KONSEP PARTIKEL MATERI
Partikel materi adalah
bagian terkecil dari suatu materi. Setiap materi mengandung partikel-partikel
kecil yang menyusun zat tersebut yang dapat berupa atom, ion, dan molekul.
Sampai saat ini belum ada yang mengetahui bentuk partikel terkecil zat, para
ilmuan berupaya mengembangkan beragam modelnya dari data yang mereka
kumpulkan. Setiap zat yang berbeda disusun oleh partikel-partikel terkecil yang
berbeda pula. Misalnya, air disusun oleh partikel-partikel terkecil yang
berbeda dengan partikel-partikel terkecil yang menyusun gula pasir.
PETA KONSEP
Konsep Partikel Materi
Semua materi yang ada di
sekeliling kita tersusun dari bagian yang sangat kecil yang disebut partikel.
Pensil dan buku yang kita pegang, kursi dan meja yang kita gunakan, juga rambut
kita semuanya tersusun dari partikel. Partikel ini berukuran sangat kecil,
sehingga tidak memungkinkan bagi kita memegangnya juga untuk melihatnya secara
langsung. Meskipun demikian, dengan menggunakan mikroskop elektron kita dapat
melihat kumpulan partikel ini. Gambar berikut memperlihatkan gambar jarum dan
benangnya menggunakan mikroskop elektron. Gambar Pembelajaran Partikel Suatu Materi (Objek)
Gambar a diatas adalah gambar jarum yang biasa
kita lihat. Jika dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron dengan
pembesaran 130 kali kita akan lihat Gambar b diatas. Nampak bahwa sebenarnya
permukaan jarum dan benang tidak sehalus yang kita lihat dengan mata secara
langsung. Dengan pembesaran 60.000 kali kita akan lihat Gambar c diatas yang
memperlihatkan bagaimana jarum tersusun dari kumpulan partikel. Sekolah kita
tentu saja belum memiliki mikroskop elektron. Tetapi kita tidak perlu berkecil
hati, kita tetap dapat membuktikan keberadaan partikel penyusun materi dengan
cara lain seperti yang akan kita pelajari dalam bagian berikut. Siapkanlah
selembar kertas putih. Buatlah titik-titik kecil dengan spidol hitam dengan
jarak antar sesamanya kira-kira 1 mm dan tersebar pada luas sekitar 5 x 5 cm2.
Buatlah titik-titik tersebut mengikuti suatu pola yang sama. Tempelkan kertas
tersebut pada papan tulis dan pandanglah gambar titiktitik tersebut dari jarak
dekat hingga kita dapat melihat titik-titiknya dengan jelas dan sampai jarak
tertentu hingga kita hanya melihat warna kelabu saja.
Atom, Model Atom
Atom adalah bagian terkecil
dari suatu unsur. Keadaan atom sesungguhnya sangat sukar untuk diungkapkan
dalam bentuk gambar. Semua materi dapat dibagi-bagi sampai pada bagian yang
terkecil dari zat tersebut sehingga tidak bisa dibagi-bagi lagi. Pada gambar
dibawah diperlihatkan gambaran kasar tentang atom yang disimpulkan para ahli.
Atom
Menurut Aristoteles, pembagian
materi bersifat kontinu. Suatu materi dapat dibagi menjadi bagian yang lebih kecil
secara terus menerus tanpa ada batasnya. Sedangkan, Democritus berpendapat
bahwa pembagian materi sifatnya diskontinu. Artinya, jika suatu materi dibagi
secara terus menerus, maka akan diperoleh bagian yang terkecil dan tidak dapat
dibagi lagi. Bagian itulah yang disebut dengan atom. Pada 2500 tahun yang lalu,
para ilmuan Yunani Kuno menyatakan bahwa materi terdiri dari bagian-bagian yang
sangat kecil, disebut atom. Kata atom berasal dari kata atomos yang berarti
tidak dapat dibagi-bagi lagi. Pendapat ini dikembangkan oleh Democritus dan
dapat bertahan lama sekali, walaupun para ilmuan pada zaman itu belum bisa
menjelaskan peristiwa-peristiwa perubahan zat yang terjadi di alam.
Model Atom
Istilah atom pertama kali
diajukan oleh Anaxagoras. Democritus hanya mengungkapkan bahwa atom sangat
kecil sehingga tidak dapat dibagi-bagi lagi. Pendapat tentang atom
disempurnakan oleh John Dalton pada 1803. John Dalton (1766 – 1844) menyusun
teori tentang atom yang lebih lengkap, yaitu sebagai berikut : a.Materi terdiri
atas sejumlah partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dipecah-pecah lagi.
Partikel inilah yang dinamakan atom. b.Atom-atom dalam suatu unsur identik
dalam segala hal atau mempunyai sifat dan massa yang sama dengan unsur
tersebut, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain. c.Atom dapat bergabung
dengan atom lain membentuk suatu senyawa dengan perbandingan tertentu yang
nilainya bulat dan sederhana.
Atom-atom unsur H berbeda dengan atom-atom unsur
C Atom unsur H memiliki kesamaan dalam segala hal (sifat dan massa) dengan atom
unsur H yang lainnya, tetapi atom unsur H berbeda dengan atom unsur C.
Atom-atom
H bergabung dengan atom-atom O membentuk senyawa H2O Atom H bergabung dengan
atom O membentuk suatu senyawa. Perbandingan atom H dengan atom O dalam senyawa
tersebut adalah 2 : 1.
Model Atom J.J Thomson
Bila John Dalton mengemukakan
teorinya seperti di atas, bahwa atom tidak dapat dibagi lagi, ternyata
bertentangan dengan eksperimen-eksperimen.
Model atom J.J. Thomson Partikel-partikel yang
lebih kecil, yang membentuk atom-atom sekarang banyak kita kenal. Sehubungan
dengan penemuan elektron yang menjadi bagian dari atom maka J.J. Thomson
menyarankan untuk pertama kali suatu model atom.
Teori atom menurut J.J. Thomson.
1) Atom berbentuk bola pejal
yang bermuatan positif dan mengandung sejumlah elektron bermuatan negatif yang
tersebar di seluruh zat atom. 2) Jumlah muatan positif dalam atom sama dengan
jumlah muatan negatif elektron sehingga secara keseluruhan muatan atom adalah
netral. Model atom ini tidak dikembangkan secara terperinci, karena ternyata
tidak cocok dengan percobaan-percobaan Rutherford.
Model Atom Rutherford
Ernest Rutherford pada tahun
1911 mengemukakan teorinya tentang susunan atom. Untuk membuktikan teorinya di
dalam laboratorium Rutherford, Geoger, dan Marsder mengadakan suatu percobaan
dengan menembakkan partikel-partikel alpa pada suatu lempengan emas yang sangat
tipis, yaitu setebal 0,01 mm atau kira-kira setebal 200 atom. Apabila model
atom Thomson itu benar, maka partikel-partikel alpa tidak akan dihamburkan pada
saat mengenai lempengan emas. Partikel alpa dengan energi yang sangat besar dan
massa elektron diharapkan akan bergerak lurus, tak terganggu oleh elektron dan
muatan positif atom emas yang menyebar di sekitar elektron.
Percobaan Rutherford menggunakan partikel alfa
Ternyata partikel-partikel alpa yang digunakan dalam percobaan itu tidak
seluruhnya dapat menembus lempengan emas secara lurus, tetapi beberapa di
antaranya ada yang dibelokkan, bahkan ada yang dikembalikan dengan membentuk
sudut antara 90o sampai 120o. Hal ini menunjukkan bahwa muatan positif dari
atom tidak menyebar, tetapi mengumpul pada suatu tempat dalam tiap-tiap atom,
sehingga dapat menghamburkan partikel-partikel alpa pada saat menumbuk
atom-atom tersebut. Percobaan inilah yang mendorong Rutherford pada tahun 1911
untuk menyusun model atom yang baru. Menurut Rutherford, Atom tersusun dari
inti atom yang bermuatan positif dan elektron-elektron yang bermuatan negatif
bergerak mengelilingi inti tersebut
Model atom Rutherford
Model Atom Bohr
Niels Bohr menyusun model atom
berdasarkan model atom Rutherford dan teori kuantum. Model atom Bohr
berdasarkan postulat-postulat berikut. 1. Elektron tidak dapat berputar
mengelilingi inti pada setiap lintasan, tetapi hanya melalui lintasan tertentu
tanpa membebaskan energi. Lintasan ini disebut lintasan stasioner. 2.Jika
elektron berpindah dari salah satu lintasan ke lintasan lain yang terhadapnya
lebih dalam, akan dipancarkan energi dan bila berpindah ke lintasan yang
letaknya lebih luar, akan diserap energi. Model atom Bohr digambarkan sebagai
berikut.
Model atom Bohr Kelebihan atom Bohr adalah bahwa
atom terdiri atas beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron. Kelemahan
model atom ini adalah tidak dapat menjelaskan spektrum warna dari atom
berelektron banyak. Dengan demikian diperlukan model atom yang lebih sempurna
dari model atom Bohr. Berdasarkan uraian di atas ternyata masingmasing model
atom mempunyai kelebihan dan kelemahan.
Kelebihan dan Kelemahan model atom
Lambang Atom
Sebuah atom dapat dituliskan
dalam lambang tertentu. Aturan penulisan lambang sebuah atom adalah sebagai
berikut :
dimana : X = Lambang unsur yang disusun oleh atom
A = Nomor massa atom Z = Nomor atom
Momor Masa Atom
Nomor massa atom (A) menyatakan
jumlah proton dan neutron di dalam inti atom, sedangkan nomor atom (Z)
menyatakan jumlah proton di dalam inti atom. Nomor atom juga menyatakan jumlah
elektron yang beredar mengelilingi inti atom. Bila jumlah neutron dalam inti
dilambangkan dengan N, maka :
A = Z + N
Dimana : A = Nomor Massa Atom =
Proton + Neutron Z = Nomor atom = Jumlah Proton = Jumlah Elektron Atom memiliki
sifat yang netral. Oleh karena itu, jumlah proton harus sama dengan jumlah
elektron. Dengan demikian, nomor atom menunjukkan pula jumlah elektron yang ada
dalam atom itu. Nomor atom = Jumlah proton dalam inti atom = Jumlah elektron
dalam inti atom Sebagai contoh, atom karbon memiliki nomor massa 12 dan nomor
atom 6. Tentukan: a. aturan penulisan dari atom karbon tersebut b. jumlah
proton c. jumlah elektron d. jumlah neutron Jawab: a. Aturan penulisan dari
atom karbon adalah C karena atom karbon memiliki nomor massa (A) = 12 dan nomor
atom (Z) = 6. b. Jumlah proton (Z) = 6. c. Jumlah elektron (Z) = 6. d. Jumlah
neutron = nomor massa (A) – nomor atom (Z) = 12 – 6 = 6 Nomor massa atom
menunjukkan jumlah proton dan neutron di dalam inti atom, sedangkan nomor atom
menunjukkan jumlah elektron yang beredar mengelilingi inti atom.
Ion
Ion merupakan atom atau
gabungan beberapa atom yang mempunyai muatan listrik positif atau negatif. Atom
atau kumpulan atom yang memiliki muatan listrik positif disebut ion positif
atau kation. Sedangkan, yang bermuatan listrik negatif disebut ion negatif atau
anion.
Elektron yang mengelilingi inti
atom terus bergerak sambil berputar pada sumbunya. Akan tetapi, elektron dapat
meninggalkan atom karena sesuatu hal, seperti pemanasan, medan listrik, dan
medan magnet. Elektron yang keluar dari suatu atom dapat masuk ke atom lainnya.
Akibatnya, atom yang kehilangan elektron akan menjadi atom yang bermuatan
listrik positif karena jumlah proton menjadi lebih besar daripada jumlah
elektronnya, sedangkan atom yang kedatangan elektron menjadi atom bermuatan
listrik negatif karena jumlah elektronnya melebihi jumlah protonnya.
Peristiwa Pada Ion
Peristiwa terurainya suatu zat
menjadi ion–ion disebut ionisasi. Hasil ionisasi disebut ion. Elektron yang
dapat keluar atau masuk ke suatu atom adalah elektron yang berada di kulit
terluar. Ionisasi atom hanya terjadi pada atom-atom yang jumlah elektron paling
luarnya tidak sama dengan 8, 18, atau 32. Atom-atom yang jumlah elektronnya
sama dengan bilangan-bilangan tersebut sangat sulit terionisasi sehingga
disebut unsur gas mulia. Jumlah elektron yang terlepas atau masuk tergantung
pada jumlah elektron pada kulit terluar dengan ketentuan sebagai berikut.
1.Jika jumlah elektron terluar kurang dari 4 elektron maka atom ini cenderung
melepaskan elektron; 2.jika jumlah elektron terluar antara 4 dan 8 maka atom
ini cenderung menerima elektron; 3.jumlah elektron yang diterima atau
dilepaskan membuat jumlah elektron di kulit itu menjadi 8; 4.jumlah elektron
pada kulit terluar sama dengan 4 maka atom ini dapat melepas atau menerima
elektron, tergantung dengan unsur apa atom itu berinteraksi; 5.jumlah elektron
pada kulit terluar sama dengan 8 maka atom itu sangat sukar melepas maupun
menerima elektron.
Ion Positif (Kation) Ion Negatif (Anion)
Beberapa contoh kation dan
anion dapat kita lihat pada tabel berikut ini.
Kation (ion positif) dan anion (ion negatif)
dapat bergabung membentuk senyawa ion yang disebut senyawa ionik. Senyawa ionik
dapat menghantarkan listrik. Contoh yang paling sederhana adalah senyawa
natrium klorida atau garam dapur yang terdiri dari ion Na+ dan ion Cl-. Ion Na+
dan ion Cl- akan tarik-menarik membentuk suatu senyawa NaCl (garam dapur)
karena terdiri dari dua buah muatan listrik yang berlawanan. Untuk menguraikan
senyawa NaCl ini menjadi unsur-unsur pembentuknya dapat dilakukan dengan cara
mengalirkan arus listrik ke dalam lelehan natrium klorida (NaCl) sehingga NaCl
ini akan terurai menjadi ion Na+ dan ion Cl-.
Molekul
Molekul merupakan partikel
terkecil dari suatu zat yang masih memiliki sifat-sifat zat tersebut. Molekul tersusun
dari dua atom atau lebih. Molekul dapat tersusun dari atom-atom yang berbeda,
tetapi dapat pula tersusun dari atom-atom yang sama. Molekul yang tersusun dari
atom-atom yang berbeda dinamakan molekul senyawa, misalnya molekul air (H2O)
dan molekul karbondioksida (CO2). Tiap satu molekul air tersusun dari satu atom
oksigen dan dua atom hidrogen, setiap satu molekul karbondioksida mengandung
satu atom karbon dan dua atom oksigen. Sebagai contoh dapat dilihat gambar
contoh molekul senyawa pada gambar berikut.
Molekul Senyawa Air Dan Karbon Dioksida
Molekul yang tersusun dari atom
yang sama dinamakan molekul unsur, misalnya hidrogen (H2), oksigen (O2),
nitrogen (N2), dan klorin (Cl2) . Tiap satu molekul oksigen tersusun dari dua
atom oksigen. Gambar berikut merupakan contoh beberapa molekul unsur.
Molekul Unsur Hidrogen Dan Oksigen
Untuk membuktikan keberadaan
molekul, dapat dibuktikan dengan percobaan menggunakan gula dan air berikut.
Gula tersusun dari partikel-partikel kecil yang menyebabkan rasa manis. Setelah
gula tersebut masuk ke dalam air, maka gula akan larut dan partikel-partikel
penyusunnya akan menyebar diantara partikel-partikel air. Karena kecilnya
partikel-partikel ini tidak dapat disaring, bahkan tidak dapat dilihat langsung
oleh mata kita. Meskipun berubah menjadi partikel dengan ukuran sangat kecil,
rasa manis tidak hilang. Partikel terkecil gula yang masih memiliki sifat gula
tersebut disebut molekul gula.
Hubungan Atom, Ion, Dan Molekul Dengan Produk Kimia
Hubungan atom, ion, dan molekul
dengan produk kimia dapat kita temuai pada bakso. Bila kita membeli bakso, di
depan kita sering tersaji berbagai macam sajian untuk menambah selera makan,
misalnya garam dapur, saos, kecap, sambal, dan cuka. Garam dapur biasa
digunakan untuk menambah rasa asin, sedang cuka digunakan untuk menambah rasa
asam.
Komponen Penyusun Produk Kimia Di Beberapa Bidang Kehidupan
1. Bidang Industri
a. Cat
Salah satu bahan kimia penyusun cat berupa asam akrilat.
Suatu asam karbon, berbentuk cairan tanpa warna dan berbau tajam. Diproduksi
dari dari propilena, suatu gas hasil dari penyulingan minyak. Bahan
ini dapat bercampur dalam air, eter, dan alkohol. Asam akrilat dibuat
menjadi serat akrilat. Serat inilah yang digunakan dalam pembuatan
cat, tinta, lem, antioksidan dan produk pembersih.
Cat air (dilarutkan dengan air) dan cat minyak (dilarutkan
dengan minyak dan thinner) dapat dipercepat pengeringannya dengan
penambahan campuran Plumbum (Pb) dan Cromium (Cr).
Pb (timah hitam atau timbal) merupakan logam yang bisa mengakibatkan kerusakan
sistem saraf pada manusia terutama pada anak kecil.
b. Belerang
Belerang merupakan komponen minyak bumi. Belerang sangat
dibutuhkan dalam pembuatan industri kimia seperti pembuatan ban,
pulp, kertas dan sebagai pendingin ketika memadamkan kebakaran dengan alat
pemadam kebakaran otomatis.
2. Bidang
Pertanian
a. Pupuk
Pupuk yang dibuat dari sisa-sisa tumbuh-tumbuhan
disebut pupuk alam. Pupuk buatan dibuat dibuat dipabrik dengan
bahan kimia. Pupuk buatan dibedakan menjadi pupuk nitrogen (untuk
pertumbuhan) contohnya pupuk urea (CO(NH)2)2 dan
pupuk ZA (Zwavel Ammonium), pupuk fosfor(untuk
pembentukan akar dari benih, asimilasi tumbuhan, pembentukan protein, dan
mempercepat pembuahan) kekurangan fosfor menyebabkan kekerdilan. Pupuk kalium (dibutuhkan
tanaman pada saat berbuah, contohnya K2SO4 atau
KCl). Pupuk majemuk (mengandung nitrogen, fosfor, dan
kalium) contohnya pupuk NPK.
b. Pestisida
Pestisida merupakan senyawa kimia
yang digunakan untuk memberantas hama tanaman. Berdasarkan kegunaannya
pestisida dibedakan menjadi insektisida (dari senyawa Dikloro Difenil Trikloro
etana untuk memberantas serangga), fungisida (memberantas
jamur atau cendawan), herbisida (untuk memberantas
rumput), larvasida (untuk memberantas hewan pengerat/tikus),
dan hematosida (untuk memberantas cacing nematoda).
Berdasarkan struktur kimianya pestisida dibagi menjadi:
- Organoklorin : Mengandung unsur karbon,
hidrogen, dan klorin (DDT dan D3 aldrin)
- Organofosfat : Mengandung unsur fosfat, karbon,
dan hidrogen (malathion / parathion)
- Karbamat : mengandung gugus karbamat (contohnya
sevin dan baygon)
Berdasarkan cara kerja obat dalam membunuh serangga atau hama
pestisida dikelompokkan menjadi racun perut (membasmi
serangga/hama pengunyah dan penggigit), racun kontak (membasmi
serangga yang mengambil makanannya dari bagian bawah permukaan daun/bagian tanaamaan
yang tidak terkena racun semprot), dan racun gas (untuk
membasmi serangga pada ruang tertutup).
3. Bidang
Kesehatan
a. Paracetamol
Paracetamol/asetaminophen digolongkan
sebagai obat analgesik-antipireutik, yaitu sebagai pengurang rasa sakit, nyeri,
demam dan menekan saraf pusat. Oleh karena mampu menekan saraf pusat, obat ini
menyebabkan kantuk.
1.
Zat Radioaktif
Zat radioaktif adalah
bahan kimia untuk mendeteksi kebaradaan suatu penyakit dalam tubuh. Tiga jenis
sinar radioaktif adalah sinar alfa (a), sinar beta (b),
dan sinar gamma (g). Beberapa zat radioaktif dan kegunaannya :
- I-131 : Mendeteksi kerusakan pada
kelenjar gondok, terapi kanker kelenjar tiroid.
- Na-24 : Mendeteksi adanya gangguan
peredaran darah
- Xe-133 : Mendeteksi penyakit
paru-paru
- Fe-59 : Mempelajari
pembentukan sel darah merah.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar