Partikel Dasar Penyusun Materi

1) Atom

ü Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat-sifat unsur itu

ü Atom suatu unsur diberi lambang sama dengan lambang unsur tersebut

ü Contoh : Na, Mg, Ba, Ca, Fe

2) Molekul

§ Molekul adalah partikel netral yang terdiri dari 2 atau lebih atom, baik atom sejenis maupun atom yang berbeda.

§ Molekul yang terdiri dari sejenis atom disebut Molekul Unsur

§ Molekul yang terdiri dari atom-atom yang berbeda disebut Molekul Senyawa

§ Contoh : H₂O; CO₂; H₂SO₄

3) Ion

Ø Ion adalah atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik

Ø Ion yang bermuatan positif disebut Kation, sedangkan ion yang bermuatan negatif disebut Anion

Ø Ion yang terdiri dari 1 atom disebut Ion Tunggal ( monoatom ), sedangkan ion yang terdiri dari 2 atau lebih atom disebut Ion Poliatom

Ø Contoh :

Kation Tunggal : Na⁺, K⁺

Kation Poliatom : NH₄⁺ , H₃O⁺

Anion Tunggal : Cl^-, S^2-

Anion Poliatom : NO₃^-, OH^-

Partikel Unsur ( bisa berupa atom ; bisa berupa molekul )

a. Pada umumnya, setiap unsur termasuk unsur logam mempunyai partikel berupa Atom

b. Hanya beberapa unsur non logam yang partikelnya berupa Molekul ( contoh hidrogen H₂ ; fosforus P₄ ; belerang S₈ )

c. Molekul yang terdiri atas 2 atom disebut Molekul Diatomik ( contoh molekul hidrogen, nitrogen )

d. Molekul yang terdiri atas lebih dari 2 atom disebut Molekul Poliatomik ( contoh molekul fosforus, belerang )

Partikel Senyawa ( bisa berupa molekul ; bisa berupa ion )

o Dapat berupa Molekul ( disebut Senyawa Molekul ) atau Ion ( disebut Senyawa Ion )

o Senyawa dari unsur logam termasuk senyawa ion, sedangkan senyawa dari unsur non logam termasuk senyawa molekul.

Contoh senyawa molekul : air ( H₂O ) ; senyawa ion : Kalsium karbonat ( CaCO₃ )

Rumus Kimia

Menyatakan jenis dan jumlah relatif atom yang menyusun suatu zat.

Dibedakan menjadi 3 :

a. Rumus Molekul

Menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun molekul suatu zat

Contoh : rumus molekul air ( H₂O )

b. Rumus Kimia Senyawa Ion

Menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun suatu senyawa ion

Ciri khas senyawa ion adalah salah satu atom penyusun senyawa tersebut bersifat logam ( letaknya di depan )

Contoh : Mg(NO₃)₂ ; BaCl₂ ; CuSO₄ ; NaCl

c. Rumus Empiris

Disebut juga Rumus Perbandingan; menyatakan jenis dan perbandingan paling sederhana dari atom-atom dalam suatu senyawa

Contoh : Etuna dengan rumus molekul C₂H₂ dan mempunyai rumus empiris CH

Rumus kimia senyawa ion adalah rumus empiris

Contoh : garam dapur ( NaCl )

Nomor Atom dan Nomor Massa

a. Nomor Atom (Z)

Nomor Atom unsur menunjukkan jumlah proton dalam inti. Dari percobaan terungkap bahwa atom tidak bermuatan listrik, yang artinya netral. Atom tersebut mempunyai jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, sehingga nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron dalam unsur itu. Nomor atom dilambangkan dengan
Z = jumlah proton

b. Nomor Massa (A)

Proton dan neutron merupakan partikel penyusun inti atom yang dinamakan nukleon. Jumlah nukleon dalam atom suatu unsur dinyatakan sebagai nomor massanya dan untuk lebih mudah dalam mempelajarinya nomor massa biasanya diberi lambang:
A = jumlah proton (p) + jumlah neutron (n)

Sehingga nomor massa mempunyai nilai lebih besar daripada nomor atom. Secara umum notasi penulisan tanda atom adalah sebagai berikut













Keterangan:
X = tanda atom
A = nomor massa
Z = nomor atom

Karena nomor massa (A) = p + n dan nomor atom (Z) = p
maka : A = Z + n
n = A - Z

Perkembangan model atom

a. Model atom Dalton

Pada tahun 1808, John Dalton mengemukakan gagasannya tentang atom sebagai partikel penyusun materi. Model atom Dalton sebagai berikut
1. Materi terdiri dari atas partikel-partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi disebut atom dan digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil
2. Atom satu unsur sama dalam segala hal, tetapi berbeda dari atom unsur lain
3. Atom dapat bergabung satu sama lain secara kimia membentuk molekul dengan perbandingan sederhana
4. Molekul terbentuk dari penggabungan atom beberapa unsur
5. Atom suatu unsur adalah permanen, tidak dapat diuraikan, tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Artinya atom karbon tetaplah atom karbon tidak dapat berbah menjadi emas.

Teori atom Dalton didukung oleh dua hukum alam yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum perbendingan tetap (hukum Proust)

b. Model atom J.J Thomson

J.J Thomson mengemukakan model atom setelah ia menemukan elektron. Thomson mengemukakan bahwa dalam atom terdapat elektron-elektron yang tersebar secara merata dalam bola bermuatan positif. keadaan tersebut mirip roti kismis di mana elektron diumpamakan sebagai kismis yang tersebar dalam seluruh bagian dari roti

c. Model atom Rutherford

Rutherford mengemukakan bahwa dalam atom terdapat inti atom, yang bermuatan positif berukuran jauh lebih kecil dari pada ukuran atom, tetapi massa atom hampir seluruhnya berasal dari massa intinya. Model atom Rutherford menggambarkan atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan berada pada pusat atom serta elektron bergerak melintasi inti seperti halnya planet-planet mengitari matahari.

d. Model atom Niels Bohr

Niel Bohr menerangkan model atomnya berdasarkan teori kuantum untuk menjelaskan spektrum gas hidrogen, spektrum garis menunjukkan bahwa elektron hanya menempati tingkat-tingkat energi tertentu dalam atom. Model aton hidrogen menurut Niels Bohr adalah sebagai berikut.

1. Atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan disekitarnya beredar elektron-elektron yang bermuatan negatif.
2. Dalam atom, elektron beredar mengelilingi inti atom pada lintasan (orbit) tertentu yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang stasioner (tetap) dengan tingkat energi yang dinyatakan dengan n ( n= bilangan bulat 1,2,3,...)
3. Sepanjang elektron berada dalam lintasan stasioner energi akan konstan, sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan maupun diserap.
4. Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan yang lebih rendah ke lintasan yang lebih tinggi menyerap energi, dan sebaliknya terjadi pembebasan energi.

e. Model atom modern

Menurut model atom modern elektron-elektron dalam atom mengelilingi inti atom pada tingkat energi (kulit-kulit) tertentu. Suatu kulit terdiri atas suatu kumpulan dari orbital atau lebih.

Reaksi dalam Alkana, Alkena dan Alkuna

1. Reaksi Pembakaran

Reaksi Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon akan menghasilkan gas karbon dioksida dan air, sedangkan pembakaran tidak sempurna akan menghasilkan gas karbon monoksida dan air. Terjadinya pembakaran sempurna atau tidak sempurna tergantung pada perbandingan antara konsentrasi (kadar) senyawa hidrokarbon dengan konsentrasi (kadar) oksigen.

2. Reaksi Cracking

Reaksi pemecahan alkana yang dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi tanpa oksigen. Reaksi ini menyebabkan terjadinya pemutusan rantai karbon pada alkana atau reaksi pembentukan senyawa tidak jenuh (alkena atau alkuna).

C16H34(l) --> C8H18(l) + C8H16(l)

3. Reaksi Substitusi

Reaksi penggantian satu atau beberapa atom H dengan atom atau gugus atom lain.

CH4 + Cl2 --> CH3Cl + HCl

4. Reaksi Adisi

Reaksi penambahan atau penjenuhan ikatan rangkap

a. Adisi Hidrogen (hidrogenasi)

b. Adisi Halogen

c. Adisi Asam Halogenida Kaidah Markonikoff

5. Reaksi Eliminasi

Reaksi Eliminasi merupakan suatu reaksi penghilangan atau penyingkiran beberapa atom atau gugus atom dari senyawa karbon yang lebih tinggi untuk memperoleh senyawa karbon yang lebih sederhana.

6. Reaksi Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul sederhana/kecil (monomer) menjadi molekul-molekul besar (polimer)

Pemisahan Campuran

Pemisahan yang dilakukan secara fisis ini didasarkan pada sifat, perbedaan ukuran partikel atau pun perbedaan titik didih. Cara pemisahan meliputi:

a. Penyaringan (filtrasi)
Pemisahan ini dilakukan pada perbedaan ukuran partikel. Penyaringan digunakan untuk memisahkan zat padat dari suatu suspensi. Pada proses penyaringan digunakan filter yaitu bahan berpori yang dapat dilewati partikel-partikel kecil, tetapi menahan partikel yang lebih besar.

b. Pengkristalan (kristalisasi)
Pengkristalan merupakan cara pemisahan zat padat dari larutannya dengan cara menguapkan pelarutnya. Contoh: pembuatan garam dapur dengan cara menguapkan air laut, pemurnian garam dilakukan dengan pengkristalan ulang (rekristalisasi)

c. Penyulingan (distilasi)
Pemisahan zat cair dari campurannya berdasarkan perbedaan titik didihnya dapat dilakukan dengan cara penyulingan. Contoh: pemisahan fraksi-fraksi pada minyak bumi (bensin, kerosin, solar, dll)

d. Sublimasi
Pemisahan (pemurnian) dengan cara ini dilakukan terhadap zat yang dapat menyublim. Contoh: pemurnian iodin (iodin diuapkan kemudian uap dikristalkan), pemurnian kafein, dan pemurnian naftalena

e. Kromatografi
Pemisahan ini didasarkan pada perbedaan koefisien difusi (kecepatan perembesan) dari zat-zat dalam medium tertentu. Kromatografi yang sederhana adalah kromatografi kertas. Contoh: pemisahan zat warna pada tinta.

Materi dan Penggolongannya

I. ZAT TUNGGAL

Zat tunggal adalah materi yang susunannya homogen dengan sifat kimia yang sama. Yang termasuk dalam golongan ini yaitu unsur dan senyawa.
Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa. Contohnya oksigen, nitrogen, hidrogen dan besi.
Senyawa adalah zat yang dengan reaksi kimia biasa dapat diuraikan menjadi dua atau lebih zat yang lebih sederhana. Zat penyusun senyawa mempunyai perbandingan tertentu. C ontoh Carbon dioksida, air, garam dapur dan asam asetat.

II. CAMPURAN

Campuran adalah materi yang tersusun oleh dua atau lebih macam zat yang masih mempunyai sifat asalnya. Campuran dibedakan menjadi dua yaitu campuran homogen (larutan) dan campuran heterogen.
Larutan adalah campuran yang tiap bagiannya mengandung jumlah zat terlarut yang sama besar. Contoh: larutan gula dan larutan asam cuka.
Campuran heterogen adalah campuran yang tiap bagiannya mengandung zat terlarut dengan jumlah tidak sama. Misalnya air selokan dan minuman kopi.

Sifat-sifat Campuran

a. Terdiri dari dua jenis atau lebih zat tunggal
b. Komposisi zat penyusunnya tidak tetap
c. Masih mempunyai sifat zat asal
d. Dapat dipisahkan dengan penyaringan dan penyulingan (secara fisis)

Jenis-jenis campuran

Campuran digolongkan menjadi 3 yaitu, larutan, suspensi dan koloid.
Larutan adalah campuran yang homogen, dibedakan menjadi tiga jenis yaitu:
- Larutan gas, misalnya udara dan gas alam
- Larutan Cair, misalnya air garam, air soda dan air gula
- Larutan padat, misalnya campur (aloi) dari emas dan perak.

Suspensi adalah campuran kasar. Ukuran partikel tersuspensi lebih besar dari pada ukuran partikel dalam larutan ( 100 nm ) dan merupakan sistem multifase. Contoh, kanji dengan air, air sungai yang keruh.

Koloid adalah campuran yang terletak antara larutan dan suspensi, jika dilihat dari ukuran partikelnya ( anatara 1 - 100 nm ). Contoh: susu, santan, kabut dan jeli.

Materi dan Energi

I. MATERI

Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa. Pengertian massa berbeda dengan pengertian berat, Massa suatu benda adalah tetap, sedangkan berat benda selalu berubah-rubah tergantung dari harga percepatan gravitasi letak benda tersebut berada. Berat adalah besarnya gaya gravitasi yang dialami oleh suatu benda. W = m.g
dengan:
W = berat benda (N)
m = massa benda (Kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)

Wujud Materi

Materi mempunyai tiga wujud, yaitu : padat, cair dan gas

Sifat-sifat Materi

Sifat materi dapat dibedakan menjadi dua yaitu sifat fisis dan sifat kimia. Sifat fisis adalah sifat yang tidak berhubungan dengan pembentukan zat baru, sedangkan Sifat kimia adalah sifat yang berhubungan dengan pembentukan zat baru.

Sifat materi juga dibedakan menjadi dua yaitu sifat ekstensif dan sifat intensif. Sifat ekstensif adalah sifat yang tergantung pada jumlah zat. Misalnya, massa, volum, kandungan energi (entalpi) dan sifat koligatif larutan. Sifat intensif adalah sifat yang tidak tergantung pada jumlah zat. Misalnya kalor jenis, titik lebur, rasa, bau dan sifat racun.

Perubahan Materi

Perubahan materi dibedakan menjadi dua, yaitu perubahan fisis dan perubahan kimia. Perubahan fisis adalah perubahan zat yang tidak menghasilkan zat baru.
Contoh: lampu pinjar menyala, lilin meleleh, perubahan tepung beras, terjadinya hujan

Perubahan kimia adalah perubahan zat yang menghasilkan zat jenis baru.
Contoh: reaksi yang menghasilkan gas, endapan, warna, suhu

II. ENERGI

Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Menurut Einstein, materi adalah bentuk lain dari energi. E = m.c² dengan.

E = energi (joule)
m = massa benda (kg)
c = kecepatan cahaya ( 3 x 10⁸ m/s)

Berdasarkan hukum kekekalan energi: " Energi tidak dapat diciptkan atau dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari bentuk ke bentuk lain "