Atom, Ion, dan Molekul

Atom, Ion, dan Molekul. 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. Sampai saat ini belum ada yang mengetahui bentuk partikel terkecil zat, para ilmuwan  berupaya mengembangkan beragam modelnya dari data yang mereka kumpulkan. 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.

Sekitar 450 tahun sebelum Masehi ahli filsafat Yunani Leucippus dan Democritus 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: tidak dan tomos: terbagi). Pada tahun 1808 seorang guru kimia dari Inggris John Dalton (1766-1844) mengajukan pemikiran tentang atom yang dikenal dengan istilah “model atom Dalton” dengan intisari sebagai berikut:

1. Setiap unsur terdiri atas partikel-partikel terkecil yang tak dapat dibagi-bagi lagi, disebut atom.
2. Semua atom dari unsur yang sama memiliki ukuran dan massa yang sama. Atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki massa yang berbeda pula. Dengan demikian, banyaknya macam atom sama dengan banyaknya macam unsur.
3. Atom-atom tidak dapat dirusak . Atom-atom tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan melalui reaksi kimia.
4. 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.

Menurut Dalton semua materi terdiri atas atom. Kita akan mempelajari tentang partikel-partikel materi yang meliputi atom, molekul, dan ion.
a. Atom
Atom merupakan bagian terkecil dari unsur. Atom bersifat tidak bermuatan (netral).  Setiap unsur terdiri dari sejenis atom, artinya bahwa atom-atom unsur yang sama mempunyai sifat yang sama. Oleh sebab itu, atom unsur diberi lambang yang sama dengan lambang unsurnya. Jadi, atom nitrogen diberi lambang N dan atom karbon dengan lambang C. Atom unsur yang satu berbeda dengan atom unsur yang lainnya. Perbedaan itu dapat diibaratkan bahwa butir-butir jagung tidak sama dengan butir-butir beras.
b. Molekul
Atom-atom memiliki kecenderungan stabil dengan cara mengikat atom lain yang sama  atau tidak sama. Molekul yang terdiri dari atom-atom yang sama kita sebut molekul unsur, sedangkan yang terdiri dari atom-atom yang berbeda disebut molekul senyawa.
Contoh:

• molekul unsur : molekul O2, molekul H2, molekul N2, molekul Cl2.
• molekul senyawa : molekul air (H2O); molekul gula (C6H12O6); molekul garam dapur NaCl

Gambar perbedaan antara atom, molekul unsur, dan molekul senyawa.

c. Ion
Ion adalah atom atau molekul yang bermuatan listrik, dapat positif maupun negatif. Ion  bermuatan negatif disebut anion, terjadi karena atom atau molekul menangkap elektron, satu atau lebih. Sedangkan ion yang bermuatan positif disebut kation, terjadi karena atom atau molekul melepaskan satu atau lebih elektron. Ion yang terdiri dari satu atom disebut ion tunggal, dan ion yang terdiri dari dua atom atau lebih disebut ion poliatom.

Ion tunggal dan poliatom
Kation		Anion
Tunggal	Poliatom	Tunggal	Poliatom
Na+	NH4+	Cl -	NO3-
K+	-	Br -	SO42-
Mg2+	-	S2 -	PO43-
Al3+	-	S3 -	OH
H+	-	-	CO3-
Ca+	-	-	-

Menghubungkan Konsep Atom, Molekul, dan Ion dengan Produk Kimia Sehari-hari
1. Pembuatan detergen

Oleh karena berkurangnya tanaman yang menghasilkan minyak sementara jumlah penduduk semakin banyak maka kebutuhan manusia akan sabun tidak tercukupi. Melalui kemajuan teknologi, ditemukanlah bahan pencuci sintetis, yaitu detergen. Ada dua jenis detergen sebagai berikut.

• Detergen keras: sukar diuraikan oleh bakteri sehingga menimbulkan pencemaran lingkungan.
• Detergen lunak: dapat diuraikan oleh bakteri sehingga tidak terlalu menimbulkan pencemaran.

Adapun bahan pembuat detergen adalah sebagai berikut.

a. Bahan penurun tegangan permukaan

Bahan penurun tegangan permukaan digunakan untuk memudahkan mengikat kotoran dan menimbulkan busa, antara lain sebagain berikut.

• Alkil Benzen Sulfonat (ABS) + NaOH menghasilkan Natrium Alkil Benzen Sufonat (detergen keras).
• Lauril Asam Sulfat (LAS) + NaOH menghasilkan Natrium Lauril Sulfat (detergen lunak)

b. Bahan penunjang

Bahan penunjang pada detergen digunakan STPP (Sodium Tri Poli Phosphat/Natrium Tri Poli Phosphat) berfungsi menunjang kerja bahan penurun tegangan permukaan.

c. Bahan pengisi

Bahan pengisi detergen digunakan untuk memperbesar volume materi.

b. Bahan pengikat

Sebagai bahan pengikat digunakan air, yaitu untuk mencampurkan semua bahan (media).

b. Bahan tambahan

Sebagai bahan tambahan digunakan CMC (Carboxy Metyl Cellulose), agar kotoran yang terikat detergen tidak melekat kembali ke bahan yang dicuci.

b. Bahan pewangi dan pewarna

Bahan pewangi dan pewarna digunakan agar detergen mempunyai warna dan aroma yang spesifik untuk membedakan dengan merk lain dan sesuai dengan warna dan aroma yang diminati konsumen. Semua bahan dicampur dan dapat dibentuk pasta (krim) atau disemprotkan lewat menara sehingga menghasilkan butiran-butiran.

2. Pembuatan margarin

Proses pembuatan margarin adalah sebagai berikut.

a. Minyak cair + soda kaustik encer akan didapat minyak cair yang bebas dari asam,

warna, dan zat lain yang mengganggu.

b. Minyak cair    hidrogenasi__> lemak

Keterangan:

Jumlah soda kaustik encer yang dibutuhkan, disesuaikan dengan kebutuhan atau sesuai hasil analisis (pengalaman hasil pengamatan). Caustik soda (NaOH) dan asam bebas pada minyak membentuk lapisan sabun yang mudah dipisahkan dengan minyaknya (selanjutnya minyak dicuci dengan air sampai bebas dari sabun dan NaOH. Jika minyak yang didapat berwarna, maka warna tersebut dapat dihilangkan dengan tanah adsorben, kemudian disaring dengan penekanan/ditekan. Minyak yang didapat di hidrogenasi sehingga didapat margarin.

Tahap selanjutnya, menghilangkan bau dengan mengalirkan uap air panas ke dalam minyak

hasil hidrogenasi dalam ruang hampa pada suhu + 200oC.

Agar rasanya lebih enak dan menarik margarin hasil hidrogenasi diberi tambahan zat-zat

aditif seperti air, garam, pewarna, dan penyedap bau.

3. Pembuatan air murni

Sebagai bahan pelarut, air murni sangat dibutuhkan pada pembuatan bahan-bahan kimia. Proses pembuatan air murni sebagai berikut.

Rangkaian alat pembuatan air murni

Air pada labu didih dipanaskan hingga mendidih. Uap yang terjadi dialirkan ke pipa pendingin. Pada pipa pendingin uap air mengembun. Uap air yang mengembun adalah air murni.

4. Pembuatan asam sulfat

Pembuatan asam sulfat dapat dilakukan dengan proses kamar timbal sebagai berikut.

• Membakar belerang atau pirit, sehingga dihasilkan SO2
• SO2 dialirkan ke ruangan penangkap debu untuk membersihkan SO2
• Gas SO2 panas dialirkan ke ruangan berturut-turut: menara glover, kamar timbal, menara Guy Lussac

Reaksi yang terjadi:

2S + 3O2 + 2H2O --> 2H2SO4

5. Pembuatan garam dapur

Garam dapur digunakan oleh ibu-ibu bumbu masak. Garam dapur berasa asin, masakan yang kurang garam berasa hambar. Molekul garam dapur terdiri dari satu atom natrium (Na) yang bergabung dengan satu atau chlor (Cl) menjadi molekul NaCl. Pembuatan garam dapur dapat dilakukan dengan proses sebagai berikut.

• Air laut masuk ke kolam/tambak penampungan air laut, saat terjadi pasang naik.
• Air laut yang sudah masuk kolam, mengalami pemanasan oleh sinar matahari, sehingga didapat kristal-kristal garam dapur NaCl yang belum steril.
• Kristal garam dapur diambil di proses di pabrik guna sterilisasi dan pembersihan.

Molekul Unsur dengan Molekul Senyawa

Molekul termasuk partikel yang terdiri atas atom-atom yang bergabung oleh adanya gaya ikat elektrostatistik. Atom-atom yang membentuk molekul dapat sejenis/sama dapat juga tidak sejenis. Perhatikan tabel berikut ini untuk dapat membandingkan molekul unsur dengan molekul senyawa.
Molekul Unsur

Atom-atom sejenis yang bergabung									Nama	Molekul yang terbentuk ditulis
-	1	2	3	4	5	6	7	8
1.	O	O	-	-	-	-	-	-	oksigen
2.	H	H	-	-	-	-	-	-	hidrogen
3.	N	N	-	-	-	-	-	-	nitrogen
4.	Br	Br	-	-	-	-	-	-	bromin
5.	F	F	-	-	-	-	-	-	iodium
6.	I	I	-	-	-	-	-	-	flourin
7.	O	O	O	-	-	-	-	-	ozon
8.	P	P	P	P	-	-	-	-	fosforus
9.	S	S	S	S	S	S	S	S	belerang

Molekul yang terdiri atas atom-atom sama/sejenis disebut molekul unsur

Dari tabel di atas tampak bahwa molekul unsur ada yang terdiri dari 2 atom, ada yang 3 atom, ada yang 4 atom, ada yang 8 atom, bahkan ada yang terdiri atas atom-atom yang jumlahnya sangat banyak karena berapapun jumlah atomnya akan membentuk satu molekul sehingga disebut molekul raksasa, seperti yang terjadi pada karbon (C), silikon (Si) dan Germanium (Ge).

Molekul senyawa

Atom-atom sejenis yang bergabung									Nama zat	Molekul senyawa yang terbentuk ditulis dengan simbol
-	1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Na	Cl	-	-	-	-	-	-	garam dapur	Penulisan demikian lebih  efisien
2.	H	O	O	-	-	-	-	-	air
3.	C	O	O	-	-	-	-	-	karbondioksida
4.	N	H	H	H	-	-	-	-	amonia
5.	C	H	H	H	H	-	-	-	metana
6.	C	C	H	H	H	H	-	-	etena
7.	C	C	C	C	C	C	H	H	glukosa
Penulisan demikian tidak efisien

Molekul yang terdiri atas dua atom atau lebih yang berbeda jenisnya disebut molekul senyawa.