Pengantar Kimia - Kimia Itu Mudah

1BUKU TEKS PENGANTAR KIMIAYashito Takeuchi,diterjemahkan dari versi Bahasa Inggrisnyaoleh IsmunandarMUKI KAGAKU by Taro Saito 2006 by Yashito TakeuchiReproduced by permission of Iwanami Shoten, Publishers, TokyoSesuai dengan kesepakatan dengan Iwamani Shoten, buku online ini, hanya diperbolehkan digunakan dalam bentuk file elektronik, digunakan hanya untuk tujuanpendidikan, untuk guru, siswa, dosen, dan mahasiswa sarjana dan pascasarjana. Tidak boleh didistribusikan dalam bentuk tercetak.PengantarKimia

BUKU TEKS ONLINEPengantar Kimia Iwanami Publishing Companyi

PengantarPenerjemahUntuk mengatasi keterbatasan akses pada buku teks dan masalah bahasa, maka saya berinisiatif menerjemahkanbuku elektronik ini, yang dapat diakses gratis. Buku versi internet ini adalah sebagai buku gratis untukmahasiswa yang memiliki akses terbatas pada buku cetak dan menghadapai masalah bahasa dalam membacabku bahasa asing. Saya berharap pembaca dapat mengambil manfaat dari buku ini. Saya menyampaikanterimakasih kepada Professor Ito atas bantuannya merealisasikan proyek ini dan kepada Iwanami PublishingCompany yang mengizinkan publikasi edisi internet tanpa mengklaim royalty. Terimakasih pula kepada Dr.Bambang Prijamboedi yang telah membaca dan memberikan beberapa koreksi akhir.Ismunandarii

PrakataBuku teks ini awalnya ditulis dalam bahasa Jepang sebagai volume pertama seri “Pengantar Kimia” (ada totaldelapan buku) yang diterbitkan oleh Iwanami Publishing Co. pada tahun 1996. Tujuan penulis menulis bukuteks, ”Kimia Dasar”, adalah memberikan petunjuk kompak pda kimia modern tidak hanya bagi mahasiswatahun pertama yang akan berkonsentrasi pada bidang sains/teknologi, tetapi juga bagi apa yang disebut sebagaipelajar “seni” atau warga masyarakat umum. Akibatnya, tidak terlalu banyak matematik. Namun, sejumlahcukup halaman dialokasikan sebagai pendahuluan pada kimia struktural (Bab 1-4). Menurut penulis, konsep oforbital dan geometrinya merupakan bagian yang paling penting kimia dasar. Tanpa pengetahuan ini, seseorangtidak akan pernah memahami bagian penting kimia modern, yakni hubungan struktur molekular dan fungsinya.Bagian kedua dalam Bab 11-13. Dengan mempelajari bab-bab ini, pelajar dapat melihat apa yang dilakukankimiawan (khususnya kimiawan di laboratorium) dalam kesehariannya di laboratorium. Pelajar dapat pada saatyang sama mempelajari rasa metodologi kimia modern. Akhirnya, bab 14 secara ringkas memaparkan aspeksosiologi kimia modern yang secara alami mencakup isu lingkungan. Peran kimia dalam mempertahankanmasyarakat yang berkelanjutan juga didiskusikan.Harus disampaikan bahwa penggunaan model moekular (misalnya model molekular HGS) akan membuat studibeberapa bab (khususnya bab 1, 2, 3 dan 9) jauh lebih mudah. Alasannya jelas. Molekul adalah objek 3-dimensi.Struktur molekular yang dicetak di buku ini jelas berupa gambar 2-dimensi. Kemampuan gambar 2-dimensiuntuk menampilkan informasi 3-dimensi jelas terbatas.Akhirnya pengarang ingin menyampaikan terimakasih yang tulus pada Prof. M. M. Ito, anggota IUPAC CCE,atas usaha kerasnya dari awal proyek ini. Tanpa inisiatif dan kerjanya, proyek ini tidak akan pernah terwujud.Penulis juga memberikan penghargaan yang tinggi pada bantuan Professor Emeritus E. E. Daub, University ofWisconsin, atas kebaikannya memikul tanggung jawab membaca manuskrip berbahasa Inggris dan memberikaniii

banyak perubahan penting-penambahan dan pengurangan-yang membuat buku berbahasa Inggrisnya mencapaitingkat yang dapat diterima.Penulis juga ingin mengucapkan terimakasih pada Iwanami Shoten dan Mr. Masao Kuwabara, editor. Penerbittelah berbaik hati mengizinkan penerjemahan dan ditribusi bebas buku ini melaui homepage IUPAC CCE, danMr. Kuwabara mengatur urusan yang sangat rumit ini dengan sangat terampil.Juli, 2006Yoshito TakeuchiProfessor Emeritus, the University of Tokyoiv

Daftar Isi1Lahirnya Teori Atom . 11.1Lahirnya kimia . 1abcTeori atom kuno .2Teori atom Dalton .3Bukti keberadaan atom.41.2Komponen-komponen materi . 6abcAtom .6Molekul .8Ion .81.3Stoikiometri . 9abcdeTahap awal stoikiometri.9Massa atom relatif dan massa atom.10Massa molekul dan massa rumus .12Kuantitas materi dan mol .13Satuan massa atom (sma) .142Struktur Atom. 162.1Penemuan elektron. 162.2Model atom . 19abUkuran atom.19Penemuan inti atom.202.3Dasar-dasar teori kuantum klasik . 21abcdeSpektrum atom .21Teori Bohr.22Spektra atom hidrogen .25Hukum Moseley.26Keterbatasan teori Bohr .272.4Kelahiran mekanika kuantum . 28abcdSifat gelombang partikel .28Prinsip ketidakpastian .29Persamaan Schrödinger.30Orbital .333Ikatan Kimia. 413.1Teori ikatan kimia sebelum abad 20 . 41abAfinitas kimia.41Dualisme Elektrokimia .42v

cTeori Valensi.423.2Teori ikatan kimia berdasarkan teori Bohr. 44abcIkatan ionik .44Ikatan kovalen.45Ikatan koordinat .463.3Teori kuantum ikatan kimia . 48abcMetoda Heitler dan London .48Pendekatan ikatan valensi .50Pendekatan orbital molekul.513.4Jenis ikatan kimia lain . 53abcIkatan logam.53Ikatan hidrogen .54Ikatan Van der Waals.554Bentuk Molekul. 594.1Struktur molekul sederhana . 59abTeori tolakan pasangan elektron valensi .59Hibridisasi orbital atom.624.2Struktur senyawa karbon. 64abcdKeisomeran karena atom karbon asimetrik, keisomeran optik.64Isomer geometri .66Struktur benzen .68Struktur etana: analisis konformasional .684.3Struktur senyawa anorganik. 715Sistem Periodik. 795.1Tabel Periodik . 79abcUsulan-usulan sebelum Mendeleev.79Prediksi Mendeleev dan kebenarannya .80Tabel Periodik dan konfigurasi elektron .825.2Sifat periodik unsur . 86abcdEnergi Ionisasi pertama.86Afinitas elektron dan keelektronegatifan .88Bilangan oksidasi atom .91Ukuran atom dan ion.935.3Keperiodikan sifat senyawa sederhana . 96abKeperiodikan sifat oksida.96Keperiodikan sifat hidrida.996Gas . 1046.1Hukum gas ideal . 104abcdeSifat gas.104Volume dan tekanan.105Volume dan temperatur.106Persamaan gas ideal .108Hukum tekanan parsial.1096.2Gas ideal dan gas nyata . 111vi

abcPersamaan keadaan van der Waals.111Temperatur dan tekanan kritis.112Pencairan gas .1136.3Teori kinetik molekular gas . 1137Cairan dan Larutan .

teks, ”Kimia Dasar”, adalah memberikan petunjuk kompak pda kimia modern tidak hanya bagi mahasiswa tahun pertama yang akan berkonsentrasi pada bidang sains/teknologi, tetapi juga bagi apa yang disebut sebagai pelajar “seni” atau warga masyarakat umum. Akibatnya, tidak terlalu banyak matematik. Namun, sejumlah