LKPD Kimia Kelas 11: Menganalisis Hubungan Struktur Atom dengan Keperiodikan Jari-Jari Atom dan Energi Ionisasi

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Menganalisis hubungan struktur atom dengan keperiodikan sifat unsur dalam sistem periodik unsur

PETUNJUK UMUM

• Bacalah pengantar dan data yang disajikan pada setiap kegiatan secara seksama.
• Bekerjasamalah dalam kelompok untuk mendiskusikan hubungan antara nomor atom, jumlah kulit elektron, dan muatan inti terhadap sifat keperiodikan.
• Tuliskan hasil analisis dan simpulan kelompok secara jelas pada ruang jawaban yang disediakan.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Analisis Hubungan Struktur Atom dengan Jari-Jari Atom

Estimasi: 40 menit

Alat & Bahan:

• Tabel Periodik Unsur
• Buku Siswa Kimia Kelas 11

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati data nomor atom, konfigurasi elektron (kulit), dan jari-jari atom (pm) berikut: Golongan IA: 3Li (2, 1; r=152 pm), 11Na (2, 8, 1; r=186 pm), 19K (2, 8, 8, 1; r=227 pm). Periode 3: 11Na (2, 8, 1; r=186 pm), 12Mg (2, 8, 2; r=160 pm), 17Cl (2, 8, 7; r=99 pm).
2. Lakukan analisis perbandingan faktor penentu jari-jari: jumlah kulit elektron dan muatan inti efektif (jumlah proton di inti).
3. Jawablah pertanyaan analisis pada format yang disediakan.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan data unsur Li, Na, dan K dalam satu golongan dari atas ke bawah, bagaimana kecenderungan ukuran jari-jari atom dan faktor struktur atom apakah yang menyebabkannya?

2. Berdasarkan data unsur Na, Mg, dan Cl dalam satu periode dari kiri ke kanan, bagaimana kecenderungan ukuran jari-jari atom dan faktor struktur atom apakah yang menyebabkannya padahal jumlah kulitnya sama?

Format uraian: Paparkan jawaban terstruktur dalam 2-3 kalimat penjelasan ilmiah yang mengaitkan konfigurasi kulit atom, muatan proton inti, dan tarikan elektrostatik pada lembar kerja.

Kegiatan 2: Analisis Hubungan Struktur Atom dan Jari-Jari dengan Energi Ionisasi

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Tabel Periodik Unsur
• Alat tulis/kalkulator sederhana bila diperlukan

Petunjuk Pengerjaan:

1. Amati data energi ionisasi pertama (kJ/mol) berikut: Golongan IA: Li (520 kJ/mol), Na (496 kJ/mol), K (419 kJ/mol). Periode 3: Na (496 kJ/mol), Mg (738 kJ/mol), Cl (1251 kJ/mol).
2. Hubungkan besarnya energi ionisasi tersebut dengan ukuran jari-jari atom serta gaya tarik inti terhadap elektron valensi yang telah dianalisis pada Kegiatan 1.
3. Lengkapi tabel analisis perbandingan dan diskusikan penyebab tren tersebut.

Pertanyaan:

1. Lengkapilah tabel analisis hubungan struktur atom, jari-jari atom, dan energi ionisasi untuk unsur 11Na dan 19K serta pasangan 11Na dan 17Cl!

2. Berdasarkan hubungan struktur atom, rumuskan simpulan keterkaitan antara besarnya jari-jari atom dengan kemudahan melepaskan elektron (energi ionisasi) dalam sistem periodik!

Format tabel 5 kolom: (1) Pasangan Unsur, (2) Perbandingan Jumlah Kulit/Muatan Inti, (3) Perbandingan Jari-Jari, (4) Kekuatan Tarik Inti ke Elektron Terluar, (5) Perbandingan Energi Ionisasi; dilanjutkan kotak uraian simpulan 3-4 baris.

Kegiatan 3: Analisis Prediktif Sifat Keperiodikan Unsur dan Penutup

Estimasi: 50 menit

Alat & Bahan:

• Tabel Periodik Unsur
• Lembar Kerja Siswa

Petunjuk Pengerjaan:

1. Diberikan data fiktif posisi unsur dalam tabel periodik: Unsur X (Periode 2, Golongan IIA), Unsur Y (Periode 3, Golongan IIA), Unsur Z (Periode 2, Golongan VIIA).
2. Berdasarkan pemahaman struktur atom (nomor atom, proton, konfigurasi kulit), analisis dan urutkan jari-jari atom serta energi ionisasi ketiga unsur tersebut.
3. Selesaikan latihan mandiri dan kegiatan refleksi penutup pembelajaran.

Pertanyaan:

1. Analisis konfigurasi jumlah kulit dan muatan inti unsur X (Z=4), Y (Z=12), dan Z (Z=9), lalu tentukan urutan unsur dari yang memiliki jari-jari atom terpanjang ke terpendek!

2. Berdasarkan analisis struktur atom dan jari-jari pada soal nomor 1, urutkan ketiga unsur tersebut dari yang memiliki energi ionisasi terendah ke tertinggi beserta alasannya!

Format uraian sistematis: Tuliskan data analisis struktur (kulit dan muatan inti), urutan perbandingan relasional (tanda > atau <), dan argumen fisika/kimia pendukung pada ruang kotak bergaris.

REFLEKSI

1. Bagian mana dari konsep hubungan jumlah kulit atau muatan inti dengan sifat jari-jari dan energi ionisasi yang paling menantang bagi saya?

2. Bagaimana pemahaman struktur atom membantu saya memprediksi sifat keperiodikan unsur tanpa perlu menghafalkan angka pada tabel data?

3. Apakah saya sudah aktif berdiskusi dan mengemukakan argumen berbasis data struktur atom bersama rekan kelompok?