IPA 9 : PARTIKEL PENYUSUN BENDA DAN MAKHLUK HIDUP

PARTIKEL PENYUSUN BENDA DAN MAKHLUK HIDUP

A. PARTIKEL DALAM BENDA DAN MAKHLUK HIDUP

Tubuh makhluk hidup tersusun dari milyaran atom-atom? Atom-atom itu berikatan satu sama lain membentuk senyawa yang tersusun sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk tertentu.

Misalnya rambut kita yang tersusun dari molekul-molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N), dan sulfur (S), serta tulang kita antara lain mengandung unsur kalsium (Ca), fosfor (P), dan oksigen (O).

Selain pada makhluk hidup, benda mati seperti kayu, plastik, air, udara, kain pakaian, dan benda-benda yang lain merupakan zat kimia yang tersusun atas molekul-molekul tertentu.

Dalam senyawa, molekul-molekul tertata sedemikian rupa sehingga memberikan sifatsifat tertentu.

Misalnya plastik bersifat lentur karena molekul-molekul penyusunnya mempunyai rantai panjang, sedangkan arang mudah patah karena susunan antar atom-atom penyusunnya banyak terdapat ruang-ruang kosong.

Tubuh kita dan tubuh makhluk hidup yang lainnya juga tersusun atas berbagai molekul kimia.

Molekul ukurannya sangat kecil sehingga tidak dapat diamati dengan mata telanjang dan bahkan tidak dapat diamati dengan mikroskop biasa.

Benda yang dibakar menyebabkan zat-zat yang terkandung di dalamnya berubah menjadi zat yang lain. Terbentuknya zat baru tersebut ditandai antara lain oleh warna dan bau yang berbeda.

Dengan kata lain, bila bau yang kamu cium berbeda berarti kandungan bahan yang ada pada benda itu berbeda.

Bahan-bahan yang berbeda terdiri atas senyawa-senyawa yang berbeda dengan atom-atom penyusun juga ada yang berbeda

Selain disusun oleh molekul yang berbeda, sifat-sifat suatu materi yang berbeda juga dapat disebabkan oleh perbedaan susunan molekulmolekul dalam materi itu.

Misalnya kita ambil contoh kayu yang dibuat pensil dan amilum yang ada pada umbi kentang.

Pada umbi kentang (contoh lainnya adalah umbi ketela pohon, talas, dan beras) juga mengandung pati atau amilum yang dapat kita makan untuk digunakan sebagai sumber energi.

Pati disusun oleh molekul-molekul berantai panjang. Rantai panjang tersebut disusun oleh unit-unit molekul yang lebih sederhana yang disebut glukosa.

Antara molekul glukosa yang satu dengan yang lainnya dihubungkan oleh atom oksigen dengan ikatan glikosida. perhatikan gambar berikut.

Molekul glukosa yang menyusun amilum tersusun dari atom C, H, dan O dengan perbandingan tertentu.

Kayu yang ada pada pensil tersusun atas selulosa yang juga mempunyai rantai panjang. Molekul panjang tersebut terdiri atas molekul-molekul glukosa sama seperti pada pati.

Amati pada Gambar di atas, apakah perbedaan antara molekul selulosa dengan pati (amilum)? Perhatikan ikatan antara dua molekul glukosanya!

Selulosa dan amilum mempunyai molekul penyusun sama yaitu glukosa tetapi jenis ikatan antar molekul glukosanya berbeda.

Selulosa merupakan zat yang keras tetapi jika dimakan oleh manusia tidak dapat dicerna oleh tubuh. Sedangkan amilum dapat dicerna dan digunakan sebagai bahan makanan.

Mengapa hal itu dapat terjadi?

Keadaan itu menunjukkan bahwa tidak hanya jumlah dan jenis atom-atom penyusun molekul yang menyebabkan sifat zat berbeda, tetapi pola susunan dan jenis ikatan antar molekul penyusun materi juga dapat menyebabkan zat atau materi itu mempunyai sifat-sifat kimia dan sifat-sifat fisika yang berbeda.

Pada contoh-contoh senyawa yang telah kamu pelajari, masing-masing senyawa mempunyai rumus molekul tertentu. Rumus molekul menunjukkan jenis atom yang menyusun suatu molekul dan perbandingannya. Molekul air (H O) yang sudah dicontohkan sebelumnya terdiri atas satu atom O dan dua atom H.

Bila dua atom O mengikat dua atom H maka akan terbentuk senyawa yang berbeda yaitu hidrogen peroksida (H2 O2 ).

Hal itu menunjukkan bahwa perbandingan jumlah dan jenis atom dalam suatu molekul akan menghasilkan senyawa yang sifat dan jenisnya sangat berbeda.

B. ATOM DAN PARTIKEL PENYUSUNNYA

1. PARTIKEL SUBATOM

Bagaimana kita tahu bahwa atom tersusun atas partikel-partikel subatom?

Amati warna lampu-lampu neon pada di bawah ini. Masing-masing lampu tersebut berisi gas mulia berturut-turut helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), dan xenon (Xe).

Lampu-lampu tersebut mengeluarkan cahaya berwarna-warni setelah dialiri arus listrik. Gas-gas yang dilewati oleh aliran listrik tersebut berpencar sehingga menghasilkan cahaya berwarna-warni.

Cahaya itu disebabkan oleh loncatan elektron-elektron yang menyusun atom-atom gas. Tahukah kamu apakah elektron itu?

Contoh lain adalah kembang api. Apakah kamu melihat cahaya berwarna-warni dari kembang api ketika dibakar? Mengapa cahaya yang muncul berwarna-warni?

Jika pada lampu-lampu pada gambar di atas cahaya lampu disebabkan oleh aliran listrik, maka pada kembang api cahaya itu dihasilkan dari terbakarnya unsur-unsur yang ada dalam kembang api tersebut.

Akibat temperatur yang tinggi, elektron-elektron dari atom-atom penyusun unsur itu akan berpindah dari kulit atom yang lebih tinggi ke kulit atom yang lebih rendah.

Tahukah kamu apakah kulit-kulit atom itu?

Atom tersusun atas partikel-partikel penyusun atom atau partikel subatom yaitu neutron (n), proton (p), dan elektron (e). Neutron dan proton membentuk inti atom.

Elektron menempati kulit-kulit atom yang ada di sekitar inti. Elektron-elektron tersebut mengelilingi inti dengan kecepatan tinggi membentuk awan elektron.

Elektron dan proton merupakan partikel subatom yang mempunyai muatan berlawanan, sedangkan neutron tidak bermuatan.

Elektron memiliki muatan negatif sedangkan proton memiliki muatan positif.

Pada atom netral, jumlah proton dan jumlah elektron sama banyaknya. Masing-masing partikel penyusun subatom tersebut mempunyai massa.

Elektron mempunyai massa sangat kecil dibandingkan dengan massa proton dan neutron. Oleh sebab itu massa atom akan terpusat pada inti atom saja.

2. PERKEMBANGAN TEORI ATOM

Para ilmuwan telah mempelajari atom sejak ratusan tahun lalu. Para ilmuwan tersebut mengemukakan teori-teori tentang atom.

Teori yang satu akan runtuh atau ditolak ketika ada data atau fakta baru yang ditemukan tentang atom sehingga melahirkan teori atom yang baru. Berikut ini merupakan perkembangan teori atom.

1. John Dalton

Atom sebagai bola pejal dan merupakan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Setiap unsur terdiri atas atom-atom yang identik satu sama lain. Atom-atom dari unsur berbeda mempunyai atom berbeda. Atom-atom dapat bergabung dengan perbandingan tertentu membentuk senyawa.

2. Joseph John Thomson

Atom merupakan bola bermuatan positif dan di tempat-tempat tertentu terdapat elektron-elektron yang bermuatan negatif seperti kismis dalam roti.

3. Ernest Rutherford

Atom sebagai bola yang di tengahtengahnya terdapat inti atom yang merupakan pusat muatan positif dan pusat massa. Sedangkan elektron-elektron berputar mengelilingi inti.

4. Niels Bohr

Atom terdiri terdiri atas inti yang menjadi pusat massa atom dan pusat muatan positif. Sedangkan elektron bergerak disekeliling inti pada lintasan tertentu (orbit)yang disebut kulit-kulit atom. Selama elektron mengelilingi inti, elektron tidak memancarkan energi.

5. Modern (Mekanika Gelombang)

Atom tersusun atas partikel sub atom yaitu neutron (n), proton (p), dan elektron (e). Neutron dan proton menjadi satu membentuk inti yang padat disebut nukleus atau inti atom. Elektron bergerak disekeliling inti hampir dalam kecepatan cahaya membentuk awan elektron

3. NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA

Unsur merupakan zat tunggal (murni) yang tidak dapat diubah lagi menjadi bahan lain dengan reaksi kimiawi, seperti emas, besi, perak, oksigen, dan masih banyak yang lain.

Saat ini ada sekitar 105 unsur yang ditemukan di alam

Masing-masing unsur tersebut memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki jumlah partikel subatom yang berbeda.

Semua atom dalam suatu unsur tertentu memiliki jumlah proton yang sama di dalam intinya. Jumlah proton ini unik untuk setiap unsur.

Nomor massa suatu atom ditentukan oleh jumlah dari neutron, proton, dan elektron. Namun, karena massa elektron sangat kecil, maka dapat diabaikkan.

Atom yang satu berbeda dengan atom yang lain karena mempunyai elektron, proton, dan neutron yang berbeda jumlahnya.

Perhatikan gambar senyawa air (a), karbondioksida (b), dan karbonmonoksida (c) berikut.

Berdasarkan gambar di atas, jika massa atomnya berbeda maka jari-jari bola atom itu akan berbeda pula. Oleh sebab itu antara atom H, O, dan C mempunyai besar yang berbeda.

Hubungan nomor atom, nomor massa, dan jumlah neutron dalam suatu atom yang netral (tidak bermuatan) dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

Pada penulisan lambang unsur, nomor atom ditulis subscrip (turun) di kiri lambang unsur, sedangkan nomor massa ditulis superscrip (naik) di kiri atas lambang unsur, sebagaimana berikut.