Halaman
109
Sumber:
images.micron.com
7
Bab
Hasil yang harus kamu capai:
Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu:
Atom, Ion, dan Molekul
menjelaskan konsep partikel materi.
• menjelaskan konsep
atom, ion, dan molekul;
• menghubungkan konsep
atom, ion, dan
molekul dengan produk kimia sehari-hari;
• membandingkan
molekul unsur dan molekul senyawa.
A
.
Atom
B
.
Molekul
C
.
Ion
Pada zaman dahulu, banyak para ilmuwan yang
kebingungan dengan partikel materi. Apakah yang menjadi
bagian terkecil dari suatu materi? Itulah pertanyaan yang
pada saat itu menjadi misteri para ilmuwan. Akhirnya, berkat
kecerdasan dan keingintahuan para ilmuwan, misteri itu
pun perlahan-lahan terjawab. Materi ternyata mengandung
partikel-partikel kecil, penyusunnya dapat berupa
atom, ion,
dan
molekul.
Bagaimanakah
sistem periodik unsur mendeskripsikan
unsur yang terdapat di alam? Apakah perbedaan antara
atom, ion, dan molekul? Kamu akan mengetahuinya setelah
mempelajari bab ini.
110
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Zat Murni
Unsur
Logam
Kation
Atom
Nonlogam
Anion
Molekul
Senyawa
Ion
Garam dapur
(NaCl)
meliputi
meliputi
tersusun atas
tersusun atas
tersusun atas
contoh
terdiri atas
Untuk mempermudahmu
mempelajari
bab ini, pelajarilah
diagram
alur yang disajikan
sebagai berikut.
Diagram Alur
111
Atom, Ion, dan Molekul
Pikirkan jawaban pertanyaan berikut sebelum kamu membaca uraian materi bab ini. Kemudian, periksa
kembali jawabanmu setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki dengan
jawaban tersebut?
Apakah
1.
atom memiliki warna? Beri penjelasanmu
dengan menggunakan contoh atom karbon (C)
yang merupakan penyusun dari grafit dan intan.
Logam
besi bersifat
dapat ditempa,
sedangkan
2.
garam dapur tidak dapat ditempa.
Jelaskan
mengapa
hal tersebut
terjadi dan jika perlu berilah gambar-
gambar untuk penjelasan
yang telah kamu uraikan.
Tuliskan rumus senyawa yang terdiri atas ion
3.
magnesium (Mg
2+
) dan ion fosfat (PO
4
3–
).
Tes Materi Awal
Seperti yang sudah kamu pelajari di kelas VII, materi
meliputi zat murni dan campuran. Dua atau lebih zat murni
dapat bercampur di antara satu dan lainnya membentuk suatu
campuran tanpa kehilangan masing-masing sifatnya. Dengan
demikian, komponen-komponen yang terdapat dalam suatu
campuran dapat dipisahkan kembali satu sama lainnya
dengan menggunakan cara-cara fisika, seperti penyaringan,
distilasi, kristalisasi, sublimasi, dan kromatografi.
Berbeda dengan campuran, zat murni tidak dapat
dipisahkan menjadi materi yang lebih sederhana dengan
menggunakan cara-cara fisika. Zat murni selanjutnya dapat
dikelompokkan menjadi unsur dan senyawa. Senyawa
merupakan gabungan dari dua atau lebih unsur yang
terbentuk melalui reaksi kimia. Dengan demikian, hasil
gabungan tersebut merupakan zat baru.
Seperti sudah dibahas di kelas VII, setiap zat mengandung
partikel-partikel terkecil yang menyusun zat tersebut. Misal-
nya, butiran-butiran gula pasir yang terlihat oleh mata kita
bukanlah partikel-partikel terkecil dari gula pasir tersebut.
Partikel terkecil dari gula pasir tak dapat kita amati secara
langsung dengan mata bahkan dengan bantuan mikroskop
paling canggih sekalipun. Jadi, seperti apakah bentuk
partikel terkecil suatu zat itu? Sampai saat ini, para ahli ilmu
pengetahuan alam belum ada yang mengetahuinya. Namun,
mereka telah berupaya mengembangkan beragam model
dari bentuk partikel terkecil suatu zat berdasarkan data yang
mereka kumpulkan.
Setiap zat yang berbeda mengandung komposisi
partikel terkecil yang berbeda pula. Misalnya, logam besi
disusun oleh partikel-partikel terkecil yang berbeda dengan
partikel-partikel terkecil yang menyusun kalsium. Contoh
lainnya, air mengandung partikel-partikel terkecil yang
112
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
berbeda dengan partikel-partikel terkecil yang menyusun
garam dapur. Begitu banyak ragam partikel-partikel terkecil
yang ada di alam sesuai dengan beragamnya zat yang ada di
alam. Untuk mempermudah mempelajarinya, para ahli telah
mengelompokkan partikel-partikel terkecil yang menyusun
berbagai macam zat ke dalam tiga
golongan, yaitu atom,
molekul, dan ion. Tahukah kamu perbedaan di antara
ketiganya?
A. Atom
Keberadaan partikel terkecil yang menyusun materi,
diajukan kali pertama oleh dua orang ahli filsafat Yunani,
yaitu Leucippus dan Democritus sekitar 450 tahun sebelum
Masehi. Kedua orang tersebut menyatakan bahwa semua
materi disusun oleh partikel-partikel yang sangat kecil sekali
dan tak dapat dibagi-bagi lagi yang disebut
atom. Atom
berasal dari bahasa Yunani, yakni
atomos
(
a
berarti tidak dan
tomos
berarti terbagi).
Telah disinggung sebelumnya bahwa hingga saat ini
manusia belum ada yang mampu melihat partikel terkecil
dari zat secara langsung maupun dengan bantuan alat
mikroskop tercanggih sekalipun. Dengan demikian, bentuk
atom itu belum pernah ada yang mengetahuinya.
Berdasarkan berbagai fenomena yang ada, John Dalton
(1766–1844) yang merupakan seorang guru kimia dari
Inggris, pada 1808 mengajukan pemikiran tentang partikel
terkecil yang menyusun materi tersebut. Adapun intisari dari
pemikiran John Dalton mengenai atom tersebut, yaitu:
a.
Setiap unsur terdiri atas partikel-partikel terkecil yang
tak dapat dibagi-bagi lagi, disebut atom.
b.
Semua
atom dari unsur yang sama memiliki ukuran dan
massa yang sama. Atom-atom dari unsur yang berbeda
memiliki massa yang berbeda pula (perhatikan Gambar
7.1.a). Dengan demikian, banyaknya macam
atom sama
dengan banyaknya macam unsur.
c.
Atom-
atom tidak dapat dirusak. Atom-atom tidak dapat
dimusnahkan atau diciptakan melalui reaksi kimia.
d.
Melalui reaksi kimia,
atom-
atom dari pereaksi akan
memiliki susunan yang baru dan akan saling terikat satu
sama lain dengan rasio atau perbandingan bilangan
tertentu (perhatikan Gambar 7.1.b).
Informasi
IPA
Mikroskop mulai
membuka dunia dari
yang sangat kecil sejak
pertengahan 1590-an.
Pada 1670, ilmuwan
asal Belanda,
Anton
van Leeuwenhoek
menemukan bahwa dalam
satu tetes air kolam
dapat mengandung 8 juta
animakel
(makhluk dan
tumbuhan yang sangat
kecil). Ia menggunakan
mikroskop tersebut selama
hampir 50 tahun. Pada
1665, Robert Hooke asal
Inggris mengembangkan
mikroskop versi baru. Ia
menggunakannya untuk
meneliti bentuk tumbuhan
Sumber:
Grolier Science Library:
Great Scientists,
2004
113
Atom, Ion, dan Molekul
Atom-
atom unsur X
Atom-
atom unsur Y
Molekul dari unsur X dan Y
a
b
Pemikiran dari Dalton mengenai atom di atas dikenal
dengan istilah model
atom Dalton. Dengan pemikiran Dalton
mengenai
atom tersebut maka dapat dikatakan bahwa
beragam (ribuan bahkan sampai jutaan) zat-zat yang ada di
alam sebenarnya berasal dari partikel-partikel terkecil unsur
(atom) yang jumlahnya relatif sangat sedikit (lihat jumlah
macam unsur yang terdapat dalam sistem periodik unsur).
Dalam gambar-gambar yang terdapat dalam buku-buku
kimia seringkali
atom dari unsur yang berbeda diberi warna
yang berbeda. Misalnya, warna
atom karbon diberi warna
hitam sementara atom oksigen diberi warna merah, seperti
ditunjukkan pada Gambar 7.2. Pewarnaan ini bukanlah
warna dari
atom itu sendiri. Pewarnaan yang berbeda hanya
untuk menunjukkan bahwa atom tersebut berasal dari unsur
yang berbeda.
Harus diingat bahwa
atom-
atom dalam keadaan
menyendiri atau tunggal tidak memiliki sifat-sifat tertentu,
seperti warna, wujud, massa jenis, daya hantar listrik, titik
didih, titik leleh, dan sebagainya. Sifat-sifat itu baru muncul
jika
atom-
atom dalam jumlah besar bergabung membentuk
kumpulan
atom dengan cara-cara tertentu, contohnya
adalah grafit dan intan. Kedua zat tersebut memiliki sifat
yang berbeda, intan sangat keras dan tembus pandang,
sedangkan grafit bersifat lunak, hitam, dan tidak tembus
pandang. Kedua zat tersebut memiliki sifat yang berbeda,
namun keduanya dibentuk oleh atom dari unsur yang sama,
tetapi dengan cara-cara berikatan yang berbeda. Atom yang
dimaksud di sini adalah atom karbon. Jika keduanya dibakar
maka kedua zat tersebut akan menghasilkan zat yang sama,
yaitu karbon dioksida (CO
2
).
Secara umum, dapat dikatakan bahwa cara atom-atom
berikatan ikut menentukan sifat dari zat yang dibentuk.
Dalam grafit, terlihat pada Gambar 7.3,
bahwa
atom-atom
karbon membentuk lapisan-lapisan tersendiri. Dalam setiap
Gambar 7.2
Atom karbon dan
atom
oksigen merupakan jenis
atom
yang berbeda sehingga untuk
membedakannya, model atom-
atom tersebut diberi warna
atau besarnya dibedakan.
C
O
Gambar 7.1
(a) Berdasarkan teori
atom
Dalton,
atom-
atom dari unsur
yang sama itu identik. Atom-
atom unsur X berbeda dengan
atom-
atom unsur Y.
(b) Molekul senyawa dihasilkan
dari penggabungan atom unsur
X dan Y dengan perbandingan
2 : 1.
114
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
lapisan, satu atom karbon memiliki tiga atom yang berdekatan
(bertetangga). Sementara dalam intan,
atom-
atom tersusun
lebih rapat, satu atom karbon dikelilingi oleh empat
atom
karbon.
Sumber:
www.diamondstudsonly.com; www.natur.cuni.com; Chemistry Today
Unsur-unsur logam seperti natrium, kalsium, tembaga,
emas, dan besi dalam keadaan bebasnya atau tidak ber-
senyawa dengan unsur lain, tersusun atas partikel terkecil
materi yang termasuk ke dalam golongan
atom. Jadi, sepotong
logam besi disusun oleh atom-
atom besi yang memiliki
struktur atau pola tertentu (lihat Gambar 7.4). Ingatkah
kamu pembahasan di kelas VII mengenai perbedaan susunan
antarpartikel dalam wujud padat, cair, dan gas?
Gambar 7.3
Grafit dan intan beserta model
susunan
atom-atomnya.
Gambar 7.4
Model susunan
atom besi
Tugas 7.1
Untuk mengingatkan kembali apa yang sudah dipelajari di
kelas VII, cobalah gambarkan olehmu susunan antaratom besi
dari besi berwujud cair dan padat.
Selain unsur logam, ada juga unsur-unsur bukan logam
yang dalam keadaan bebasnya (dalam keadaan tidak ber-
senyawa dengan unsur lain) tersusun atas
atom-atom.
Misalnya, unsur-unsur dari golongan gas mulia helium (He),
neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon
(Rn). Carilah informasi tentang unsur-unsur yang kamu kenal
yang dalam keadaan bebasnya tersusun atas atom-atom.
Untuk mempermudah mempelajari tentang sifat-sifat
unsur dan senyawanya, para ahli kimia menyusun unsur-
unsur dalam suatu sistem periodik unsur. Sistem periodik
Key Point
Hal Penting
Atom adalah partikel
terkecil dari suatu unsur
yang masih memiliki ciri
kimia dari unsur tersebut.
Atom is smallest particle
of an element that retains
the chemicals identity of the
element.
115
Atom, Ion, dan Molekul
unsur merupakan suatu tabel yang berisi daftar semua unsur
yang sudah dikenal atau diketahui keberadaannya. Pada
tabel
sistem periodik unsur, tercantum 118 macam unsur
yang sudah berhasil diidentifikasi keberadaannya oleh para
ahli. Unsur-unsur tersebut berada dalam keadaan bebas
ataupun senyawanya di alam bahkan juga unsur-unsur yang
hanya ada di laboratorium saja.
Setiap kolom dalam sistem periodik unsur diberi istilah
golongan. Dalam setiap
golongan hanya terdapat satu
golongan unsur. Dalam satu golongan, unsur-unsur akan
disusun sesuai dengan kenaikan nomor massa. Unsur-unsur
golongan utama diberi tambahan simbol A di belakang
nomor golongannya, misalnya IA, IIA, IIIA, dan seterusnya
(perhatikan
Gambar 7.5).
Nomor Atom
Simbol
Massa Atom
Logam
Semi logam
Nonlogam
IA
IIA
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIIIB
IB IIB
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
VIIIA
1
Lantanida
Aktinida
2
3
4
5
6
7
Gambar 7.5
Sistem periodik unsur, terdapat
8 golongan A dan 8 golongan B
serta 7 periode.
Sumber:
www.chem.wisc
Beberapa
golongan utama mendapat sebutan khusus.
Unsur-unsur yang terdapat dalam
golongan utama pertama
(IA), seperti litium (Li) dan natrium (Na) disebut unsur-
unsur
golongan logam alkali (hidrogen bukan logam sehingga
tidak termasuk logam alkali). Golongan utama kedua (IIA),
seperti berilium (Be) dan magnesium (Mg) disebut unsur-
unsur logam alkali tanah. Unsur-unsur yang terdapat dalam
golongan utama ketujuh (VIIA), seperti fluor (F) dan klor (Cl)
disebut unsur-unsur
golongan halogen. Adapun unsur-unsur
yang terdapat dalam
golongan utama kedelapan (VIIIA),
seperti helium (He) dan neon (Ne) disebut unsur-unsur
golongan gas mulia.
116
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Setiap baris sistem periodik dimulai dengan unsur logam
alkali dan berakhir dengan unsur gas mulia. Unsur-unsur
yang merupakan satu golongan akan ditemukan kembali sifat
atomnya secara periodik dalam setiap baris. Oleh karena itu,
baris dalam sistem periodik unsur disebut periode. Periode
pertama hanya terdiri atas dua macam unsur, yaitu hidrogen
dan helium. Berbeda dengan cara penulisan golongan yang
memakai huruf Romawi, nomor
periode ditulis dengan
angka 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7.
Dalam
sistem periodik unsur, setiap unsur ditulis
dalam bentuk lambang unsur disertai dengan identitas
yang dimiliki unsur tersebut, yaitu berupa nomor atom dan
nomor massa.
X
:
Lambang atom
Z
:
Nomor atom
A
:
Nomor massa
Z
A
X
Misalnya, unsur karbon dan natrium dalam sistem
periodik unsur ditulis dalam bentuk:
Lambang
atom unsur natrium adalah Na.
Nomor
atom unsur Na adalah 11.
Nomor massa unsur Na adalah 23.
Lambang
atom unsur karbon adalah C.
Nomor
atom unsur C adalah 6.
Nomor massa unsur C adalah 12.
6
12
C
11
23
Na
Setelah mempelajari tentang sistem periodik unsur,
sudahlah kamu memahaminya?
1.
Tuliskan contoh materi yang memiliki
atom sebagai partikel terkecilnya.
2.
Jelaskan pengertian atom menurut Dalton.
3.
Mengapa unsur-unsur dalam satu
golongan
memiliki sifat yang mirip? Jelaskan.
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.1
Ilmuwan
IPA
Dmitri Ivanovich
Mendeleev
(1834 –1907)
Dmitri Mendeleev
adalah seorang kimiawan
Rusia yang menemukan
tabel periodik unsur. Unsur
ke-101 (Md) diberi nama
mendelevium sebagai
penghargaan atas dirinya.
Sumber:
Chemistry for Changing
Times
, 2007
4.
Tuliskanlah lambang atom, nomor
atom, dan nomor massa dari
35
5
17
,
Cl
,
16
8
O
,
1
1
H
, dan
56
26
Fe
117
Atom, Ion, dan Molekul
B. Molekul
Banyak partikel terkecil dari suatu zat di alam yang bukan
atom, melainkan gabungan dari dua atau lebih atom unsur,
baik dari unsur yang sama maupun berbeda. Gabungan dua
atom atau lebih yang berasal dari unsur yang sama atau
berbeda disebut molekul. Jika atomnya berasal dari unsur
yang sama maka
molekul tersebut disebut
molekul unsur. Jika
suatu
molekul tersusun atas dua atau lebih
atom dari unsur
yang berbeda maka disebut molekul senyawa. Tidak seperti
unsur logam yang partikel-partikel terkecilnya tersusun
atas
atom, partikel-partikel terkecil dari unsur-unsur bukan
logam dapat berupa atom maupun
molekul. Unsur-unsur
golongan gas mulia (VIIIA) tersusun atas partikel terkecil
kelompok
atom. Adapun unsur-unsur
golongan halogen
(VIIA) tersusun atas molekul unsur.
Untuk memantapkan pemahaman kamu tentang per-
bedaan antara molekul unsur dan molekul senyawa, kita
ambil contoh gas oksigen dan gas karbon dioksida (lihat
Gambar 7.6). Dari gambar tersebut terlihat bahwa
molekul
gas oksigen tersusun atas dua atom unsur yang sama, yaitu
atom oksigen sehingga molekul oksigen termasuk
molekul
unsur (rumus O
2
), sedangkan
molekul-
molekul gas karbon
dioksida termasuk molekul senyawa karena tersusun atas
atom-
atom dari unsur yang berbeda, yaitu satu
atom karbon
dan dua atom oksigen (rumus CO
2
).
Contoh lain dari molekul unsur adalah molekul yang
dibentuk oleh atom unsur hidrogen. Dua atom unsur
hidrogen membentuk molekul unsur diatomik (disusun
oleh dua atom) dengan rumus kimia H
2
. Selain unsur-unsur
golongan halogen, unsur oksigen, dan unsur hidrogen, unsur
nitrogen juga tersusun atas molekul diatomik dengan rumus
molekul N
2
.
Selain mampu membentuk molekul diatomik, beberapa
unsur bukan logam juga mampu membentuk
molekul
poliatomik (
molekul unsur yang tersusun atas tiga buah
atau lebih atom). Misalnya, ozon (O
3
) merupakan molekul
yang tersusun atas tiga buah
atom unsur oksigen. Adapun
belerang mampu membentuk molekul unsur yang tersusun
atas 8 atom belerang (S
8
).
Contoh zat yang partikel terkecilnya merupakan
molekul
senyawa adalah air. Air yang biasa kita minum mengandung
partikel-partikel terkecil yang disebut
molekul air. Molekul
Key Point
Hal Penting
Molekul adalah
kelompok
atom yang
terikat satu sama lain
secara kimiawi dan tidak
bermuatan.
Molecule is a neutral
chemically bonded group of
atoms that act as a unit.
b
a
Gambar 7.6
(a) Molekul oksigen
(b) Molekul karbon dioksida
118
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
air ini tersusun atas dua atom unsur hidrogen dan satu
atom
unsur oksigen (rumus H
2
O). Karena molekul air tersusun dari
atom-
atom unsur yang berbeda maka molekul air termasuk
molekul senyawa. Molekul air dapat dihasilkan dari reaksi
antara molekul unsur hidrogen dan molekul unsur oksigen.
O
2
+ 2 H
2
→
2 H
2
O
Pada Gambar 7.7, terlihat bahwa
molekul unsur hidrogen
bereaksi dengan molekul unsur oksigen membentuk
molekul
senyawa air. Tiap
molekul unsur oksigen akan bereaksi dengan
dua
molekul unsur hidrogen membentuk 2
molekul senyawa
air. Jika satu molekul oksigen memerlukan dua molekul unsur
hidrogen agar bereaksi sempurna membentuk 2
molekul
senyawa air maka 2
molekul unsur oksigen memerlukan 4
molekul unsur hidrogen agar bereaksi sempurna membentuk
4 molekul air.
Pada reaksi tersebut terlihat bahwa dalam reaksi kimia
tidak ada kehilangan atom-
atom. Jumlah atom H dan O di
sebelah kanan sama dengan jumlah atom H dan O di sebelah
kiri. Perbedaannya, yaitu masing-masing
atom yang di sebelah
kiri berikatan dengan atom dari unsur yang sama, sedangkan
di sebelah kanan sudah berikatan dengan
atom dari unsur lain
membentuk
molekul senyawa. Jumlah atom pada suatu reaksi
akan tetap sehingga fenomena adanya Hukum Kekekalan
Massa ( jumlah massa zat-zat yang bereaksi sama dengan
jumlah massa zat-zat hasil reaksi) dapat dipahami. Selain
zat-zat yang telah disebutkan di atas, masih banyak zat-zat
di sekitar kita yang partikel terkecilnya berupa molekul.
Contohnya adalah gula putih (C
12
H
22
O
11
) yaitu zat yang biasa
menjadi campuran untuk membuat kopi. Contoh lainnya
adalah gas karbon monoksida (CO) dan etanol (C
2
H
5
OH).
Karbon monoksida adalah gas yang dapat meracuni darah
kita sehingga menimbulkan kematian. Adapun etanol yaitu
zat yang bisa dipakai untuk berbagai keperluan, seperti
sterilisasi, campuran minuman keras, dan bahan bakar.
Semua zat tersebut tersusun atas partikel-partikel terkecil
materi yang disebut molekul.
Gambar 7.7
Satu molekul oksigen bereaksi
dengan dua molekul hidrogen
membentuk dua molekul air.
119
Atom, Ion, dan Molekul
C. Ion
Pada awal abad ke-19, Dalton mengungkapkan bahwa
partikel terkecil dari materi adalah atom. Pada pertengahan
abad ke-19, banyak hasil penelitian yang menunjukkan bahwa
banyak zat tidak disusun oleh
atom melainkan oleh partikel-
partikel bermuatan yang disebut ion. Ukuran partikel ini
adalah sekitar ukuran atom dan molekul. Contoh: orang
sudah mengenal bahwa lelehan garam dan larutan garam
dalam air dapat menghantarkan listrik. Dalam peristiwa
tersebut, muatan listrik mengalir dengan cara yang berbeda
dibandingkan dalam logam. Dalam logam, muatan listrik
dibawa oleh elektron. Sebaliknya, dalam lelehan garam atau
larutan garam dalam air, muatan listrik dibawa oleh ion-ion
(ion positif dan negatif ).
Dengan demikian, partikel terkecil dari materi tidak
hanya berbentuk atom dan molekul, tetapi juga dapat
berbentuk ion. Muatan elektron merupakan jumlah muatan
terkecil yang disebut sebagai muatan dasar (e). Muatan ion
adalah satu kali atau beberapa kali muatan dasar tersebut.
Karena itu, muatan ion hanya dituliskan dengan angka
satu atau kelipatan dari muatan tersebut. Logam-logam
membentuk ion-ion bermuatan positif (
kation).
Ion-ion unsur
bukan logam sebagian besar membentuk ion bermuatan
negatif (anion).
Atom-atom dalam keadaan netral mengandung muatan
positif dan negatif yang sama jumlahnya. Atom-atom tersebut
berubah menjadi ion saat menerima atau melepaskan
elektron
(lihat Gambar 7.8). Apakah suatu ion bermuatan satu atau
beberapa kali dari muatan dasar dapat diperkirakan dari
letak unsur yang bersangkutan dalam sistem periodik
unsur?
Ion-ion logam alkali (IA) selalu membentuk ion-ion
bermuatan positif satu, misalnya ion litium (Li
+
), ion natrium
(Na
+
), dan ion kalium (K
+
).
Ion-ion logam alkali tanah (IIA)
memiliki muatan positif dua, misalnya ion kalsium (Ca
2+
) dan
magnesium (Mg
2+
).
Informasi
IPA
Besi dan belerang
bergabung membentuk
besi(II) sulfida (FeS). Masing-
masing atom besi kehilangan
dua
elektron, sedangkan
atom-atom belerang
memperoleh dua
elektron.
Senyawa FeS
tidak tampak
berwarna kuning, seperti
belerang dan magnet tidak
dapat menarik besi karena
sekarang besi telah terikat
dengan belerang secara
ikatan ion membentuk
senyawa ion FeS. Persamaan
kimianya ditulis:
Fe + S
→
→
FeS
Sumber:
General Chemistry Prin-
ciples and Modern Applications,
2007
4+
4+
8+
8+
+
+
+
Atom A
Ion A
2+
2e
–
+
Atom B
Ion B
2–
2e
–
Gambar 7.8
Pembentukan ion-ion dari
atom dalam model roti kismis.
tukanlah setiap molekul tersebut ter
masuk
molekul unsur atau molekul senyawa.
3.
Tuliskanlah 3 contoh molekul yang me
-
rupakan molekul senyawa dan molekul
unsur.
1.
Tuliskan persamaan dan perbedaan antara
molekul unsur dan
molekul senyawa.
2.
Suatu campuran mengandung nitrogen,
karbon dioksida, uap air, dan oksigen. Ten-
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.2
120
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Key Point
Hal Penting
Seperti halnya ion-ion dari unsur logam, ion-ion dari unsur
bukan logam dapat diperkirakan muatannya berdasarkan
letak unsur tersebut dalam
sistem periodik unsur. Ion-ion
dari unsur golongan halogen (VIIA) selalu bermuatan negatif
satu, yaitu ion fluorida (F
–
), ion klorida (Cl
–
), ion bromida
(Br
–
), dan ion iodida (I
–
). Ion-ion dari golongan VIA, seperti
oksigen membentuk ion bermuatan negatif dua, oksida (O
2–
)
atau belerang yang juga membentuk ion bermuatan negatif
dua, sulfida (S
2–
). Dari unsur golongan VA, orang mengenal
unsur nitrogen yang mampu membentuk ion bermuatan
negatif tiga, nitrida (N
3–
). Adapun unsur-unsur
golongan gas
mulia VIIIA tidak membentuk ion.
Di samping ion yang berasal dari satu buah
atom unsur
(monoatom), terdapat pula ion yang berasal dari gabungan
dua atau lebih atom unsur yang berbeda (poliatom).
Misalnya, ion sulfat bermuatan negatif dua (SO
4
2–
), ion nitrat
bermuatan negatif satu (NO
3
–
), ion asetat bermuatan negatif
satu (CH
3
COO
–
), ion amonium yang bermuatan positif satu
(NH
4
+
), dan ion hidroksil yang bermuatan negatif satu (OH
–
).
Zat-zat yang tersusun atas ion memiliki muatan listrik
netral. Hal ini disebabkan oleh jumlah muatan positif dan
negatif yang sama. Contoh: natrium klorida (NaCl) tersusun
atas ion natrium yang bermuatan positif satu dan ion klor
yang bermuatan negatif satu dalam perbandingan 1 : 1,
magnesium klorida (MgCl
2
) tersusun atas ion magnesium
yang bermuatan positif dua dan dua ion klor yang bermuatan
negatif satu dalam perbandingan jumlah ion magnesium dan
jumlah ion klor = 1 : 2. Dengan demikian, jumlah muatan
positif yang berasal dari ion magnesium sama dengan
jumlah muatan negatif yang berasal dari ion-ion klor.
Dalam aluminium klorida (AlCl
3
), satu ion aluminium yang
bermuatan positif tiga dinetralkan oleh tiga ion klor yang
bermuatan negatif satu.
Antara ion-ion positif dan negatif yang menyusun suatu
garam saling tarik-menarik satu dengan lainnya membentuk
kisi kristal. Kisi kristal ini beragam jenisnya, bergantung
pada macam perbandingan ukuran ion positif dan negatif
yang berikatan. Berikut ini digambarkan salah satu model
kisi kristal dari senyawa garam dapur atau natrium klorida
(NaCl).
Ilmuwan
IPA
J. J. Thomson
(1856 –1940)
Thomson mengungkapkan
bahwa setiap
atom terdiri
atas sejumlah
elektron dan
sejumlah muatan positif
untuk menyeimbangkan
muatan negatifnya.
Sumber:
General Chemistry Principles
and Modern Application,
2007
Ion adalah partikel
atau kelompok
atom yang
memiliki muatan positif
atau negatif sebab ia telah
kehilangan atau menerima
elektron.
Ion is particle or goup of
atoms that has a positive or
negatif charge because it has
lost or gained electrons.
121
Atom, Ion, dan Molekul
Na
+
Cl
–
Sumber:
Chemistry for Changing Times
, 2007
Pada Gambar 7.9 terlihat bahwa satu ion natrium dikelilingi
oleh enam ion klor. Sebaliknya, satu ion klor dikelilingi oleh
enam ion natrium. Keteraturan ini dimiliki oleh setiap ion
natrium dan ion klor. Dengan demikian, kedua ion tersebut tidak
membentuk
molekul melainkan membentuk suatu kisi kristal.
Tiap-tiap ion tetap berada pada tempatnya. Ini bisa menjelaskan
mengapa padatan garam dapur tidak dapat menghantarkan
arus listrik, sedangkan lelehannya dapat menghantarkan arus
listrik. Ketika natrium klorida (NaCl) dilarutkan dalam air maka
kisi kristal NaCl akan terurai membentuk ion natrium dan ion
klor. Kedua ion tersebut akan berinteraksi dengan molekul air,
seperti ditunjukkan pada Gambar 7.10.
Ion-ion yang bermuatan berlawanan ini memiliki gaya
tarik listrik yang kuat. Ikatan kimia yang terjadi karena gaya
tarik listrik ini disebut ikatan ion. Senyawa yang terbentuk
karena adanya ikatan ion disebut
senyawa ion. Adanya
gaya tarik yang kuat ini bisa menjelaskan mengapa garam-
garam atau senyawa ion umumnya memiliki titik leleh dan
titik didih yang tinggi, jauh lebih tinggi dari zat-zat yang
tersusun atas molekul-molekul.
Setelah mempelajari ion, sudahkah kamu memahaminya?
Kerjakanlah soal-soal berikut untuk menguji pemahamanmu.
Gambar 7.9
Model kisi kristal NaCl
Gambar 7.10
Interaksi ion Na
+
dan ion Cl
–
terhadap
molekul air.
1.
Jelaskan pengertian dari anion dan kation.
2.
Tuliskan beberapa contoh senyawa yang
disusun oleh ion.
3.
Suatu senyawa dilarutkan dalam air dan
terjadi ionisasi seperti berikut.
Al
2
(SO
4
)
3
(
s
) + H
2
O → 2 Al
3+
(
aq
)
+ 3 SO
4
2–
(
aq
)
Tuliskanlah muatan setiap spesi yang
terlibat dalam pelarutan tersebut.
4.
Mengapa NaCl padat tidak dapat meng
-
hantarkan listrik, tetapi NaCl yang di-
larutkan dalam air dapat menghantarkan
listrik?
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 7.3
122
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Refleksi
Setiap zat tersusun atas partikel-partikel
•
terkecil dari zat tersebut. Partikel-partikel
terkecil penyusun zat bisa berupa atom,
molekul, atau ion.
Atom dari unsur yang sama adalah sama
•
dan
atom dari unsur-unsur yang berbeda
akan berbeda pula. Unsur-unsur logam
dalam keadaan bebas (tidak bersenyawa)
tersusun atas partikel-partikel terkecil,
yaitu atom.
Unsur-unsur dari
•
golongan bukan logam,
tersusun atas partikel-partikel terkecil
berupa
atom atau molekul. Dua atau
lebih
atom dapat bergabung membentuk
molekul.
Jika
•
atom yang bergabung berasal dari
unsur yang sama maka
molekul yang
terbentuk disebut molekul unsur.
Jika
•
atom-
atom yang bergabung berasal
dari unsur yang berbeda maka molekul
yang terbentuk disebut
molekul senyawa.
Tidak semua senyawa terbentuk dari ga-
•
bungan dua atau lebih atom unsur. Banyak
senyawa yang ada di alam merupakan
gabungan dari partikel-partikel bermuatan
yang disebut ion.
•
Ion-ion yang bermuatan positif (
kation)
berikatan dengan ion bermuatan negatif
(anion) melalui ikatan ion dan membentuk
senyawa ion.
Jumlah muatan listrik dalam suatu se-
•
nyawa yang tersusun atas ion positif dan
negatif adalah netral.
•
Ion bisa berasal dari satu atau lebih jenis
unsur. Senyawa yang tersusun atas ion-ion
tidak membentuk molekul melainkan kisi
kristal.
Dalam suatu kisi kristal, ion-ion yang
•
saling berlawanan tersusun dengan su
-
sunan antarion tertentu.
Kuatnya ikatan antarion dapat men-
•
jelaskan mengapa garam-garam umumnya
memiliki titik leleh dan titik didih yang
tinggi daripada zat-zat yang partikel ter
-
kecilnya adalah molekul.
Selamat, kamu telah selesai mempelajari
Bab Atom, Ion, dan Molekul. Materi ini
menarik untuk dipelajari, alam semesta yang
begitu kompleks ini tersusun atas materi-
materi yang masih memerlukan penelitian.
Sangat menarik, bukan? Selain itu, dengan
mempelajari bab ini, kamu bisa mendapatkan
begitu banyak manfaat. Misalnya, kamu dapat
mengetahui perbedaan antara atom, ion, dan
molekul pada suatu materi. Dapatkah kamu
menyebutkan manfaat yang lainnya?
Dalam mempelajari bab ini, bagian
manakah yang paling kamu sukai? Bagian
manakah yang kamu anggap sulit? Diskusi-
kan
lah kesulitan yang kamu pelajari pada bab
ini dengan guru atau temanmu agar kamu
lebih memahami materi dalam bab ini.
Rangkuman
123
Atom, Ion, dan Molekul
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat.
Kerjakanlah di buku latihanmu
.
Unsur tersusun atas partikel-partikel
1.
terkecil yang disebut
atom. Teori ini
dikemukakan oleh ....
a.
Leucippus
b.
Democritus
c.
Dalton
d.
Thomson
Berikut ini merupakan bentuk materi,
2.
kecuali
....
a.
unsur
b.
senyawa
c.
golongan
d.
campuran
Materi yang partikel terkecilnya
3.
atom
adalah ....
a.
logam emas
b.
gas oksigen
c.
gas nitrogen
d.
air
Senyawa yang
4.
tidak
tersusun atas ion-ion
adalah ....
a.
NaCl
b.
H
2
O
c.
KNO
3
d.
CaCO
3
Rumus kimia berikut yang merupakan
5.
molekul senyawa adalah ....
a.
O
3
b.
Co
c.
Cl
2
d.
HCl
Rumus kimia berikut yang termasuk
6.
molekul unsur adalah ....
a.
O
2
b.
Co
c.
NO
d.
HCl
Partikel terkecil dari materi yang ber-
7.
muatan negatif disebut ....
a.
anion
b.
kation
c.
elektron
d.
molekul
Suatu zat yang dengan reaksi kimia tidak
8.
dapat diuraikan lagi menjadi zat lain
disebut ....
a.
unsur
b.
molekul
c.
senyawa
d.
campuran
9.
Ion kalium yang bermuatan positif satu
(K
+
) jika berikatan dengan satu ion klorida
yang bermuatan negatif satu (Cl
–
) akan
membentuk senyawa dengan rumus ....
a.
KCl
2
b.
KCl
c.
K
2
Cl
d. K
2
Cl
2
Lelehan gula putih tidak menghantarkan
10.
listrik, sedangkan lelehan garam dapur
(cair) dapat menghantarkan listrik. Hal ini
disebabkan karena ....
a.
gula merupakan unsur bukan logam
b.
gula merupakan senyawa
c.
garam dapur tersusun dari partikel
bermuatan
d. garam dapur merupakan senyawa
Pernyataan yang
11.
tidak
benar tentang asam
askorbat atau vitamin C yang memiliki
rumus kimia C
6
H
8
O
6
adalah ....
a.
pada tiap molekulnya terdapat tiga
macam atom unsur
b.
pada tiap molekulnya terdapat 20
buah atom unsur
c.
partikel terkecilnya berupa atom
d.
partikel terkecilnya berupa molekul
T
es Kompetensi Bab 7
124
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Pernyataan yang benar tentang garam
12.
dapur yang memiliki rumus kimia NaCl
adalah ....
a.
pada tiap molekulnya terdapat empat
macam atom unsur
b.
partikel terkecilnya berupa ion-ion
c.
partikel terkecilnya berupa molekul
d.
partikel terkecilnya berupa atom
Rumus kimia 2H
13.
2
menyatakan ....
a.
2 atom H
b.
2 atom H
2
c.
2 molekul H
d.
2 molekul H
2
Pernyataan yang benar tentang gas karbon
14.
monoksida (CO) dan gas karbon dioksida
(CO
2
) adalah ....
a.
partikel terkecil dari kedua gas
tersebut berupa molekul
b.
partikel terkecil dari gas-gas tersebut
mengandung jumlah atom yang sama
c.
kedua gas tersebut memiliki sifat
yang sama
d.
keberadaan CO di udara tidak
berbahaya bagi sistem pernapasan
manusia
Molekul senyawa terdapat dalam zat
15.
dengan rumus kimia ....
a.
N
2
b.
Co
c.
CO
d. O
2
B. Selesaikan soal-soal berikut dengan benar.
C. Jawablah soal tantangan berikut dengan tepat.
Tuliskan rumus kimia karbon dioksida, air,
1.
dan oksigen yang merupakan komponen
proses fotosintesis.
Tuliskan ion-ion yang menyusun senyawa
2.
dengan rumus KMnO
4
, BaCO
3
, MgSO
4
, dan
KCl.
Pada bagian awal bacaan bab ini terdapat
3.
satu diagram alur yang berisi tentang
konsep-konsep penting (terdapat dalam
kotak) yang telah kamu pelajari dalam bab
ini. Hubungan bermakna antara konsep-
konsep tersebut ditunjukkan oleh kata
penghubung. Sekarang, cobalah kamu
perhatikan lagi setiap konsep yang ada
dalam peta konsep tersebut, kemudian
jelaskan dengan kata-kata sendiri mengenai
arti dari setiap konsep tersebut beserta
kaitannnya dengan konsep yang lain.
Salah satu zat kimia yang biasa dipakai
4.
sebagai pupuk oleh para petani memiliki
rumus KCl. Menurut perkiraanmu, apakah
larutan zat tersebut dalam air dapat
meng
hantarkan arus listrik? Berikanlah
penjelasannya.
Buatlah gambar yang memuat tentang
5.
imajinasi kamu mengenai jenis-jenis par
-
tikel yang ada dalam larutan KCl dalam
air.
Lihatlah salah satu etiket minuman air mineral dalam kemasan yang mengandung data tentang
kandungan zat terlarutnya. Berdasarkan etiket tersebut, partikel apa saja yang terdapat dalam air
kemasan tersebut? Golongkan jenis partikel tersebut ke dalam atom, ion, atau molekul. Buatlah
gambar yang menunjukkan tentang imajinasimu mengenai keberadaan partikel-partikel tersebut
dalam air kemasan tersebut.