BAB 6 Partikel-Partikel Materi · sampai jarak tertentu hingga kamu hanya melihat padatan putih...

159 Bab 6 Partikel-Partikel Materi 159

Partikel-Partikel MateriBAB 6

A. Atom, Molekul, dan IonB. Peranan Ion dalam

Kehidupan

160 IPA SMP Kelas VIII

Peta

Kon

sep

Part

ikel

-par

tikel

Mat

eri

Peta Konsep

Parti

kel M

ater

i

Molek

ul

Atom

beru

pa

Unsu

r

dapa

t mem

bentu

k

Ion

Seny

awa

dibed

akan

ters

usun

atas

Atom

-atom

yang

sama

ters

usun

atas

Atom

-atom

yang

berb

eda

Ion po

sitif

Ion ne

gatif

dibed

akan

da

pat m

embe

ntuk


Peta Konsep

P

eta

Ko

nse

p A

tom

prot

on

berm

uata

n

posi

tif

inti

atom

Atom

ters

usun

ata

s

netro

n

bers

ifat

netra

l ata

u tid

ak

berm

uata

n

elek

tron

berm

uata

n

nega

tif

men

yusu

n

men

geli

ling

i

men

yusu

n


Pernahkah kamu perhatikan benda-benda yang ada dalam kamar belajarmu? Mungkinanda menjawab, “ada meja, kursi, buku-buku pelajaran, pensil, dan lain-lainnya”. Kalaupertanyaan itu dilanjutkan, terdiri atas apakah semua barang-barang itu, pensil misalnya?Kamu pun mungkin akan menjawabnya, “pensil terdiri atas kayu dan mata pensil”. Tetapiterdiri atas apakah kayu dan mata pensil itu? Dengan agak ragu-ragu mungkin akan kamujawab, “wah, saya tidak bisa melihatnya, soalnya ukurannya sangat kecil”.

Semua materi yang ada di sekeliling kita tersusun daribagian yang sangat kecil yang disebut partikel. Pensil danbuku yang kamu pegang, kursi dan meja yang kamugunakan, juga rambut kamu semuanya tersusun daripartikel. Partikel ini berukuran sangat kecil, sehingga tidakmemungkinkan bagi kita memegangnya juga untukmelihatnya secara langsung. Meskipun demikian, denganmenggunakan mikroskop elektron kamu dapat melihatkumpulan partikel ini. Gambar 6.1 memperlihatkan gambarjarum dan benangnya menggunakan mikroskop elektron.

Gambar 6.1.a adalah gambar jarum yang biasa kamulihat. Jika dilihat dengan menggunakan mikroskop elektrondengan pembesaran 130 kali kamu akan lihat Gambar6.1.b. Nampak bahwa sebenarnya permukaan jarum danbenang tidak sehalus yang kita lihat dengan mata secaralangsung. Dengan pembesaran 60.000 kali kamu akan lihatGambar 6.1.c yang memperlihatkan bagaimana jarumtersusun dari kumpulan partikel.

Sekolah kamu tentu saja belum memiliki mikroskopelektron. Tetapi kamu tidak perlu berkecil hati, kamu tetapdapat membuktikan keberadaan partikel penyusun materidengan cara lain seperti yang akan kamu pelajari dalambagian berikut.

Partikel-PartikelMateri

Gambar 6.1.Gambar Jarum dan Benang

a

b

c

BABBABBABBABBAB66666

163Bab 6 Partikel-Partikel Materi

Apa yang dapat kamu simpulkan dari kedua percobaan tersebut? Dari jarak dekat kamumasih dapat mengamati ruang antar butiran gula pasir dan gambar titik-titik. Dengansemakin jauhnya jarak pandang sementara kemampuan mata kita untuk melihat terbatas,maka kerberadaan ruang kosong antar butiran gula atau antar titik-titik semakin tidak teramati.Dari jarak jauh, yang kita lihat hanyalahwarna putih pada butiran gula dan warna kelabupada gambar titik-titik.

Dengan memperhatikan apa yang sudah kamu laklukan dengan gula pasir dan gambartitik-titik, dapatkah kamu membayangkan bahwa sebenarnya semua materi yang kita lihatdalam kehidupan kita sehari-harisebenarnya merupakan kumpulan dari partikel-partikelyang sangat kecil? Ukuran partikel dan jarak antar partikel tersebut sangatlah kecil, sehinggakita tidak bisa melihat secara langsung keberadaan partikel dan ruang antar partikel tersebut.Partikel terkecil penyusun materi ini dapat berupa atom, molekul, atau ion.

Jika sejumlah kecil gula pasir kamuamati, maka akan kamu dapatkan bahwagula itu tersusun dari butiran-butiran yangsangat kecil. Sekarang cobalah kamu lakukanpenyelidikan menggunakan gula pasirberikut ini.

Apa yang kamu perlukan?Gula PasirGelas

Apa yang harus kamu lakukan?

Masukkan gula pasir ke dalam gelashingga penuh. Kemudian pandanglah gulapasir tersebut dari jarak dekat hingga kamudapat melihat butirannya dengan jelassampai jarak tertentu hingga kamu hanyamelihat padatan putih saja.

Pertanyaan1. Mengapa kita tidak bisa melihat

keberadaan ruang kosong antar butirangula pasir dari jarak jauh?

2. Apa yang dapat kamu amati selamakamu melihat gula dari jarak dekatsampai hanya butiran putih saja yangkamu lihat?

Penyelidikan Lain

Siapkanlah selembar kertas putih.Buatlah titik-titik kecil dengan spidol hitamdengan jarakantar sesamanya 1 mm dantersebar pada luas sekitar 5 x 5 cm2. Buatlahtitik-titik tersebut mengikuti suatu polayang sama. Tempelkan kertas tersebut padapapan tulis dan pandanglah gambar titik-titik tersebut dari jarak dekat hingga kamudapat melihat titik-titiknya dengan jelas dansampai jarak tertentu hingga kamu hanyamelihat warna kelabu saja.

Mengamati Gula Pasir

Kegiatan Penyelidikan


Molekul, Atom dan Ion

Kata-kata IPAAtom

ElektronProtonNetron

MolekulIon

A

MolekulJika kamu mengamati sejumlah kecil pewarna makanan,

maka akan kamu dapatkan bahwa pewarna itu tersusun daributiran-butiran yang sangat kecil. Jika butiran pewarna itukamu masukkan perlahan ke dalam gelas berisi air, apakahyang akan terjadi? Untuk mengetahuinya lakukan Lab Mini6.1.

Sekarang kamu perhatikan percobaan menggunakangula berikut ini! Gula tersusun dari partikel-partikel kecilyang menyebabkan rasa manis. Setelah gula tersebut masukke dalam air, maka gula akan larut dan partikel-partikelpenyusunnya akan menyebar diantara partikel-partikel air.Karena kecilnya partikel-partikel ini tidak dapat disaring,bahkan tidak dapat dilihat langsung oleh mata kita.Meskipun berubah menjadi partikel dengan ukuran sangatkecil, rasa manis tidak hilang. Partikel terkecil gula yangmasih memiliki sifat gula tersebut disebut molekul gula.

Molekul merupakan partikel terkecil dari suatu zatyang masih memiliki sifat-sifat zat tersebut. Molekultersusun dari dua atom atau lebih. Molekul dapat tersusundari atom-atom yang berbeda, tetapi dapat pula tersusundari atom-atom yang sama. Molekul yang tersusun dariatom-atom yang berbeda dinamakan molekul senyawa,misalnya molekul air (H2O) dan molekul karbondioksida(CO2). Tiap satu molekul air tersusun dari satu atom oksigendan dua atom hidrogen, setiap satu molekulkarbondioksida mengandung satu atom karbon dan duaatom oksigen (Gambar 6.2.)

Molekul yang tersusun dari atom yang samadinamakan molekul unsur, misalnya hidrogen (H2), oksigen(O2), nitrogen (N2), dan klorin (Cl2) . Tiap satu molekuloksigen tersusun dari dua atom oksigen. Gambar 6.3.menunjukkan beberapa molekul unsur.

Apa yang harus kamulakukan?

Ambilah seperempatsendok pewarna,perhatikan ukuranbutirannya. Masukkanperlahan butiran pewarnatersebut kedalam gelasyang telah diisi air. Amatidengan seksama apayang terjadi.

Pertanyaan

Menurut pendapatmu,apakah yang terjadidengan ukuran butiranpewarna setelahtercampur dengan air?

Lab Mini 6.1


AtomSebelumnya kamu telah mempelajari bahwa

sebenarnya semua materi yang kita lihat dalam kehidupankita sehari-hari sebenarnya merupakan kumpulan daripartikel-partikel yang sangat kecil. Dapatkah kamumembayangkan apakah yang sebenarnya terjadi jikasepotong besi dibentuk menjadi pisau, parang, danperalatan lainnya? Seorang “pandai besi” tentu akanmemanaskannya terlebih dahulu.

Agar mudah dibentuk, partikel penyusun unsur besiyang teratur susunannya dalam wujud padat haruslahdipanaskan terlebih dahulu agar partikel-partikel tersebutmenjadi relatif tidak beraturan dan ikatan antar sesamanyalemah sehingga tiappartikel bisa berpindah tempat. Dalamkeadaan demikian maka besi menjadi lebih mudahdibentuk menjadi sesuatu yang diinginkan.

Disebut apakah partikel terkecil penyusun unsur besi?Partikel terkecil tersebut dinamakan atom besi. Jadi unsurbesi tersusun dari atom besi. Unsur lain, misalnya emas,juga tersusun dari atom-atom emas. Atom penyusun emasmempunyai sifat yang berbeda dengan atom penyusunbesi. Demikian pula untuk unsur-unsur lainnya sepertikarbon dan silikon. Gambar 6.4. menunjukkan kumpulanatom-atom.

Gambar 6.4Sebatang besi tersusun darikumpulan atom-atom besi

Gambar 6.3Contoh molekul unsur.

Gambar 6.2.Contoh molekul senyawa

Molekul hidrogen

H H

Molekul oksigen

O O

Molekul airMolekulkarbondioksida

Sebatang besi

_____Atom besi


Atom-atom berukuran sangat kecil. Setiap atommempunyai diameter sekitar 0,1 nanometer atau 0,1 x 10-9

meter. Sangat kecil bukan? Jumlah atom yang terdapat padakepala jarum adalah sekitar 1.000.000.000.000.000 atau 1015

atom. Begitu banyak. Kita tidak dapat melihat secaralangsung atom-atom ini, tetapi dengan mikroskop elektron,maka gambaran kasar atom-atom ini dapat dilihat.

Sejak zaman Yunani kuno, para filosof telah memikirkanbagaimana materi itu tersusun. Pemikiran mereka bertolakdari pembelahan materi. Jika suatu materi dipecah menjadibutiran kecil, dan butiran itu dipecah lagi menjadi semakinhalus, maka jika materi itu dibelah terus menerus, apakahyang terjadi? Menurut ahli filsafat Yunani Leukippos danDeumokritus yang hidup pada abad ke-4 sebelum Masehi(400 – 370 SM) pembelahan materi bersifat tidak sinambung,artinya pembelahan akan berakhir pada partikel terkecilyang tidak dapat dibelah lagi. Partikel terkecil yang takdapat dibelah lagi ini disebut atom, dari istilah atomos yangartinya tak dapat dibelah.

Pada masa itu terdapat pendapat lain yangdikemukakan oleh Aristoteles (384 – 332 SM) yaitu bahwapembelahan materi bersifat sinambung, artinya materidapat dibagi terus-menerus tanpa batas. Pada saat itupendapat Aristoteles lebih banyak mendapat dukungansedangkan pendapat Leukippos dan Deumokritus semakindilupakan.

Pada abad ke-18 ternyata banyak ahli kimia yang dapatmenerima pendapat Leukippos dan Deumokritus. Padatahun 1803, John Dalton, seorang guru sekolah dari Inggrisyang ahli dalam bidang fisika dan kimia, mengajukan suatuteori yang menyatakan bahwa materi terdiri atas atom-atom.Teori atom Dalton ini dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Setiap materi tersusun atas partikel terkecil yangdisebut atom.

2. Atom tidak dapat dipecah lagi menjadi partikel yanglebih kecil dengan sifat yang sama.

3. Atom-atom dari unsur tertentu mempunyai sifat danmassa yang identik. Unsur- unsur yang berbedamemiliki atom-atom yang massanya berbeda.

4. Senyawa terbentuk dari dua macam atom atau lebihyang berbeda.

5. Reaksi kimia merupakan penggabungan danpemisahan atom-atom dari unsur atau senyawadalam reaksi tersebut.

Gambar 6.5.Permukaan kristal nikel. Tonjolan-tonjolanyang tampak pada gambar diyakinimerupakan atom-atom dari unsur nikel.

Gambar 6.6John Dalton


Struktur atomPada perkembangan selanjutnya, ditemukan beberapa

fakta yang tidak dapat dijelaskan oleh teori atom Dalton,antara lain:1. Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi.2. Tidak dapat menjelaskan daya gabung atom-atom.

Misalnya, mengapa satu atom oksigen dapat bergabungdengan dua atom hidrogen membentuk air.

Menurut hasil eksperimen Rutherford, di dalam atommasih terdapat partikel-partikel yang lebih kecil. Atommempunyai inti yang bermuatan positif, dikelilingi elektronyang bermuatan negatif. Ada dua jenis partikel yangterdapat pada inti atom, yaitu proton dan netron.

Massa sebuah proton kurang lebih sama dengan massasatu netron. Massa elektron kurang lebih 1/2000 masasebuah proton. Massa elektron tersebut sedemikian kecilsehingga massa itu dapat diabaikan pada saat menghitungmassa sebuah atom.

Gambar 6.7Bagian-bagian sebuah atom

Netron adalah netral, artinya netron tidak mempunyaimuatan. Proton mempunyai muatan positif. Besar muatanpositif pada proton sama dengan besar muatan negatif padasebuah elektron. Tabel 6.1 mengikhtisarkan informasitersebut. Meskipun atom tersusun dari partikel-partikellebih kecil, akan tetapi partikel tersebut tidak memiliki sifatseperti unsur yang dibentuknya. Sehingga para ilmuwanmasih mengganggap atom sebagai pembentuk bangundasar zat atau benda.

Inti atom, terdiriatas proton dan

netron

elektron


IonPada bagian sebelumnya kamu telah pelajari bahwa jika

pewarna dilarutkan dalam air maka senyawa tersebut akanterurai menjadi molekul-molekulnya. Tidak semua senyawatersusun atas molekul, beberapa senyawa ternyata tersusunatas ion-ion. Ion adalah suatu atom atau kumpulan atomyang bermuatan listrik.

Ion dari atom terbentuk ketika suatu atom melepas ataumenerima elektron. Jika atom menerima elektron, maka akanberubah menjadi ion negatif (anion). Sebaliknya jika atommelepaskan elektron, maka akan berubah menjadi ion positif(kation). Tabel 6.2 menyajikan contoh atom dan ion.

Perbandingan partikel-partikel dalam sebuah atom

Partikel Massa relatif Muatan Letak di dalam atom

Proton 1 1+ Bagian inti atom

Netron 1 tidak bermuatan bagian inti atom

Elektron 0 1- Bergerak mengelilingi inti atom

Tabel 6.1. Awalan satuan SI

Gambar 6.8Jika natrium klorida dilarutkan dalam airakan terurai menjadi ion positif (ion natrium)dan ion negatif (ion klorida)

Nama atom Lambang atom Lambang ion

Natrium Na Na+

Kalium K K+

Magnesium Mg Mg2+

Calsium Ca Ca2+

Aluminium Al Al3+

Klorida Cl Cl-Sulfur S S2-

Oksigen O O2-

Tabel 6.2. Contoh Ion

Suatu senyawa yang terusun dari ion-ion dinamakansenyawa ion. Jika garam dapur dilarutkan dalam air, makaakan terurai menjadi ion positif dan ion negatif (Gambar6.8) . Garam dapur merupakan contoh senyawa ion.


1. Jelaskan pengertian atom, molekul, dan ion2. Jelaskan pendapat Dalton tentang atom3. Sebutkan beberapa zat yang dapat menghasilkan ion-ion ketika dilarutkan dalam air.

Intisari Subbab


Gambar 6.10Minuman isotonik mengandung ion-ionpengganti cairan tubuh yang hilang.

Peranan Ion dalamKehidupan

Kata-kata IPADehidrasiRehidrasiIsotonik

Kehidupan manusia tidak dapat terlepas dari adanyaion-ion. Ketika seseoran sakit diare, akan banyak kehilangancairan tubuh, cairan tubuh tersebut harus segera digantikandengan minum oralit. Ketika seseorang kehausan, makadisarankan minum minuman isotonik. Aki dapatmenghantarkan listrik karena didalamnya terdapat ion-ionyang terlarut didalamnya.

Diare merupakan suatu penyakit yang ditandai denganmeningkatnya frekuensi buang air besar lebih dari tiga kalisehari disertai adanya perubahan bentuk dan konsistensitinja penderita. Bahaya utama diare adalah kematian yangdisebabkan karena tubuh banyak kehilangan air dan garamyang terlarut yang disebut dehidrasi.

Dehidrasi yang terjadi pada penderita diare karena ususbekerja tidak sempurna sehingga sebagian besar air dan zat-zat yang terlarut didalamnya dibuang bersama tinja sampaiakhirnya tubuh kekurangan cairan. Bahaya diare terletakpada dehidrasi. Oleh karena itu penanggulangannyadilakukan dengan cara mencegah timbulnya dehidrasi danrehidrasi intensif bila telah terjadi dehidrasi. Rehidrasiadalah upaya menggantikan cairan tubuh yang keluarbersama tinja dengan cairan yang memadai melalui minum.

Minuman pengganti cairan tubuh tersebut dapatdiperoleh dengan minum larutan oralit. Oralit mempunyaikomposisi campuran Natrium Klorida, Kalium Klorida,Glukosa dan Natrium Bikarbonat atau Natrium Sitrat.Gambar 6.9 merupakan contoh oralit yang beredar dipasaran. Kamu dapat memperhatikan komposisi penyusunoralit yang tertera di bungkusnya.

Selain oralit, rehidrasi dapat dilakukan dengan minumminuman isotonik. Minuman isotonik merupakan minumanyang didalamnya terkandung ion-ion seperti yang terdapatdalam cairan tubuh manusia. Pada minuman isotonikmengandung ion positif Na+, K+, Ca2+, Mg2+ dan ion negatifCl-, sitrat 3-, laktat-. Gambar 6.10 menunjukan komposisiminuman isotonik yang beredar di pasaran.

Gambar 6.9Oralit mengandung Natrium Klorida, KaliumKlorida, Glukosa dan Natrium Bikarbonatatau Natrium Sitrat

B


Ion-ion juga terdapat di larutan pengisi aki. Dalam akiterdapat larutan asam sulfat yang terurai menjadi ionhidrogen (H+) dan ion sulfat (SO4

2-). Ion-ion inilah yangbereaksi dengan elektroda aki sehingga menghasilkan listrik.

Apakah air sungai, air sumur, air hujan mengandungion?. Keberadaan ion dalam air dapat diketahui dengan alatuji elektrolit. Lakukan kegiatan 6.1 untuk mengujikeberadaan ion-ion dalam air. Adanya ion dalam air ditandaidengan menguji apakah air tersebut dapat menghantarkanarus listrik, yang ditandai oleh nyala lampu. Jika lampumenyala dan terdapat gelembung gas pada elektroda, makaair tersebut mengandung ion.

Menguji adanya ion dalam larutanIon adalah suatu atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik. Keberadaanion dalam larutan akan mengakibatkan larutan tersebut bersifat elektrolit. Larutanelektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan listrik. Keberadaan ion dalamlarutan dapat diketahui dengan alat uji elektrolit.

Apa yang kamu perlukan?- Baterai 1,5 volt- Kabel- Lampu kecil 1,5 watt- Gelas- Gula- Garam dapur- Air- Cuka

Apa yang harus kamu lakukan?1. Rangkaikan baterai, kabel dan lampu menjadi alat uji elektrolit.2. Siapkan 4 gelas, beri label A, B, C, dan D.3. Isi keempat gelas tersebut dengan air sebanyak setengah tinggi gelas.4. Masukkan satu sendok gula ke dalam gelas A, aduk hingga larut.5. Masukkan satu sendok garam dapur ke dalam gelas B, aduk hingga larut.6. Masukkan satu sendok cuka pasar ke dalam gelas C, aduk.7. Ujilah daya hantar listrik keempat isi gelas tersebut.8. Amati nyala lampu yang dihasilkan.


1. Apa yang harus dilakukan ketika seseorang kehilangan banyak cairantubuh?

2. Ion-ion apa yang terdapat dalam cairan tubuh manusia?3. Bagaimana cara mengetahui adanya ion dalam air?

Bina KeterampilanMenguji hipotesisBerdasarkan jawabanmu pada soal nomor 3 di atas, ujilah jawabanmutersebut dengan melakukan eksperimen.Tuliskan peralatan yang kamu

perlukan, langkah kerjanya, dan kemudian lakukan eksperimennya.

Intisari Subbab

Kesimpulan dan Analisis1. Larutan manakah yang mengandung ion?2. Larutan manakah yang tidak mengandung ion?3. Jelaskan hubungan antara jumlah ion dengan nyala lampu. Jelaskan.

Hasil PengamatanTuliskan hasil pengamatan pada tabel berikut:

Nyala lampu GelembungNo Gelas Isi

Terang Redup Tidak Ada Tdk ada

1. A2. B3. C4. D


Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat unsurtersebut. Atom tersusun dari inti atom dan elektron. Inti atom tersusun dari proton dan netron.Molekul adalah bagian terkecil dari suatu zat yang masih memiliki sifat zat tersebut. Ionadalah atom atau gugusan atom yang bermuatan listrik.

1. Pernyataan yang kurang tepat adalah....a. atom adalah bagian terkecil dari suatu

unsurb. ion adalah atom atau kumpulan atom

yang bermuatan listrikc. molekul adalah bagian terkecil dari

zatd. molekul senyawa tersusun dari atom-

atom sejenis2. Model berikut merupakan

model dari...a. atomb. molekul senyawac. molekul unsurd. ion

3. Partikel yang bermuatan listrik adalah...a. atom dan ionb. hanya ionc. molekul dan iond. hanya atom

4. Partikel dasar dari suatu senyawaadalah....a. unsurb. atomc. molekuld. ion

5. Senyawa ionik jika dilarutkan dalam airakan terurai menjadi...a. atom dan molekulb. kation dan anionc. atom dan aniond. unsur dan senyawa.

6. Inti atom tersusun dari...a. proton dan elektronb. proton dan netronc. proton dan elektrond. netron dan elektron

7. Jelaskan apa yang dimaksud dengan:a. atomb. molekul unsurc. molekul senyawad. ion

8. Jelaskan perbedaan antara molekul unsurdan molekul senyawa.

Rangkuman

Evaluasi

Pengecekan Konsep

Pemahaman Konsep


10. Apakah air sumur mengandung ion?Bagaimana cara mengetahuinya?

11. Jelaskan mengapa peredaran planet-planet di tata surya merupakan sebuahmodel atom?

12. Buatlah sebuah peta konsep untukbagian-bagian dari sebuah atom.Masukkan istilah-istilah berikut ini:elektron, proton, netron, inti atom,bermuatan positif, bermuatan negatif,tidak bermuatan.

13. Merakit: Buatlah rangkaian alat ujielektrolit, kemudian ujilah larutanyang ada disekitarmu.

14. Membaca Label: Bacalah label padakemasan minuman isotonik. Catatlahkandungan ion yang terkandung dalamminuman tersebut.

15. Poster: Buatlah sebuah poster yangberisi informasi (berupa ilustrasi ataubagan) tentang bagian-bagian atom.Kamu dapat menggunakan tata suryasebagai contoh model postermu.

16. Menjelaskan dengan kata-kata IPA:Perhatikan gambar di bawah ini.Selanjutnya, berilah penjelasan apayang dikandung benda tersebut,dengan memasukkan istilah-istilahatom, inti, elektron, unsur, senyawa,dan ion.

9. Tentukan apakah model berikut termasukatom, molekul unsur, molekul senyawaatau ion.

a. c.

b. d.

Berpikir Kritis

Pengembangan Keterampilan

Penilaian Kinerja

BAB 6 Partikel-Partikel Materi · sampai jarak tertentu hingga kamu hanya melihat padatan putih...

Documents

Transcript of BAB 6 Partikel-Partikel Materi · sampai jarak tertentu hingga kamu hanya melihat padatan putih...