Materi IPA Kelas 9 Partikel Penyusun Benda Mati dan Makhluk Hidup

Tubuh makhluk hidup tersusun dari milyaran atom-atom? Atom-atom itu berikatan satu sama lain membentuk senyawa yang tersusun sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk tertentu. 

Misalnya rambut kita yang tersusun dari molekul-molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N), dan sulfur (S), serta tulang kita antara lain mengandung unsur kalsium (Ca), fosfor (P), dan oksigen (O). 

Selain pada makhluk hidup, benda mati seperti kayu, plastik, air, udara, kain pakaian, dan benda-benda yang lain merupakan zat kimia yang tersusun atas molekul-molekul tertentu. 

Dalam senyawa, molekul-molekul tertata sedemikian rupa sehingga memberikan sifatsifat tertentu. 

Misalnya plastik bersifat lentur karena molekul-molekul penyusunnya mempunyai rantai panjang, sedangkan arang mudah patah karena susunan antar atom-atom penyusunnya banyak terdapat ruang-ruang kosong. 

Tubuh kita dan tubuh makhluk hidup yang lainnya juga tersusun atas berbagai molekul kimia. 

Molekul ukurannya sangat kecil sehingga tidak dapat diamati dengan mata telanjang dan bahkan tidak dapat diamati dengan mikroskop biasa. 

Benda yang dibakar menyebabkan zat-zat yang terkandung di dalamnya berubah menjadi zat yang lain. Terbentuknya zat baru tersebut ditandai antara lain oleh warna dan bau yang berbeda. 

Dengan kata lain, bila bau yang kamu cium berbeda berarti kandungan bahan yang ada pada benda itu berbeda. 

Bahan-bahan yang berbeda terdiri atas senyawa-senyawa yang berbeda dengan atom-atom penyusun juga ada yang berbeda

Selain disusun oleh molekul yang berbeda, sifat-sifat suatu materi yang berbeda juga dapat disebabkan oleh perbedaan susunan molekulmolekul dalam materi itu. 

Misalnya kita ambil contoh kayu yang dibuat pensil dan amilum yang ada pada umbi kentang. 

Pada umbi kentang (contoh lainnya adalah umbi ketela pohon, talas, dan beras) juga mengandung pati atau amilum yang dapat kita makan untuk digunakan sebagai sumber energi. 

Pati disusun oleh molekul-molekul berantai panjang. Rantai panjang tersebut disusun oleh unit-unit molekul yang lebih sederhana yang disebut glukosa. 

Antara molekul glukosa yang satu dengan yang lainnya dihubungkan oleh atom oksigen dengan ikatan glikosida. perhatikan gambar berikut.

Molekul glukosa yang menyusun amilum tersusun dari atom C, H, dan O dengan perbandingan tertentu. 

Kayu yang ada pada pensil tersusun atas selulosa yang juga mempunyai rantai panjang. Molekul panjang tersebut terdiri atas molekul-molekul glukosa sama seperti pada pati. 

Amati pada Gambar di atas, apakah perbedaan antara molekul selulosa dengan pati (amilum)? Perhatikan ikatan antara dua molekul glukosanya! 

Selulosa dan amilum mempunyai molekul penyusun sama yaitu glukosa tetapi jenis ikatan antarmolekul glukosanya berbeda. 

Selulosa merupakan zat yang keras tetapi jika dimakan oleh manusia tidak dapat dicerna oleh tubuh. Sedangkan amilum dapat dicerna dan digunakan sebagai bahan makanan. 

Mengapa hal itu dapat terjadi?

 Keadaan itu menunjukkan bahwa tidak hanya jumlah dan jenis atom-atom penyusun molekul yang menyebabkan sifat zat berbeda, tetapi pola susunan dan jenis ikatan antarmolekul penyusun materi juga dapat menyebabkan zat atau materi itu mempunyai sifat-sifat kimia dan 

Pada contoh-contoh senyawa yang telah kamu pelajari, masingmasing senyawa mempunyai rumus molekul tertentu. 

Rumus molekul menunjukkan jenis atom yang menyusun suatu molekul dan perbandingannya. Molekul air (H O) yang sudah dicontohkan sebelumnya terdiri atas satu atom O dan dua atom H. 

Bila dua atom O mengikat dua atom H (lihat Gambar 4.5) maka akan terbentuk senyawa yang berbeda yaitu hidrogen peroksida (H Ilmu Pengetahuan Alam 2 2 O ). 

Hal itu menunjukkan bahwa perbandingan jumlah dan jenis atom dalam suatu molekul akan menghasilkan senyawa yang sifat dan jenisnya sangat berbeda. 

Bagaimana atom-atom dapat membentuk ikatan kimia dalam suatu molekul? 

Untuk menjawab pertanyaan tersebut kamu harus memahami dulu tentang atom dan partikel-partikel penyusunnya.

Molekul air tersusun atas dua atom hidrogen (H) dan satu atom oksigen (O). 

Tahukah kamu, walaupun atom merupakan unit terkecil penyusun molekul, materi yang sudah sangat kecil ini ternyata tersusun dari bagian yang lebih kecil lagi yang disebut partikel subatom. 

Bagaimana kita tahu bahwa atom tersusun atas partikel-partikel subatom? 

Amati warna lampu-lampu neon pada di bawah ini. Masing-masing lampu tersebut berisi gas mulia berturut-turut helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), dan xenon (Xe). 

Lampu-lampu tersebut mengeluarkan cahaya berwarna-warni setelah dialiri arus listrik. Gas-gas yang dilewati oleh aliran listrik tersebut berpencar sehingga menghasilkan cahaya berwarna-warni. 

Cahaya itu disebabkan oleh loncatan elektron-elektron yang menyusun atom-atom gas. Tahukah kamu apakah elektron itu? 

Contoh lain adalah kembang api. Apakah kamu melihat cahaya berwarna-warni dari kembang api ketika dibakar? Mengapa cahaya yang muncul berwarna-warni? 

Jika pada lampu-lampu pada gambar di atas cahaya lampu disebabkan oleh aliran listrik, maka pada kembang api cahaya itu dihasilkan dari terbakarnya unsur-unsur yang ada dalam kembang api tersebut. 

Akibat temperatur yang tinggi, elektron-elektron dari atom-atom penyusun unsur itu akan berpindah dari kulit atom yang lebih tinggi ke kulit atom yang lebih rendah. 

Tahukah kamu apakah kulit-kulit atom itu?

Atom tersusun atas partikel-partikel penyusun atom atau partikel subatom yaitu neutron (n), proton (p), dan elektron (e). Neutron dan proton membentuk inti atom. 

Elektron menempati kulit-kulit atom yang ada di sekitar inti. Elektron-elektron tersebut mengelilingi inti dengan kecepatan tinggi membentuk awan elektron. 

Elektron dan proton merupakan partikel subatom yang mempunyai muatan berlawanan, sedangkan neutron tidak bermuatan. 

Elektron memiliki muatan negatif sedangkan proton memiliki muatan positif. 

Pada atom netral, jumlah proton dan jumlah elektron sama banyaknya. Masing-masing partikel penyusun subatom tersebut mempunyai massa. 

Elektron mempunyai massa sangat kecil dibandingkan dengan massa proton dan neutron. Oleh sebab itu massa atom akan terpusat pada inti atom saja. 

TEORI ATOM

Para ilmuwan telah mempelajari atom sejak ratusan tahun lalu. Para ilmuwan tersebut mengemukakan teori-teori tentang atom. 

Teori yang satu akan runtuh atau ditolak ketika ada data atau fakta baru yang ditemukan tentang atom sehingga melahirkan teori atom yang baru. Berikut ini merupakan perkembangan teori atom.

1. John Dalton 

Atom sebagai bola pejal dan merupakan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Setiap unsur terdiri atas atom-atom yang identik satu sama lain. Atom-atom dari unsur berbeda mempunyai atom berbeda. Atom-atom dapat bergabung dengan perbandingan tertentu membentuk senyawa. 

2. Joseph John Thomson 

Atom merupakan bola bermuatan positif dan di tempat-tempat tertentu terdapat elektron-elektron yang bermuatan negatif seperti kismis dalam roti. 

3. Ernest Rutherford 

Atom sebagai bola yang di tengahtengahnya terdapat inti atom yang merupakan pusat muatan positif dan pusat massa. Sedangkan elektron-elektron berputar mengelilingi inti. 

4. Niels Bohr 

Atom terdiri terdiri atas inti yang menjadi pusat massa atom dan pusat muatan positif. Sedangkan elektron bergerak disekeliling inti pada lintasan tertentu (orbit)yang disebut kulit-kulit atom. Selama elektron mengelilingi inti, elektron tidak memancarkan energi. 

5. Modern (Mekanika Gelombang) 

Atom tersusun atas partikel sub atom yaitu neutron (n), proton (p), dan elektron (e). Neutron dan proton menjadi satu membentuk inti yang padat disebut nukleus atau inti atom. Elektron bergerak disekeliling inti hampir dalam kecepatan cahaya membentuk awan elektron.

Teori atom yang paling kini adalah teori atom mekanika gelombang. Teori ini akan kamu pelajari ketika kamu duduk di Sekolah Menengah Atas. 

Berdasarkan teori atom Bohr dapatkah kamu menjelaskan bagaimana lampu yang yang berisi gas mulia dapat menghasilkan cahaya yang berwarna-warni? 

Begitu juga bagaimana terbentuknya cahaya warna-warni dari kembang api? Menurut Bohr, atom mempunyai kulit-kulit atom tempat elektron mengelilingi inti atom. 

Kulit atom yang paling dekat dengan inti atom mempunyai energi paling rendah. Kulit atom yang lebih di luar mempunyai energi lebih tinggi. 

Elektron yang berada pada kulit atom paling dalam dapat berpindah ke kulit atom yang lebih luar bila menyerap energi dari luar atom. 

Energi itu dapat berasal dari panas pembakaran atau dari energi listrik yang melewati atom-atom itu. Elektron yang terletak pada kulit atom paling luar akan mendapatkan gaya tarik yang lemah dari inti atom. 

Oleh karena itu elektron pada kulit atom paling luar mudah lepas dari kulit itu, sehingga atom dapat kehilangan elektron. 

Bila jumlah elektron dan jumlah proton dalam suatu atom tidak sama maka atom tersebut akan bermuatan atau menjadi ion. 

Proses pembentukan ion disebut ionisasi. 

Tahukah kamu, elektron-elektron yang ada pada kulit atom paling luar mempunyai peranan yang sangat penting pada pembentukan ikatan kimia antaratom dalam suatu molekul?

Unsur merupakan zat tunggal (murni) yang tidak dapat diubah lagi menjadi bahan lain dengan reaksi kimiawi, seperti emas, besi, perak, oksigen, dan masih banyak yang lain. 

Saat ini ada sekitar 105 unsur yang ditemukan di alam

Masing-masing unsur tersebut memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki jumlah partikel subatom yang berbeda. 

Semua atom dalam suatu unsur tertentu memiliki jumlah proton yang sama di dalam intinya. Jumlah proton ini unik untuk setiap unsur. 

Nomor massa suatu atom ditentukan oleh jumlah dari neutron, proton, dan elektron. Namun, karena massa elektron sangat kecil, maka dapat diabaikkan. 

Atom yang satu berbeda dengan atom yang lain karena mempunyai elektron, proton, dan neutron yang berbeda jumlahnya. 

Perhatikan gambar senyawa air (a), karbondioksida (b), dan karbonmonoksida (c) berikut.

Berdasarkan gambar di atas, jika massa atomnya berbeda maka jari-jari bola atom itu akan berbeda pula. 

Oleh sebab itu antara atom H, O, dan C mempunyai besar yang berbeda. 

Hubungan nomor atom, nomor massa, dan jumlah neutron dalam suatu atom yang netral (tidak bermuatan) dapat dituliskan dengan persamaan berikut. 

Pada penulisan lambang unsur, nomor atom ditulis subscrip (turun) di kiri lambang unsur, sedangkan nomor massa ditulis superscrip (naik) di kiri atas lambang unsur, sebagaimana berikut. 

Sebagai contoh, penulisan lambang unsur litium (Li) yang mempunyai nomor atom 3 dan nomor massa 7 adalah 

Beberapa unsur seperti emas (Au), perak (Ag), dan platina (Pt) merupakan unsur-unsur logam mulia yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. 

Sebagian besar unsur yang ada di alam sangat penting untuk kehidupan. Namun, beberapa unsur seperti merkuri, timbal, dan logam berat lain, merupakan unsur yang berbahaya bagi tubuh makhluk hidup terutama manusia. 

Unsur ini tidak dapat didaur ulang dalam tubuh dan sulit untuk dikeluarkan, karena dalam tubuh kita tidak ada mekanisme yang berfungsi untuk menghilangkan unsur ini. 

Logam berat ini mampu bertahan dalam tubuh sepanjang hayat kita. Konsentrasi dari logam berat ini dapat bertambah sepanjang waktu atau dikenal dengan bioakumulasi. 

Logam berat ini dapat menyebabkan berbagai penyakit seperti kanker dan bahkan dapat menyebabkan kematian. 

Seorang wanita yang hamil juga dapat mengalami keguguran dan melahirkan bayi yang cacat akibat kandungan logam berat dalam tubuhnya. 

Pernahkah kamu mendengar penyakit Minamata? Penyakit ini Di teluk Minamata ini terdapat pelabuhan ikan dan pabrik pupuk dan senyawa kimia lain yang dalam prosesnya menggunakan merkuri (Hg). 

Suatu ketika merkuri ini bocor dan masuk kedalam lautan serta mengkontaminasi ikan dan hewan laut lainnya. 

Masyarakat sekitar yang mengkonsumsi ikan yang terkontaminasi merkuri mengalami bioakumulasi merkuri dalam tubuhnya. 

Bioakumulasi merkuri ini menyebabkan keterbelakangan mental, cacat lahir, buta dan tuli, serta menyebabkan kematian. 

Kejadian ini membuat perhatian warga dunia untuk lebih menjaga dan melindungi lingkungan dari pencemaran, khususnya logam berat. 

Teluk Minamata akhirnya ditetapkan bebas merkuri pada bulan Juli 1997 (41 tahun kemudian) dan warga sekitar dapat beraktifitas menangkap ikan maupun berenang di laut.

Agar mengetahui bagaimana atom-atom dapat berikatan kamu harus mempelajari susunan elektron di dalam suatu atom atau yang disebut dengan konfigurasi elektron.

Atom mempunyai tingkat-tingkat energi yang menurut Bohr disebut kulit-kulit atom. 

Menurut teori mekanika gelombang yaitu teori atom yang digunakan pada saat ini, tingkat-tingkat energi dalam suatu atom berturut-turut adalah tingkat energi K atau n=1, L untuk n=2, M untuk n=3 dan seterusnya. 

Agar kamu lebih mudah mempelajari susunan elektron dalam suatu atom, kita gunakan istilah kulit-kulit atom sebagaimana teori Bohr untuk tingkat-tingkat energi. 

Dengan demikian suatu atom akan mempunyai kulit K (n=1), kulit L (n=2), dan seterusnya. 

Masing-masing kulit atom ditempati oleh sejumlah elektron. Setiap kulit mempunyai jumlah maksimum elektron yang dapat menempatinya. 

Misalnya kulit K, maksimum hanya dapat ditempati oleh 2 elektron. 

Apabila atom tersebut mempunyai elektron lebih dari 2 maka elektron berikutnya akan menempati kulit yang lebih tinggi. 

Pengisian elektron pada kulit-kulit atom dimulai dari pengisian kulit terdalam atau yang mempunyai energi paling rendah. 

Perhatikan contoh jumlah elektron pada masing-masing kulit beberapa atom berikut.

Pengisian elektron secara berurutan dimulai dari kulit K kemudian ke kulit atom yang lebih tinggi. 

Pada contoh di atas, Atom helium (He), natrium (Na), dan klor (Cl) sesuai dengan urutan jumlah elektron maksimal yang dapat ditempati elektron. 

Namun pada Ca yang mempunyai 20 elektron, kulit atom K dan L berturut-turut ditempati oleh 2 dan 8 elektron sehingga tersisa 10 elektron. 

Walaupun kulit M dapat ditempati 18 elektron tetapi jumlah elektron yang tersisa hanya 10, maka kulit atom M hanya terisi 8 elektron dulu dan kulit atom N terisi 2 elektron. 

Tetapi kalau jumlah elektron yang tersisa setelah K dan L terisi lebih dari 18 elektron maka kulit atom M terisi 18 elektron seperti contoh pada atom bromin dan kripton. 

Intinya, elektron akan disusun pada setiap kulit hingga membentuk susunan yang paling stabil.

Atom-atom dengan nomor atom 1 sampai 18 akan ada dalam keadaan stabil bila kulit atom terluarnya berisi 2 elektron seperti helium (He) atau 8 elektron seperti neon (Ne), argon (Ar), dan kripton (Kr). 

Untuk mencapai jumlah 8 elektron, suatu atom dapat melepaskan atau menerima satu atau lebih elektron. 

Contoh atom natrium (Na) yang mempunyai 11 elektron mempunyai susunan elektron K=2, L=8, dan M=1. 

Pada konfigurasi seperti ini kulit atom M hanya terisi satu elektron. Keadaan ini menyebabkan natrium (Na) tidak stabil. 

Agar mempunyai 8 elektron pada kulit terluarnya, atom Na dapat melepaskan satu elektron atau menerima 7 elektron dari atom lain. 

Tetapi, menerima 7 elektron sangat sulit, maka atom natrium (Na) cenderung melepaskan 1 elektron. 

Akibatnya, bila Na melepaskan 1 elektron maka ada satu proton di dalam inti atom natrium (Na) yang tidak diseimbangkan oleh elektron. 

Jadi natrium (Na) akan kelebihan muatan positif dari satu proton. Pada atom natrium (Na) yang melepaskan satu elektron, atom natrium (Na) yang pada mulanya bersifat netral akan berubah menjadi Na bermuatan +1 yang ditulis Na+ . 

Jenis Na + tersebut disebut ion Na+ . 

Berdasarkan penjelasan tersebut, apakah kamu dapat menyimpulkan apa itu ion? Ion yang bermuatan positif seperti ion Na+ secara umum disebut kation. 

Contoh lain adalah atom kalisum (Ca) yang mempunyai susunan elektron dalam atomnya K=2, L=8, M=8, dan N=2. Agar mempunyai 8 elektron pada kulit terluar maka kalisum (Ca) melepaskan dua elektron menjadi ion Ca 2+. 

Sebaliknya atom klor (17Cl) mempunyai susunan elektron K=2, L=8, dan M=7.

Agar atom klor (Cl) stabil maka ditangkaplah satu elektron dari atom lain agar kulit atom M terisi 8 elektron. 

Atom klor (Cl) yang menerima satu elektron akan kelebihan muatan negatif. Atom klor (Cl) yang pada mulanya bersifat netral mempunyai 17 proton dan 17 elektron, jika menerima satu elektron dari luar maka atom klor (Cl) akan menjadi bermuatan -1 atau ditulis Cl- . 

Ion yang bermuatan negatif secara umum disebut anion. Coba kamu amati kembali dengan seksama Gambar tentang proses pembentukan garam dapur (NaCl).

Sebuah ion positif (kation) memiliki jumlah elektron lebih sedikit dari proton yang ada pada inti atom, sebaliknya ion negatif (anion) memiliki jumlah elektron lebih banyak dari proton. 

Dengan kata lain, atom yang melepaskan elektron akan menjadi ion yang bermuatan positif, sedangkan atom yang menerima elektron akan menjadi ion yang bermuatan negatif. 

Pada contoh pembentukan garam NaCl, ion Na+ dan ion Cl- tarik-menarik secara elektrostatik membentuk senyawa NaCl yang netral. 

Senyawa yang terbentuk dari kation dan anion disebut - senyawa ionik. Gaya tarik-menarik (gaya elektrostatik) antara kation dan anion dalam senyawa tersebut disebut ikatan ion. 

Kebanyakan unsur-unsur di alam berbentuk ion-ion. Seperti garam dapur yang kita konsumsi setiap hari dalam bumbu masakan terbentuk dari interaksi tarik menarik antara ion Na + dengan ion Cl- . Dengan demikian garam NaCl merupakan senyawa ionik.

Pada senyawa NaCl, kation dan anion tersusun selang-seling secara teratur sedemikian rupa seperti pada Gambar di atas sehingga tarik-menarik antara Na + dan Cl- terjadi maksimal. 

Susunan seperti itu disebut dengan istilah kristal.

Pada umumnya unsur-unsur dalam bentuk logam cenderung melepaskan elektron, sehingga akan bermuatan positif (membentuk kation), sedangkan unsur non logam akan cenderung menerima elektron sehingga bermuatan negatif (membentuk anion). 

Kecenderungan suatu atom untuk menerima atau melepas elektron sehingga menjadi stabil juga dapat diketahui dari jumlah elektron terluar. 

Atom yang memiliki elektron terluar lebih dari 5 cenderung mengikat atau menerima elektron, sedangkan atom yang memiliki elektron kurang dari 4 cenderung melepaskan elektron.

Minuman penyegar atau yang biasa disebut minuman isotonik mengandung beberapa jenis ion. Misalnya ada ion kalium (K+ ), ion kalsium (Ca 2+ ), ion magnesium (Mg2+ ), ion klorida (Cl- ) dan mungkin juga ada gugusan atom yang berupa ion seperti ion karbonat (CO - ) dan ion hidrogen karbonat (HCO ). 

Ion-ion tersebut secara normal sudah ada dalam tubuh kita, namun karena kita melakukan aktivitas yang berat seperti berlari atau bermain sepak bola, maka ion-ion tersebut akan dikeluarkan dari tubuh melalui keluarnya keringat. 

Hal ini menyebabkan ion-ion dalam tubuh berkurang sehingga tubuh kita terasa lelah. 

Dengan meminum-minuman isotonik, maka ion-ion yang hilang akan terganti oleh ion-ion yang ada dalam minuman isotonik tersebut. 

Sehingga, tubuh kita akan mejadi segar kembali. 

Tahukah kamu? Agar atom-atom berada dalam keadaan stabil, atom-atom juga dapat menggunakan bersama sejumlah elektron.

Contoh paling sederhana adalah atom hidrogen (H) yang mempunyai satu elektron. Gas hidrogen di alam bukan sebagai H tetapi sebagai H2 . 

Gas H2 mempunyai dua elektron yang digunakan bersama. Jumlah dua elektron tersebut menyerupai elektron terluar gas mulia helium (He). Perhatikan Gambar di bawah ini.

Begitu pula dengan atom klor (Cl) mempunyai 7 elektron pada tingkat energi atau kulit atom M sehingga kekurangan satu elektron agar menjadi lebih stabil. 

Untuk melengkapi jumlah 8 elektron pada kulit terluarnya, atom Cl menggunakan bersama satu elektron dari atom Cl lain sehingga membentuk Cl2 seperti pada Gambar di bawah ini.

Pembentukan ikatan kimia melalui penggunaan bersama elektron antar dua atom disebut dengan ikatan kovalen. 

Pada contoh gas hidrogen dan gas klor di atas masing-masing menggunakan bersama satu pasang elektron. 

Ikatan yang terbentuk antara atom H dengan H atau Cl dengan Cl biasanya ditulis dengan lambang H—H atau Cl—Cl. 

Satu tanda garis ‘—‘ mewakili satu pasang elektron yang digunakan bersama. Unsur oksigen (O) dan nitrogen (N) di alam terdapat sebagai gas O2 dan N2 . 

Bagaimana gas oksigen (O2) dan gas nitrogen (N ) terbentuk? Agar lebih stabil atom O memerlukan 2 elektron agar kulit terluarnya terisi 8 elektron. 

Agar memenuhi keadaan itu atom O menggunakan bersama dua pasang elektron seperti pada Gambar di bawah ini.

Atom nitrogen mempunyai 5 elektron pada kulit terluarnya sehingga kekurangan 3 elektron. Oleh sebab itu, atom N akan berikatan dengan atom N yang lain menggunakan bersama 3 pasangan elektron seperti gambar di bawah ini

Ikatan kovalen pada gas oksigen dapat ditulis dengan O=O sedangkan pada gas nitrogen dapat ditulis N=N. Ingat! Banyaknya garis yang menghubungkan kedua atom tersebut menunjukkan banyaknya pasangan elektron yang digunakan bersama.

Masih ingatkah kamu dengan model atom Dalton senyawa H2O dan CO2? Pada molekul air (H2O), satu atom oksigen mengikat dua atom hidrogen. 

Air merupakan senyawa dimana atom-atomnya berikatan secara kovalen. Demikian juga gas CO2, satu atom C mengikat dua atom O yang kedua atom ini menggunakan bersama pasangan elektron. 

Senyawa-senyawa yang antar atomnya berikatan kovalen disebut senyawa kovalen 

Pencapaian kestabilan atom-atom dari suatu unsur yang ada di alam dengan cara pelepasan dan penerimaan elektron atau penggunaan bersama pasangan elektron menyebabkan atom-atom dapat bergabung satu sama lain membentuk molekul. 

Molekul-molekul tersebut menyusun suatu senyawa. 

Oleh karena itu, molekul-molekul glukosa yang terdiri atas atom-atom C, H, dan O bergabung membentuk senyawa C6H12O yang rasanya manis. 

Kembang api mengandung senyawa-senyawa tertentu. 

Bila kembang api dibakar maka molekul-molekul yang ada di dalam senyawa tersebut menyerap energi dan menyebabkan elektron-elektron pada atomnya mengalami perpindahan antar kulit atom. 

Perpindahan elektron dari kulit atom yang lebih rendah ke tinggi akan menyerap energi sedangkan perpindahan elektron dari kulit yang lebih tinggi ke rendah akan melepaskan energi. 

Energi yang dilepaskan tersebut akan terlihat sebagai cahaya. 

Masing-masing atom mempunyai jarak antarkulit atom yang berbeda sehingga energi yang diserap atau dilepaskan juga akan berbeda. 

Perbedaan tersebut menyebabkan terjadinya warna-warna yang berbeda. Jika kamu menyulut kembang api berarti kamu telah melakukan reaksi kimia yang menghasilkan cahaya. 

Warna khas yang dihasilkan oleh unsur-unsur pada keadaan terbakar tersebut dapat digunakan untuk mengetahui keberadaan suatu unsur dalam suatu materi secara kualitatif. 

Prinsip tersebut digunakan oleh para ilmuwan untuk mengidentifikasi kadar suatu unsur pada suatu bahan. 

Bila kita membakar suatu senyawa dan menghasilkan warnawarna tertentu yang menunjukkan bahwa dalam senyawa itu terdapat unsur tertentu disebut dengan uji nyala. 

Contoh hasil uji nyala beberapa unsur disajikan pada Gambar di bawah ini.

Hanya saja tidak semua unsur mempunyai warna yang khas oleh sebab itu uji nyala ini hanya digunakan untuk mengetahui kandungan beberapa unsur.

Gamabr di atas menunjukan warna dari pembakaran unsur (a) Natrium, (b) Kalium, (c) Litium

Tahukah kamu meskipun suatu bahan tersusun dari atom-atom yang sama, namun jika struktur atau susunan dari atom-atom tersebut berbeda maka benda dapat memiliki karakteristik atau sifat-sifat yang berbeda? 

Tahukah kamu tentang intan? Intan merupakan salah satu batu berharga dan merupakan kristal yang sangat indah. Intan biasanya digunakan sebagai perhiasan. 

Sedangkan grafit biasanya digunakan sebagai bahan untuk isi pensil. Tahukah kamu bahwa sebenarnya intan dan grafit tersusun dari atom yang sama yaitu atom karbon (C)?

Struktur (a) intan dan (b) grafit pada isi pensil

Pada intan masing-masing atom karbon (C) mengikat empat atom karbon (C) lainnya dengan ikatan kovalen membentuk struktur tetrahedral (struktur berupa empat bidang). 

Struktur ini membuat intan bersifat sangat kuat dan keras serta memiliki titik lebur hingga 3550 derajat Celcius. 

Pada grafit atom C berikatan dengan 3 atom C lainnya membentuk lapisan lapisan heksagonal (struktur berbentuk datar yang terbentuk dari struktur berbentuk segienam). 

Antar lapisan diikat oleh suatu gaya yang disebut gaya Van der Waals yang lemah, sehingga grafit lebih rapuh dibandingkan intan. 

Struktur grafit yang demikian menyebabkan elektron mudah berpindah-pindah, sehingga grafit merupakan bahan yang bagus sebagai penghantar listrik. 

Oleh karena itu grafit biasanya juga digunakan sebagai elektroda pada baterai. 

Perbedaan jenis ikatan yang ada pada kedua bahan tersebut menyebabkan perbedaan sifat bahan. Grafit lebih lundah daripada intan karena strukturnya berlapis-lapis. 

Hal itu menunjukkan bahwa sifat-sifat suatu bahan juga ditentukan oleh struktur molekulmolekul penyusunnya. 

Struktur molekul dalam suatu bahan tidak dapat direkayasa oleh manusia tetapi hal itu diciptakan oleh Tuhan Yang Maha Esa. 

Itulah kebesaran dan kemurahan Tuhan untuk umat manusia di dunia ini.

1. PETE (Polyethylene Terephthalate) 

PETE atau PET merupakan salah satu plastik yang sering digunakan sebagai wadah makanan. Plastik PETE dapat kita temukan pada hampir semua botol air mineral dan beberapa pembungkus. Plastik ini dirancang untuk satu kali penggunaan saja. 

Jadi, jika digunakan berulang dapat meningkatkan resiko ikut terkonsumsinya bahan plastik dan bakteri yang berkembang pada bahan itu. Hal ini disebabkan jenis plastik PETE ini sulit untuk dibersihkan dari bakteri dan bahan plastik PETE dapat bersifat racun. Plastik ini sebaiknya didaur ulang dan tidak digunakan kembali. 

2. HDPE (High-Density Polyethylene) 

Plastik HDPE merupakan jenis plastik yang biasanya digunakan untuk membuat botol susu, botol deterjen, botol shampo, botol pelembab, botol minyak, mainan, dan beberapa tas plastik. HDPE merupakan plastik yang paling umum didaur ulang dan dianggap plastik paling aman. 

Proses daur ulang plastik ini cukup sederhana dan tidak membutuhkan biaya banyak. Plastik HDPE ini sangat keras dan tidak mudah rusak karena pengaruh sinar matahari, panas yang tinggi, atau suhu yang dingin. Karena itu, HDPE digunakan untuk membuat meja piknik, tempat sampah, dan produk lain yang membutuhkan ketahanan terhadap cuaca. 

3. PVC (Polyvinyl Chloride) 

Plastik PVC memiliki sifat lembut membuat plastik pembungkus makanan, botol minyak sayur, dan mainan anak-anak seperti pelampung renang. 

Selain itu juga digunakan untuk membuat pipa plastik, dan komponen kabel komputer. PVC dikhawatirkan sebagai “plastik beracun” karena mengandung berbagai racun yang dapat mencemari makanan. Plastik ini juga sukar didaur ulang. Produk PVC sebaiknya tidak digunakan kembali sebagai pembungkus makanan. 

4. LDPE (Low-Density Polyethylene) 

LDPE biasa ditemukan pada pembungkus baju, kantung pada layanan cuci kering, pembungkus buah-buahan agar tetap segar, dan pada botol pelumas. 

LDPE dianggap memiliki tingkat racun yang rendah dibandingkan dengan plastik yang lain. LDPE tidak umum untuk didaur ulang, jika didaur ulang plastik LDPE biasanya digunakan sebagai bahan pembuat ubin lantai. 

5. PP (Polypropylene) 

Plastik PP bersifat kuat, ringan, dan tahan terhadap panas. Plastik PP mampu menjaga bahan yang ada di dalamnya dari kelembaban, minyak dan senyawa kimia lain. 

PP biasanya digunakan sebagai pembungkus pada produk sereal sehingga tetap kering dan segar. PP juga digunakan sebagai ember, kotak margarin dan yogurt, sedotan, tali, isolasi, dan kaleng plastik cat. Plastik dari PP dianggap aman jiga digunakan kembali dan dapat didaur ulang. 

6. PS (Polystyrene) atau Kode 6 Polystyrene atau styrofoam merupakan plastik yang murah, ringan, dan mudah dibentuk. Plastik ini banyak digunakan dalam berbagai kebutuhan. Biasanya plastik PS digunakan sebagai botol minuman ringan, karton telor, kotak makanan, dan pembungkus bahan yang akan dikirim dalam jarak jauh. 

Plastik PS ini mudah rusak dan rapuh, sehingga mudah terpotong-potong menjadi kecil dan mudah mencemari lingkungan. 

Senyawa styrene pada plastik polystyrene mungkin bisa lepas dari plastik tersebut dan jika terkonsumsi dapat memicu kanker dan gangguan sistem reproduksi. Oleh karena itu, jika memungkinkan kita dapat menghindari plastik ini untuk digunakan sebagai pembungkus makanan. 

7. Bahan Plastik Lain (BPA, Polycarbonate, dan LEXAN) 

Kategori plastik dengan kode 7 ini digunakan sebagai kode plastik dengan bahan selain bahan yang telah dipaparkan sebelumnya. 

Plastik ini biasanya digunakan untuk membuat aksesoris kendaraan, namun ada juga pabrik yang menggunakan plastik ini sebagai bahan baku botol minuman bayi dan pembungkus makanan. 

Penggunaan plastik ini sebagai botol minuman dan pembungkus makanan sangat tidak dianjurkan, karena salah satu zat penyusun plastik ini misalnya BPA (Bisphenol A) merupakan senyawa yang dapat mengganggu kerja hormon-hormon tubuh. Oleh karena itu sebaiknya kamu menghindari penggunaan plastik yang memiliki kode 7 (tujuh) ini.

1. Baja 

Baja atau disebut besi hitam biasanya digunakan sebagai komponen utama pada mesin, rangka mobil, kapal, kereta, perkakas, senjata, dan sebagai rangka bangunan. 

Baja sebenarnya merupakan logam paduan (alloy) antara logam besi (Fe) sebagai bahan utama dengan karbon (C) sekitar 0,2% hingga 2,1%. 

Selain karbon dalam baja juga terkandung mangan (Mn), fosfor (P), sulfur (S), silikon (Si), dan sebagian kecil oksigen (O), nitrogen (N), dan alumunium (Al). 

Peningkatan kualitas baja biasanya dilakukan dengan penambahan nikel (Ni), krom (Cr), molybdenum (Mo), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), dan niobium (Nb). 

Fungsi unsur karbon dalam baja adalah sebagai bahan pengeras dan meningkatkan kekuatan tariknya sehingga dapat mencegah pergeseran atom-atom dalam logam baja. 

Hal ini disebabkan karena karbon dapat mengisi ruang kosong antar atom besi pada ikatan logam sehingga lebih rapat dan keras. 

Guna mencegah korosi, biasanya baja ditambahkan kromium (Cr) minimal 11% dari total bahan. 

Penambahan kromium (Cr) akan membentuk lapisan yang keras pada permukaan baja dan dikenal dengan stainless steel (baja tahan karat). 

Stainless steel ini banyak digunakan sebagai bahan dalam pembuatan alat-alat dapur seperti kompor maupun sebagai bahan dalam pembuatan pagar. 

2. Baja Ringan (Galvanum) 

Galvanum merupakan logam baja tipis yang dilapisi oleh campuran logam yang terdiri atas alumunium (Al) sebanyak 55%, seng (Zn) sebanyak 43%, dan silikon (Si) sebanyak 1,6%. 

Jika dibandingkan dengan kayu sebagai atap rumah material galvanum lebih ramah lingkungan, anti karat, dan memiliki ketahanan sangat tinggi. 

3. Perunggu 

Perunggu merupakan logam campuran yang mengandung tembaga (Cu) sebagai komponen utamanya dengan jenis logam lain seperti timah (Sn). 

Selain dengan timah logam lain yang dapat dicampurkan yaitu mangan (Mn), aluminium (Al), fosfor (P), atau silikon (Si). 

Pada umumnya, dalam perunggu terkandung tembaga sebesar 88% sedangkan 12% adalah timah. Titik lebur dari perunggu beragam, tergantung dengan perbandingan komponen penyusunnya. 

Umumnya perunggu memiliki titik lebur 95°C. Perunggu juga tidak dapat ditarik magnet. Tetapi, jika dalam pembuatannya diberi unsur besi atau nikel maka juga dapat ditarik magnet. 

Perunggu ini lebih kuat dari pada logam tembaga dan digunakan secara luas dalam industri. 

Perunggu juga tahan terhadap korosi akibat air laut, sehingga perunggu banyak digunakan sebagai kincir kapal dan bagian lain dari kapal yang berhubungan dengan air laut. 

Selain itu perunggu juga banyak digunakan pembuatan prasasti, alat musik gong dan alat gamelan, serta digunakan untuk membuat medali. 

4. Kuningan

Kuningan merupakan logam paduan antara tembaga (Cu) dan seng (Zn). Perbandingan antara tembaga dan seng beragam, tergantung dengan karakteristik kuningan yang ingin dihasilkan. 

Namun, umumnya kadar tembaga antara 60-90% dari massa total. Kuningan banyak digunakan sebagai dekorasi karena memiliki warna yang cerah seperti emas. 

Selain itu kuningan juga banyak digunakan sebagai bahan dalam membuat alat-alat rumah tangga dan alat musik seperti terompet dan snar drum. 

Tahukah kamu bahwa kandungan tembaga dalam kuningan mampu membunuh bakteri seperti Staphylococcus aureus, E. coli, dan Pseudomonas aeruginosa dalam waktu beberapa menit hingga beberapa jam setelah menempel. 

Tembaga ini dapat membunuh mikroorganisme tersebut dengan beberapa mekanisme, antara lain: merusak struktur membran sel bakteri sehingga bakteri dapat mati, menganggu keseimbangan ion dalam bakteri, mengganggu tekanan osmosis, dan membentuk senyawa hidrogen peroksida (H2O2 ) pada membran bakteri

Tulang tersusun atas bagian yang hidup yaitu sel-sel tulang (osteosit) dan bagian tak hidup. Sel-sel tulang kadarnya berbeda-beda selama kita tumbuh. 

Pada tulang yang sudah sempurna kadar sel-sel tulang hanya sekitar 5 persen. Komponen tak hidup penyusun tulang terdiri atas zat organik dan zat anorganik. 

Zat organik penyusun tulang antara lain yaitu kolagen (ikatan serat protein yang tersusun memanjang yang bersifat elastis), protein polisakarida, dan glikoaminoglikan (mukopolisakarida) sebesar 50 persen. 

Zat anorganik penyusun tulang yaitu kalsium fosfat Ca3(PO4)2, merupakan senyawa ionik yang tersusun dari ion Ca2+ dan (PO4)2- 

Pada tulang juga ditemukan ion bikarbonat (HCO3) sekitar 4-8 persen.

Zat anorganik tersebut membentuk senyawa yang disebut hidroksiapetit (Ca10 (PO4)6 (OH)2 ). Mineral-mineral tersebut berfungsi sebagai bahan pengeras, pembuat kaku, dan penguat tulang. 

Tahukah kamu bahwa struktur tulang yang bagus ini mampu ditarik dengan beban 700-1400 kg /cm2 dan mampu menahan beban 1400-2100 kg / cm2.

Kekuatan ini hampir sama dengan kekuatan dari alumunium atau baja lunak. 

Struktur tulang (a) dan gigi (b)

Bagaimana dengan gigi? Zat penyusun gigi hampir sama dengan zat penyusun tulang. Pada gigi terdapat protein yang dinamakan amelogenin dan enamelin. 

Pada gigi juga terdapat senyawa yang mengandung unsur magnesium (Mg), ntrium (Na), dan fluor (F). 

Senyawa yang mengandung ion florida (F) dalam gigi berfungsi sebagai pelindung gigi dari kerusakan akibat terkena zat asam.

Selain itu florida juga dapat mempercepat mineralisasi atau penambahan zat kalsium (Ca) dan fosfor (P) pada permukaan gigi.

Oleh karena itu, adanya fluorida pada pasta gigi memiliki fungsi yang besar dalam mengurangi kerusakan gigi.

Zubaidah, Siti, dkk. 2017. Ilmu Pengetahuan Alam Untuk Kelas IX. Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan