PARTIKEL MATERIBab 9
A. ATOM
Pada abad ke-4 sebelum Masehi, seorang ahli filsafat yang berasal dari Yunani bernama Democritus menyatakan bahwa materi bersifat diskontinu. Diskontinu artinya jika materi dipecah (dibagi) secara terus-menerus maka pada suatu saat materi tidak dapat dibagi lagi. Bagian terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi disebut atom. Atom berasal dari bahasa Yunani yang berarti tidak dapat dibagi (a = tidak, tomos = dibagi/terbagi). Pendapat Demo- critus ini didukung oleh Leucipus. Pendapat Democritus tersebut berbeda dengan pendapat Aristoteles yang menyatakan bahwa ma- teri bersifat kontinu, artinya materi dapat dipecah atau dibagi terus- menerus tanpa batas.
Pada perkembangan selanjutnya para ilmuwan berusaha membuat suatu model tentang atom. Dengan adanya model itu di- harapkan atom lebih mudah dipelajari. Untuk mengetahui perkem- bangan model ikutilah uraian berikut.
1. Model Atom Dalton
Pada tahun 1803, John Dalton (1766–1844) menyusun teori atom yang dikenal dengan Teori Atom Dalton. Dalam teori atomnya, Dalton menyatakan sebagai berikut.
a. Setiap materi terdiri atas partikel-partikel terkecil yang tidak dapat dibagi, yang disebut atom.
b. Atom-atom yang sama (satu unsur) mempunyai sifat yang sama dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom unsur lain.
c. Atom-atom dapat bergabung satu sama lain secara kimia membentuk molekul dengan perbandingan sederhana.
Dalam perkembangan selanjutnya teori atom Dalton mem- punyai kelemahan. Kelemahan teori atom Dalton, antara lain sebagai berikut.
a. Tidak menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan atom unsur lainnya.
b. Atom ternyata bukan merupakan partikel terkecil. Sebab atom tersebut tersusun atas partikel elektron, proton, dan neutron.
Tujuan Pembelajaran Tujuan belajarmu adalah dapat:
mendefinisikan penger- tian atom.
2. Model Atom Thomson
Pada tahun 1898 J.J. Thomson membuat suatu model atom.
Model atom Thomson menyatakan bahwa:
Atom berbentuk bulat di mana muatan listrik positif tersebar merata dalam atom dan dinetralkan oleh elektron-elektron yang berada di antara muatan positif. Elektron-elektron yang terdapat dalam atom dimisalkan seperti butiran kismis dalam roti, atau seperti kue onde-onde.
3. Model Atom Rutherford
Pada tahun 1911 Rutherford (1887–1931) melakukan suatu eksperimen yang menunjukkan kelemahan teori atom model Thomson. Sebagai gantinya Rutherford membuat model atom baru.
Model atom Rutherford adalah sebagai berikut.
Atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan berada pada pusat atom serta dikelilingi oleh elektron yang ber- muatan negatif. Teori atom model Rutherford mirip dengan sistem tata surya yang berpusat pada matahari.
Model atom Rutherford tidak mampu menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom akibat gaya tarik inti terhadap elektron. Padahal seharusnya, elektron yang bergerak mengelilingi inti suatu saat akan jatuh ke inti. Hal itulah yang menjadi kelemahan teori atom model Rutherford.
4. Model Atom Bohr
Pada tahun 1913, Niels Bohr (1885–1962) dari Denmark me- nyempurnakan model atom Rutherford. Bohr menyatakan bahwa:
a. Dalam atom, elektron beredar mengelilingi inti atom pada orbit tertentu yang dikenal sebagai keadaan stasioner.
b. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner energi akan tetap (konstan).
c. Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan yang lebih rendah tingkat energinya ke lintasan yang lebih tinggi tingkat energinya dengan menyerap energi. Sebaliknya, jika elektron berpindah dari lintasan yang lebih tinggi tingkat energinya ke lintasan yang lebih rendah tingkat energinya akan melepaskan (membebaskan)
elektron (–) S Gambar 9.1 Model atom Thomson
muatan positif (+) tersebar merata dalam atom
S Gambar 9.2 Model atom Rutherford
S Gambar 9.3 Gerakan elektron karena pengaruh inti atom yang menunjukkan kelemahan teori atom Rutherford.
elektron
inti
elektron inti atom
Model atom Bohr ternyata hanya cocok untuk atom yang hanya mempunyai 1 elektron (hidrogen). Karena itulah dalam per- kembangannya teori atom Bohr juga tidak dipertahankan.
5. Model Atom Modern Schrodinger - Heisenbreg
Hasil penelitian para ilmuwan lebih lanjut membuktikan bah- wa model atom Bohr juga mempunyai kelemahan. Salah satu ke- lemahannya adalah model itu tidak dapat menjelaskan bagaimana suatu atom dapat berinteraksi dengan atom yang lain.
Model atom yang dianggap paling mutakhir saat ini berdasar- kan mekanika kuantum yang dikembangkan oleh Erwin Schrodinger dan Warner Heisenbreg (1925-1926). Menurut model ini, elektron hanya dapat ditentukan kemungkinan letaknya. Kebolehjadian letak elektron berada dalam suatu ruang yang disebut awan elektron.
Perhatikan Gambar 9.4.
Nomor atom dan nomor massa
Pada saat mempelajari klasifikasi zat (kelas VII) kamu sudah mengetahui bahwa atom-atom disimbolkan dengan huruf tertentu.
Untuk mempelajari atom, kamu juga harus mengenal istilah nomor atom dan nomor massa. Untuk lebih jelasnya ikutilah uraian berikut.
Nomor atom suatu unsur sama dengan jumlah proton dalam inti atom. Nomor atom menentukan sifat khas atom suatu unsur.
Nomor massa suatu atom merupakan gabungan dari jumlah proton (p) dan jumlah neutron (n) dalam inti atom. Lambang atom, nomor atom, dan nomor massa dapat dituliskan sebagai berikut.
Z A ZAX atau X Dengan:
X = lambang unsur A = nomor massa Z = nomor atom
Misalnya unsur klor dan aluminium dituliskan dengan lambang 3717Cl dan 2713Al. Jumlah proton (p), elektron (e), dan netronnya (n) dapat dicari seperti berikut.
– 3717Cl – 2713Al
p = Z = 17 p = Z = 13
e = Z = 17 e = Z = 13
n = A – Z = 37 – 17 = 20 n = A – Z = 27 – 13 = 14
S Gambar 9.4 Model atom Schrodinger-Heisenberg.
inti atom
awan elektron di sekitar inti
Satuan Massa Atom Berapakan massa sebuah atom? Jika massa sebuah atom dinyatakan dalam satuan gram akan menghasilkan bilangan yang sangat kecil. Untuk itu para ilmuwan menggunakan satuan massa atom dengan sma atau amu (atomic mass unit). Besarnya 1 sma = 1,6 u 10-24 gram. Karena itu aluminium yang mempunyai nomor massa 27, sebuah atomnya mempunyai massa 27 sma atau 4,5 u 10-23 gram.
Dengan demikian nomor massa suatu atom berbeda dengan massa atom tersebut.
o
+ e
atom natrium melepaskan satu elektron pada kulit terluarnya
B. ION
Pada saat mempelajari model suatu atom kamu sudah menge- nal istilah elektron. Elektron merupakan partikel atom yang ber- muatan listrik negatif dan berputar mengelilingi inti atom. Peranan elektron sangat penting pada saat kamu mempelajari ion. Untuk lebih jelasnya ikutilah uraian berikut.
Ion adalah partikel yang bermuatan listrik. Ion dapat dibagi menjadi dua, yaitu ion positif dan ion negatif.
1. Ion Positif
Ion positif adalah partikel yang bermuatan listrik positif. Ion positif terbentuk apabila atom netral melepaskan elektron yang terdapat pada kulit terluarnya. Elektron terluar yang dimiliki oleh suatu atom disebut elektron valensi. Secara umum pembentukan ion positif dapat dituliskan sebagai berikut.
L o L m me
Jumlah muatan ion yang terbentuk sama dengan jumlah elektron yang dilepaskannya. Ion positif juga disebut kation.
Penggambaran pembentukan ion positif adalah sebagai berikut.
a. Na o Na + e
Atom Na Ion Na+
mempunyai 11 elektron mempunyai 10 elektron S Gambar 9.5
Tujuan Pembelajaran Tujuan belajarmu adalah dapat:
( mendefinisikan pe- ngertian ion;
( memberikan contoh materi tertentu yang terdiri atas ion-ion.
a. 5626Fe d.12753I b. 4020Ca e. 8436Kr c. 2311Na
1. Jelaskan model atom Dalton.
2. Jelaskan kelemahan model atom Bohr.
3. Tentukan jumlah proton (p), elektron (e), dan neutron (n) dalam atom-atom berikut
b. Ca o Ca2 + 2e
Atom Ca Ion Ca2+
mempunyai 20 elektron mempunyai 18 elektron S Gambar 9.6
2. Ion Negatif
Ion negatif adalah partikel yang bermuatan listrik negatif. Ion negatif terbentuk apabila atom netral menerima atau menangkap elektron untuk mencapai kestabilan. Atom dikatakan stabil apabila mempunyai 8 elektron pada kulit terluarnya atau mempunyai konfigurasi elektron, seperti gas mulia. Ion negatif juga disebut anion.
Secara umum pembentukan ion negatif dapat dituliskan sebagai berikut.
X + ne o Xn
Jumlah muatan ion yang terbentuk sama dengan jumlah elektron yang diterimanya.
Penggambaran ion negatif adalah sebagai berikut.
a. Cl + e o Cl-
Atom Cl Ion Cl–
mempunyai 7 elektron mempunyai 8 elektron
pada kulit terluarnya pada kulit terluarnya S Gambar 9.7
o
+ 2e
atom kalsium melepaskan dua elektron pada kulit terluarnya
o
+ e
atom klor menerima satu elektron
Ion tersusun dari satu atom tetapi ada lebih dari satu atom. Ion yang tersusun dari satu atom disebut ion monoatom.
Adapun ion-ion yang tersusun lebih dari satu atom disebut ion poliatom.
Contoh ion poliatom antara lain NH3+ (amonium), NO3- (nitrik), dan CO32- dan CO32- (karbohidrat).
Tujuan Pembelajaran Tujuan belajarmu adalah dapat:
( mendefinisikan pe- ngertian molekul;
( menjelaskan dengan gambar perbedaan antara molekul unsur dengan molekul se- nyawa;
( m e n d e s k r i p s i k a n komponen penyusun salah satu produk ki- mia.
b. S + 2e o S2-
Atom S Ion S2–
mempunyai 6 elektron mempunyai 8 elektron
pada kulit terluarnya pada kulit terluarnya S Gambar 9.8