Atom,
Molekul, dan Ion
A. Partikel Materi
Kita tahu bahwa segala materi di sekeliling kita, baik
yang berupa zat tunggal maupun campuran, terdiri atas butir-butir kecil atau
partikel. Zat tunggal terdiri atas sejenis partikel, sedangkan
campuran terdiri atas dua atau lebih jenis partikel yang tercampur begitu saja
tanpa reaksi kimia.Partikel materi dapat berupa atom, molekul, atau ion.
Partikel materi tersebut mempunyai ukuran sangat kecil, sehingga hampir
mustahil untuk mengamatinya. Namun, berkat kemajuan sains dan teknologi, saat
ini telah berhasil ditemukan partikel paling kecil yang disebut quark atau
dalam bahasa Indonesia disebut sebagai kuark. Anggapan bahwa atom
merupakan bola kecil yang kompak dan tidak dapat dipecahkan lagi menjadi
partikel yang lebih sederhana ternyata tidak benar. Penemuan keradioaktifan
oleh Antonie Henri Becquerel ratusan tahun yang lalu telah membuktikan
bahwa atom tersusun atas partikel-partikel yang lebih kecil lagi, yaitu
elektron (ditemukan oleh Joseph John Thomson), proton (ditemukan oleh Ernest
Rutherford), dan neutron (ditemukan oleh James Chadwick). Satu atom, menurut
ilmu kimia, terstruktur atas inti atom yang terdiri atas proton (bermuatan
positif) dan neutron (netral), serta elektron yang bermuatan negatif dan
beredar mengelilingi inti dalam lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit
dan orbital atom. Jumlah proton = jumlah elektron (karena atom bersifat netral)
menunjukkan nomor atom. Jumlah proton atau elektron + neutron menunjukkan
bobot atom.
B. Apakah Atom dapat Dilihat?

Kita
patut bersyukur kepada Tuhan bahwa berkat kemajuan teknologi, saat ini telah
dapat dilakukan visualisasi partikel materi yang pernah dianggap sebagai
partikel terkecil, yaitu atom. Visualisasi atom dilakukan dengan menggunakan
sebuah mikroskop yang dikenal sebagai STM atau Scanning Tunneling
Microscope. Melalui monitor komputer dapat dilihat visualisasi
terhadap atom-atom yang diamati melalui STM. Atom-atom silikon-60 pada gambar
di atas yang mula-mula terlihat sebagai bintik putih pada gambar sebelah kiri
dapat terlihat secara individual di dalam gambar terkomputerisasi yang
diperoleh dengan menggunakan mikroskop STM (Scanning Tunneling Microscope)
pada gambar sebelah kanan. Mikroskop ini mampu memperbesar citra permukaan yang
berskala atomik dengan cara mendeteksi aliran listrik yang mengalir dari
permukaan tersebut menuju ujung logam pendeteksi. Sedemikian kecilnya
sebuah atom hingga beberapa gram unsur atau senyawa dapat terdiri atas
miliaran triliun atom. Misalnya, 58,5 gram Kristal garam yang terdiri
atas kurang lebih 600.000.000.000.000.000.000.000 (enam ratus miliar triliun)
atom.
C. Atom

Alam
semesta, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia sesungguhnya tersusun atas
ratusan ribu hingga jutaan jenis materi. Materi-materi itu, jika diuraikan akan
merupakan kombinasi dari atom atom. Democritus, seorang filsuf asal Yunani
pada abad IV SM, adalah pencetus gagasan tentang atom pertama kali. Pada
masa itu ada dua pendapat mengenai pembagian materi. Menurut Democritus, pembagian
materi bersifat diskontinu. Artinya, jika suatu
materi dibagi dan dibagi lagi maka akhirnya diperoleh partikel terkecil yang
sudah tak dapat dibagi lagi. Partikel terkecil itu disebut atom, yang
dalam bahasa Yunani berarti tak terbagi (a = tidak; tomos
= terbagi). Pendapat lain dikemukakan oleh Aristoteles yang mengatakan
bahwa pembagian materi bersifat kontinu, artinya pembagian dapat
berlanjut tanpa batas. Pada tahun 1803, John Dalton, seorang ahli dalam bidang
fisika dan kimia mengajukan suatu teori yang menegaskan bahwa materi
terdiri atas atom. Jadi, atom adalah bagian terkecil dari unsur. Atom
bersifat netral (tidak bermuatan listrik).Teori atom Dalton meliputi
empat hal sebagai berikut: (1) Seluruh
materi tersusun oleh partikel terkecil yang disebut atom. (2) Atom tidak
dapat dibuat, dipecah, atau dibagi menjadi bagian kecil lainnya. (3) Atom unsur
yang sama memiliki sifat dan massa yang sama. (4) Atom unsur yang berbeda
memiliki sifat dan massa yang berbeda.

Pada
tahap berikutnya, model atom benar-benar berkembang sampai pada konsep paling
modern yang berlaku hingga saat ini bahwa atom adalah materi yang sekaligus
bersifat gelombang seperti yang diungkapkan oleh de Broglie. Atom
memiliki diameter 10-8 (0,00000001) cm, terdiri atas inti atom
dan dikelilingi oleh elektron yang bergerak menurut orbit tertentu. Hampir
semua massa atom terpusat di inti atom yang berupa proton dan neutron,
sementara jari-jari inti atom yang besarnya 10-13 cm jika
dibandingkan dengan jari-jari atom itu sendiri adalah 1: 100.000. Apabila kita
misalkan inti atom adalah kelereng yang diameternya 1 cm maka kulit atom
jaraknya akan menjadi 100.000 cm atau 1 km dari kelereng tersebut. Jadi, kita
dapat membayangkan betapa berongganya atom yang kita kira pejal tersebut.
D. Partikel-partikel Subatom
1. Proton
Proton adalah partikel
bermuatan positif yang terdapat di dalam inti atom. Proton dilambangkan dengan
huruf p dan massanya adalah 1 sma (satuan massa atom). Muatan sebuah proton
adalah +1 yang juga sebanding dengan 1,602 . 10-19 coulomb. Setiap unsur
memiliki atom-atom tertentu dengan jumlah proton yang tidak sama. Misalnya,
hidrogen jumlah protonnya adalah satu, lithium jumlah protonnya adalah tiga,
natrium sebelas, dan sebagainya.
2. Neutron
Kata neutron berasal dari bahasa Latin neutral yang
berarti tidak memiliki muatan. Lambang untuk neutron adalah n. Massa neutron
setara dengan 1 sma (satuan massa atom). Sebagai contoh, helium memiliki
neutron sebanyak 2, lithium memiliki neutron sebanyak 3, natrium memiliki
neutron sebanyak 11, dan sebagainya.
3. Elektron
Partikel penyusun dengan massa paling ringan adalah elektron. Massa elektron
hanya 1/1840 sma (satu per seribu
delapan ratus empat puluh sma). Oleh karena itu, elektron dianggap tidak
bermassa. Elektron memiliki
muatan negatif yang setara dengan 1,602 .10-19 C.
E. Molekul
Molekul adalah partikel netral yang terdiri atas dua atau lebih atom,
baik atom sejenis maupun atom yang berbeda. Ada 2 jenis molekul, yaitu molekul monoatomik dan
molekul poliatomik. Molekul monoatomik adalah molekul yang terdiri atas satu
atom, misalnya molekul gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn).Sedangkan molekul
poliatomik adalah molekul yang terdiri atas lebih dari 1 atom. Molekul
poliatomik yang terdiri atas atom sejenis disebut molekul unsur, sedangkan yang terdiri atas atom-atom yang berbeda disebut molekul senyawa. Molekul-molekul unsur dapat berupa diatomik seperti
O2, N2, dan Cl2, atautetraatomik seperti P4, dapat juga
berupa oktaatomik seperti S8. Dalam kehidupan sehari-hari,
tanpa kita sadari kita sering menggunakan molekul unsur dan molekul senyawa
tertentu.
F. Ion
Ion adalah atom atau gugus atom yang bermuatan listrik.
Ion terdiri atas kation dan anion. Kation adalah ion yang bermuatan positif,
sedangkan anion adalah ion yang bermuatan negatif. Kation dan anion bergabung
dalam proporsi yang tertentu dan tetap untuk membentuk senyawa ionik yang
netral.Garam dapur (natrium klorida) merupakan contoh bergabungnya kation
Na+ dengan anion Cl–. Senyawa yang
terbentuk dari ion-ion disebut sebagai senyawa ionik. Kationdan anion bergabung
dengan perbandingan tertentu untuk menghasilkan senyawa ionik
yang netral. Agar dapat dihasilkan senyawa ionik yang netral, muatan negative pada anion jumlahnya harus sama dengan
muatan positif pada kation.
Atom
Atom berasal dari bahasa Yunani atomos (a=tidak,
tomos=terbagi). Jadi atom adalah bagian terkecil dari suatu materi yang sudah
tidak dapat dibagi-bagi lagi.
Pemikiran tentang atom sudah ada sejak abad ke-4
Sebelum Masehi. Beberapa ilmuwan yang menyatakan pendapatnya tentang atom
adalah Leucippus, Demokritus, Aristoteles, John Dalton, J.J. Thomson, Ernest
Rutherford, Niels Bohr, James Chadwick, Werner Heisenberg dan Erwin
Schrodinger.
Menurut Leucippus dan
Democritos adalah bahwa jika suatu zat atau
bahan dibagimenjadi potongan-potongan yang lebih kecil terus
menerus, itu akan berakhir
sebagai partikel terkecil
Menurut Teori atom J.J
Thomson, “Atom merupakan bola
pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektron”
Model atom ini kemudian disebut sebagai “plum pudding model” yang di Indonesia
lebih dikenal sebagai model roti kismis. Model atom Thomson dapat digambarkan
sebagai berikut:
atom thomson
Kelemahan: Kelemahan model atom Thomson ini
tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom
tersebut.
Menurut Teori
atom Dalton, atom adalah bagian terkecil dari unsur yang sudah
tidak dapat dibagi lagi dengan reaksi kimia biasa. 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.
Atom terdiri atas inti atom dan dikelilingi oleh elektron yang bergerak
menurut orbit tertentu. Hampir semua massa atom terpusat di inti atom yang
berupa proton dan neutron.
Lambang sebuah atom ditulis sebagai berikut :
Keterangan :
A : nomor massa
Z : nomor atom
Nomor massa = jumlah poton + jumlah neutron
Nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron
Jumlah neutron = Nomor massa – Nomor atom
Ion
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.
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 listrik disebut ion. Ion positif disebut kation dan
ion negatif disebut anion.
Ion merupakan atom atau gugus atom yang menerima atau melepas elektron.
Garam dapur (NaCl) merupakan contoh bergabungnya kation Na+ dengan
anion Cl-
Molekul
Jika kita memotong kentang hingga bagian yang paling
kecil, kita akan menemukan bagian terkecil dari kentang yaitu senyawa
karbohidrat/glukosa yang disebut molekul. Kata molekul berasal dari bahasa
latin, moles yang artinya kecil.
Molekul
merupakan partikel terkecil dari suatu zat yang masih memiliki sifat-sifat zat
tersebut. Molekul tersusun dari minimal dua atom atau lebih. Molekul
dapat tersusun dari atom-atom yang sejenis, tetapi dapat pula tersusun dari
atom-atom yang tidak sejenis.
Molekul yang terdiri atas atom sejenis disebut molekul
unsur,
Contoh molekul unsur :
1. Gas hidrogen (H2)
2. Gas oksigen (O2)
3. Gas nitrogen (N2)
4. Gas Klorin (Cl2)
5. Iodin (I2)
6. Fosfor (P4)
7. Belerang (S8)
Contoh
molekul senyawa :
1. Natrium klorida (NaCl)
2. Natrium hidroksida
(NaOH)
3. Asam sulfat (H2SO4)
4. Karbondioksida (CO2)
5. Amonia (NH3)
|
|
|
Periode,
Golongan
|
|
Massa jenis
(g/cm³)
pada 20°C
|
Titik
lebur
(°C)
|
Titik
didih
(°C)
|
Tahun
penemuan
|
Penemu
|
1
|
|
H
|
1; 1
|
|
0,084 g/l
|
-259,1
|
-252,9
|
1766
|
|
2
|
|
He
|
1; 18
|
|
0,17 g/l
|
-272,2
|
-268,9
|
1895
|
|
3
|
|
Li
|
2; 1
|
|
0,53
|
180,5
|
1317
|
1817
|
|
4
|
|
Be
|
2; 2
|
9,012182(3)
|
1,85
|
1278
|
2970
|
1797
|
|
5
|
|
B
|
2; 13
|
|
2,46
|
2300
|
2550
|
1808
|
|
6
|
|
C
|
2; 14
|
|
3,51
|
3550
|
4827
|
prasejarah
|
tak diketahui
|
7
|
|
N
|
2; 15
|
|
1,17 g/l
|
-209,9
|
-195,8
|
1772
|
|
8
|
|
O
|
2; 16
|
|
1,33 g/l
|
-218,4
|
-182,9
|
1774
|
|
9
|
|
F
|
2; 17
|
18,9984032(5)
|
1,58 g/l
|
-219,6
|
-188,1
|
1886
|
|
10
|
|
Ne
|
2; 18
|
|
0,84 g/l
|
-248,7
|
-246,1
|
1898
|
|
11
|
|
Na
|
3; 1
|
22,98976928(2)
|
0,97
|
97,8
|
892
|
1807
|
|
12
|
|
Mg
|
3; 2
|
24,3050(6)
|
1,74
|
648,8
|
1107
|
1755
|
|
13
|
|
Al
|
3; 13
|
26,9815386(8)
|
2,70
|
660,5
|
2467
|
1825
|
|
14
|
|
Si
|
3; 14
|
|
2,33
|
1410
|
2355
|
1824
|
|
15
|
|
P
|
3; 15
|
30,973762(2)
|
1,82
|
44 (P4)
|
280 (P4)
|
1669
|
|
16
|
|
S
|
3; 16
|
|
2,06
|
113
|
444,7
|
prasejarah
|
tak diketahui
|
17
|
|
Cl
|
3; 17
|
|
2,95 g/l
|
-34,6
|
-101
|
1774
|
|
18
|
|
Ar
|
3; 18
|
|
1,66 g/l
|
-189,4
|
-185,9
|
1894
|
|
19
|
|
K
|
4; 1
|
39,0983(1)
|
0,86
|
63,7
|
774
|
1807
|
|
20
|
|
Ca
|
4; 2
|
|
1,54
|
839
|
1487
|
1808
|
|