Partikel materi adalah bagian terkecil dari suatu materi. Setiap materi mengandung partikel-partikel kecil yang menyusun zat tersebut yang dapat berupa atom, ion dan molekul. Setiap zat yang berbeda disusun oleh partikel- partikel terkecil yang berbeda pula. Misalnya, air disusun oleh partikel-partikel terkecil yang berbeda dengan partikel-partikel terkecil yang menyusun gula pasir.
a. Partikel dasar penyusun atom
Berdasarkan percobaan tabung sinar katoda oleh Crookes bahwa atom mengandung partikel bermuatan negatif yang disebut elektron. Kemudian percobaan Golstein menunjukan bahwa dalam atom terdapat partikel bermuatan positif yang besar muatannya bergantung pada jenis unsur. Muatan positif terkecil adalah dalam atom hidrogen yang kemudian disebut proton yang besar muatannya sama dengan muatan negatif elektron dengan tanda berlawanan. Muatan inti unsur yang lain selalu merupakan kelipatan muatan proton.
Ini menunjukan bahwa muatan positif atom bergantung pada jumlah proton yang dikandungnya. atom terdiri dari inti bermuatan positif dan di ruang hampa terdapat elektron yang mengelilingi inti tersebut. dalam inti tidak hanya mengandung proton tetapi juga neutron, yaitu partikel yang tidak bermuatan tetapi masanya sama dengan proton. Jumlah elektron dalam inti atom sama dengan jumlah protonnya. Perbedaan atom suatu unsur dengan unsur yang lain adalah jumlah proton dan neutron dalam inti dan jumlah elektron yang mengelilinginya. Hal ini menimbulkan persamaan suatu atom dengan atom lain yang dikenal sebagai isotop, isobar, isoton, dan isoelektron (Syukri, 1999).
b. Nomor atom dan nomor massa
Semua atom dapat diidentifikasi berdasarkan jumlah proton dan neutron yang dikandungnya. Jumlah proton dalam inti setiap atom suatu unsur disebut nomor atom (atomic number) (Z). Dalam suatu atom netral jumlah proton sama dengan jumlah elektron, sehingga nomor atom juga menandakan jumlah elektron yang ada dalam atom. Identitas kimia suatu atom dapat ditentukan cukup berdasarkan nomor atomnya. Sebagai contoh, nomor atom nitrogen adalah 7, ini berarti bahwa setiap atom nitrogen netral mempunyai 7 proton dan 7 elektron. Atau dari sudut pandang lain, setiap atom di alam yang mengandung 7 proton pasti benar jika diberi nama “nitrogen”.
Nomor massa (mass number) (A) adalah jumlah total netron dan proton yang ada dalam inti atom suatu unsur. Kecuali untuk bentuk paling umum dari hidrogen yang mempunyai satu proton dan tidak mempunyai neutron, semua inti atom mengandung baik proton maupun neutron. Secara umum, nomor massa ditentukan oleh jumlah proton + jumlah neutron/nomor atom + jumlah neutron. Jumlah netron dalam suatu atom sama dengan selisih antara nomor massa dan nomor atom, atau (A – Z). Misalnya, nomor massa flourin adalah 19, dan nomor atomnya adalah 9 (menunjukkan 9 proton dalam inti). Jadi, jumlah neutron dalam satu atom flourin adalah 19 – 9 = 10. Perhatikan bahwa ketiga kuantitas (nomor atom, jumlah neutron, dan nomor massa) harus berupa bilangan bulat positif (Chang, 2010).
Perhatikan notasi nomor atom dan nomor massa pada Gambar 1.9
Gambar Notasi Nomor Massa dan Nomor Atom suatu Atom. X = Lambang unsur; A = Nomor massa; dan Z = Nomor atom
(Silberberg, 2009)
Massa atom merupakan massa dari seluruh partikel penyusun atom. Oleh karena sangat kecil, maka massa elektron dapat diabaikan sehingga massa atom dianggap merupakan jumlah massa proton dan neuron saja. Jumlah proton dan neutron selanjutnya disebut sebagai nomor massa dari suatu atom.
c. Isotop, isobar, isoton, dan isoelektron
1) Isotop
Atom-atom yang mempunyai nomor atom yang sama tetapi berbeda nomor massanya disebut isotop (isotope). Sebagai contoh, terdapat tiga isotop untuk hidrogen. Isotop pertama, dikenal sebagai hidrogen, mempunyai satu proton dan tidak mempunyai neutron. Isotop deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, dan tritium mempunyai satu proton dan dua neutron.
Perhatikanlah isotop-isotop atom hidrogen berikut ini!
Gambar 11 Isotop Atom Hidrogen
(Chang, 2010)
Sifat-sifat kimia suatu unsur ditentukan terutama oleh proton dan elektron dalam atomnya; neutron tidak ikut serta dalam perubahan kimia pada keadaan normal. Isotop-isotop dari unsur yang sama mempunyai sifat-sifat kimia yang sama, membentuk jenis senyawa yang sama, dan menunjukkan kereaktifan yang serupa (Chang, 2010).
2) Isobar
Isobar adalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai jumlah nomor massa yang sama.
3) Isoton
Isoton adalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom dan nomor massa berbeda), tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama.
4) Isoelektron
Untuk memahami pengertian isoelektron coba diperhatikan contoh berikut ini!
9F- dan 8O2- mempunyai 10e-
7N3- dan 8O2 mempunyai 10e-
9F- dan 10Ne mempunya 10e-
Berdasarkan contoh di atas terlihat 9F-, 7N3-, O2- dan Ne mempunyai 10 elektron. Ion-ion dan unsur (9F-, 7N3-, O2- dan Ne) tersebut merupakan isoelektron, karena memiliki jumlah elektron sama, yaitu 10 elektron, sehingga juga memiliki konfigurasi elektron yang sama, yaitu 1s2 2s2 2p6..
Untuk mencapai kestabilan seperti konfigurasi elektron gas mulia, unsur golongan 1A (1) dan 2A (2) cenderung untuk melepaskan elektron valensinya sehingga membentuk ion positif (kation). Sedangkan unsur golongan 6A (16) dan 7A (17) cendrung membentuk ion negatif (anion). Ion-ion ini dikatakan isoelektronik (iso Yunani, "sama") dengan gas mulia terdekat.
Gambar 8 menunjukkan hubungan ini. Ketika atom logam alkali [Grup 1A (1)] kehilangan elektron valensi tunggalnya, ia menjadi isoelektronik dengan gas mulia sebelumnya. Sebagai contoh ion Na+ (1s2 2s2 2p6.) isoelektronik dengan neon (Ne): Ne (1s2 2s2 2p6.). Ketika atom halogen [Grup 7A (17)] menerima satu elektron maka ia menjadi isoelektronik dengan gas mulia berikutnya, contoh ion bromida isoelektronik dengan krypton (Kr): Br ([Ar] 4s2 3d10 4p5), Br ([Ar] 4s2 3d10 4p6) [isoelektronik dengan Kr ([Ar] 4s2 3d10 4p6)] (Silbergberg, 2010).
Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan, isoelektron merupakan unsur atau ion yang mempunyai jumlah elektron sama, untuk lebih memahaminya perhatikan Gambar 1.12!
Gambar 13 Ion kelompok utama dan konfigurasi elektron gas mulia. Sebagian besar unsur yang membentuk ion monatomik yang isoelektronik dengan gas mulia terletak pada empat kelompok yang mengapit golongan 8A (18), dua di kedua sisi (Silbergberg, 2010)
d. Penamaan Senyawa
Selain menggunakan rumus untuk menunjukkan komposisi molekul dan komposisi senyawa, kimiawan telah mengembangkan sistem penamaan zat berdasarkan komposisinya. Pertama, kita membagi senyawa dalam tiga kategori: senyawa ionik, senyawa molekuler serta asam dan basa. Kemudian kita menerapkan aturan-aturan tertentu untuk menurunkan nama ilmiah untuk zat bersangkutan.
Senyawa ionik terbentuk dari kation (ion positif) dan anion (ion negatif). Dengan pengecualian penting untuk ion amonium, NH4 +_ , semua kation yang akan Anda pelajari di sini diturunkan dari atom logam. Kation logam mengambil namanya dari nama unsurnya. Sebagai contoh:
Unsur Nama Kation
Na Natrium Na+ ion natrium (kation natrium)
Mg Magnesium Mg2+ ion magnesium (kation magnesium)
Al Aluminium Al3+ ion aluminium (kation aluminium)
Banyak senyawa ionik merupakan senyawa biner (binary coumpound), yaitu senyawa yang terbentuk dari hanya dua unsur. Untuk senyawa ionik biner, unsur pertama yang diberi nama adalah kation logam, diikuti dengan anion nonlogam. Jadi NaCl adalah natrium klorida. Anion diberi nama dengan mengambil bagian awal dari nama unsur itu (klorin) dan ditambah "-ida". Kalium bromida (KBr), seng iodida (ZnI2), dan aluminium oksida (Al2O3) semuanya adalah senyawa biner.
Akhiran" -ida "juga digunakan untuk gugus anion tertentu yang mengandung unsur yang berbeda, seperti hidroksida (OH-) dan sianida (CN-). Jadi senyawa LiOH dan KCN diberi nama litium hidroksida dan kalium sianida. Senyawa ini dan beberapa senyawa ionik lainnya disebut senyawa tersier (ternary coumpound), yang berarti senyawa yang tersusun atas tiga unsur.
Logam-logam tertentu, khususnya logam transisi, dapat membentuk lebih dari satu jenis kation. Contohnya adalah besi. Besi dapat membentuk dua kation: Fe2+ dan Fe3+. Prosedur yang biasa dipakai untu menunjukkan kation-kation berbeda dari unsur yang sama adalah dengan menggunakan angka Romawi. Angka Romawi I digunakan untuk memuat positif satu, II untuk memuat positif dua, dan seterusnya. Ini disebut sistem Stock. Dalam sistem ini, ion Fe2+ dan Fe3+ disebut besi (II) dan besi (III), dan senyawa FeCl2 (mengandung ion Fe2+) dan FeCI3, (mengandung ion Fe3+) disebut turut-turut besi-dua klorida dan besi-tiga klorida. Sebagai contoh lain, atom mangan (Mn) dapat memiliki beberapa memuat positif yang berbeda:
Mn2+ MnO mangan (II) oksida
Mn3+ Mn2O3 mangan (III) oksida
Mn4+ MnO2 mangan (IV) oksida
Nama-nama senyawa ini disebut sebagai mangan-dua oksida, mangan-tiga oksida dan mangan-empat oksida.
1) Senyawa Molekuler
Senyawa molekuler mengandung unit-unit molekuler yang terpisah. Senyawa ini biasanya tersusun atas unsur-unsur nonlogam. Banyak senyawa molekular yang berupa berupa senyawa biner. Penamaan senyawa molekuler biner mirip dengan penamaan senyawa ionik biner. Pertama kita menempatkan nama dari unsur pertama dalam rumus dan sesudahnya unsur kedua diberi nama dengan menambahkan “-ida” ke nama dasar unsur tersebut. Contohnya: HCl (hidrogen klorida), HBr (hidrogen bromida), SiC (silikon karbida).
Sepasang unsur umumnya bisa saja membentuk beberapa senyawa yang berbeda. Contohnya: CO (karbon monoksida), CO2 (karbon dioksida), SO2 (belerang dioksida), SO3 (belerang trioksida), NO2 (nitrogen dioksida), N2O4 (dinitrogen tetroksida).
Sebagai pengecualian, kita tidak menggunakan awalan Yunani untuk senyawa molekuler yang mengandung hidrogen. Biasanya, banyak dari senyawa-senyawa ini disebut dengan nama umum yang tidak sistematik atau dengan nama yang tidak secara khusus menandakan jumlah atom H yang ada. Contohnya: B2H6 (Dibroman), CH4 (Metana), SiH4 (Silan), NH3 (Amonia), PH3 (Fosfin), H2O (Air), H2S (Hidrogen sulfida).
2) Asam dan Basa
Asam (acid) dapat digambarkan sebagai zat yang menghasilkan ion hidrogen (H+) ketika dilarutkan dalam air. Rumus untuk asam tersusun atas satu atau lebih atom hidrogen dan sebuah gugus anion. Anion yang namanya diakhiri dengan “- ida” mempunyai bentuk asam dengan nama yang diawali dengan kata “asam” dan diikuti dengan nama anion tersebut. Contohnya:
Anion Asam
F- (fluorida) HF (asam fluorida)
Cl- (klorida) HCl (asam klorida)
Br- (bromida) HBr (asam bromida)
I- (iodida) HI (asam iodida)
Asam yang mengandung hidrogen, oksigen dan unsur lain (unsur pusat) disebut asam okso (oxoacid). Rumus okso biasanya diawali dengan H, diikuti dengan unsur pusat dan kemudian O, seperti contoh berikut ini:
HNO3 Asam Nitrat
H2SO4 Asam Sulfat
H2CO3 Asam Karbonat
Dua atau lebih asam okso mempunyai atom pusat yang sama tetapi jumlah O yang berbeda, aturan penamaan senyawa tersebut adalah sebagai berikut ini.
(1) Penambahan satu atom O pada asam “-at”: Asamnya disebut asam “per…- at”. Jadi, menambahkan satu atom O pada HCIO3 akan mengubah asam klorat menjadi asam perklorat, HCIO4.
(2) Pengurangan satu atom O dari asam “-at”: Asamnya disebut asam “-it”, Jadi, asam nitrat, HNO3 menjadi asam nitrit, untuk HNO2.
(3) Pengurangan dua atom O dari asam “-at”: Asamnya disebut asam “hipo... - it”. Jadi, ketika HBrO3 diubah menjadi HBrO asamnya disebut asam hipobromit.
Aturan untuk penamaan anion dari asam okso, disebut anion okso (oxoanion), adalah:
(1) Ketika semua ion H dihilangkan dari asam yang berakhiran “-at”, nama anionnya sama dengan nama asamnya tetapi kata “asam” dihilangkan.
Sebagai contoh, anion CO 2- yang diturunkan dari H2CO3 disebut karbonat.
(2) Ketika semua ion H dihilangkan dari asam yang berakhiran “-it” nama anionnya sama dengan nama asamnya. Maka anion CIO - dari HCIO2 disebut klorit. yang diturunkan
(3) Nama dari anion yang satu atau Iebih tapi tidak semua ion hidrogennya dihilangkan, harus menunjukkan jumlah ion H yang ada. Sebagai contoh, perbatikan anion-anion yang diturunkan dari asam fosfat:
H3PO4 Asam fosfat
H2PO4 - Dihidrogen fosfat
PO43- Fosfat
HPO42- Hidrogen fosfat
Perhatikan bahwa kita menghilangkan awalan “mono-” ketika hanya terdapat satu H dalam anion.
Asam Anion
HCIO4 (asam perklorat) CIO4- (perklorat)
HCIO3 (asam klorat) CIO3- (klorat)
HCIO2 (asam klorit) CIO2- (klorit)
HCIO (asam hipoklorit) CIO- (hipoklorit)
Penamaan Basa
Basa (base) dapat digambarkan sebagai zat yang menghasilkan ion hidroksida
(OH-) ketika dilarutkan dalam air. Beberapa contohnya sebagai berikut ini!
NaOH Natrium hidroksida
KOH Kalium hidroksida
Ba(OH)2 Barium hidroksida
Amonia (NH3), merupakan suatu senyawa molekular yang berwujud gas atau cairan murni, juga digolongkan sebagai basa. Senyawa ini tampak seperti satu pengecualian untuk definisi basa. Namun, perhatikan bahwa sepanjang suatu zat menghasilkan ion hidroksida ketika itu tetap bisa disebut basa. Pada kenyataannya, ketika amonia dilarutkan dalam air, NH3 bereaksi sebagian dengan air menghasilkan ion NH+ dan OH-.Jadi amonia dapat digolongkan sebagai basa (Chang, 2010)
Sumber.
Modul Pendidikan Profesi Guru, Modul 1. Struktur Atom dan Sistem Periodik, Penulis : Dr. Yerimadesi, S.Pd., M.Si.
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan, Kelompok Kompetensi A : Struktur Atom dan Tabel Periodik, Penulis : Dr. Poppy Kamalia Devi, M.Pd.
Baca Juga
Komentar
Posting Komentar