Selamat Datang [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Segala sesuatu yang dapat kamu lihat, sentuh, cium, atau kecap berasal dari atom. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Tubuhmu. Udara. Layar yang sedang kamu baca ini. Bintang yang paling jauh. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Atom begitu kecilnya sehingga satu tetes air mengandung lebih banyak atom daripada jumlah bintang di observable universe. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Dalam pelajaran ini, kita akan memperbesar: jauh ke dalam: dan menemukan apa atom itu,如何 mereka berperilaku, dan mengapa memahami mereka membuka seluruh dunia kimia.
Pemanasan
Sebelum kita mulai, mari kita mulai dengan imajinasi Anda.
Anatomi Atom
Bagian-Bagian Atom
Setiap atom memiliki tiga jenis partikel:
Proton: bermuatan positif, terletak di inti atom (pusat)
Neutron: tidak bermuatan, juga terletak di inti atom
Elektron: bermuatan negatif, mengorbit inti atom dalam awan elektron
Inti atom sangat kecil dibandingkan dengan keseluruhan atom. Jika atom berukuran stadion sepak bola, inti atom akan seperti kelereng di garis 50-yard. Elektron-elektron akan seperti nyamuk yang beterbangan di kursi atas.
<translated content> [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Berikut adalah fakta kunci: jumlah proton menentukan unsur apa yang dimiliki sebuah atom. Jumlah ini disebut nomor atom. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Setiap atom hidrogen memiliki tepat 1 proton. Setiap atom karbon memiliki tepat 6. Setiap atom emas memiliki tepat 79. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Mengubah jumlah proton & Anda mengubah unsur sepenuhnya. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Apa yang Membuat Suatu Unsur? [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Emas memiliki 79 proton. Besi memiliki 26 proton. Mereka terlihat berbeda, terasa berbeda, & berperilaku berbeda. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Tapi keduanya hanyalah kumpulan proton, neutron, & elektron. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Peta Mendeleev
Lembar Contekan Paling Ampuh dalam Sains
Pada tahun 1869, seorang kimiawan Rusia bernama Dmitri Mendeleev melakukan sesuatu yang brilian. Ia menuliskan unsur-unsur yang diketahui pada kartu & menyusunnya berdasarkan berat atom.
Ia menyadari bahwa unsur-unsur dengan sifat serupa muncul pada interval yang teratur: sebuah pola periodik.
Ia menyusunnya menjadi sebuah tabel dengan baris (periode) & kolom (golongan).
Langkah jeniusnya: Mendeleev meninggalkan celah. Ia memprediksi bahwa unsur-unsur yang belum ditemukan akan mengisi celah tersebut: dan ia benar. Gallium dan germanium ditemukan bertahun-tahun kemudian, hampir sempurna sesuai dengan prediksinya.
Periode (baris): Setiap baris mewakili kulit elektron baru yang sedang diisi.
Golongan (kolom): Unsur-unsur dalam kolom yang sama memiliki jumlah elektron terluar yang sama: itulah sebabnya mereka berperilaku serupa.
Tabel ini secara kasar dibagi menjadi logam (kiri dan tengah: mengkilap, konduktif, dapat ditempa), nonlogam (kanan atas: gas, padatan rapuh), dan metaloid (sepanjang garis tangga: sifat keduanya).
Dan kemudian ada gas mulia di kolom paling kanan: helium, neon, argon. Mereka memiliki kulit elektron terluar yang penuh,所以 mereka hampir tidak pernah bereaksi dengan apa pun. Mereka adalah penyendiri dalam tabel periodik.
Pola dalam Tabel
Litium, natrium, & kalium semuanya berada di kolom 1 tabel periodik. Ketiganya adalah logam lunak yang bereaksi hebat dengan air.
Fluor, klor, & brom semuanya berada di kolom 17. Ketiganya adalah nonlogam yang sangat reaktif yang suka menarik elektron dari atom lain.
Bagaimana Atom-atom Terhubung
Mengapa Atom Berikatan
Sebagian besar atom tidak stabil jika berdiri sendiri. Mereka ingin memiliki kulit elektron terluar yang penuh: seperti yang dimiliki gas mulia.
Untuk mencapai hal itu, atom-atom berikatan dengan atom lain dalam dua cara utama:
Ikatan ionik: satu atom mentransfer elektron ke atom lain.
Garam dapur (NaCl) adalah contoh klasik. Natrium memiliki 1 elektron terluar yang ingin dilepaskan. Klorin memiliki 7 elektron terluar dan ingin mendapatkan 1 elektron lagi. Natrium memberikan elektronnya kepada klorin. Sekarang keduanya memiliki kulit elektron terluar yang penuh: tetapi natrium menjadi bermuatan positif (kehilangan elektron) dan klorin menjadi bermuatan negatif (memperoleh elektron). Muatan yang berlawanan saling menarik, dan mereka saling mengunci.
Ikatan kovalen: atom-atom berbagi elektron.
Air (H₂O) bekerja dengan cara ini. Oksigen membutuhkan 2 elektron tambahan. Setiap hidrogen memiliki 1 elektron untuk dibagikan. Jadi oksigen berbagi elektron dengan dua hidrogen. Tidak ada yang menyerahkan apa pun: mereka bekerja sama.
Senyawa ionik cenderung membentuk kristal dan larut dalam air. Senyawa kovalen cenderung membentuk molekul: unit-unit individual seperti H₂O 或 CO₂.
Why Salt Dissolves
Saat Anda menjatuhkan kristal garam ke dalam gelas air, itu verschwindet. Padatan terurai & ion natrium & klorin menyebar melalui air.
Ini terjadi karena air adalah molekul polar: ujung oksigen sedikit negatif dan ujung hidrogen sedikit positif.
Apa Itu Reaksi?
Reaktan Menjadi Produk
Reaksi kimia terjadi ketika atom-atom mengatur ulang ikatannya untuk membentuk zat baru.
Bahan awal disebut reaktan. Hasilnya disebut produk.
Satu aturan mutlak: atom tidak pernah diciptakan atau dimusnahkan dalam reaksi kimia. Ini adalah hukum kekekalan massa. Setiap atom yang masuk harus keluar: hanya diatur ulang.
Reaksi dapat bersifat eksoterm (melepaskan energi: api, ledakan, penghangat tangan) atau endoterm (menyerap energi: kompres dingin, fotosintesis, memasak telur).
Kimia ada di mana-mana:
- Karat: besi + oksigen → besi oksida. Lambat, eksotermik.
- Pembakaran: bahan bakar + oksigen → karbon dioksida + air. Cepat, sangat eksotermik.
- Fotosintesis: karbon dioksida + air + sinar matahari → glukosa + oksigen. Endotermik: tanaman menyimpan energi matahari dalam ikatan kimia.
Setiap reaksi ini hanyalah atom-atom yang memutuskan ikatan lama & membentukan ikatan baru.
Kimia Karat
Anda mungkin pernah melihat karat pada mobil tua, alat, atau paku. Karat terbentuk secara lambat, tetapi ini adalah reaksi kimia yang nyata.
Persamaan kimianya adalah: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃
Itu berarti: empat atom besi bereaksi dengan tiga molekul oksigen untuk menghasilkan dua unit besi oksida (karat).
Kimia dalam Kehidupan Anda [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Anda Hidup di Dalam Laboratorium Kimia
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]Kimia bukan hanya sesuatu yang terjadi di dalam beaker. Kimia terjadi di sekitar Anda, sepanjang waktu. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Memasak: Saat Anda menggoreng daging atau membakar roti, itulah reaksi Maillard: asam amino dan gula yang menyusun ulang menjadi ratusan senyawa rasa baru. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Obat-obatan: Setiap obat adalah molekul yang dirancang untuk masuk ke dalam reseptor spesifik di tubuh Anda, seperti kunci dalam lubang kunci. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
Material: Layar yang Anda baca ini ada karena ahli kimia menemukan cara untuk membuat kristal cair, semikonduktor, & film polimer.
Baterai: Ponsel Anda berjalan dengan kimia litium-ion: atom litium mengangkut elektron bolak-balik antara elektroda.
Tubuh Anda: Saat ini, enzim dalam sel Anda sedang mengkatalisis ribuan reaksi kimia per detik: memecah makanan, membangun protein, menyalin DNA.
Setiap material, setiap obat, setiap teknologi berasal dari atom-atom yang membentuk ikatan.
Giliran Anda
Hubungkan Kimia dengan Dunia Anda
Anda sekarang mengetahui tentang atom, unsur, ikatan, & reaksi. Anda memiliki kosakata untuk menjelaskan asal-usul sesuatu dan mengapa sesuatu berperilaku seperti itu.