PARTIKEL MATERI

A.Partikel Materi
Partikel materi adalah bagian terkecil dari materi yang masih mempunyai sifat sama dengan materi tersebut.
1.Menurut Democritus, pembagian materi bersifat diskontinyu (jika suatu materi dibagi dan terus dibagi maka akhirnya diperoleh partikel terkecil yang sudah tidak dapat dibagi lagi = disebut Atom)
2.Menurut Plato dan Aristoteles, pembagian materi bersifat kontinyu (pembagian dapat berlanjut tanpa batas)
Bagan berikut menunjukkan pembagian materi berdasarkan penyusunnya.


Partikel Dasar Penyusun Materi Dapat berupa :
1)Atom
Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat-sifat unsur itu. Jika suatu unsur, misalnya sepotong besi dipotong menjadi dua dan potongan tersebut dipotong lagi secara terus-menerus, maka akan diperoleh partikel besi terkecil yang masih mempunyai sifat yang sama seperti sebelum besi tersebut dipotong. Partikel-partikel tersebut dinamakan atom besi.


Jadi, unsur besi tersusun dari atom besi. Unsur lain, misalnya emas, juga tersusun dari atom-atom emas. Atom penyusun emas mempunyai sifat yang berbeda dengan atom penyusun besi. Kata atom berasal dari kata Yunani atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi. Pengertian atom sebagai partikel terkecil suatu zat yang tidak dapat dipecah lagi, pertama kali dikemukakan oleh seorang ahli filsafat Yunani Leukippos dan Deumokritus yang hidup pada abad ke-4 sebelum Masehi (400 – 370 SM). Pada masa itu terdapat pendapat lain yang dikemukakan oleh Aristoteles (384 – 332 SM) bahwa materi dapat dibagi terus-menerus tanpa batas. Pada saat itu pendapat Aristoteles lebih banyak mendapat dukungan sedangkan pendapat Leukippos dan Deumokritus semakin dilupakan. Namun pada abad ke-18 ternyata banyak ahli kimia yang dapat menerima pendapat Leukippos dan Deumokritus. Pada tahun 1803, John Dalton (1766 – 1844), seorang guru sekolah dari Inggris yang ahli dalam bidang fisika dan kimia, mengajukan pendapat bahwa materi terdiri atas atom-atom.
Postulat Dasar dari Teori Atom Dalton :
1)Setiap materi terdiri atas partikel yang disebut atom
2)Unsur adalah materi yang terdiri atas sejenis atom
3)Atom suatu unsur adalah identik tetapi berbeda dengan atom unsur lain ( mempunyai massa yang berbeda )
4)Senyawa adalah materi yang terdiri atas 2 atau lebih jenis atom dengan perbandingan tertentu
5)Atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan dan tidak dapat diubah menjadi atom lain melalui reaksi kimia biasa. Reaksi kimia hanyalah penataan ulang ( reorganisasi ) atom-atom yang terlibat dalam reaksi tersebut
Kelemahan dari postulat teori Atom Dalton :
1)Atom bukanlah sesuatu yang tak terbagi, melainkan terdiri dari partikel subatom
2)Atom-atom dari unsur yang sama, dapat mempunyai massa yang berbeda ( disebut Isotop )
3)Atom dari suatu unsur dapat diubah menjadi atom unsur lain melalui Reaksi Nuklir
4)Beberapa unsur tidak terdiri dari atom-atom melainkan molekul-molekul

Perkembangan Teori Atom
1) Model Atom Dalton
a)Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil.
b)Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dipecah lagi.
c)Atom suatu unsur sama memiliki sifat yang sama, sedangkan atom unsur berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya.
d)Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain.
e)Reaksi kimia hanyalah reorganisasi dari atom-atom, sehingga tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia.
Teori atom Dalton ditunjang oleh 2 hukum alam yaitu :
1.Hukum Kekekalan Massa ( hukum Lavoisier ) : massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.
2.Hukum Perbandingan Tetap ( hukum Proust ) : perbandingan massa unsur-unsur yang menyusun suatu zat adalah tetap.
Kelemahan Model Atom Dalton :
1)Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain
2)Tidak dapat menjelaskan sifat listrik dari materi
3)Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan
4)Menurut teori atom Dalton nomor 5, tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia. Kini ternyata dengan reaksi kimia nuklir, suatu atom dapat berubah menjadi atom lain.
Contoh :

2) Model Atom Thomson
a)Setelah ditemukannya elektron oleh J.J Thomson, disusunlah model atom Thomson yang merupakan penyempurnaan dari model atom Dalton.
b)Atom terdiri dari materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis.

3) Model Atom Rutherford
a)Rutherford menemukan bukti bahwa dalam atom terdapat inti atom yang bermuatan positif, berukuran lebih kecil daripada ukuran atom tetapi massa atom hampir seluruhnya berasal dari massa intinya.
b)Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan berada pada pusat atom serta elektron bergerak melintasi inti (seperti planet dalam tata surya).

Kelemahan Model Atom Rutherford :
Ketidakmampuan untuk menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom akibat gaya tarik elektrostatis inti terhadap elektron.
Menurut teori Maxwell, jika elektron sebagai partikel bermuatan mengitari inti yang memiliki muatan yang berlawanan maka lintasannya akan berbentuk spiral dan akan kehilangan tenaga/energi dalam bentuk radiasi sehingga akhirnya jatuh ke inti.

4) Model Atom Niels Bohr
Model atomnya didasarkan pada teori kuantum untuk menjelaskan spektrum gas hidrogen.
Menurut Bohr, spektrum garis menunjukkan bahwa elektron hanya menempati tingkat-tingkat energi tertentu dalam atom.


Menurutnya :
a)Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan di sekitarnya beredar elektron-elektron yang bermuatan negatif.
b)Elektron beredar mengelilingi inti atom pada orbit tertentu yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang stasioner (tetap) yang selanjutnya disebut dengan tingkat energi utama (kulit elektron) yang dinyatakan dengan bilangan kuantum utama (n).
c)Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi akan tetap sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan.
d)Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan stasioner yang lebih rendah ke lintasan stasioner yang lebih tinggi jika menyerap energi. Sebaliknya, jika elektron berpindah dari lintasan stasioner yang lebih tinggi ke rendah terjadi pelepasan energi.
e)Pada keadaan normal (tanpa pengaruh luar), elektron menempati tingkat energi terendah (disebut tingkat dasar = ground state).
Kelemahan Model Atom Niels Bohr :
1.Hanya dapat menerangkan spektrum dari atom atau ion yang mengandung satu elektron dan tidak sesuai dengan spektrum atom atau ion yang berelektron banyak.
2.Tidak mampu menerangkan bahwa atom dapat membentuk molekul melalui ikatan kimia.

5) Model Atom Modern
Dikembangkan berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli :
a)Louis Victor de Broglie, menyatakan bahwa materi mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagai gelombang.
b)Werner Heisenberg, mengemukakan prinsip ketidakpastian untuk materi yang bersifat sebagai partikel dan gelombang. Jarak atau letak elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya dapat ditentukan dengan kemungkinan –kemungkinan saja.
c)Erwin Schrodinger (menyempurnakan model Atom Bohr), berhasil menyusun persamaan gelombang untuk elektron dengan menggunakan prinsip mekanika gelombang. Elektron-elektron yang mengelilingi inti terdapat di dalam suatu orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar.

Orbit Orbital
Gambar Perbedaan antara orbit dan orbital untuk electron

Orbital digambarkan sebagai awan elektron yaitu : bentuk-bentuk ruang dimana suatu elektron kemungkinan ditemukan.
Semakin rapat awan elektron maka semakin besar kemungkinan elektron ditemukan dan sebaliknya.
Atom suatu unsur diberi lambang sama dengan lambang unsur tersebut. Contoh : Na, Mg, Ba, Ca, Fe.
Para ahli menggunakan satuan massa khusus yang menyatakan massa sebuah atom, yaitu “satuan massa atom” disingkat sma atau amu dalam bahasa Inggris (amu = atomic mass unit).
1 sma = 1,6 x 10-24 gram
Atom dibangun dari partikel yang lebih kecil lagi, yaitu proton, elektron, dan neutron yang disebut partikel subatom atau partikel dasar. Sifat-sifat ketiga partikel subatom itu dapat digambarkan dengan tabel berikut:

Partikel
Notasi
Massa Muatan

Sesungguhnya
Relatif thd proton
Sesungguhnya
Relatif thd proton
Proton
p
1,67 x 10-24 g
1 sma
1,6 x 10-19 C
+1
Neutron
n
1,67 x 10-24 g
1 sma
0
0
Elektron
e
9,11 x 10-28 g
(1/ 1840) sma
-1,6 x 10-19 C
-1

Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom atau nomor proton. Hasil penjumlahan proton dengan neutron dalam suatu atom disebut nomor massa. Atom-atom dari unsur yang sama, tetapi massanya berbeda disebut isotop.Menurut teori atom modern, proton dan neutron berada di pusat atom yang disebut inti atom, sedangkan elektron beredar mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit atom.
Nomor Atom
Nomor atom menyatakan jumlah proton dalam atom. Untuk atom netral, jumlah proton = jumlah elektron (nomor atom juga menyatakan jumlah elektron). Nomor atom Diberi simbol huruf Z. Atom yang melepaskan elektron berubah menjadi ion positif, sebaliknya yang menerima elektron berubah menjadi ion negatif.
Nomor Massa
Nomor massa menunjukkan jumlah proton dan neutron dalam inti atom. Proton dan neutron sebagai partikel penyusun inti atom disebut Nukleon. Jumlah nukleon dalam atom suatu unsur dinyatakan sebagai Nomor Massa (diberi lambang huruf A), sehingga :
A = nomor massa
= jumlah proton ( p ) + jumlah neutron ( n )
A = p + n = Z + n
Penulisan atom tunggal dilengkapi dengan nomor atom di sebelah kiri bawah dan nomor massa di sebelah kiri atas dari lambang atom tersebut. Notasi semacam ini disebut dengan Nuklida.

Keterangan :
X = lambang atom A = nomor massa Z = nomor atom
Contoh :

1)Ion
Ion adalah atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik. Ion yang bremuatan positif disebut kation, sedangkan ion yang bermuatan negatif disebut anion. Unsur logam cenderung melepas elektron, sedangkan unsur nonlogam cenderung menyerap elektron. Pelepasan elektron akan menghasilkan ion positif, sedangkan penyerapan elektron akan menghasilkan ion negatif. Contoh :
Kation Tunggal : Na+, K+
Kation Poliatom : NH4+ , H3O+
Anion Tunggal : Cl-, S2-
Anion Poliatom : NO3-, OH-
Rumus umum untuk menghitung jumlah proton, neutron dan elektron :
1). Untuk nuklida atom netral :
: p = Z
e = Z
n = (A-Z)
2). Untuk nuklida kation :
: p = Z
e = Z – (+y)
n = (A-Z)
3). Untuk nuklida anion :
: p = Z
e = Z – (-y)
n = (A-Z)
2)Molekul
Molekul adalah spesi (partikel) netral yang terdiri dari dua atau lebih atom, baik atom sejenis maupun atom yang berbeda jenis. Molekul yang terdiri dari atom sejenis disebut molekul unsur. Sedangkan molekul yang terdiri dari atom berbeda jenis disebut molekul senyawa. Molekul Unsur :
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 )
Molekul Senyawa :
a.Dapat berupa Molekul ( disebut Senyawa Molekul ) atau Ion ( disebut Senyawa Ion )
b.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 )