Atom, Ion dan Molekul

STANDAR KOMPETENSI : 

4. Menjelaskan Konsep Partikel Materi

KOMPETENSI DASAR : 

4.1 Menjelaskan Konsep Atom, Ion, dan Molekul

-  Mendefenisikan Pengertian Partikel Materi (Atom, Ion, dan Molekul).

-  Memberikan Contoh Materi Tertentu Yang Terdiri Atas Ion-ion

4.2 Menghubungkan Konsep Atom, Ion, dan Molekul Dengan Produk Kimia Sehari-hari

-  menjelaskan hubungan atom, ion, dan molekul

-  mendeskripsikan komponen penyusun salah satu produk kimia.

4.3 Membandingkan molekul unsur dan molekul senyawa.

-  Menjelaskan dengan simbol perbedaan molekul unsur dan molekul senyawa

       -   Menunjukkan beberapa contoh molekul sederhana dalam kehidupan sehari-hari.

A. Pengertian 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.

B. Atom

 Sekitar 450 tahun sebelum Masehi ahli filsafat Yunani Leucippus dan Democritus menyatakan bahwa semua materi disusun oleh partikel-partikel yang sangat kecil sekali dan tak dapat dibagi-bagi lagi yang disebut atom. Atom berasal dari bahasa Yunani, yakni atomos ( a:tidak dan tomos: terbagi).

Pada tahun 1808 seorang guru kimia dari Inggris John Dalton (1766-1844) mengajukan pemikiran tentang atom yang dikenal dengan istilah “model atom Dalton” dengan intisari sebagai berikut:

1. Setiap unsur terdiri atas partikel-partikel terkecil yang tak dapat dibagi-bagi lagi, disebut atom.
2. Semua atom dari unsur yang sama memiliki ukuran dan massa yang sama. Atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki massa yang berbeda pula. Dengan demikian, banyaknya macam atom sama dengan banyaknya macam unsur.
3. Atom-atom tidak dapat dirusak . Atom-atom tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan melalui reaksi kimia.
4. Melalui reaksi kimia, atom-atom dari pereaksi akan memiliki susunan yang baru daaan akan saling terikat satu sama lain dengan rasio atau perbandingan bilangan tertentu.

Dalam gambar-gambar atom dari unsur yang berbeda diberi warna yang berbeda hanya untuk menunjukkan bahwa atom tersebut berasal dari unsur yang berbeda. Pewarnaan ini bukan warna dari atom itu sendiri.

Dalam keadaan tunggal atom tidak memiliki sifat-sifat tertentu, seperti warna, wujud, massa jenis, daya hantar listrik, titik didih, titik leleh, dll. Sifat-sifat itu baru muncul jika atom-atom dalam jumlah besar bergabung membentuk kumpulan atom dengan cara-cara tertentu. Cara-cara atom berikatan akan menentukan sifat dari zat yang dibentuk.

Para ahli kimia menyusun unsur dan senyawanya dalam suatu sistem periodik unsur yaitu suatu tabel yang berisi 118 unsur yang berada dalam keadaan bebas ataupun senyawanya di alam bahkan juga unsur-unsur yang hanya ada di laboratorium.

Kolom dalam sistem periodik unsur disebut golongan. Dalam setiap golongan hanya terdapat satu golongan unsur. Dalam satu golongan, unsur-unsur akan disusun sesuai dengan kenaikan nomor massa.

Unsur-unsur golongan utama diberi tambahan simbol A dibelakang nomor golongannya.  Unsur-unsur dalam golongan utama pertama (IA) disebut unsur golongan logam alkali (hidrogen bukan logam jadi tidak termasuk logam alkali). Golongan utama kedua (IIA) unsur logam alkali tanah. Unsur-unsur dalam golongan utama ketujuh (VIIA) disebut unsur golongan halogen, dan unsur dalam golongan utama kedelapan (VIIIA) disebut unsur golongan gas mulia.

Setiap baris sistem periodik dimulai dengan unsur logam alkali dan berakhir dengan unsur gas mulia. Unsur-unsur yang merupakan satu golongan akan ditemukan kembali sifat atomnya secara periodik dalam setiap baris. Oleh karena itu  baris dalam sistem periodik disebut periode. Nomor periode ditulis dengan angka 1,2,3,4,5,6, dan 7. Periode pertama hanya unsur hidrogen dan helium

Dalam sistem periodik, setiap unsur ditulis dalam bentuk lambang disertai nomor atom dan nomor  massa.

Lambang atom unsur litium adalah Li

Nomor atom unsur Li adalah 3

Nomor massa unsur Li adalah 6

C. Molekul

Banyak partikel terkecil dari suatu zat di alam yang bukan atom, melainkan gabungan dari dua atau lebih atom unsur. Gabungan dua atom atau lebih dari unsur yang sama atau berbeda disebut molekul. Jika atomnya dari unsur yang sama molekulnya disebut molekul unsur. Contoh molekul unsur diantaranya O₂ (oksigen), H₂ (hidrogen), N₂ (nitrogen), O₃ (ozon), dan S₈ (belerang). Jika molekulnya tersusun dari dua atau lebih atom dari unsur yang berbeda disebut molekul senyawa. Contohnya CO₂ (karbon dioksida), H₂O (oksigen), C₁₂H₂₂O₁₁ (gula putih), C₂H₅OH (etanol), dan CO (karbon monoksida) yaitu gas yang dapat meracuni darah kita sehingga menimbulkan kematian.

D. Ion

Pada pertengahan abad ke-19, banyak hasil penelitian yang menunjukkan bahwa tidak semua senyawa terbentuk dari gabungan dua atau lebih atom unsur, melainkan oleh gabungan partikel-partikel bermuatan listrik yang disebut ion. Muatan ion satu kali atau beberapa kali muatan elektron, yaitu muatan terkecil yang disebut muatan dasar.

Logam-logam membentuk ion-ion bermuatan positif (Kation) dan unsur bukan logam sebagian besar membentuk ion bermuatan negatif (Anion).

Atom-atom dalam keadaan netral mengandung muatan positif dan negatif yang sama jumlahnya. Muatan ion dapat diperkirakan dari letak unsur dalam sistem periodik.

Ion logam alkali (IA) selalu membentuk ion-ion bermuatan positif satu, misalnya ion litium (Li⁺), ion natrium (Na⁺), dan ion kalium ((K⁺). Ion-ion logam alkali tanah (IIA) memiliki muatan positif dua, misalnya ion kalsium (Ca²⁺), dan magnesium (Mg²⁺).

Ion-ion dari unsur golongan halogen (VIIA) selalu bermuatan negatif satu, yaitu ion fluorida (F^-), ion klorida (Cl^-), ion bromida (Br^-), dan ion iodida (I^-). Ion-ion dari golongan  VIA membentuk ion bermuatan negatif dua, seperti oksigen membentuk oksida (O^2-) atau belerang membentuk sulfida (S^2-). Dari golongan VA, unsur nitrogen membentuk nitrida (N^3-).

Ion-ion diatas berasal dari satu buah unsur (monoatom). Ion juga terdapat dari gabungan dua atau lebih atom unsur yang berbeda (poliatom). Misalnya, ion sulfat (SO₄^2-), ion nitrat (NO₃^-), ion asetat (CH₃COO^-), ion ammonium (NH₄⁺), dan ion hidroksil (OH^-).

Jumlah muatan listrik dalam suatu senyawa yang tersusun atas ion positif dan negatif adalah netral. Contohnya NaCl.

Ion-ion yang bermuatan memiliki gaya tarik listrik yang kuat. Ion-ion yang bermuatan positif (kation) berikatan dengan ion bermuatan negatif (anion) melalui ikatan ion (ikatan kimia yang terjadi karena gaya tarik listrik) dan membentuk senyawa ion (senyawa yang terbentuk karena adanya ikatan ion).

Senyawa yang tersusun atas ion-ion tidak membentuk molekul melainkan kisi kristal. Dalam suatu kisi kristal, ion-ion yang saling berlawanan tersusun dengan susunan antarion tertentu. Kuatnya ikatan antar ion dapat menjelaskan mengapa garam-garam umumnya memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi daripadda zat-zat yang partikel terkecilnya adalah molekul.

E. 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

1. 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.

2.  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

1. 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.

2. 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.

-    Co-60    :  Mendeteksi terapi kanker/tumor