IPA · BAB 11 Atom, Molekul, dan Ion

AgusKrisno

24/08/2021 15:03:34

SMP 8 KTSP

Lihat Katalog Lainnya

Halaman

ATOM, MOLEKUL, DAN ION

BAB

Lihat! Pada

kemasan produk

minuman kesehatan ini

tercantum mengandung

mineral-mineral

dalam bentuk ion. Apa

maksudnya, ya?

Ehm.

Menurut buku ini,

ion adalah atom atau

gugus atom yang bermuatan

listrik. Nah, kebetulan

nih

Pada bab ini kita akan

mempelajari atom, ion,

dan molekul.

Jadi, setelah

mempelajari bab ini kita akan

dapat menjelaskan konsep atom,

ion, dan molekul serta

hubungannya dengan produk

kimia sehari-hari.

Kita juga dapat membandingkan

molekul unsur dan

molekul senyawa.

Jangan lupa!

Molekul sederhana

dalam kehidupan

sehari-hari juga

akan dibahas pada

bab ini.

Ya. Kita akan

mempelajari hubungan

antara atom, ion, dan

molekul dengan produk

kimia sehari-hari. Kita

juga akan mempelajari

perbedaan molekul

unsur dengan molekul

senyawa.

112

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

nggun mengamati serbuk kapur yang tertampung di bagian bawah papan tulis. Serbuk kapur

tersebut dibuatnya dari sebatang kapur yang dipecah-pecah. Ketika sebatang kapur dipecah

menjadi dua bagian, kemudian pecahannya dipecah lagi dan seterusnya maka hasil akhirnya berupa

serbuk kapur. Apakah serbuk kapur tersebut merupakan bagian terkecil dari sebatang kapur atau

masih dapat dipecah lagi?

Mari kita temukan jawabannya melalui pembahasan tentang atom berikut ini!

Kata kunci:

atom – ion – molekul – proton – neutron – elektron

Gambar 11.1

Apakah serbuk kapur benar-benar merupakan bagian terkecil dari sebatang kapur?

Gerbang

Partikel Materi

Ketika duduk di kelas VII kamu telah belajar tentang 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

Dok. Penerbit

Gambar 11.2

Atom-atom Germanium

terlihat dalam STM (

Scanning and

Tunneling Microscope

)

Rep. www.blazelabs.com

113

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

Sebaiknya Tahu

Struktur materi

Materi tersusun atas pertikel-

partikel kecil yang disebut

atom. Atom tersusun atas inti

atom yang dikelilingi oleh awan

elektron. Inti atom berupa

proton dan neutron. Sedangkan

neutron, elektron, dan proton

masih tersusun lagi atas parti-

kel terkecil yang disebut

dengan

quark

Quark

inilah

yang saat ini dianggap sebagai

partikel terkecil yang sudah tidak

dapat dibagi lagi menjadi partikel

yang lebih kecil.

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.

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. Untuk lebih jelasnya kita akan membahas partikel-

partikel materi satu per satu.

Gambar 11.5

58,5 gram ga-

ram dapur terdiri atas kurang

lebih enam ratus miliar triliun

atom

Materi

Atom

Elektron

Inti

Neutron

Proton

Quark

Dok. Penerbit

Gambar 11.3

Scanning Tunneling

Microscope

(STM)

Rep. www.dansdata.com

Gambar 11.4

Visualisasi atom silikon-60 dengan menggunakan STM

Rep. chemistry as a popular s

cience

Rep. chemistry as a popular s

cience

114

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

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. Apakah sebenarnya atom itu? Kita akan

mempelajarinya melalui pembahasan berikut ini.

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.

Susunan atom-atom dalam besi dapat dilihat pada gambar 11.8 di samping.

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.

Di bawah ini adalah gambar perkembangan model atom dari masa ke

masa.

Gambar 11.8

Susunan atom-

atom dalam besi

Gambar 11.6

Demokritus, sang pen-

cetus teori atom pertama kali

Rep. www.columbia.com

Gambar 11.7

John Dalton

(1766–1844)

Rep. www.jiten.com

Model atom Rutherford

Menggambarkan atom sebagai

miniatur tata surya dengan

elektron-elektron yang ber-

gerak seperti planet-planet

mengelilingi inti.

Model atom Bohr

Menggambarkan kestabilan

elektron yang bergerak di

dalam orbitnya.

Model atom Schrodinger

Menggambarkan tempat ke-

bolehjadian ditemukannya

elektron yang disebut dengan

orbital.

Orbital:

elektron-elektron

yang tidak memiliki momentum

sudut menempati ruang

seperti ini. Bayang-bayang

menunjukkan kebolehjadian

ditemukannya elektron di

tempat tersebut.

Gambar 11.9

Model atom dari masa ke massa

115

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

Atom memiliki diameter 10

-8

(0,00000001) cm, terdiri atas inti atom dan di-

kelilingi 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. Ap

abila 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. J

adi, kita dapat membayangkan betapa berongganya atom yang kita

kira pejal tersebut.

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

-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

1.840

sma. Oleh karena itu, elektron dianggap tidak ber-

massa. Elektron memiliki muatan negatif yang setara dengan 1,602

-19

Posisi elektron pada suatu atom dapat digambarkan sebagai berikut.

Proton

Neutron

Elektron

Proton dan neutron terdapat dalam inti atom yang dikelilingi oleh elektron pada lintasan-

lintasannya.

Atom tidak bermuatan

Oleh karena itu, jumlah proton dan elektron dalam atom selalu

sama. Lintasan elektron disebut juga kulit atau orbital.

Nama lintasan-lintasan elektron dari yang paling dekat inti atom adalah lintasan 1, 2, 3, 4, . . . (K, L, M, N, . . .).

Lintasan ketiga maksimum

dapat diisi 18 elektron

Lintasan pertama

dapat diisi 2 elektron

Lintasan kedua maksimum

dapat diisi 8 elektron

Gambar 11.10

Atom dengan lintasan elektron pada kulitnya

Elektron yang mengisi setiap lintasan maksimum berjumlah:

adalah lintasan ke 1, 2, 3, 4, dst.

116

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

Secara lengkap lambang sebuah atom ditulis sebagai berikut.

Keterangan:

A : nomor massa (jumlah proton dan neutron)

Z : nomor atom

Kerja Kelompok

Kerjakan dengan baik bersama kelompokmu!

1. Carilah daftar Sistem Periodik Unsur, kemudian tulislah 10 lambang atom logam dan

10 lambang atom nonlogam! Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutronnya!

2. Buatlah gambar perkembangan atom dari masa ke masa! Berikan uraian singkat

untuk menjelaskan gambarmu!

Molekul

Molekul adalah partikel (spesi) 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 y

ang 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 O

, N

, dan Cl

, atau

tetraatomik

seperti P

, dapat juga berupa

oktaatomik

seperti S

Perbedaan antara molekul unsur dan molekul senyawa ditunjukkan

dengan gambar 11.11.

Dalam kehidupan sehari-hari, tanpa kita sadari kita sering

menggunakan molekul unsur dan molekul senyawa tertentu. Berikut ini

adalah beberapa contoh molekul unsur dan molekul senyawa yang sering

berhubungan dengan kehidupan kita sehari-hari beserta kegunaannya.

Tabel 11.1 Beberapa molekul unsur

Molekul Unsur

Rumus Kimia

Kegunaannya

Gas hidrogen

Pembuatan lampu

Gas oksigen

Pernapasan

Gas nitrogen

Pupuk

Gas klorin

Pembuatan kertas

Iodin

Antiseptik dan obat luka

Fosfor

Korek api

Belerang

Obat gatal

Molekul Unsur

Molekul

Senyawa

Gambar 11.11

Molekul senyawa

O dan molekul unsur O

117

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

Tabel 11.2 Beberapa molekul senyawa

Molekul Senyawa

Rumus Kimia

Kegunaannya

Asam asetat

COOH

Cuka makan

Amonia

Pupuk

Asam askorbat

Vitamin C

Kalsium karbonat

CaCO

Bahan bangunan

Soda kue

NaHCO

Membuat roti

Karbon dioksida

Penyegar minuman ringan

Aspirin

Mengurangi rasa sakit

Magnesium

Mg(OH)

Obat penawar

hidroksida

asam lambung

Asam klorida

HCl

Pembersih logam (air keras)

Natrium klorida

NaCl

Garam dapur

Natrium

NaOH

Pembuat sabun

hidroksida

Sukrosa

Pemanis

Asam sulfat

Air aki

Urea

CO(NH

)

Pupuk

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

–

. Bebe-

rapa nama anion dan kation tercan-

tum pada tabel di bawah ini.

Tabel 11.3 Beberapa kation dan anion

Kation

Anion

natrium

hidroksida

nitrat

ClO

perklorat

kalium

klorida

nitrit

ClO

klorat

besi (II) atau ferro

bromida

sulfat

ClO

klorit

besi (III) atau ferri

iodida

sulfit

ClO

hipoklorit

tembaga (I) atau cupro

sianida

fosfat

MnO

manganat

tembaga (II) atau cupri

sulfida

HPO

hidrogen fosfat

SiO

silikat

amonium

amida

dihidrogen fosfat

peroksida

hidronium

Ion

–

Gambar 11.12

Proses terbentuknya senyawa ionik

natrium klorida dari kation natrium dan anion klorida

Sebelum

berikatan

Sesudah

berikatan

Senyawa yang terbentuk dari ion-ion disebut sebagai senyawa ionik. Kation

dan anion bergabung dengan perbandingan tertentu untuk menghasilkan senyawa

ionik yang netral. Agar dapat dihasilkan senyawa ionik yang netral, muatan negatif

pada anion jumlahnya harus sama dengan muatan positif pada kation.

118

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

Contoh pembentukan senyawa ionik diperlihatkan oleh tabel berikut.

Tabel 11.4 Contoh pembentukan senyawa ionik

Ion positif

(SO

)

(NO

)

Ion negatif

Sulfat

Nitrat

(Na

)

NaNO

Natrium

Natrium sulfat

Natrium nitrat

(Ca

)

CaSO

Ca(NO

)

Kalsium

Kalsium sulfat

Kalsium nitrat

(Al

)

(SO

)

Al(NO

)

Aluminium

Aluminium sulfat

Aluminium nitrat

Kerja Mandiri

1. Menurut Demokritus, suatu materi bersifat diskontinu. Artinya, jika suatu materi dibelah

terus-menerus akan diperoleh materi terkecil yang tidak mungkin dibelah lagi. Bagian

terkecil yang sudah tidak dapat dibelah lagi tersebut dinamakan atom.

2. Teori atom Dalton meliputi empat hal sebagai berikut.

a. Seluruh materi tersusun oleh partikel terkecil yang disebut atom.

b. Atom tidak dapat dibuat, dipecah, atau dibagi menjadi bagian kecil lainnya.

c. Atom unsur yang sama memiliki sifat dan massa yang sama.

d. Atom unsur yang berbeda memiliki sifat dan massa yang berbeda.

3. Molekul adalah partikel (spesi) netral yang terdiri atas dua atau lebih atom, baik atom

sejenis (disebut molekul unsur) maupun atom yang berbeda (disebut molekul senyawa).

4. Ion adalah atom atau gugus atom yang bermuatan listrik. Ion terdiri atas kation dan anion.

Rangkuman

Kerjakan dengan baik di buku tugasmu!

1. Apa yang dimaksud dengan ion dan bagaimana terbentuknya?

2. Apa yang membedakan antara:

a. molekul unsur dengan molekul senyawa;

b. molekul monoatomik dengan molekul poliatomik.

3. Lengkapilah tabel di bawah ini!

Ion positif

(SO

)

(NO

)

(ClO

)

Ion negatif

Sulfat

Nitrat

Perklorat

)

. . . . . . . . . . . .

Kalium

Kalium sulfat

. . . . . . . . . . . .

(Mg

)

. . . . . . . . . . . .

Magnesium

. . . . . . . . . . . .

(Al

3+)

. . . . . . . . . . . .

Aluminium

. . . . . . . . . . . .

119

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

Soal-soal Uji Kompetensi

Ayo, berilah tanda silang pada jawaban

yang paling tepat!

1. Molekul tetraatomik adalah molekul yang

tersusun atas empat unsur yang sama.

Molekul berikut ini yang merupakan

molekul tetraatomik adalah molekul . . . .

a. Fe

b. N

c. Cl

d. P

2. Unsur-unsur berikut yang

bukan

merupakan molekul monoatomik yang

berasal dari unsur logam adalah . . . .

a. seng

b. besi

c. nikel

d. boron

3. Filsuf asal Yunani pada abad IV SM yang

mencetuskan gagasan tentang atom

pertama kali . . . .

a. Democritus

b. Dermosius

c. Leucipus

d. Nicolas Copernicus

4. Jika atom Na melepaskan 1 elektron akan

menjadi . . . .

a. ion Na

b. anion

c. ion Na

d. elektron

5. Pernyataan di bawah ini yang

tidak benar

adalah . . . .

a. molekul terdiri atas atom-atom

b. setiap materi tersusun dari molekul-

molekul

c. setiap molekul unsur tersusun dari

empat atom unsur

d. molekul senyawa tersusun dari

atom-atom yang berbeda

6. Berikut ini merupakan ion poliatomik,

kecuali

. . . .

a. PO

b. MnO

c. NO

d. S

7. Pada peristiwa kimia, suatu atom dalam

suatu unsur dapat menangkap atau

melepaskan elektron sehingga terbentuk

. . . .

a. ion

b. molekul monoatomik

c. molekul diatomik

d. senyawa

8. Molekul H

terdiri atas dua atom H

dan satu molekul SO

. Dua atom H dapat

melepaskan dua elektron menjadi dua

ion H

dan molekul SO

menangkap dua

elektron menjadi ion SO

. Pada

peristiwa tersebut yang merupakan

kation adalah . . . .

a. ion SO

b. atom H

c. atom

d. ion H

9. Nama ion-ion ini NH

, H

, Cu

, Fe

dan K

berturut-turut adalah . . . .

a. amonia, hidronium besi (III),

tembaga (II), amonium,

b. amonium, hidronium, tembaga (II),

besi (III), kalium

c. amonium, besi (III), tembaga (II),

hidronium, kalium,

d. amonium, hidronium, tembaga (II),

besi (III), kalium (I)

120

Ilmu Pengetahuan Alam VIII

Atom, Molekul, dan Ion

10. Jika diketahui beberapa kation dan anion

berikut K

, Fe

, Cl

, SO

, PO4

maka sekelompok senyawa dari peng-

gabungan kation dan anion tersebut

adalah . . . .

a. KCI, Ba

(PO

)

, FeSO

b. K

, BaSO

, FePO

c. KSO

, BaCI

, FeCl

d. BaSO

, KPO

, FeCl

Jawablah pertanyaan berikut dengan

benar!

1. Jelaskan definisi dari atom, molekul, dan

ion!

2. Apakah perbedaan antara molekul unsur

dan molekul senyawa? Coba gambarkan

untuk memperjelas jawabanmu!

3. Apa yang dimaksud dengan kation dan

anion dan bagaimana terbentuknya

senyawa ionik?

4. Kelompokkan materi berikut ke dalam

molekul unsur atau molekul senyawa!

a. Garam dapur

b. Alkohol

c. Kaca

d. Bensin

e. Oksigen

Ozon

5. Mengapa larutan garam dapur (NaCI)

dapat menghantarkan arus listrik?

IPA · BAB 11 Atom, Molekul, dan Ion

Daftar Isi

Halaman