Halo Sobat Kimia! Apakah kalian sudah siap menguji seberapa dalam pemahaman kalian tentang materi Perkembangan Teori Atom? Membaca teori saja tidak cukup, kita harus melatih otak dengan variasi soal agar siap menghadapi ulangan harian maupun ujian semester.
Berikut ini adalah 15 Latihan Soal dan Pembahasan yang disusun mulai dari tingkat dasar (hafalan) hingga tingkat lanjut (analisis/HOTS). Siapkan kertas coretan kalian!
LEVEL 1: Pemahaman Dasar (Basic Recall)
Soal 1
Ilmuwan pertama yang mengemukakan teori atom berdasarkan data eksperimen ilmiah (hukum dasar kimia) dan bukan sekadar pemikiran filosofis adalah...
- Democritus
- John Dalton
- J.J. Thomson
- Niels Bohr
- Aristoteles
Pembahasan:
Jawaban: B. John Dalton
Meskipun Democritus adalah orang pertama yang mencetuskan kata "atom", John Dalton (1803) adalah yang pertama menjadikannya teori ilmiah yang dapat menjelaskan Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan Tetap.
Soal 2
Kelemahan utama dari model atom Dalton adalah tidak dapat menjelaskan...
- Terbentuknya senyawa
- Hukum kekekalan massa
- Sifat listrik materi
- Perbedaan massa atom
- Wujud zat
Pembahasan:
Jawaban: C. Sifat listrik materi
Dalton menyatakan atom sebagai bola pejal tak bermuatan. Penemuan selanjutnya menunjukkan bahwa penggaris plastik yang digosok bisa menarik kertas (listrik statis), membuktikan atom memiliki muatan (elektron), yang gagal dijelaskan Dalton.
Soal 3
Percobaan tabung sinar katoda yang dilakukan oleh J.J. Thomson menghasilkan penemuan partikel subatomik yaitu...
- Proton
- Neutron
- Elektron
- Inti Atom
- Positron
Pembahasan:
Jawaban: C. Elektron
Thomson menemukan bahwa sinar katoda dapat dibelokkan oleh medan listrik ke arah kutub positif, menandakan sinar tersebut bermuatan negatif. Partikel ini kemudian dinamakan elektron.
Soal 4
Siapakah ilmuwan yang menemukan neutron pada tahun 1932?
- Goldstein
- James Chadwick
- William Crookes
- Robert Millikan
- Ernest Rutherford
Pembahasan:
Jawaban: B. James Chadwick
Neutron (partikel netral dalam inti) ditemukan oleh James Chadwick melalui percobaan penembakan berilium dengan sinar alfa.
LEVEL 2: Penerapan Konsep (Medium)
Soal 5
Perhatikan gambar percobaan hamburan sinar alfa berikut!
Berdasarkan percobaan Rutherford, sebagian besar sinar alfa diteruskan lurus menembus lempeng emas. Hal ini membuktikan bahwa...
- Atom adalah bola pejal yang padat
- Atom bermuatan positif seluruhnya
- Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa
- Elektron menempel pada inti atom
- Inti atom berukuran sangat besar
Pembahasan:
Jawaban: C. Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa
Karena mayoritas partikel alfa (99%) lewat begitu saja tanpa hambatan, Rutherford menyimpulkan bahwa atom bukanlah bola padat, melainkan sebagian besar terdiri dari ruang kosong (hampa).
Soal 6
Mengapa model atom Rutherford dianggap "gagal" atau memiliki kelemahan fatal menurut fisika klasik Maxwell?
Pembahasan:
Menurut fisika klasik, partikel bermuatan (elektron) yang bergerak melingkar mengelilingi inti akan memancarkan energi (radiasi) terus-menerus. Akibatnya, energi elektron akan berkurang, lintasannya menyusut (spiral), dan akhirnya jatuh ke inti atom. Rutherford tidak bisa menjelaskan mengapa elektron tetap stabil di lintasannya dan tidak jatuh.
Soal 7
Pernyataan berikut yang merupakan postulat utama dari teori atom Niels Bohr adalah...
- Elektron tersebar merata di permukaan bola atom
- Elektron bergerak mengelilingi inti pada lintasan energi tertentu yang disebut kulit
- Kedudukan elektron tidak dapat ditentukan secara pasti
- Atom terdiri dari inti positif yang dikelilingi awan elektron
- Elektron dapat berpindah lintasan tanpa menyerap atau melepas energi
Pembahasan:
Jawaban: B. Elektron bergerak mengelilingi inti pada lintasan energi tertentu yang disebut kulit
Bohr memperbaiki teori Rutherford dengan konsep "Orbit Stasioner" atau kulit atom, di mana elektron tidak memancarkan energi selama berada di lintasannya.
Soal 8
Hitunglah jumlah maksimum elektron yang dapat menempati kulit M (\(n=3\))!
Pembahasan:
Rumus kapasitas maksimum kulit elektron: \(2n^2\).
Untuk kulit M, nilai \(n=3\).
$$ \text{Jumlah Elektron} = 2 \times (3)^2 $$ $$ = 2 \times 9 $$ $$ = 18 \text{ elektron} $$
Soal 9
Pasangan unsur di bawah ini yang merupakan Isotop adalah...
- \({}_{6}^{14}\text{C}\) dan \({}_{7}^{14}\text{N}\)
- \({}_{11}^{23}\text{Na}\) dan \({}_{12}^{24}\text{Mg}\)
- \({}_{6}^{12}\text{C}\) dan \({}_{6}^{13}\text{C}\)
- \({}_{19}^{39}\text{K}\) dan \({}_{20}^{40}\text{Ca}\)
- \({}_{1}^{3}\text{H}\) dan \({}_{2}^{3}\text{He}\)
Pembahasan:
Jawaban: C
Isotop: Unsur yang sama (nomor atom/proton sama) tetapi nomor massa berbeda.
Pada pilihan C, keduanya adalah Karbon (nomor atom 6), namun massanya berbeda (12 dan 13).
LEVEL 3: Analisis & HOTS (Hard)
Soal 10
Dalam atom hidrogen, elektron berpindah dari kulit \(n=4\) ke kulit \(n=2\). Perpindahan ini akan menghasilkan spektrum garis berwarna. Tentukan apakah proses ini menyerap atau melepas energi, dan disebut deret apakah spektrum yang dihasilkan?
Pembahasan:
1. Arah Energi: Perpindahan dari kulit luar (\(n=4\), energi tinggi) ke kulit dalam (\(n=2\), energi rendah) bersifat Melepaskan Energi (Emisi).
2. Jenis Deret: Perpindahan elektron yang berakhir di kulit \(n=2\) menghasilkan spektrum cahaya tampak yang disebut Deret Balmer.
Soal 11 (Perhitungan Energi)
Jika energi elektron pada keadaan dasar (ground state) atom hidrogen adalah \(-13,6 \text{ eV}\), berapakah energi yang dibutuhkan untuk mengeksitasi elektron dari kulit \(n=1\) ke \(n=3\)?
Pembahasan:
Rumus energi pada kulit ke-n: \(E_n = \frac{-13,6}{n^2} \text{ eV}\).
Energi awal (\(n=1\)): \(E_1 = -13,6 \text{ eV}\)
Energi akhir (\(n=3\)): $$ E_3 = \frac{-13,6}{3^2} = \frac{-13,6}{9} = -1,51 \text{ eV} $$
Perubahan Energi (\(\Delta E\)): $$ \Delta E = E_{\text{akhir}} - E_{\text{awal}} $$ $$ \Delta E = (-1,51) - (-13,6) $$ $$ \Delta E = +12,09 \text{ eV} $$
Jadi, energi yang diserap/dibutuhkan adalah 12,09 eV.
Soal 12
Kelemahan teori atom Bohr adalah tidak dapat menjelaskan efek Zeeman. Apa yang dimaksud dengan efek Zeeman?
Pembahasan:
Efek Zeeman adalah fenomena terpecahnya satu garis spektrum menjadi beberapa garis halus ketika atom ditempatkan dalam medan magnet. Teori Bohr tidak dapat menjelaskan hal ini karena Bohr hanya menganggap lintasan elektron berupa lingkaran tunggal, padahal sebenarnya terdapat sub-kulit dan orientasi orbital (bilangan kuantum magnetik) yang terpengaruh medan magnet.
Soal 13
Teori Atom Mekanika Kuantum dibangun berdasarkan tiga prinsip utama. Salah satunya adalah Dualisme Gelombang-Partikel yang dikemukakan oleh...
- Werner Heisenberg
- Erwin Schrödinger
- Louis de Broglie
- Max Planck
- Wolfgang Pauli
Pembahasan:
Jawaban: C. Louis de Broglie
De Broglie menyatakan bahwa materi bergerak (seperti elektron) memiliki sifat ganda, yaitu sebagai partikel (materi) dan sebagai gelombang. Hal inilah yang mendasari bahwa posisi elektron tidak bisa dipastikan (hanya berupa peluang).
Soal 14
Jelaskan perbedaan mendasar antara konsep "Orbit" pada teori Bohr dengan "Orbital" pada teori Mekanika Kuantum!
Pembahasan:
- Orbit (Bohr): Lintasan berbentuk lingkaran atau elips yang pasti di mana elektron bergerak mengelilingi inti. (Bisa ditentukan posisinya).
- Orbital (Kuantum): Daerah ruang 3 dimensi di sekitar inti dengan kebolehjadian (probabilitas) terbesar untuk menemukan elektron. (Posisi tidak pasti, hanya peluang).
Soal 15
Bilangan kuantum manakah yang tidak mungkin dimiliki oleh elektron yang menempati subkulit \(3p\)?
- \(n=3, l=1, m=0, s=+\frac{1}{2}\)
- \(n=3, l=1, m=-1, s=-\frac{1}{2}\)
- \(n=3, l=2, m=+1, s=+\frac{1}{2}\)
- \(n=3, l=1, m=+1, s=-\frac{1}{2}\)
- \(n=3, l=1, m=0, s=-\frac{1}{2}\)
Pembahasan:
Jawaban: C
Analisis subkulit \(3p\):Pilihan C memiliki nilai \(l=2\). Nilai \(l=2\) menunjukkan subkulit \(d\) (jadi \(3d\)), bukan \(3p\). Maka opsi C salah/tidak mungkin untuk elektron di \(3p\).
- Kulit ke-3 \(\rightarrow n = 3\).
- Subkulit p \(\rightarrow l = 1\).
📚 Seri Materi: Struktur Atom
Bingung dengan jawaban di atas? Pelajari kembali materinya di sini:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar