Definisi, Cabang - cabang, dan Struktur Atom

A.   Pengertian KIMIA

Kata kimia berasal dari alkimia, sebutan untuk serangkaian praktik pada masa-masa terdahulu yang meliputi unsur-unsur ilmu kimia, metalurgi, filsafat, astrologi, ilmu mistik, dan ilmu pengobatan. Alkimia seringkali dianggap berhubungan dengan usaha mengubah timbal atau bahan-bahan baku biasa lainnya menjadi emas, tetapi pada Zaman Kuno ilmu ini mengkaji banyak pokok persoalan ilmu kimia modern. Alkimia didefinisikan oleh alkemis Yunani-Mesir awal abad ke-4 M, Zosimos, sebagai ilmu yang mempelajari tentang komposisi air, pergerakan, pertumbuhan, mewujud, menghilang, mengeluarkan roh dari raga, dan mengikat roh di dalam raga.

Ilmu kimia adalah ilmu pengetahuan alam yang mempelajari tentang materi yang meliputi struktur, susunan, sifat, dan perubahan materi serta energi yang meyertainya. Ilmu kimia meliputi topik-topik seperti sifat-sifat atom, cara atom membentuk ikatan kimia untuk menghasilkan senyawa kimia, interaksi zat-zat melalui gaya antarmolekul yang menghasilkan sifat-sifat umum dari materi, dan interaksi antar zat melalui reaksi kimia untuk membentuk zat-zat yang berbeda.

Kimia kadang-kadang disebut sebagai ilmu pengetahuan pusat karena menjembatani ilmu-ilmu pengetahuan alam, termasuk fisika, geologi, dan biolog

Cabang Ilmu Kimia

Lima cabang utama dalam ilmu kimia diantaranya :

1. Kimia Analitik

Studi ini melibatkan kemampuan analisis unsur kimia dalam sebuah sampel. Misalnya saja, berapa banyak kandungan kafein yang terdapat dalam segelas kopi? dan lain sebagainya. Sedangkan contoh bidang yang menerapkan kimia cabang analik ini adalah ilmu lingkungan dan forensik.

Kimia analitik juga memiliki dua sub cabang, yaitu analisis kuantitatif dan kualitatif. Dimana setiap sub tersebut memiliki metode dan perannya masing-masing dalam menemukan hasil dari permasalahan yang tengah dihadapi.

2. Biokimia

Biokimia adalah cabang yang khusus mempelajari mengenai senyawa, reaksi serta interaksi kimia pada organisme hidup. Cabang ini sangat erat hubungannya dengan kimia organik. Selain itu, biokimia juga memiliki ikatan dengan fisiologi, genetika dan juga biologi jenis molekular. Sementara itu, seiring perkembangan zaman biokimia juga mengalami kemajuan pesat dengan munculnya sub cabang baru seperti enzimologi, endokrinologi, biokimia klinik dan yang terakhir adalah biokimia molekuler.

3. Kimia Anorganik

Cabang ini mengkhususkan diri dalam mempelajari sifat serta reaksi senyawa yang terjadi pada alam. Cabang kimia anorganik berfokus terhadap pengkajian pada bahan yang tidak memiliki kandungan hidrokarbon (CH). Sedangkan senyawa digunakan antara lain; struktur logam, kristal, mineral, katalis dan unsur yang ada dalam tabel periodik.

4. Kimia Organik

Cabang kimia organik adalah kebalikan dari anorganik. Organik fokus mengkaji unsur karbon, antara lain; Plastik, bahan bakar, obat-obatan serta aditif makanan. Cabang ini mempelajari unsur kimia yang terdapat pada organisme hidup. Contoh yang paling sederhana adalah proses terjadinya fotosintesis pada daun.

5. Kimia Fisik

Cabang ilmu kimia fisik mempelajari mengenai sifat fisik yang merekat pada molekul. Selain itu, juga bekaitan erat dengan proses penyatuan unsur atom dengan molekul. Contoh sederhananya adalah pembuatan kue tart, hal ini dikarenakan ada proses pencampuran bahan-bahan dan juga penggunaan energi serta panas demi mendapatkan hasil akhir yang memuaskan.

B.       STRUKTUR ATOM

Struktur atom – merupakan satuan terkecil dalam materi baik itu berupa benda cair, padat, dan gas. Dalam pembagiannya striktur atom terdiri atas 3 inti materi yang memiliki fungsi dan tungasnya tersendiri. Yaitu proton, elektron, dan neutron. Proton dan Neutron berada dalam inti atom. Sedangkan, elektron berputar mengelilingi inti atom berupa proton dan neutron.

Perlu diketahui bahwasanya Proton merupakan struktur atom yang bermuatan positif (+). Neutron merupakan struktur atum yang bermuatan netral. Dan elektron merupakan struktur aton yang bermuatan negatif (-). Sehingga, dalam struktur atom yang berada dalam sistem periodik unsur yang kita ketahui dipengaruhi oleh daya tarik menarik antara elektron dan proton dalam inti atom.

Istilah atau penyebutan atom awalnya berasal dari Bahasa Yunani, dimana atom merupakan tidak dapat dipecah atau dipotong serta tidak mungkin untuk dibagi lagi. Sehingga, konsep tidak dapat terbagi lagi ini dikemukakan oleh para filsuf dari Yunani dan India.

Dalam perkembangan science dan ilmu pengethauan dalam masanya, terdapat banyak peneliti dan ilmuan. Dimana mereka mengemukakan hasil pemikiran dan penemuan yang diketahui oleh hasil riset dan percobaan yang dibuatnya. Sehingga, dalam penelitian terkait dengan struktur atom dan inti atom banyak dikemukakan oleh para peneliti.

1. Teori Atom Dalton

Teori atom Dalton adalah teori mengenai atom yang dikemukakan oleh ilmuwan berkebangsaan Inggris, John Dalton. Pada tahun 1808. Teori atom Dalton adalah teori paling tua mengenai penjelasan tentang atom. Dalton menjelaskan bahwa atom merupakan suatu zat yang tidak bisa dibagi – bagi lagi.

Toeri atom dalton merupakan teori atom pertama yang dikemukakan oleh John Dalton (1808), seorang fisikawan asal Inggris. Dalam mengemukakan teorinya terkait struktur atom yang berdasarkan penelitian yang dikemukakannya dalam A New System of Chemical Philosiphy. Dimana jogn Dalton menjelaskan bahwasanya atom merupakan suatu zat yang tidak dapat dibagi lagi dan merupakan struktur terkecil dari suatu materi.

Berdasarkan dari hasil penelitian yang dilakukannya John Dalton Mengemukakan Penelitiannya terkait struktur atom sebagai berikut :

1. Materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi.
2. Semua atom dari unsur kimia tertentu memiliki massa dan sifat yang sama.
3. Unsur kimia yang berbeda akan memiliki jenis atom yang berbeda.
4. Selama reaksi kimia, atom- atom hanya dapat bergabung dan dipecah menjadi atom- atom yang terpisah, tetapi atom tidak dapat dihancurkan dan tidak dapat diubah selama reaksi kimia tersebut.
5. Suatu senyawa terbentuk dari unsur- unsurnya melalui penggabungan atom tidak sejenis dengan perbandingan yang sederhana.

 Teori John dalton memiliki kelemahan sebagai berikut :

1. Dalton menerangkan bahwa atom tidak bisa dibagi lagi. Namun, setelah perkembangan ilmu pengetahuan dan ilmu teknologi. Diketahui bahwasanya dalam inti atom yang dijelaskan oleh Daltom masih dapat terbagi lagi yang terbentuk dari partikel dasar yang lebih kecil daripada atom, yaitu elektron, proton, dan neutron.
2. Dalton menyatakan bahwa atom tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan. Namun, ketika atom di uji coba dengan rekasi nuklir akan menghasilkan satu atom menjadi suatu unsur atom yang lain.
3. Pendapat Dalton terkait bahwasanya setiap atom memiliki kesamaan dalam massa, ukuran dan bentuk. Namun, setelah adanya teori terkait Isotop, Isobar, dan Isoton. Dimana, setiap struktur atom mempunyai kesamaan dalam satu sisi namun, berbeda dalam sisi lainnya.
4. Pernyataan Dalton terkait perbandingan suatu senyawa mempunyai bilangan bulat dan sederhana. Tetapi, seiring perkembangan dari diketahui bahwa terdapat perbandingan bilangan yang tidak bilat seperti senyawa C18H35O2Na.

2.  Teori Atom Thomson

Dengan menggunakan hasil penelitian dan penemuan tabung katode oleh William Crookers. Kemudian J.J Thomson pun mulai meneliti terkait sinar katode yang mampu menggerakan baling-baling dalam percobaan tabung katode. Dari hasil percobaan tabung katode tersebut dapat dipastikan bahwa sinar katode merupkan salah satu perikel penyusun dalam atom yang bermuatan negatif.

Dengan hasil percobaan dan penelitian terkait struktur atom yang dilakukan oleh Thomson. Maka, Thomson pun menyatakan bahwa “Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektron”. Dimana, hasilnya disebut model atom roti kismis.

Model Atom Thomson

Berdasarkan hasil penelitian oleh Thomson. Model atom thomson digambarkan sebagai roti kismis atau bola pejal layaknya bola billiar. Dimana, inti bola yang berwarna kuning sebagai muatan positif dan bola kecil berwarna hijau sebagai muatan negatif yang menyebar merata di sekitar muatan positif.

Walaupun J.J Thomson mampu menemukan muatan negatif atau elektron yang tersebar disekitar struktur atom. Serta mematahkan bahwa atom masih dapat dipecah menjadi bagian terkecil dengan ditemukannya elektron. Tetapi, J.J Thomson tidak dapat menjelaskan persebaran muatan positif dan negatif yang berada di inti atom.

3.  Teori Atom Rutherford

Berlanjut ke teori atom Rutherford. Memasuki tahun 1903 seorang peneliti dengan percobaan yang dilakukannya menyatakan bahwa teori atom yang dipaparkan oleh J.J Thomson belum tepat.

Mendengar hal tersebut mendorong Ernest Rutherford (1911) untuk melakukan percobaan untuk mencari struktur atom yang benar. Dengan bantuan dari kedua muridnya Hans Geiger dan Ernest Marsden. Rutherford melakukan eksperimen dengan menembakkan sinar alfa ke sebuah lepengan emas dengan partikel alfa yang percobaan ini dikenal dengan percobaan Geiger-Marsden.

Saat melakukan tembakan sinar ke lempengan tersebut. Rutherford menemukan bahwa sinar alfa yang ditembakkan menghasilkan sinar yang dibelokkan, dipantulkan, dan diteruskan. Rutherford menjelaskan dari hasil percobaan yang dilakukan bahwasanya :

1.     Didalam struktur atom terdapat ruang hampa yang menghasilkan partikel α akan diteruskan.

2.    Terdapat suatu muatan dalam inti atom dan memiliki massa atau muatan yang sejenis denganpartikel α  sejenis yaitu muatan positif; sehingga, sebagian kecil partikel α yang ditembakkan.

3.    Pada struktur atom terdapat bagian yang kecil dan padat yang rutherfor menyebutnya sebagai inti atom (Nukleus). Sehingga, partikel α yang tiembbakan dan mengenai inti atom akan dipantulkan oleh inti atom tersebut.

Berdasarkan hasil percobaan yang didapatkan oleh Rutherford dan beserta kedua muridnya. Rutherford pun menyatakan bahwa : struktur atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif sebagai pusat massa dan dikelilingi elektron-elektron yang bermuatan negatif yang mengitari inti atom.

Model Atom Rutherford

Dengan demikian, Rutherford menggambarkan seperti bola yang sebahagian besarnya merupakan ruang hampa. Dimana, pada tengah atom merupakan inti atom terdiri dari atom positif. Kemudian, muatan atom yang berada ditengah atom memiliki volume yang sangat kecil yang sebanding dengan muatan atom tersebut.

4.  Teori Atom Niels Bohr

Ditahun 1913, seorang pakar fisikawan asal Denmark dengan nama Niels Bohr menyatakan bahwasanya teori atom dari Rutherford dapat untuk disempurnakan kembali menjadi teori atom yang lebih baik. Dimana, Niels Bohr dengan percobaan yang dilakukan menggunakan teori kuantum dari Planck.

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukannya. Bohr pun mengemukakan teori yang di milikinya yang menyebutkan bahwa elektron yang bermuatan negatif berputar mengengelilingi inti atom yang bermuatan atom positif pada jalur lintasanya tersendiri. Dan setiap lintasan elektron yang memiliki orbitnya tersendiri memiliki kekuatannya elektronnya tersendiri.

Dengan elektron terluar merupakan elektron yang paling mudah lepas atau berpindah. Sedangkan, elektron yang paling dekat dengan inti merupakan elektron yang paling sulit untuk berpindah. Ketika elektronakan berpindah dari satu orbit ke orbit lain. Maka, diperlukan suatu energi yang berfungsi untuk memindahkan atau menghandatkan muatan elektron ke lintasan yang lemah atapun menarik ke lintasan yang terdekat dengan inti atom.

Model Atom Niels Bohr

Dari penjelasan teori atom Bohr. Niels Bohr pun menggambarkan model atom Bohr dengan bentuk seperti tata surya yang terkadang diistilahkan sebagai model atom tata surya. Dimana, Bohr menjelaskan bahwa model atom Bohr sebagai berikut :

1. Elektron yang berada di lintasannya tersendiri mengelilingi inti atom  dengan setiap elektron berada pada lintasanya tersendiri. Dalam hal ini Niels Bohr memisalkan dengan istilah lintasan K, L, M, … dan lintasan seterusnya.
2. Setiap elektron yang berotasi pada lintasanya dan bersifat stasioner. Maka, energi elektron terhadapt inti atom dalam struktur atom akan bersifat tetap. Artinya, tidak akan ada energi yang diserap ataupun diemisikan satu sama lain.
3. Setiap muatan elektron dalam setiap lintasan dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain dengan setiap lintasan akan membutuhkan energi yang berbeda. Dari energi yang dibutuhkan oleh setiap elektron disetiap lintasan kulit tersebut akan membuat elektron mampu berpindah dari satu orbit ke orbit lainnya. Dimana, besarnya energi yang diperlukan untuk berpindah dapat dihitung dengan persamaan Planck.
4. Setiap Orbit stasioner muatan elektron yang mengelilingi inti atom momentum sudut. Dimana, besarnya jumlah sudut merupakan kelipatan dari  nh/2π. Dimana, setiap n merupakan bilangan kulangan kuantum dan h merupakan tetapan Planck. Setiap kulit atom yang dilambangkan dengan n = 1, n = 2, n = 3. dan seterusnya.

5. Teori Atom Modern

Model atom modern atau yang disebut sebagai model atom mekanika kuantum . Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.

Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

Kelemahan Model Atom Modern :

1. Hanya dapat menerangkan atom-atom yang memiliki elektron tunggal seperti gas hidrogen tetapi tidak dapat menerangkan spektrum warna dari atom yang memiliki banyak elektron.

Kelebihan Model Atom Modern :

1.    Mampu membuktikan bahwa adanya lintasan elektron untuk atom hidrogen.







    Demikianlah yang dapat saya sampaikan mengenai materi yang menjadi bahasan dalam makalah ini, tentunya banyak kekurangan dan kelemahan karena terbatasnya pengetahuan, kurangnya rujukan atau referensi yang saya peroleh. Saya berharap kepada para pembaca yang budiman memberikan kritik dan saran. Sekian penutup dari saya semoga dapat diterima dan saya ucapkan terimakasih. 




Sumber :

https://id.wikipedia.org/wiki/Kimia

https://jagad.id/pengertian-kimia-cabang-ilmu-contoh-zat-rumus-dan-pelajaran-sma/

https://enjiner.com/struktur-atom/

http://sulaiman4fun.blogspot.com/2012/03/struktur-atom-modern-materi-kelas-xi.html