MATERI (Atom, Ion, dan Molekul)

Suatu zat dapat dibagi-bagi menjadi bagian-bagian (partikel) yang ukuran partikelnya lebih kecil. Partikel terkecil dari suatu zat yang masih mempunyai sifat sama dengan sifat asal partikel itu disebut molekul. Senyawa dari molekul ini dapat berupa ikatan antara unsure yang sama (molekul unsure), tetapi dapat juga berupa ikatan antara unsure-unsur yang berbeda (molekul senyawa). Jika suatu senyawa dielektrolisis dengan arus listrik searah maka akan terionisasi. Partikel dari senyawa yang terionisasi ini disebut ion. Ion adalah partikel yang bermuatan listrik. Anion merupakan ion yang bermuatan listrik negative, sedangkan kation merupakan ion yang bermuatan positif. Itu semua merupakan partikel materi.

A.  Partikel Materi

       1.    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.

Istilah atom pertama kali diajukan oleh Anaxagoras. Democritus hanya mengungkapkan bahwa atom sangat kecil sehingga tidak dapat dibagi-bagi lagi.

Selanjutnya berkembanglah teori model atom oleh beberapa ahli, yaitu:

a.    J. Dalton

Menurut Dalton, atom berupa butiran-butiran yang sangat kecil yang digambarkan dalam bentuk bola kecil. Diameter bola atom untuk setiap unsure berbeda-beda. Bola atom paling kecil adalah atom hydrogen.

b.    J.J Thomson

Thomson memperbaiki kelemahan atom Dalton. Hasil penelitiannya menyatakan bahwa  ada partikel bermuatan negative dalam atom yang disebut electron. Thomson mengusulkan model atom, seperti roti kismis atau kue onde-onde. Menurutnya, atom berbentuk bola pejal yang permukaannya dikelilingi electron dan partikel lain yang bermuatan positif sehingga atom bersifat netral.

c.    E. Rutherford

Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif (proton) dan electron yang bermuatan negative. Electron bergerak pada orbitnya masing-masing mengelilingi inti atom. Pada atom netral, jumlah electron sama dengan jumlah proton pada inti atom.

d.   Niels Bohr

Pendapat Bohr pada dasarnnya menyempurnakan teori atom Rutherford. Bohr menjelaskan bahwa electron mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu dengan energi tertentu sehingga ketika ada electron yang melepaskan energy, electron akan berpindah ke lintasan/ kulit electron yang lebih dalam. Sebaliknya, jika ada electron yang menerima energy, electron tersebut akan berpindah ke lintasan/ kulit yang lebih luar.

Pertikel Dasar Penyusun Atom

Partikel penyusun atom diantaranya yaitu:

1.      Electron, yaitu partikel bermuatan negative. Biasa ditulis dengan symbol e dengan muatan -1 sehingga ditulis e^-.

2.      Inti atom, yang terdiri dari proton dan neutron. Proton yaitu partikel bermuatan positif. Biasa ditulis dengan symbol p dengan harga +1. Sedangkan neutron adalah partikel yang tidak bermuatan listrik.

Orbit electron tidak terdapat pada satu bidang datar, tetapi berada dalam ruang. Banyaknya electron pada tiap kulit mempunyai jumlah maksimum, artinya jumlah electron pada tiap kulit tidak pernah melebihi jumlah tertentu. Jumlah maksimum electron pada suatu kulit dinyatakan dengan rumus 2n², n adalah nomor kulit.

Kulit pertama merupaka kulit yang paling dekat dengan inti atom disebut kulit K, jumlah maksimum elektronnya= 2. 1² = 2 elektron. Kulit kedua disebut kulit L, maksimum elektronnya = 2. 2² = 8. Kulit ketiga yaitu kulit M, maksimum elektronnya = 2. 3² = 18. Kulit keempat N, maksimum elektronnya = 2. 4² = 32.

Jumlah maksimum electron pada kulit-kulit berikutnya (O,P,Q, dan R) adalah sama dengan angka-angka di atas dan maksimum 32 elektron. Jumlah electron pada kulit paling luar tidak pernah lebih dari 8, kecuali untuk jumlah 18 dan 32.

Contoh:

Kulit-kulit electron pada atom:

a.     Atom Oksigen

b.        Atom Fosfor

c.     Atom Hidrogen

Atom oksigen mempunyai 8 elektron maka susunan electron/ konfigurasi elektron pada kulit K dan L berturut-turut adalah 2 6.

Atom fosfor (P) mempunyai 15 elektron maka susunan electron/ konfigurasi elektron pada kulit K, L, M berturut-turut adalah 2 8 5.

Atom hydrogen (H) adalah atom yang paling ringan karena hanya mempunyai 1 elektron yang beredar pada kulit K.

Banyaknya electron pada kulit paling luar dan jumlah kulit electron menentukan sifat unsure. Electron bergerak mengelilingi inti atom sambil berputar pada sumbunya, seperti gerak planet-planet mengelilingi matahari. Gerakan tersebut disebut gerak spin.

Electron-elektron berputar pada sumbunya dan bergerak mengelilingi inti atom pada orbit elektronnya. Makin jauh kedudukan electron terhadap inti atom, makin cepat gerak berputarnya. Oleh karena itu, electron yang berada di kulit luar mempunyai energy lebih besar daripada energy pada kulit yang lebih dalam. Jadi energy electron pada kulit M lebih besar daripada energy electron pada kulit L (E_M > E_L).

Akibat pengaruh sesuatu, electron dapat berpindah dari kulit yang satu ke kulit didekatnya. Perpindahan electron dari kulit dalam ke kulit luar desebut eksitasi.

Nomor Massa dan Nomor Atom

Massa atom suatu unsure merupakan massa relative unsure itu dibandingkan massa sebuah atom hydrogen. Banyaknya proton di dalam inti atom disebut nomor atom yang diberi lambang Z. Pada atom netral, banyaknya proton dalam inti sama dengan banyaknya electron sehingga nomor atom merupakan banyaknya electron yang beredar mengelilingi inti atom. Banyaknya proton dan neutron di dalam inti atom disebut nomor massa yang diberi lambang A. Jika lambang atom adalah X maka penulisan sebuah atom menjadi:

 

Radioaktif

Unsure-unsur yang stabil sering berasal dari unsure radioaktif yang mengalami peluruhan, misalnya timah hitam stabil .

Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan suatu unsure radioaktif untuk meluruh sehingga aktivitas radioaktifnya tinggal separuh dari aktivitas semula. Waktu paruh unsure radioaktif dapat digunakan untuk menentukan terbentuknya unsure batu-batuan dan fosil.

Isotop merupakan suatu atom yang memiliki jumlah proton sama namun neutron yang dimiliki berbeda. Contoh yaitu ₁H² dengan ₁H³. Proton dari keduanya sama-sama 1, namun proton yang dimiliki berbeda, berturut-turut yaitu 1 dan 2.

2.    Molekul

Molekul senyawa adalah partikel terkecil dari suatu senyawa yang masih memiliki sifat yang sama dengan senyawa itu. Gabungan dua atom atau lebih, baik atom sejenis maupun berbeda dapat bergabung membentuk molekul. Gabungan atom sejenis disebut molekul unsure, sedangkan gabungan atom tidak sejenis disebut molekul senyawa.

Molekul yang terbentuk dari dua atom disebut molekul diatom, misalnya Nitrogen (N2). Sedangkan, atom yang terbentuk dari tiga atom atau lebih disebut molekul poliatomik. Sebagai contoh, molekul yang dibentuk oleh tiga atom disebut molekul triatom, misalnya Ozon (O3). Molekul yang terdiri atas empat atom disebut molekul tetraatom, misalnya posfor (P4).

3.    Ion

Ion merupakan atom atau gabungan beberapa atom yang mempunyai muatan listrik positif atau negatif.

Electron yang mengelilingi inti atom terus bergerak sambil berputar pada sumbunya. Akan tetapi, electron dapat meninggalkan atom karena suatu hal, seperti pemanasan, medan listrik, dan medan magnet. Electron yang keluar dari suatu atom dapat masuk ke atom lainnya. Akibatnya, atom yang kehilangan electron akan menjadi atom yang bermuatan listrik positif (ion positif/ kation) karena jumlah proton menjadi lebih besar daripada jumlah elektronnya, sedangkan atom yang kedatangan electron menjadi atom bermuatan listrik negative (ion negative/ anoda) karena jumlah elektronnya melebihi jumlah protonnya.

Peristiwa terurainya suatu zat menjadi ion-ion disebut ionisasi. Hasil ionisasi disebut ion. Electron yang dapat keluar atau masuk ke suatu atom adalah electron yang berada di kulit terluar. Ionisasi atom hanya terjadi pada atom-atom yang jumlah elektronnya sama dengan 8, 18, atau 32. Atom-atom yang jumlah elektronnya sama dengan bilangan-bilangan tersebut sangat sukar terionisasi sehingga disebut unsure gas mulia.

Jumlah electron yang terlepas atau masuk tergantung pada jumlah electron pada kulit terluar dengan ketentuan sebagai berikut:

·      Jika jumlah electron terluar kurang dari 4 elektron maka atom ini cenderung melepaskan electron.

·      Jika jumlah electron terluar antara 4 dan 8 maka atom ini cenderung menerima electron, jumlah electron yang diterima atau dilepaskan membuat jumlah electron di kulit itu menjadi 8.

·      Jika jumlah electron pada kulit terluar sama dengan 4 maka atom ini dapat melaepas atau menerima electron, tergantung dengan unsure apa atom itu berinteraksi.

·      Jika jumlah electron pada kulit terluar sama dengan 8 maka atom itu sangat sukar melepas maupun menerima electron. Dengan kata lain atom tersebut stabil.

Contoh:

Secara umum, unsure logam lebih mudah melepaskan elektronnya dibanding unsure nonlogam. Ionisasi juga dapat terjadi pada zat elektrolit, seperti asam, basa, dan garam. Ada ion yang berupa partikel atom dan molekul.

Beberapa contoh kation dan anion dapat kamu lihat pada tabel berikut ini.

Kation	Nama	Anion	Nama
Na+	Ion natrium	Cl-	Ion klorida
Mg2+	Ion magnesium	O2-	Ion oksida
Al3+	Ion aluminium	S2-	Ion sulfide
H+	Ion hidrogen	I-	Ion iodide
K+	Ion kalium	CO32-	Ion karbonat

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^-.

A.  Konsep Atom, Ion, dan Molekul dalam Kehidupan Sehari-Hari

Partikel materi dapat berbentuk atom, ion, dan molekul. Misalnya saja pada teh manis, satu sendok gula pasir yang dilarutkan tersusun dari butiran-butiran kecil gula. Jika diaduk, butiran gula akan hilang. Partikel gula tersebar ke dalam air dengan ukuran yang sangat kecil sehingga tidak dapat disaring, bahkan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Walaupun tidak terlihat oleh mata, sifat gula yang larut tidak hilang. Teh tersebut menjadi manis. Partikel terkecil gula yang masih mempunyai sifat sama dengan gula disebut molekul gula.

Contoh lain atom, ion, dan molekul dalam produk kimia sehari-hari, misalnya yaitu:

1.    Aki.

Aki yang biasanya digunakan sebagai sumber listrik dalam mobil mengandung larutan yang menjadi ion-ion sehingga aki dapat menghasilkan arus listrik.

2.    Garam Dapur dan Gula Pasir

Pada garam dapur terdapat atom Na dan Cl. Atom Na dan Cl ini berubah menjai ion Na⁺ dan Cl^- sehingga dapat bergabung membentuk garam (NaCl). Begitu juga dengan gula pasir yang mengandung aom C, H, dan O. Atom-atom C, H, dan O bergabung membentuk molekul gula (C₆H₁₂O₆).

3.    Minuman Isotonik

Setelah berolahraga, kamu akan kehilangan cukup banyak ion-ion. Oleh karena itu, kamu harus segera meminum minuman isotonik untuk menggantikan ion-ion tubuh yang hilang tersebut. Produk minuman isotonik merupakan contoh produk yang mengandung ion dan menerapkan konsep ion di dalamnya. Contoh ion yang terdapat dalam minuman isotonik adalah ion Ca²⁺ dan Fe³⁺.

4.    Pakaian

Pakaian yang dikenakan jika ditelusuri lebih jauh merupakan kumpulan berjuta-juta atom juga. Pakaian tersusun dari serat selulosa yang mengandung atom C, H, dan O.

5.    Udara

Udara yang dihirup setiap hari mengandung atom-atom, yaitu C, H, O, N yang beberapa diantaranya bergabung membentuk suatu molekul.