskan adanya inti atom. Tidak dapat menerangkan peristiwa/fenomena penghamburan partikel alfa oleh lempeng emas tipis yang dikemukakan oleh Rutherford. |
| Rutherford | Tidak mampu menerangkan penyebab tidak jatuhnya elektron ke inti atom. Tidak dapat menjelaskan bahwa spektrum atom hidrogen berupa spektrum garis. |
| Bohr | Hanya berlaku untuk atom yang memiliki nomor atom kecil. |
Soal-2
Perhatikan beberapa pernyataan teori atom berikut!
- Atom merupakan bagian terkecil dari sua tu unsur dan tidak dapat dibagi lagi.
- Atom bersifat netral karena jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif.
- Elektron mengelilingi inti atom pada orbit tertentu.
- Selama mengelilingi inti atom, tetbentuk gaya sentripetal pada elektron akibat adanya gaya tarik-menarik antara elektron dengan gaya inti atom.
- Kedudukan dan momentum suatu elektron tidak dapat ditentukan secara pasti.
Teori atom yang dikemukakan oleh Rutherford ditunjukkan oleh angka ....
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 3 dan 5
E. 4 dan 5
Lihat Pembahasan
Berikut poin-poin mengenai teori atom yang dikemukakan oleh Rutherford:
- Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruangan kosong.
- Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan hampir seluruh massa atom terpusat pada inti.
- Elektron yang bermuatan negatif beredar mengelilingi inti atom seperti model tata surya.
- Jumlah muatan inti sama dengan jumlah muatan elektron sehingga atom bersifat netral.
- Selama beredar mengelilingi inti atom, terbentuk gaya sentripetal pada elektron akibat adanya gaya tarik-menarik antara elektron dengan gaya inti atom (gaya Coulomb).
Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur dan tidak dapat dibagi lagi merupakan teori atom Dalton. Elektron mengelilingi inti atom pada orbit tertentu merupakan teori atom Bohr. Kedudukan dan momentum suatu elektron tidak dapat ditentukan secara pasti merupakan teori atom mekanika kuantum. Oleh karena itu, teori atom Rutherford ditunjukkan oleh angka 2) dan 4).
Jadi, jawaban yang benar adalah C.
Soal-3
Menurut Bohr, elektron-elektron suatu atom tidak akan jatuh ke dalam inti atom karena ....
A. elektron selalu dalam keadaan diam
B. antara inti dan elektron terdapat penghalang
C. elektron terlalu jauh letaknya sehingga ada efek tarik-menarik
D. energi tolak-menolak partikel positif dan partikel negatif cukup besar
E. elektron bergerak menurut lintasanlintasan tertentu dengan jarak tertentu dari inti
Lihat Pembahasan
Sesuai teori atom atom yang dikemukakan oleh Bohr, elektron beredar mengelilingi inti atom, tetapi tidak akan jatuh ke dalam inti. Bohr menyatakan bahwa elektron-elektron bergerak mengelilingi intinya pada lintasan dan jarak tertentu serta memiliki tingkat energi tertentu sehingga tidak akan jatuh ke inti atom. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan elektron di atas atau di bawahnya dengan melepaskan atau menyerap energi, tetapi tidak berpindah ke inti.
Jadi, jawaban yang benar adalah E.
Soal-4
Perhatikan gambar dan postulat berikut.
Pernyataan yang tepat mengenai pasangan gambar model atom dan postulatnya adalah ....
A. 1)-B merupakan teori atom yang dikemukakan Ernest Rutherford
B. 2)-C dikemukakan Niels Bohr dengan mengembangkan teori atom Ernest Rutherford
C. 3)-A merupakan teori atom John Dalton yang disusun berdasarkan hukum Kekekalan Massa dan hukum Perbandingan Tetap
D. 4)-E merupakan teori atom yang dikemukakan oleh Joseph J. Thomson dengan kelemahan tidak dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen
E. 5)-D merupakan teori atom yang dikembangkan berdasarkan hasil pengamatan Schrodinger dan Heisenberg
Lihat Pembahasan
Pasangan model atom dan postulat yang tepat dianalis sebagai berikut.
- 1)-D merupakan teori atom yang dicetuskan Joseph J. Thomson setelah menemukan adanya partikel elektron.
- 2)-E merupakan teori atom yang dikemukakan oleh Niels Henrik David Bohr dengan cara menggabungkan teori atom Rutherford dan hipotesis Planck mengenai mekanika kuantum.
- 3)-B merupakan teori atom menurut John Dalton yang disusun berdasarkan hukum Kekekalan Massa dan hukum Perbandingan Tetap.
- 4)-E merupakan teori atom yang dikembangkan berdasarkan hasil pengamatan Schrodinger dan Heisenberg.
- 5)-A merupakan teori atom yang dicetuskan oleh Ernest Rutherford melalui percobaan penembakan sinar alfa (α) pada lempeng emas tipis untuk membuktikan teori atom yang disampaikan oleh Thomson.
Oleh karena itu, pasangan pernyataan yang tepat adalah 2)-C dikemukakan Niels Bohr dengan mengembangkan teori atom Ernest Rutherford.
Jadi, jawaban yang benar adalah B.
Soal-5
Perhatikan tabel pengisian elektron-elekron ke dalam subkulit berikut.
| Unsur | Konfigurasi elektron |
|---|---|
| ₉F | 1s² 2s¹ 2p⁶ |
| ₇N | 1s² 2s² 2p¹ 3s² |
| ₁₃Al | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ |
| ₂₉Cu | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰ |
| ₂₈Ni | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ |
Pengisian elekron yang benar ditunjukkan oleh nomor ....
A. ₉F dan ₇N
B. ₉F dan ₂₈Ni
C. ₇N dan ₂₉Cu
D. ₁₃Al dan ₂₉Cu
E. ₁₃Al dan ₂₈Ni
Lihat Pembahasan
Konfigurasi elektron menyatakan sebaran/susunan elektron-elektron di dalam suatu atom. Pengisian elektron mengikuti aturan Aufbau dan kaidah Hund.
- Menurut Aufbau, pengisian elektron dalam orbital selalu dimulai dari orbital dengan tingkat energi rendah lalu kemudian ke orbital dengan tingkat energi yang lebih tinggi.
- Menurut kaidah Hund, jika terdapat orbital-orbital dengan energi yang sama, orbital akan terisi sebuah elektron dengan spin sama, kemudian baru berpasangan.
Pengisian elektron yang sesuai dengan aturan-aturan tersebut ditunjukkan oleh unsur ₁₃Al dan ₂₉Cu.
- ₁₃Al: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
- ₂₉Cu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁹
Penting untuk diingat! Pada pengisian elektron, subkulit d cenderung penuh (berisi 10 elektron) atau setengah penuh (berisi 5 elektron), sehinggga dalam atom: ns² (n-1)d⁹ akan berubah menjadi ns¹ (n-1)d¹⁰. Oleh karena itu, konfigurasi atom ₂₉Cu menjadi 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰.
Sedangkan konfigurasi atom yang benar untuk atom yang lainnya adalah:
₇N: 1s² 2s² 2p³
₉F: 1s² 2s² 2p⁵
₂₈Ni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁸
Jadi, jawaban yang benar adalah D.
Soal-6
Harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari ₂₇Co⁵⁹ adalah ....
A. \( \mathrm{n=3, l=1, m= -1, s=+\frac{1}{2}} \)
B. \( \mathrm{n=3, l=1, m= +1, s=-\frac{1}{2}} \)
C. \( \mathrm{n=3, l=2, m= -1, s=-\frac{1}{2}} \)
D. \( \mathrm{n=3, l=2, m= +1, s=+\frac{1}{2}} \)
E. \( \mathrm{n=3, l=2, m= -2, s=+\frac{1}{2}} \)
Lihat Pembahasan
Konfigurasi elektron ₂₇Co adalah [Ar] 4s² 3d⁷. Elektron terakhir terletak pada 3d⁷ yaitu elektron ke-7 pada orbital 3d. Elektron pada orbital 3d sesuai gambar terlampir. Dari diagram orbital di atas kita dapat menentukan keempat bilangan kuantum elektron terakhirnya yaitu: \( \mathrm{n=3, l=2, m= -1, s=-\frac{1}{2}} \).
Jadi, jawaban yang benar adalah C.
Soal-7
Suatu atom memiliki elektron terakhir dengan bilangan kuantum \( \mathrm{n=2, l=1, m= 0, s=-\frac{1}{2}} \). Jumlah orbital yang berisi elektron 2 berpasangan dalam atom tersebut adalah ....
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
E. 6
Lihat Pembahasan
Untuk menentukan berapa banyak jumlah elektron berpasangan dalam atom tersebut, terlebih dahulu kita tentukan letak elektron terakhir berdasarkan keempat bilangan kuantumnya. Bilangan kuantum elektron terakhir dengan nilai \( \mathrm{n=2, l=1, m= 0, s=-\frac{1}{2}} \) menunjukkan letaknya pada 2p⁵.
Jadi, jawaban yang benar adalah C.
Soal-8
Unsur berikut yang mempunyai harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir: \( \mathrm{n=3, l=2, m= 0, s=+\frac{1}{2}} \) adalah ....
A. ₂₀Ca
B. ₂₁Sc
C. ₂₂Ti
D. ₂₃V
E. ₂₄Cr
Lihat Pembahasan
Konfigurasi elektron dan harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari setiap unsur pada pilihan jawaban sebagai berikut.
Jadi, jawaban yang benar adalah D.
Soal-9
Ion X⁺ mempunyai konfigurasi elektron: 1s² 2s² 2p⁶. Harga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom X adalah ....
A. \( \mathrm{n=3, l=1, m= 0, s=-\frac{1}{2}} \)
B. \( \mathrm{n=3, l=0, m= 0, s=+\frac{1}{2}} \)
C. \( \mathrm{n=3, l=0, m= -1, s=-\frac{1}{2}} \)
D. \( \mathrm{n=4, l=2, m= -2, s=+\frac{1}{2}} \)
E. \( \mathrm{n=4, l=0, m= 0, s=+\frac{1}{2}} \)
Lihat Pembahasan
Konfigurasi elektron ion X⁺: 1s² 2s² 2p⁶. Ion X⁺ bermuatan +1, artinya atom X telah melepaskan satu elektron pada kulit terluarnya sehingga jumlah elektron pada atom netralnya telah berkurang 1. Oleh karena itu, atom X akan memiliki jumlah elektron sebanyak 11 elektron pada kondisi tak bermuatan. Konfigurasi elektron atom X: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. Elektron terakhir dari atom X berada pada subkulit 3s dengan orbital sebagai berikut.
Jadi, jawaban yang benar adalah B.
Soal-10
Unsur V (Z = 23), Cr (Z = 24), Mn (Z = 25), Fe (Z = 26), dan Co (Z = 27) merupakan kelompok unsur yang memiliki elektron tidak berpasangan dalam orbitalnya. Pernyataan yang tepat mengenai unsur-unsur tersebut adalah ....
A. unsur V memiliki elektron tidak berpasangan lebih banyak dibanding unsur Cr
B. unsur Mn memiliki elektron tidak berpasangan lebih sedikit dibanding unsur Co C. elektron tidak berpasangan pada unsur Cr lebih banyak daripada unsur Mn
D. elektron tidak berpasangan pada unsur Fe lebih sedikit daripada unsur Co
E. elektron tidak berpasangan pada unsur V sama banyak dengan unsur Fe.
Lihat Pembahasan
Konfigurasi elektron dan diagram orbital tiap-tiap unsur sebagai berikut.
Jadi, jawaban yang benar adalah C.
Jika ada kesalahan baik dari teori maupun penjelasannya mohon berikan koreksi di kotak komentar.
Semoga bermanfaat.