KONSEP PARTIKEL
Di kelas VII, kamu telah mempelajari adanya berbagai
unsur atau materi dalam kehidupan sehari-hari. Bagian terkecil dari sebuah
materi dinamakan partikel materi. Partikel materi dapat berupa atom, ion, dan
molekul.
A.
ATOM
Jika
suatu unsur, misalnya sepotong besi dipotong menjadi dua dan potongan
tersebut dipotong lagi secara terus-menerus, maka akan diperoleh
partikel besi terkecil yang masih
mempunyai
sifat yang sama seperti sebelum besi tersebut dipotong.
Partikel-partikel tersebut dinamakan atom besi. Jadi, unsur besi tersusun
dari atom besi. Unsur lain, misalnya emas, juga tersusun dari
atom-atom emas. Atom penyusun emas
mempunyai
sifat yang berbeda dengan atom penyusun besi.
Kata
atom berasal dari kata Yunani atomos yang berarti tidakdapat dibagi-bagi lagi.
Pengertian atom sebagai partikel terkecil suatu zat yang tidak dapat dipecah
lagi, pertama kali dikemukakan oleh seorang ahli filsafat Yunani Leukippos dan
Deumokritus yang hidup pada abad ke-4 sebelum Masehi (400 – 370 SM). Pada masa
itu terdapat pendapat lain yang
dikemukakan
oleh Aristoteles (384 – 332 SM) bahwa materi dapat dibagi
terus-menerus tanpa batas. Pada saat itu pendapat Aristoteles lebih
banyak mendapat dukungan sedangkan
pendapat
Leukippos dan Deumokritus semakin dilupakan.
Namun
pada abad ke-18 ternyata banyak ahli kimia yang dapat menerima pendapat
Leukippos dan Deumokritus.
Pada
tahun 1803, John Dalton (1766 – 1844), seorang gurusekolah dari Inggris yang
ahli dalam bidang fisika dan kimia,
mengajukan
pendapat bahwa materi terdiri atas atom-atom.
Postulat
yang dikemukakan Dalton dapat disimpulkan sebagai berikut.
1.
Atom merupakan bagian
terkecil dari materi yang sudah
tidak
dapat dibagi lagi dengan reaksi kimia biasa.
2. Atom
digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil. Suatu unsur memiliki
atom-atom yang identik dan berbeda
dengan
unsur yang lain.
3. Atom
tidak dapat dipecah lagi menjadi partikel yang lebih kecil dengan sifat yang
sama.
4. Atom-atom
bergabung membentuk senyawa dengan
perbandingan
bilangan bulat dan sederhana.
Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom
oksigen.
5.
Reaksi kimia merupakan
pemisahan atau penggabungan
atau
penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan
atau dimusnahkan.
Postulat Dalton menggambarkan bahwa atom merupakan bola pejal seperti
bola tolak peluru yang sangat kecil. Pendapat Dalton mengenai atom ini kemudian disempurnakan
oleh ahli-ahli yang lain seperti J.J. Thomson, Rutherford, Niels Bohr, dan
Louis de Broglie. Di SMA kamu akan mempelajari model atom yang dikemukakan oleh
ahli-ahli tersebut.
Menjelang abad ke-19, diketahui bahwa atom bukanlah partikel yang tidak
dapat dibagi-bagi lagi karena mengandung sejumlah partikel subatomik yaitu
elektron, proton, dan netron. Nah, agar kamu memahaminya, pelajarilah uraian
partikel penyusun atom berikut ini.
a.
Elektron
Jika kamu mempunyai televisi tabung (CRT atau Cathode Ray Tube) di rumah, pesawat televisi
itu menggunakan tabung sinar katoda untuk menghasilkan gambar. Setiap gambar
dibentuk oleh titik-titik sinar katoda yang menumbuk layar televisi. Oleh
karena sinar katoda dipancarkan terus-menerus dan ditata sedemikian rupa, kamu
dapat melihatnya sebagai sebuah gambar yang utuh dan bergerak.
Sinar katoda merupakan elektron seperti yang ditemukan oleh Plucker
(1859) dan diteliti oleh Hittorf (1869) dan William Crookes (1879 – 1885).
Sinar katoda bergerak lurus dengan kecepatan tinggi dan dapat menimbulkan
bayangan di layar CRT. John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen dengan
meneliti pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda.
Ternyata sinar ini dapat dibelokkan oleh medan magnet dan medan listrik. Hasil
percobaannya membuktikan bahwa elektron dalam suatu atom bermuatan negatif
karena dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik.
b.
Proton
Ditemukannya elektron menimbulkan pertanyaan baru mengenai susunan atom.
Elektron merupakan penyusun atom yang bermuatan negatif, padahal atom bermuatan
netral. Bagaimana mungkin atom bisa bersifat netral jika hanya ada elektron
saja dalam atom? Maka timbul pemikiran akan adanya partikel lain di dalam atom.
Goldstein (1886) dan Wien melakukan penelitian menggunakan tabung CRT yang
didesain ulang dengan hati-hati. Melalui pengamatan yang cermat, beliau
berhasil menemukan adanya partikel positif yang arahnya berbeda dengan arah
gerak sinar katoda yang disebut sinar terusan atau sinar kanal. Setelah
dilakukan penelitian lebih lanjut, diketahui bahwa partikel tersebut merupakan
bagian dari atom yang disebut dengan proton.
c.
Inti atom
Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan
penelitian lebih lanjut mengenai atom. Dalam percobaannya, beliau menggunakan
lempengan emas yang sangat tipis dan disinari dengan sinar alfa, yaitu sinar
yang dipancarkan oleh zat radioaktif. Jika atom terdiri dari partikel yang
bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan tidak ada yang
diteruskan atau menembus lempeng emas. Namun kenyataannya, sebagian besar sinar
alfa justru dapat menembus lempeng emas. Jadi, proton dan elektron tidak
tersusun secara rapat atau terdapat banyak rongga kosong di dalam atom.
Dari hasil percobaan ini, Rutherford dapat menduga bagaimana susunan
sebuah atom. Beliau menyatakan hipotesanya bahwa atom tersusun dari inti atom
yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif. Muatan
negatif elektron dapat mengimbangi muatan positif inti atom, sehinga atom
bersifat netral.
Ketika dilakukan penelitian lebih lanjut, diketahui bahwa massa inti
atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom. Jadi
diprediksi bahwa masih ada partikel lain dalam inti atom selain proton
d.
Neutron
Seperti di jelaskan di atas, Rutherford (1920) meramalkan bahwa
kemungkinan besar di dalam inti atom terdapat partikel lain yang tidak
bermuatan. Akan tetapi karena muatannya netral, partikel ini menjadi sukar
dideteksi. Ramalan ini terbukti benar ketika tahun 1932 James Chadwick dapat
menemukan neutron.
Dengan demikian maka partikel elektron, proton, dan
neu-tron merupakan penyusun dasar suatu materi. Perhatikan gambaran sebuah
model atom di bawah ini
e.
Nomor Atom dan
Nomor Massa
Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas, yang membedakan satu atom
dengan atom yang lain. Jumlah pro-ton dan neutron dalam inti atom saling
berhubungan dan biasanya jumlahnya sama. Massa
proton dan neutron juga hampir sama, dan jumlah keduanya hampir sama dengan
massa atom. Sedangkan massa elektron sangat kecil sehingga tidak banyak
menyumbang massa atom secara keseluruhan.
1) Nomor Atom (Z)
Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom yang diberikan lambang
Z. Nomor atom ini merupakan ciri khas suatu unsur. Oleh karena atom bersifat
netral maka jumlah pro-ton sama dengan jumlah elektronnya. Jadi nomor atom juga
menunjukan jumlah elektron. Nomor atom ditulis agak ke bawah sebelum lambang
unsur. Contoh: atom oksigen mempunyai 8 proton dan 8 elektron, sehingga nomor
atom oksigen adalah 8.
2) Nomor Massa (A)
Seperti diuraikan sebelumnya massa elektron sangat kecil, dianggap nol.
Oleh karena itu massa atom ditentukan oleh massa inti atom yaitu proton dan
neutron. Jumlah dari massa proton dan neutron disebut nomor massa yang besarnya hampir sama dengan
massa atom. Contoh: atom oksigen mempunyai nomor atom 8 dan nomor massa 16,
sehingga atom oksigen mengandung 8 proton dan 8 neutron.
Nomor massa
(A) = Jumlah proton + Jumlah neutron
atau
Jumlah
neutron = Nomor massa – Nomor atom
Penulisan lambang atom unsur menyertakan nomor atom
dan nomor massa adalah sebagai berikut.
Keterangan:
X = lambang
atom
A = nomor
massa
Z = nomor
atom
Contoh: atau 11Na23 menunjukkan
bahwa atom natrium mempunyai nomor atom = 11 dan nomor massa = 23.
B.
ION
Pada uraian sebelumnya kamu telah memahami bahwa atom terdiri atas
proton (muatan positif) dan elektron (muatan negatif). Elektron dapat
meninggalkan atom dan atom dapat menerima elektron. Hal ini disebabkan beberapa
faktor, antara lain pemanasan, adanya medan magnet dan medan listrik.
Sebuah atom dikatakan netral jika jumlah proton sama dengan jumlah
elektron. Jika suatu atom netral menangkap elektron, maka jumlah elektronnya
akan menjadi lebih banyak dibandingkan dengan jumlah protonnya. Atom yang
menangkap elektron ini dikatakan atom yang bermuatan negatif. Sebaliknya, jika
suatu atom netral melepaskan elektron,
maka jumlah protonnya akan menjadi lebih banyak dibandingkan dengan jumlah
elektronnya. Atom yang melepaskan elektron ini dikatakan bermuatan positif. Atom yang bermuatan inilah
yang dinamakan ion. Ion positif
dinamakan kation dan ion negatif
dinamakan anion. Ion merupakan atom atau
gugus atom yang menerima atau melepas elektron. Peristiwa terlepasnya atau
masuknya ion disebut ionisasi. Ion ditemukan
pertama kali oleh fisikawan Jerman,
Julius Elster dan Hans Friedrich
Geitel pada tahun 1899.
Beberapa molekul dapat terbentuk melalui ikatan ion. Sebelum berikatan,
atom-atom membentuk ion-ion terlebih dahulu. Misalnya, NaCl dapat dibentuk dari
atom Na dan Cl. Atom Na akan membentuk ion Na+ sebagai kation dan
atom Cl membentuk ion Cl¯ sebagai anion.
Bagaimanakah pembentukan ion natrium dan ion klorida? Atom natrium (Na)
memiliki 11 proton dan 11 elektron. Atom natrium melepaskan 1 elektron sehingga atom natrium
kekurangan elektron atau kelebihan proton. Oleh karena itu atom natrium berubah
menjadi ion natrium (Na+).
Atom klor (Cl) memiliki 17 proton dan 17 elektron. Atom Cl menerima 1
elektron sehingga atom Cl kelebihan elektron atau membentuk ion klorida (Cl–).
Ion Na+ dan ion Cl¯ ini berikatan membentuk senyawa NaCl dengan
reaksi seperti berikut.
Na+
+ Cl¯ → NaCl
Senyawa yang terbentuk dari ion positif dan ion negatif dinamakan
senyawa ionik. Dapatkah kamu memberikan contoh senyawa ionik lainnya?
Berikut ini beberapa contoh senyawa ionik.
a)
Kalsium karbonat
(CaCO3) terbentuk dari ion Ca2+ dan ion CO32-.
b)
Tembaga sulfat
(CuSO4) terbentuk dari ion Cu2+ dan SO42-.
c)
Amonium sulfat
((NH4)2SO4) terbentuk dari ion NH4+
dan ion SO42-.
Apakah semua zat dapat menghasilkan ion? Ternyata tidak. Bila gula
dilarutkan dalam air, molekul-molekul gula tersebut tidak terurai menjadi ion
tetapi hanya melarut. Senyawa seperti ini dinamakan senyawa molekul.
C.
MOLEKUL
Apakah yang dimaksud dengan molekul?
Molekul adalah bagian terkecil
dan tidak terpecah dari suatu senyawa kimia murni yang masih mempertahankan
sifat kimia dan fisika yang unik. Suatu molekul terdiri dari dua atau lebih
atom yang terikat satu sama lain. Sebagai contoh, molekul air merupakan kombinasi
dari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen.
