Apa definisi dari atom ?
Atom
Dalam pengamatan sehari-hari, secara relatif atom dianggap sebuah objek yang sangat kecil yang memiliki massa yang secara proporsional kecil pula. Atom hanya dapat dipantau dengan menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop gaya atom. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak stabil, yang dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi, yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti. Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur, dan memengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.
Atom
Sebuah atom dapat diionisasi dengan melepaskan satu elektronnya. Muatan yang ada menyebabkan trayektori atom melengkung ketika ia melalui sebuah medan magnet. Jari-jari trayektori ion tersebut ditentukan oleh massa atom. Spektrometer massa menggunakan prinsip ini untuk menghitung rasio massa terhadap muatan ion. Apabila sampel tersebut mengandung sejumlah isotop, spektrometer massa dapat menentukan proporsi tiap-tiap isotop dengan mengukur intensitas berkas ion yang berbeda. Teknik untuk menguapkan atom meliputi plasma gandeng induktif-spektroskopi emisi atom ("inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy", ICP-AES) dan plasma gandeng induktif-spektrometri massa ("inductively coupled plasma-mass spectrometry", ICP-MS), keduanya menggunakan plasma untuk menguapkan sampel analisis.
Massa atom
Massa atom (m) dari suatu unsur kimia adalah massa suatu atom pada keadaan diam, umumnya dinyatakan dalam satuan massa atom. Massa atom sering disinonimkan dengan "massa atom relatif", "massa atom rata-rata", dan "bobot atom". Walaupun demikian, terdapat sedikit perbedaan karena nilai-nilai tersebut dapat berupa rata-rata berbobot dari massa semua isotop unsur, atau massa dari satu isotop saja. Untuk kasus suatu unsur yang hanya memiliki satu isotop dominan, nilai massa atom isotop yang paling melimpah tersebut dapat hampir sama dengan nilai bobot atom unsur tersebut. Untuk unsur-unsur yang isotop umumnya lebih dari satu, perbedaan nilai massa atom dengan bobot atomnya dapat mencapai lebih dari setengah satuan massa (contohnya klorin). Massa atom suatu isotop yang langka dapat berbeda dari bobot atom standar sebesar beberapa satuan massa.
Rumus empiris
Dalam kimia, rumus empiris atau komposisi kimia dari suatu senyawa kimia adalah ekspresi sederhana jumlah relatif setiap jenis atom (unsur kimia) yang dikandungnya. Suatu formula empiris tidak memberikan gambaran mengenai isomer, struktur, atau jumlah absolut atom. Formula empiris adalah standar bagi senyawa ion, seperti CaCl, dan makromolekul, seperti SiO. Istilah "empiris" merujuk pada proses analisis elemental, suatu teknik kimia analitik yang digunakan untuk menentukan persentasi komposisi relatif per unsur dari suatu zat kimia. Kontras dengan formula empiris, formula kimia mengidentikasi jumlah absolut atom unsur-unsur yang ditemukan pada setiap molekul di senyawa tersebut.
Nukleon
Nukelon adalah suatu nama kolektif yang digunakan untuk merujuk pada neutron dan proton dalam fisika. Kedua partikel ini merupakan partikel penyusun inti atom dan sampai dengan tahun 1960 diduga sebagai partikel elementer. Namun, pada zaman sekarang, kedua partikel tersebut diketahui merupakan partikel komposit yang tersusun atas kuark. Pemahaman sifat-sifat nukleon adalah salah satu tujuan utama termodinamika kuantum.
Muatan titik
Muatan titik atau kadang-kadang disebut pula sebagai titik muatan adalah sebuah objek bermuatan listrik yang berukuran cukup kecil dibandingkan dengan sesuatu sehingga dimensinya bisa diabaikan. Dengan kata lain, titik muatan adalah suatu muatan hipotetis yang terletak pada suatu titik tunggal dalam ruang. Elekton dalam hal ini, pada berbagai penggunaan, dapat dianggap sebagai suatu titik muatan, yang ukurannya diberikan oleh suatu skala ukuran panjang yang dikenal sebagai jari-jari atom .
Asam amino
Asam amino adalah sembarang senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH). Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa" atau α). Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi "zwitter-ion".
Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein.
Atom
Atom menduduki sekitar 4% densitas energi total yang ada dalam alam semesta terpantau, dengan densitas rata-rata sekitar 0,25 atom/m. Dalam galaksi Bima Sakti, atom memiliki konsentrasi yang lebih tinggi, dengan densitas materi dalam medium antarbintang berkisar antara 10 sampai dengan 10 atom/m. Matahari sendiri dipercayai berada dalam Gelembung Lokal, yaitu suatu daerah yang mengandung banyak gas ion, sehingga densitas di sekelilingnya adalah sekitar 10 atom/m. Bintang membentuk awan-awan padat dalam medium antarbintang, dan proses evolusioner bintang akan menyebabkan peningkatan kandungan unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium dalam medium antarbintang. Sampai dengan 95% atom Bima Sakti terkonsentrasi dalam bintang-bintang, dan massa total atom ini membentuk sekitar 10% massa galaksi. Massa sisanya adalah materi gelap yang tidak diketahui dengan jelas.
Niels Bohr
Pada tahun 1913, Bohr menerapkan konsep mekanika kuantum untuk model atom yang telah dikembangkan oleh Ernest Rutherford, yang menggambarkan bahwa atom tersusun dari inti atom (nukleus) yang dikelilingi oleh orbit elektron.
Zat kimia
Unsur adalah zat kimia yang terdiri dari atom jenis tertentu sehingga tidak dapat dipecah atau diubah menjadi unsur yang berbeda melalui reaksi kimia, meskipun dapat ditransmutasikan menjadi unsur lain melalui reaksi nuklir. Jadi, karena semua atom dalam sampel suatu unsur memiliki jumlah proton yang sama; mungkin ada isotop yang berbeda, dengan jumlah neutron yang berbeda.
Unsur kimia
Nomor atom suatu unsur sama dengan jumlah proton dalam masing-masing atom, dan mendefinisikan unsur kimia. Sebagai contoh, seluruh atom karbon mengandung 6 proton dalam inti atomnya; sehingga nomor atom karbon adalah 6. Atom karbon dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda; atom dari unsur yang sama tetapi memiliki jumlah netron yang berbeda dikenal sebagai isotop.
Atom
Unsur-unsur kimia sering ditampilkan dalam tabel periodik yang menampilkan sifat-sifat kimia suatu unsur yang berpola. Unsur-unsur dengan jumlah elektron valensi yang sama dikelompokkan secara vertikel (disebut golongan). Unsur-unsur pada bagian terkanan tabel memiliki kelopak terluarnya terisi penuh, menyebabkan unsur-unsur tersebut cenderung bersifat inert (gas mulia).
Sejarah kimia
Ahli kimia fisik Amerika Gilbert N. Lewis meletakkan dasar teori ikatan valensi; dia berperan penting dalam mengembangkan teori ikatan berdasarkan jumlah elektron di kelopak "valensi" terluar suatu atom. Pada tahun 1902, ketika Lewis mencoba menjelaskan valensi kepada murid-muridnya, ia menggambarkan atom-atom yang dibangun dari rangkaian kubus konsentris dengan elektron di setiap sudutnya. "Atom kubik" ini menjelaskan delapan golongan dalam tabel periodik dan merepresentasikan gagasannya bahwa ikatan kimia dibentuk oleh transferensi elektron untuk memberi masing-masing atom satu set lengkap delapan elektron terluar (sebuah "oktet").
Karbon
Karbon atau zat arang merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada b periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Terdapat tiga macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni C dan C yang stabil, dan C yang bersifat radioaktif dengan waktu paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun. Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno. Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin "carbo", yang berarti batu bara.
Atom
Untuk atom dengan nomor atom yang rendah, inti atom yang memiliki jumlah proton lebih banyak daripada neutron berpotensi jatuh ke keadaan energi yang lebih rendah melalui peluruhan radioaktif yang menyebabkan jumlah proton dan neutron seimbang. Oleh karena itu, atom dengan jumlah proton dan neutron yang berimbang lebih stabil dan cenderung tidak meluruh. Namun, dengan meningkatnya nomor atom, gaya tolak-menolak antar proton membuat inti atom memerlukan proporsi neutron yang lebih tinggi lagi untuk menjaga stabilitasnya. Pada inti yang paling berat, rasio neutron per proton yang diperlukan untuk menjaga stabilitasnya akan meningkat menjadi 1,5.
Teori atom
Konsekuensi penjabaran elektron sebagai bentuk gelombang adalah bahwa tidak memungkinkan secara matematis untuk menurunkan secara simultan posisi dan momentum suatu elektron. Ini kemudian dikenal sebagai prinsip ketidakpastian Heisenberg setelah ahli fisika teori Werner Heisenberg menjelaskan dan mempublikasikannya pertama kali tahun 1927. Ini membuat model Bohr menjadi tidak valid lagi. Model atom modern menjelaskan posisi elektron dalam atom sebagai suatu probabilitas. Sebuah elektron dapat ditemukan pada jarak berapapun dari inti atom, tetapi, tergantung tingkat energinya, berada lebih sering pada region tertentu daripada region lainnya. Pola ini yang dirujuk sebagai orbital atom. Orbital berada dalam bentuk yang bervariasi sferis, barbel, torus, dsb. dengan inti atom berada di tengah.
Atom
Sejumlah atom ditemukan dalam keadaan materi yang berbeda-beda tergantung pada kondisi fisik benda, yakni suhu dan tekanan. Dengan mengubah kondisi tersebut, materi dapat berubah-ubah menjadi bentuk padat, cair, gas, dan plasma. Dalam tiap-tiap keadaan tersebut pula materi dapat memiliki berbagai fase. Sebagai contohnya pada karbon padat, ia dapat berupa grafit maupun intan.
Bilangan oksidasi
Bilangan oksidasi ( biloks ) didefinisikan sebagai jumlah muatan negatif dan positif dalam atom, yang secara tidak langsung menandakan jumlah elektron yang telah diterima atau diserahkan. Atom yang menerima elektron akan bertanda negatif, atom yang melepaskan elektron bertanda positif. Tanda (+) dan (-) pada biloks ditulis sebelum angkanya, misalnya +2, atau +1; sedangkan pada muatan ditulis sesudah angkanya, misalnya 2+ atau 3+.
Bilangan oksidasi menunjukkan besarnya muatan yang disumbangkan oleh atom atau unsur tersebut pada molekul atau ion yang dibentuknya. Bilangan oksidasi juga berguna untuk mengekspresikan persamaan reaksi setengah yang terjadi dalam reaksi oksidasi dan reduksi.
Sejarah kimia
Sekitar 420 SM, Empedokles menyatakan bahwa semua materi terdiri dari empat unsur elementer—tanah, api, udara dan air. Teori awal atomisme dapat ditelusuri kembali ke zaman Yunani kuno dan India kuno. Atomisme Yunani berasal dari filsuf Yunani Demokritos, yang menyatakan bahwa materi terdiri dari atom yang tak dapat dipisahkan dan tidak dapat dihancurkan, pada sekitar tahun 380 SM. Leukippos juga menyatakan bahwa atom adalah bagian materi yang paling tak dapat dipisahkan. Ini bertepatan dengan deklarasi serupa oleh filsuf India bernama Kanada dalam sutra Vaisheshikanya sekitar periode waktu yang sama. Dengan cara yang sama ia membahas keberadaan gas. Apa yang dinyatakan Kanada melalui kitab sutranya, Demokritos menyatakan melalui renungan filosofisnya. Keduanya mengalami kekurangan data empiris. Tanpa bukti ilmiah, keberadaan atom mudah ditolak. Aristoteles menentang keberadaan atom pada tahun 330 SM. Sebelumnya, pada tahun 380 SM, sebuah teks Yunani yang dikaitkan dengan berpendapat bahwa tubuh manusia terdiri dari empat segi. Sekitar 300 SM, Epikuros mendalilkan alam semesta atom yang tak terhancurkan di mana manusia sendiri bertanggung jawab untuk mencapai kehidupan yang seimbang.
Nomor atom
Nomor atom adalah angka yang menunjukkan jumlah proton dalam inti atom. Secara tradisi, nomor atom dilambangkan dengan simbol Z. Karena nomor atom setiap unsur kimia unik, nomor atom dipakai untuk mengidentifikasi unsur kimia. Misalnya angka atom hidrogen adalah 1 (satu) - artinya Hidrogen memiliki proton sejumlah satu.
Atom
Sementara itu, pada tahun 1913 fisikawan Niels Bohr mengkaji ulang model atom Rutherford dan mengajukan pendapat bahwa elektron-elektron terletak pada orbit-orbit yang terkuantisasi serta dapat meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya, meskipun demikian tidak dapat dengan bebas berputar spiral ke dalam maupun keluar dalam keadaan transisi. Suatu elektron haruslah menyerap ataupun memancarkan sejumlah energi tertentu untuk dapat melakukan transisi antara orbit-orbit yang tetap ini. Apabila cahaya dari materi yang dipanaskan memancar melalui prisma, ia menghasilkan suatu spektrum multiwarna. Penampakan garis-garis spektrum tertentu ini berhasil dijelaskan oleh teori transisi orbital ini.
Unsur kimia
Konsep "unsur" sebagai zat yang tak dapat dibagi lagi telah berkembang melalui tiga fase utama sejarah: Definisi klasik (seperti yang dimiliki orang-orang Yunani kuno), definisi kimia, dan definisi atom.
Jari-jari atom
Jari-jari atom diukur menggunakan jari-jari van der Waals untuk elemen yang atom-atomnya tidak dapat saling berikatan. Contoh dari kelompok ini adalah gas mulia, di mana dikatakan bahwa atom-atom dari elemen ini tak termampatkan atau terpadatkan ("unsquashed").
Teori atom
Saat bereksperimen dengan produk peluruhan radioaktif, pada tahun 1913 radiokimiawan Frederick Soddy menemukan bahwa tampaknya ada lebih dari satu unsur pada setiap posisi dalam tabel periodik. Istilah isotop kemudian diciptakan oleh Margaret Todd sebagai nama yang cocok untuk unsur ini .
Kimia
"Unsur" adalah sekelompok atom yang memiliki jumlah proton yang sama pada intinya. Jumlah ini disebut sebagai nomor atom unsur. Sebagai contoh, semua atom yang memiliki 6 proton pada intinya adalah atom dari unsur kimia karbon, dan semua atom yang memiliki 92 proton pada intinya adalah atom unsur uranium.
Teori atom
Teori kuantum merevolusi fisika di awal abad ke-20, ketika Max Planck dan Albert Einstein mendalilkan bahwa energi cahaya dipancarkan atau diserap dalam jumlah diskret yang diketahui sebagai kuanta (tunggal, "kuantum"). Pada tahun 1913, Niels Bohr memasukkan ide ini ke dalam model atom Bohr, di mana sebuah elektron hanya bisa mengorbit inti dalam orbit lingkaran tertentu dengan momentum sudut dan energi tetap, jarak dari inti (yaitu, jari-jari atom) sebanding dengan energinya. Dengan model ini elektron tidak bisa bergerak spiral ke dalam inti karena tidak kehilangan energi secara terus menerus; sebaliknya, hal itu hanya bisa membuat "lompatan kuantum" seketika antar tingkat energi yang ditetapkan. Ketika ini terjadi, cahaya dipancarkan atau diserap pada frekuensi yang sebanding dengan perubahan energi (maka penyerapan dan emisi cahaya merupakan spektrum diskrit).
Unsur kimia
Dari Boyle hingga awal abad ke-20, unsur didefinisikan sebagai zat murni yang tidak dapat diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana. Dengan kata lain, unsur kimia tidak dapat diubah menjadi unsur kimia lainnya melalui proses kimia. Unsur-unsur selama waktu ini umumnya dibedakan oleh bobot atom mereka, sifat yang terukur dengan akurasi yang mencukupi dengan teknik analisis yang tersedia.
Logam berat
Rentang kriteria densitas dari di atas 3,5 g/cm hingga di atas 7 g/cm. Definisi berat atom dapat memiliki rentang mulai lebih besar daripada natrium (berat atom 22,98); lebih besar daripada 40 (kecuali logam blok-s dan -f, artinya dimulai dari skandium); atau lebih dari 200, yaitu mulai dari raksa dan seterusnya. Nomor atom logam berat umumnya lebih besar daripada 20 (kalsium); kadang-kadang dibatasi hinga 92 (uranium). Definisi berdasarkan nomor atom telah dikritisi dengan memasukkan logam dengan densitas rendah. Misalnya, rubidium yang termasuk golongan (kolom) 1 pada tabel periodik memiliki nomor atom 37 tetapi densitasnya hanya 1,532 g/cm, yang artinya di bawah nilai ambang bawah yang digunakan oleh penulis lain. Masalah yang sama dapat terjadi dengan definisi berdasarkan berat atom.
Atom
Bumi mengandung sekitar 1,33 atom. Pada atmosfer planet, terdapat sejumlah kecil atom gas mulia seperti argon dan neon. Sisa 99% atom pada atmosfer bumi terikat dalam bentuk molekul, misalnya karbon dioksida, oksigen diatomik, dan nitrogen diatomik. Pada permukaan Bumi, atom-atom saling berikatan membentuk berbagai macam senyawa, meliputi air, garam, silikat, dan oksida. Atom juga dapat bergabung membentuk bahan-bahan yang tidak terdiri dari molekul, contohnya kristal dan logam padat ataupun cair.
Genom
Genom (Ing. "genome"), dalam genetika dan biologi molekular modern, adalah keseluruhan informasi genetik yang dimiliki suatu sel atau organisme, atau khususnya keseluruhan asam nukleat yang memuat informasi tersebut. Secara fisik, genom dapat terbagi menjadi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom atau plasmid), sementara secara fungsi, genom dapat terbagi menjadi gen-gen. Istilah genom diperkenalkan oleh Hans Winkler dari Universitas Hamburg, Jerman, pada tahun 1920, mungkin sebagai gabungan dari kata "gen" dan "kromosom" atau dimaksudkan untuk menyatakan kumpulan gen.
Molekul
Suatu molekul dapat homonuklir, yaitu, mengandung atom-atom dari satu unsur kimia, misalnya oksigen (O); atau dapat pula berupa heteronuklir, suatu senyawa kimia yang tersusun dari lebih dari satu unsur, misalnya air (HO). Atom dan kompleks yang terhubung melalui ikatan non kovalen, seperti ikatan hidrogen atau ikatan ionik, umumnya dianggap sebagai molekul tunggal.
Rumus struktur
Rumus kerangka adalah notasi standar untuk molekul organik yang lebih kompleks. Dalam jenis diagram ini, pertama kali digunakan oleh ahli kimia organik Friedrich August Kekulé von Stradonitz, atom karbon tersirat berada di simpul (sudut) dan garis ujung segmen garis daripada diindikasikan dengan simbol atom C. Atom hidrogen yang terikat pada atom karbon tidak ditunjukkan: setiap atom karbon dipahami terkait dengan atom hidrogen yang cukup untuk memberi atom karbon empat ikatan. Kehadiran muatan positif atau negatif muatan listrik di sebuah atom karbon menggantikan salah satu atom hidrogen tersirat. Atom hidrogen yang menempel pada atom selain karbon harus ditulis secara eksplisit.
Helium
Menurut perspektif mekanika kuantum, helium adalah atom tersederhana kedua yang dapat dimodelkan setelah atom hidrogen. Helium tersusun atas dua elektron dalam orbital atom helium dan inti atom yang terdiri dari dua proton dan beberapa neutron. Menurut mekanika Newton, tiada sistem yang terdiri dari lebih dari dua pertikel yang dapat diselesaikan menggunakan pendekatan matematis analitis yang eksak (liat masalah tiga benda). Hal yang sama juga berlaku pada atom helium, sehingganya diperlukan metode matematis numeris bahkan untuk menyelesaikan sistem satu inti dan dua elektron. Metode kimia komputasional telah digunakan untuk menciptakan gambaran elektron yang terikat dengan inti atom secara kuantum dengan akurasi < 2% dari nilai sebenarnya. Dalam gambaran model ini, ditemukan bahwa tiap-tiap elektron dalam helium saling memerisai atraksi inti atom (efek pemerisaian) sehingganya muatan efektif inti yang tiap-tiap elektron terima (nilai "Z") adalah sekitar 1,69 dan bukannya 2.
Teori atom
Cacat dalam teori Dalton diperbaiki secara mendasar pada tahun 1811 oleh Amedeo Avogadro. Avogadro telah mengusulkan bahwa volume yang sama dari dua gas, pada temperatur dan tekanan yang sama, mengandung jumlah molekul yang sama (dengan kata lain, massa partikel gas tidak mempengaruhi volume yang menempati). Hukum Avogadro memungkinkannya untuk menyimpulkan sifat diatomik dari berbagai gas dengan mempelajari volume di mana mereka bereaksi. Misalnya: karena dua liter hidrogen akan bereaksi dengan hanya satu liter oksigen untuk menghasilkan dua liter uap air (pada tekanan dan temperatur konstan), maka itu berarti molekul oksigen tunggal terbagi menjadi dua untuk membentuk dua partikel air. Dengan demikian, Avogadro mampu menawarkan perkiraan yang lebih akurat dari massa atom oksigen dan berbagai elemen lainnya, serta membuat pembeda yang jelas antara molekul dan atom.
Jumlah zat
Jumlah zat adalah besaran pokok fisika yang mengukur jumlah cuplikan zat elementer yang dapat berupa elektron, atom, ion, molekul, atau partikel tertentu. Satuan SI untuk jumlah zat ini adalah mol yang didefinisikan sebagai jumlah atom dalam elemen carbon-12 seberat 12 g. 1 mol mempunyai atom dari bahan murni yang diukur, yang sering dikenal sebagai bilangan Avogadro.
Teori atom
Dalton memperkirakan berat atom menurut rasio massa di mana mereka digabungkan, dengan atom hidrogen diambil sebagai kesatuan. Namun, Dalton tidak memikirkan bahwa terdapat beberapa unsur atom berada dalam bentuk molekul—misalnya oksigen murni terdapat sebagai . Dia juga salah kaprah bahwa senyawa paling sederhana antara dua unsur selalu hanya terdiri dari masing-masing satu atom (jadi dia berpendapat air adalah HO, bukan ). Hasil ini merupakan suatu kecatatan, di samping peralatannya yang belum mendukung. Misalnya, pada tahun 1803 ia yakin bahwa atom oksigen 5,5 kali lebih berat daripada atom hidrogen, karena dalam air ia mengukur 5,5 gram oksigen untuk setiap 1 gram hidrogen dan meyakini rumus untuk air adalah HO. Dengan mengadopsi data yang lebih baik, pada tahun 1806 ia menyimpulkan bahwa berat atom oksigen yang sebenarnya adalah 7 bukannya 5,5, dan dia mempertahankan berat ini selama sisa hidupnya. Ilmuwah lain pada masa itu sudah menyimpulkan bahwa berat atom oksigen seharusnya 8 relatif terhadap hidrogen yang sama dengan 1, jika diasumsikan rumus Dalton untuk molekul air adalah HO, atau 16 jika diasumsikan menggunakan rumus air modern .
Bilangan kuantum
Bilangan kuantum () adalah bilangan yang menyatakan kedudukan atau posisi elektron dalam atom yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam sistem dinamis. Bilangan kuantum menggambarkan sifat elektron dalam orbital.
Jari-jari van der Waals
Jari-jari van der Waals, "r", dari suatu atom adalah jari-jari dari sebuah bola keras imajiner yang merupakan jarak pendekatan terdekat untuk atom lain. Jari-jari ini dinamakan sesuai Johannes Diderik van der Waals, pemenang Hadiah Nobel dalam Fisika 1910, karena dia adalah orang pertama yang menyadari bahwa atom tidak hanya titik dan menunjukkan konsekuensi fisik dari ukuran mereka melalui persamaan keadaan van der Waals.
Inti atom
Jumlah proton dan netron menentukan tipe dari nukleus atau inti atom. Proton dan neutron hampir memiliki massa yang sama, dan kombinasi jumlah, jumlah massa, rata-rata sama dengan massa atomik sebuah atom. Kombinasi massa dari elektron sangat kecil secara perbandingan terhadap massa nukleus, di karenakan berat dari proton dan neutron hampir 2000 kali massa elektron.
Massa atom relatif
Massa atom relatif (bahasa Inggris: "relative atomic mass", simbol: "A") atau bobot atom (bahasa Inggris: "atomic weight") adalah suatu kuantitas fisik tak berdimensi (angka saja). Dalam definisi modernnya, ia merupakan "perbandingan" massa rata-rata atom suatu unsur dalam suatu sampel yang diberikan "terhadap" satu satuan massa atom. Satuan massa atom, simbol u, didefinisikan sebagai massa satu atom karbon-12. Massa atom dapat bervariasi (antara atom dari unsur yang sama), karena adanya berbagai isotop unsur tersebut. Karena kedua nilai dalam rasio tersebut dinyatakan dalam satuan yang sama (u), nilai yang dihasilkan tidak berdimensi; maka nilainya adalah "relatif".
Atom
Energi yang diperlukan untuk melepaskan ataupun menambah satu elektron (energi pengikatan elektron) adalah lebih kecil daripada energi pengikatan nukleon. Sebagai contohnya, hanya diperlukan 13,6 eV untuk melepaskan elektron dari atom hidrogen. Bandingkan dengan energi sebesar 2,3 MeV yang diperlukan untuk memecah inti deuterium. Atom bermuatan listrik netral oleh karena jumlah proton dan elektronnya yang sama. Atom yang kekurangan ataupun kelebihan elektron disebut sebagai ion. Elektron yang terletak paling luar dari inti dapat ditransfer ataupun dibagi ke atom terdekat lainnya. Dengan cara inilah, atom dapat saling berikatan membentuk molekul.
Atom
Kebanyakan atom yang menyusun Bumi dan termasuk pula seluruh makhluk hidupnya pernah berada dalam bentuk yang sekarang di nebula yang runtuh dari awan molekul dan membentuk Tata Surya. Sisanya merupakan akibat dari peluruhan radioaktif dan proporsinya dapat digunakan untuk menentukan usia Bumi melalui penanggalan radiometrik. Kebanyakan helium dalam kerak Bumi merupakan produk peluruhan alfa.
Teori atom
Dalton mengajukan teori bahwa setiap unsur kimia terdiri dari atom tunggal, dengan jenis yang unik, dan meskipun mereka tidak dapat diubah atau dihancurkan dengan cara kimia, mereka dapat bergabung untuk membentuk struktur yang lebih kompleks (senyawa kimia). Ini dianggap sebagai teori atom pertama yang benar-benar ilmiah, karena Dalton menarik kesimpulan berdasarkan eksperimen dan pemeriksaan hasil penelusuran empiris.
Stoikiometri
Dalton mengenali bahwa penting untuk menentukan massa setiap atom karena massanya bervariasi untuk setiap jenis atom. Atom sangat kecil sehingga tidak mungkin menentukan massa satu atom. Maka ia memfokuskan pada nilai relatif massa dan membuat tabel massa atom (gambar 1.3) untuk pertamakalinya dalam sejarah manusia. Dalam tabelnya, massa unsur teringan, hidrogen ditetapkannya satu sebagai standar (H = 1). Massa atom adalah nilai relatif, artinya suatu rasio tanpa dimensi. Walaupun beberapa massa atomnya berbeda dengan nilai modern, sebagian besar nilai-nilai yang diusulkannya dalam rentang kecocokan dengan nilai saat ini. Hal ini menunjukkan bahwa ide dan percobaannya benar.
Teori atom
Atom dianggap sebagai bagian terkecil dari materi sampai 1897 ketika J.J. Thomson menemukan elektron melalui karyanya pada sinar katoda.
Orbital atom
Oleh karena berbeda dengan "orbit" mekanika klasik, istilah "orbit" elektron pada atom digantikan dengan istilah "orbital", yang diciptakan oleh kimiawan Robert Mulliken pada tahun 1932. Orbital atom umumnya dideskripsikan sebagai fungsi gelombang "bak hidrogen" dengan bilangan kuantum "n", "l", "m" yang berkorespondensi dengan energi, momentum sudut, dan arah momentum sudut pasangan elektron secara berurutan. Tiap-tiap orbital (ditentukan oleh sehimpunan bilangan kuantum yang berbeda) yang secara maksimal hanya dapat menampung dua elektron ini memiliki nama klasik "s","p","d", dan "f". Nama-nama ini berasal dari karakteristik yang terpantau pada garis spektroskopi masing-masing, yakni sharp", principal", diffuse", dan fundamental". Nama orbital setelah orbital "f" dinamakan secara alfabetis mulai dari "g".
Pengantar mekanika kuantum
Nama keseluruhan dari properti ini adalah [[keadaan kuantum]] elektron. Keadaan kuantum hanya dapat dijelaskan dengan memberikan nomor ke tiap properti; hal ini dinamakan [[bilangan kuantum]] elektron. Keadaan kuantum elektron dijelaskan dengan fungsi gelombangnya. Asas ketidakpastian Pauli mengatakan bahwa tidak ada 2 elektron dalam satu atom memiliki nilai yang sama pada keempat properti ini. [[Berkas:neon orbitals.JPG|ka|jmpl|400px|5 bentuk orbital atom: 1"s", 2"s", 2"p", 2"p", dan 2"p". Warnanya menunjukkan fasa fungsi gelombang.]]
Massa
Dalam ilmu fisika, kita dapat secara konseptual membedakan paling tidak tujuh corak "massa" ataupun tujuh fenomena fisika yang dapat dijelaskan menggunakan konsep "massa":Biasanya, massa objek diukur dengan kilogram, yang didefinisikan sebagai massa "prototipe kilogram internasional" berupa silinder paduan logam platina yang disimpan di International Bureau of Weights and Measures di Perancis. Meski begitu, prototipe ini pastinya tidak mungkin digunakan untuk mengukur massa atom dan partikel. Maka, lebih murah untuk mengukur massa sebuah atom dengan membandingkannya dengan atom lainnya, maka ilmuwan mengembangkan satuan massa atom (atau Dalton). Menurut definisinya, 1 u adalah 1/12 massa sebuah atom karbon-12 dan atom karbon-12 memiliki massa pasti 12 u. Definisi ini masih mungkin berubah karena adanya pengajuan redefinisi satuan dasar SI, yang akan meninggalkan satuan Dalton.
Ikatan kovalen
Gagasan ikatan kovalen dapat ditilik beberapa tahun sebelum 1920 oleh Gilbert N. Lewis yang pada tahun 1916 menjelaskan pembagian pasangan elektron di antara atom-atom. Dia memperkenalkan "struktur Lewis" atau "notasi titik elektron atau struktur titik Lewis" yang menggunakan titik-titik di sekitar simbol atom untuk mewakili elektron valensi terluar atom. Pasangan elektron yang berada di antara atom-atom mewakili ikatan kovalen. Pasangan berganda mewakili ikatan berganda, seperti ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Terdapat pula bentuk alternatif lainnya di mana ikatan diwakili sebuah garis.
Ketika gagasan pembagian pasangan elektron memberikan gambaran kualitatif yang efektif akan ikatan kovalen, mekanika kuantum diperlukan untuk mengerti sifat-sifat ikatan seperti ini dan memprediksikan struktur dan sifat molekul sederhana. Walter Heitler dan Fritz London sering diberi kredit atas penjelasan mekanika kuantum pertama yang berhasil menjelaskan ikatan kimia, lebih khususnya ikatan molekul hidrogen pada tahun 1927. Hasil kerja mereka didasarkan pada model ikatan valensi yang berasumsi bahwa ikatan kimia terbentuk ketika terdapat tumpang tindih yang baik di antara orbital-orbital atom dari atom-atom yang terlibat. Orbital-orbital atom ini juga diketahui memiliki hubungan sudut spesifik satu sama lain, sehingga model ikatan valensi dapat memprediksikan sudut ikatan yang terlihat pada molekul sederhana dengan sangat baik.
Molekul diatomik
Molekul diatomik adalah molekul yang hanya terdiri dari dua atom. Kedua atom tersebut dapat berupa unsur yang sama maupun berbeda. Awalan di- pada kata "diatomik" berasal dari bahasa Yunani yang artinya dua.
Johannes Robert Rydberg
Ia aktif sebagai akademisi di Universitas Lund , Swedia , dan seluruh hidupnya Ia abdikan di sana. Sebuah atom dengan nilai yang tinggi dari prinsip nomor quantum, diwakili dengan lambang "n" dalam rumus Rydberg dinamakan atom Rydberg. Teori terbukti mampu sebagai kunci untuk memahami unsur kimia dari atom yang dijelaskan dalam karya Niels Bohr.
Atom
Jumlah proton dan neutron pada inti atom dapat diubah, walaupun hal ini memerlukan energi yang sangat tinggi oleh karena gaya atraksinya yang kuat. Fusi nuklir terjadi ketika banyak partikel atom bergabung membentuk inti yang lebih berat. Sebagai contoh, pada inti Matahari, proton memerlukan energi sekitar 3–10 keV untuk mengatasi gaya tolak-menolak antar sesamanya dan bergabung menjadi satu inti. Fisi nuklir merupakan kebalikan dari proses fusi. Pada fisi nuklir, inti dipecah menjadi dua inti yang lebih kecil. Hal ini biasanya terjadi melalui peluruhan radioaktif. Inti atom juga dapat diubah melalui penembakan partikel subatom berenergi tinggi. Apabila hal ini mengubah jumlah proton dalam inti, atom tersebut akan berubah unsurnya.
Konfigurasi elektron
Para fisikawan dan kimiawan menggunakan notasi standar untuk mendeskripsikan konfigurasi-konfigurasi elektron atom dan molekul. Untuk atom, notasinya terdiri dari untaian label orbital atom (misalnya 1s, 3d, 4f) dengan jumlah elektron dituliskan pada setiap orbital (atau sekelompok orbital yang mempunyai label yang sama). Sebagai contoh, hidrogen mempunyai satu elektron pada orbital s kelopak pertama, sehingga konfigurasinya ditulis sebagai 1s. Litium mempunyai dua elektron pada subkelopak 1s dan satu elektron pada subkelopak 2s, sehingga konfigurasi elektronnya ditulis sebagai 1s 2s. Fosforus (nomor atom 15) mempunyai konfigurasi elektron : 1s 2s 2p 3s 3p.
Atom hidrogen
Atom hidrogen ialah atom yang berasal dari unsur kimia hidrogen. Muatan netral atom berisi satu proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang terikat kepada nukleus oleh Hukum Coulomb. Atom hidrogen terdiri dari sekitar 75 % di alam semesta. Dalam kehidupan sehari-hari di Bumi, atom-atom hidrogen yang terisolasi (biasanya disebut "atom hidrogen") sangat jarang adanya. Sebaliknya, hidrogen cenderung untuk menggabungkan dengan atom lain dalam senyawa, atau dengan dirinya sendiri untuk membentuk gas hidrogen biasa, H. Dalam Bahasa Inggris, penggunaan perkataan "atomic hydrogen" dan "hydrogen atom," biasanya mempunyai makna yang tumpang tindih. Sebagai contoh, sebuah molekul air mengandung dua atom hidrogen, tetapi tidak berisi atom yang mengandung hidrogen (yang mengarah terhadap atom hidrogen yang terisolasi).
Lambang unsur
Rumus kimia zat menyatakan jenis dan jumlah relatif atom-atom yang terdapat dalam zat itu. Angka yang menyatakan jumlah atom suatu unsur dalam rumus kimia disebut angka indeks. Rumus kimia zat dapat berupa rumus molekulatau rumus empiris.
Molekul
Ketika mencoba untuk menentukan secara ketat apakah susunan atom "cukup stabil" untuk dianggap sebagai molekul, IUPAC menyarankan agar "sesuai dengan depresi pada permukaan energi potensial yang cukup dalam untuk membatasi setidaknya satu keadaan vibrasi". Definisi ini tidak bergantung pada sifat interaksi antara atom, namun hanya pada kekuatan interaksi. Sebenarnya, ini termasuk spesies yang terikat lemah yang secara tradisional tidak dianggap sebagai molekul, seperti helium dimer, He, yang memiliki satu keadaan ikatan vibrasi dan terikat secara longgar sehingga hanya dapat diamati pada suhu yang sangat rendah.
Ikatan logam
Aromatisitas logam dalam kluster logam adalah contoh lain dari delokalisasi, kali ini sering terjadi pada entitas tiga dimensi. Logam mengambil prinsip delokalisasi secara ekstrem dan dapat dikatakan bahwa kristal logam mewakili satu molekul tunggal dimana semua elektron konduksi terdelokalisasi di ketiga dimensi tersebut. Ini berarti bahwa di dalam logam seseorang umumnya tidak dapat membedakan molekul, sehingga ikatan logam tidak bersifat intra maupun antarmolekul. 'Nonmolekular' mungkin akan menjadi istilah yang lebih baik. Ikatan logam sebagian besar tidak polar, karena bahkan dalam paduan ada sedikit perbedaan antara elektronegativitas dari atom yang berpartisipasi dalam interaksi ikatan (dan, dalam logam unsur murni, tidak sama sekali). Dengan demikian, ikatan logam adalah bentuk ikatan kovalen komunal yang sangat terdelokalisasi. Dalam arti tertentu, ikatan logam bukanlah jenis ikatan 'baru' sama sekali, oleh karena itu, dan ini menggambarkan ikatan hanya sebagai hadir dalam "potongan" materi terkondensasi, baik itu kristal padat, cair, atau bahkan kaca. Uap logam sering disebut atom (Hg) atau kadang mengandung molekul seperti Na disatukan oleh ikatan kovalen yang lebih konvensional. Inilah sebabnya mengapa tidak benar membicarakan satu 'ikatan logam'.
Pengantar mekanika kuantum
Tahun 1913 Niels Bohr mengajukan model atom baru yang didalamnya memasukkan orbit elektron terkuantisasi: elektron masih mengorbit nukleus seperti planet mengorbit mengelilingi matahari, tapi mereka hanya diijinkan untuk menempati orbit tertentu, tidak mengorbit pada jarak berapapun. Ketika sebuah atom melepas (atau menyerap) energi, elektron tidak berpindah dalam parabola kontinu dari satu orbit ke orbit lain (klasik memperkirakan demikian). Namun, elektron akan langsung lompat dari satu orbit ke orbit lainnya, melepaskan cahaya dalam bentuk foton. Energi yang dilepas tiap elemen ditentukan oleh perbedaan energi antara orbit-orbit, dan spektrum emisi untuk tiap elemen akan berisi sejumlah garis.
Dimulai dari satu asumsi sederhana mengenai aturan bahwa orbit harus mematuhi aturan, model Bohr dapat menghubungkan garis spektral teramati di spektrum emisi hidrogen ke konstanta yang sebelumnya diketahui. Pada model Bohr, elektron tidak diperbolehkan untuk melepas energi secara kontinu dan menabrak nukleus: ketika mencapai orbit paling dekat yang diperbolehkan, maka akan stabil selamanya. Model Bohr tidak menjelaskan "mengapa" orbitnya harus dikuantisasi seperti itu, ia juga tak dapat memberikan prediksi akurat untuk atom dengan lebih dari satu elektron, atau untuk menjelaskan mengapa beberapa garis spektrum lebih cerah/terang daripada yang lain.
Demokritos
Selain itu, atom juga dipandang sebagai tidak dijadikan, tidak dapat dimusnahkan, dan tidak berubah. Yang terjadi pada atom adalah gerak. Karena itu, Demokritus menyatakan bahwa "prinsip dasar alam semesta adalah atom-atom dan kekosongan". Jika ada ruang kosong, maka atom-atom itu dapat bergerak. Demokritus membandingkan gerak atom dengan situasi ketika sinar matahari memasuki kamar yang gelap gulita melalui retak-retak jendela. Di situ akan terlihat bagaimana debu bergerak ke semua jurusan, walaupun tidak ada angin yang menyebabkannya bergerak. Dengan demikian, tidak diperlukan prinsip lain untuk membuat atom-atom itu bergerak, seperti prinsip "cinta" dan "benci" menurut Empedokles. Adanya ruang kosong sudah cukup membuat atom-atom itu bergerak.
Model Bohr
Di dalam fisika atom, model Bohr adalah model atom yang diperkenalkan oleh Niels Bohr pada 1913. Model ini menggambarkan atom sebagai sebuah inti kecil bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bergerak dalam orbit sirkuler mengelilingi inti — mirip sistem tata surya, tetapi peran gaya gravitasi digantikan oleh gaya elektrostatik. Model ini adalah pengembangan dari model puding prem (1904), model Saturnian (1904), dan model Rutherford (1911). Karena model Bohr adalah pengembangan dari model Rutherford, banyak sumber mengkombinasikan kedua nama dalam penyebutannya menjadi model Rutherford-Bohr. Seperti sudah diketahui sebelumnya, Rutherford mengemukakan teori atom Rutherford berdasarkan percobaan hamburan sinar alfa oleh partikel emas yang dilakukannya.
Teori atom dalton
a. Dalton menerangkan bahwa atom tidak bisa dibagi lagi. Ternyata, seiring perkembangan ilmu dan teknologi, diketahui bahwa atom terbentuk dari partikel dasar yang lebih kecil daripada atom, yaitu elektron, proton, dan neutron.
Molekul
Sebuah molekul adalah gugusan yang secara elektris netral yang tersusun dari dua atau lebih atom yang saling berikatan melalui ikatan kimia. Molekul dibedakan dari ion berdasarkan ketiadaan muatan listrik. Namun, dalam fisika kuantum, kimia organik, dan biokimia, istilah "molekul" sering digunakan dengan agak longgar, juga digunakan untuk ion poliatomik.
Orbital atom
Orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku sebuah elektron ataupun sepasang elektron bak-gelombang dalam sebuah atom. Fungsi ini dapat digunakan untuk menghitung probabilitas penemuan elektron dalam sebuah atom pada daerah spesifik mana pun di sekeliling inti atom. Dari fungsi inilah kita dapat menggambarkan sebuah grafik tiga dimensi yang menunjukkan kebermungkinan lokasi elektron. Oleh karena itu, istilah orbital atom dapat pula secara langsung merujuk pada daerah tertentu pada sekitar atom yang ditentukan oleh fungsi matematis kebermungkinan penemuan elektron. Secara spesifik, orbital atom menyatakan keadaan-keadaan kuantum yang mungkin dari suatu elektron dalam sekumpulan elektron di sekeliling atom.
Sejarah tabel periodik
Pada tahun 1661, Boyle mendefinisikan unsur sebagai "suatu zat yang tidak dapat dipecah menjadi zat yang lebih sederhana melalui reaksi kimia". Definisi sederhana ini berlaku selama tiga abad dan berakhir saat ditemukannya partikel subatomik.
Atomisme
Atomisme adalah filsafat alam yang berkembang di beberapa peradaban kuno. Di dalam peradaban Barat, atomisme merujuk pada Leukippos dan muridnya, Democritus dari abad ke-5 SM. Pengikut atomisme ini mengajukan teori bahwa dunia alami terdiri dari dua benda yang mendasar, saling berlawanan, dan tidak dapat dibagi -- atom dan kehampaan. Atom tidak dapat diisi oleh sesuatupun, atom bergerak di kehampaan menuju klaster yang berbeda-beda (dan klaster-klaster ini membentuk senyawa-senyawa penghambat). Atom adalah kenyataan bendawi terkecil, satuan bangunan yang tidak dapat dimusnahkan (Aristoteles, "Metafisika", I, 4, 985 b, 10-15). Kata atomisme diturunkan dari kata sifat bahasa Yunani, "atomos", yang arti harfiahnya adalah "tidak dapat dipenggal" ("a - tomos" (tidak dapat dipenggal) -- "tomos" adalah sekawan dari kata kerja bahasa Yunani "temnein" ("memenggal")).
Atom dua elektron
Dalam fisika atom, atom dua elektron atau ion mirip helium adalah sistem mekanika kuantum yang terdiri dari satu nukleus dengan muatan "Ze" dan hanya dua elektron. Ini adalah kasus pertama dari banyaknya sistem elektron di mana asas larangan Pauli memainkan peran penting.
John Dalton
Ia menyatakan bahwa materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi. Tiap-tiap unsur terdiri atas atom-atom dengan sifat dan massa identik, dan senyawa terbentuk jika atom dari berbagai unsur bergabung dalam komposisi yang tetap. Temuannya didasarkan pada sebuah eksperimen.
Kaidah oktet
Kaidah oktet (aturan oktet) adalah suatu kaidah sederhana dalam kimia yang menyatakan bahwa atom-atom cenderung bergabung bersama sedemikiannya tiap-tiap atom memiliki delapan elektron dalam kelopak valensinya, membuat konfigurasi elektron atom tersebut sama dengan konfigurasi elektron pada gas mulia. Kaidah ini dapat diterapkan pada unsur-unsur golongan utama, utamanya karbon, nitrogen, oksigen, dan halogen. Kaidah ini juga dapat diterapkan pada unsur logam seperti natrium dan magnesium. Secara sederhana, molekul ataupun ion cenderung menjadi stabil apabila kelopak elektron terluarnya mengandung delapan elektron. Kaidah ini pertama kali dikemukakan oleh W. Kossel dan G.N. Lewis.
Atom
Neutron dan proton adalah dua jenis fermion yang berbeda. Asas pengecualian Pauli melarang adanya keberadaan fermion yang "identik" (seperti misalnya proton berganda) menduduki suatu keadaan fisik kuantum yang sama pada waktu yang sama. Oleh karena itu, setiap proton dalam inti atom harusnya menduduki keadaan kuantum yang berbeda dengan aras energinya masing-masing. Asas Pauli ini juga berlaku untuk neutron. Pelarangan ini tidak berlaku bagi proton dan neutron yang menduduki keadaan kuantum yang sama.
Oksigen
Hipotesis atom awal John Dalton berasumsi bahwa semua unsur berupa monoatomik dan atom-atom dalam suatu senyawa akan memiliki rasio atom paling sederhana terhadap satu sama lainnya. Sebagai contoh, Dalton berasumsi bahwa rumus air adalah HO, sehingga massa atom oksigen adalah 8 kali massa hidrogen (nilai yang sebenarnya adalah 16). Pada tahun 1805, Joseph Louis Gay-Lussac dan Alexander von Humboldt menunjukkan bahwa air terbentuk dari dua volume hidrogen dengan satu volume oksigen; dan pada tahun 1811, berdasarkan apa yang sekarang disebut hukum Avogadro dan asumsi molekul unsur diatomik, Amedeo Avogadro memperkirakan komposisi air dengan benar.
Atom
Pada atom berelektron ganjil seperti besi, adanya keberadaan elektron yang tak berpasangan menyebabkan atom tersebut bersifat feromagnetik. Orbital-orbital atom di sekeliling atom tersebut saling bertumpang tindih dan penurunan keadaan energi dicapai ketika spin elektron yang tak berpasangan tersusun saling berjajar. Proses ini disebut sebagai interaksi pertukaran. Ketika momen magnetik atom feromagnetik tersusun berjajaran, bahan yang tersusun oleh atom ini dapat menghasilkan medan makroskopis yang dapat dideteksi. Bahan-bahan yang bersifat paramagnetik memiliki atom dengan momen magnetik yang tersusun acak, sehingga tiada medan magnet yang dihasilkan. Namun, momen magnetik tiap-tiap atom individu tersebut akan tersusun berjajar ketika diberikan medan magnet.
Peluruhan radioaktif
Peluruhan terjadi pada sebuah "nukleus induk" dan menghasilkan sebuah "nukleus anak". Peluruhan radioaktif adalah sebuah proses "acak" ("stochastic") dimana menurut teori kuantum, tidak mungkin untuk memprediksi kapan sebuah sebuah atom akan meluruh , tidak peduli seberapa lama atom tersebut telah eksis. Namun, untuk sekumpulan atom, kecepatan peluruhan yang diperkirakan dapat dikarakterisasi melalui konstanta peluruhan atau waktu-paruh. Hal ini menjadi dasar bagi pengukuran radiometrik. Waktu paruh atom radioaktif tidak memiliki batas, terbentang sepanjang 55 tingkat besaran, dari mulai hampir spontan sampai jauh melebihi usia alam semesta.
Atom
Teori partikel ini kemudian dikonfirmasikan lebih jauh lagi pada tahun 1827, yaitu ketika botaniwan Robert Brown menggunakan mikroskop untuk mengamati debu-debu yang mengambang di atas air dan menemukan bahwa debu-debu tersebut bergerak secara acak. Fenomena ini kemudian dikenal sebagai "Gerak Brown". Pada tahun 1877, J. Desaulx mengajukan pendapat bahwa fenomena ini disebabkan oleh gerak termal molekul air, dan pada tahun 1905 Albert Einstein membuat analisis matematika terhadap gerak ini. Fisikawan Perancis Jean Perrin kemudian menggunakan hasil kerja Einstein untuk menentukan massa dan dimensi atom secara eksperimen, yang kemudian dengan pasti menjadi verifikasi atas teori atom Dalton.
Massa atom relatif
Bobot atom dihitung dari pengukuran nilai massa atom relatif (tiap-tiap nuklida) dan komposisi isotop. Nilai massa atom relatif yang sangat akurat dapat ditemukan dengan bebas untuk hampir semua nuklida non-radioaktif, namun komposisi isotop sulit untuk dihitung secara tepat dan tergantung pada variasi antar sampel.
Perhitungan bobot atom dapat dilihat pada silikon. Secara alami, silikon yang terdapat di alam bebas terdiri dari campuran tiga isotop: Si, Si dan Si. Massa atom realtif ketiga nuklida ini diketahui dengan presisi satu dari 14 triliun untuk Si dan satu dari satu triliun untuk yang lainnya. Perhitungan bobot atom silikon oleh karena itu:
Perkiraaan ketidapastian untuk nilai di atas cukup rumit, utamanya dikarenakan oleh distribusi sampel yang tidak simetris. Nilai bobot atom beserta ketidakpastiannya untuk silikon adalah 28,0855(3). Ketidakpastian standar relatif pada nilai ini adalah 1 ataupun 10 ppm.
Atomisme
Konsep atomisme terbentuk akibat kecelakaan sejarah, yaitu fakta bahwa para kimiawan dan fisikawan sebelum abad ke-19 mengira bahwa partikel tidak dapat dibagi, sehingga dikenali sebagai "a-tom" tak terpenggal dari tradisi kuno. Namun, pada abad ke-20 diketahuilah bahwa atom ternyata terdiri dari entitas yang lebih kecil: elektron, neutron, dan proton. Bahkan percobaan tahap lanjut menunjukkan bahwa proton dan neutron terdiri dari beberapa kuark. Kuark yang dimaksud ini secara empirik belum terbukti memiliki substruktur.
Ion poliatomik
Ion poliatomik adalah suatu ion yang terdiri dari satu molekul dengan atom-atom berikatan kovalen atau dari suatu kompleks logam yang dapat dianggap bertindak sebagai suatu unit tunggal dalam konteks kimia asam basa atau dalam pembentukan garam. Dalam karya-karya yang lebih tua, suatu ion poliatomik dikenal sebagai suatu "radikal", walaupun dalam penggunaannya sekarang istilah radikal merujuk pada radikal bebas yang merupakan jenis tak bermuatan dengan suatu elektron tak berpasangan. Contoh utama ion poliatomik adalah hidroksida dan amonium.
Demokritos
Tentang manusia, Demokritos berpandangan bahwa manusia juga terdiri dari atom-atom. Jiwa manusia digambarkan sebagai atom-atom halus. Atom-atom ini digerakkan oleh gambaran-gambaran kecil atas suatu benda yang disebut "eidola". Dengan demikian muncul kesan-kesan indrawi atas benda-benda tersebut.
Fisika atom
Istilah "fisika atom" seringkali dikaitkan dengan kekuatan nuklir dan bom nuklir, karena sinonim antara "atom" dan "nuklir". Namun, ahli fisika membuat perbedaan antara fisika atom, yang bekerja dengan atom dalam tingkatan inti atom dan elektron, dan fisika nuklir, yang bekerja dengan inti atom saja.
Bilangan kuantum utama
Terdapat seperangkat bilangan kuantum yang terkait dengan keadaan energi atom. Empat bilangan kuantum "n", "ℓ", "m", dan "s" menentukan elektron tunggal yang unik dan lengkap dalam sebuah atom, yang disebut atau orbital. Dua elektron dalam atom yang sama tidak dapat memiliki empat bilangan kuantum yang sama, sesuai prinsip pengecualian Pauli. Fungsi gelombang dari persamaan gelombang Schrödinger mengurangi ketiga persamaan yang bila dipecahkan menghasilkan tiga bilangan kuantum pertama. Oleh karena itu, persamaan untuk tiga bilangan kuantum pertama semuanya saling terkait. Bilangan kuantum utama muncul dalam pemecahan bagian radial dari persamaan gelombang seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Unsur kimia
Penamaan berbagai zat yang sekarang dikenal sebagai unsur mendahului teori atom, karena nama diberikan secara lokal oleh berbagai budaya untuk berbagai mineral, logam, senyawa, paduan, campuran, dan bahan lainnya, meskipun pada saat itu tidak diketahui bahan kimia tersebut adalah unsur atau senyawa. Oleh karena mereka diidentifikasi sebagai unsur, nama-nama yang ada untuk unsur yang telah dikenal sejak zaman kuno (misalnya, emas, raksa, besi) disimpan di sebagian besar negara. Perbedaan-perbedaan nasional muncul terkait nama-nama unsur, baik untuk kenyamanan, kesenangan linguistik, atau nasionalisme. Beberapa contoh ilustratif: Penutur bahasa Jerman menggunakan ""Wasserstoff"" (zat air) untuk "hidrogen", ""Sauerstoff"" (zat asam) untuk "oksigen" dan ""Stickstoff"" (zat pencekik) untuk "nitrogen", sementara bahasa Inggris dan beberapa bahasa roman menggunakan ""sodium"" untuk "natrium" dan ""potassium"" untuk "kalium", dan orang Prancis, Italia, Yunani, Portugis, dan Polandia lebih suka "azote / azot / azoto" (dari akar yang berarti "tak hidup") untuk "nitrogen".
Atom
Para kimiawan biasanya menggunakan satuan mol untuk menyatakan jumlah atom. Satu mol didefinisikan sebagai jumlah atom yang terdapat pada 12 gram persis karbon-12. Jumlah ini adalah sekitar 6,022, yang dikenal pula dengan nama tetapan Avogadro. Dengan demikian suatu unsur dengan massa atom 1 u akan memiliki satu mol atom yang bermassa 0,001 kg. Sebagai contohnya, Karbon memiliki massa atom 12 u, sehingga satu mol karbon atom memiliki massa 0,012 kg.
Atom
Namun pada tahun 1909, para peneliti di bawah arahan Ernest Rutherford menembakkan ion helium ke lembaran tipis emas, dan menemukan bahwa sebagian kecil ion tersebut dipantulkan dengan sudut pantulan yang lebih tajam dari yang apa yang diprediksikan oleh teori Thomson. Rutherford kemudian mengajukan pendapat bahwa muatan positif suatu atom dan kebanyakan massanya terkonsentrasi pada inti atom, dengan elektron yang mengitari inti atom seperti planet mengitari matahari. Muatan positif ion helium yang melewati inti padat ini haruslah dipantulkan dengan sudut pantulan yang lebih tajam.
Pada tahun 1913, ketika bereksperimen dengan hasil proses peluruhan radioaktif, Frederick Soddy menemukan bahwa terdapat lebih dari satu jenis atom pada setiap posisi tabel periodik. Istilah isotop kemudian diciptakan oleh Margaret Todd sebagai nama yang tepat untuk atom-atom yang berbeda namun merupakan satu unsur yang sama. J.J. Thomson selanjutnya menemukan teknik untuk memisahkan jenis-jenis atom tersebut melalui hasil kerjanya pada gas yang terionisasi.
Atom
Atom tidak memiliki batasan luar yang jelas, sehingga dimensi atom biasanya dideskripsikan sebagai jarak antara dua inti atom ketika dua atom bergabung bersama dalam ikatan kimia. Jari-jari ini bervariasi tergantung pada jenis atom, jenis ikatan yang terlibat, jumlah atom di sekitarnya, dan spin atom. Pada tabel periodik unsur-unsur, jari-jari atom akan cenderung meningkat seiring dengan meningkatnya periode (atas ke bawah). Sebaliknya jari-jari atom akan cenderung meningkat seiring dengan menurunnya nomor golongan (kanan ke kiri). Oleh karena itu, atom yang terkecil adalah helium dengan jari-jari 32 pm, manakala yang terbesar adalah sesium dengan jari-jari 225 pm. Dimensi ini ribuan kali lebih kecil daripada gelombang cahaya (400–700 nm), sehingga atom tidak dapat dilihat menggunakan mikroskop optik biasa. Namun, atom dapat dipantau menggunakan mikroskop gaya atom.
Kimia
"Atom" adalah suatu kumpulan materi yang terdiri atas inti yang bermuatan positif, yang biasanya mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti. Atom juga merupakan satuan terkecil yang dapat diuraikan dari suatu unsur dan masih mempertahankan sifatnya, terbentuk dari inti yang rapat dan bermuatan positif dikelilingi oleh suatu sistem elektron. Dalam atom netral, elektron yang bermuatan negatif mengimbangi muatan positif pada proton. Inti atom sangat padat; massa nukleon adalah 1,836 kali dari elektron, namun jari-jari atom adalah sekitar 10,000 kali dari intinya.
Demokritos
Atom-atom tersebut merupakan unsur-unsur terkecil yang membentuk realitas. Ukurannya begitu kecil sehingga mata manusia tidak dapat melihatnya. Selain itu, atom juga tidak memiliki kualitas, seperti panas atau manis. Hal itu pula yang membedakan dengan konsep zat-zat Empedokles dan benih-benih dari Anaxagoras. Atom-atom tersebut berbeda satu dengan yang lainnya melalui tiga hal: bentuknya(seperti huruf A berbeda dengan huruf N), urutannya (seperti AN berbeda dengan NA), dan posisinya (huruf A berbeda dengan Z dalam urutan abjad). Dengan demikian, atom memiliki kuantitas belaka, termasuk juga massa. Jumlah atom yang membentuk realitas ini tidak berhingga.
Pengeboman atom Hiroshima dan Nagasaki
Penemuan fisi nuklir oleh kimiawan Jerman Otto Hahn dan Fritz Strassmann tahun 1938 dan penjelasan teorinya oleh Lise Meitner dan Otto Frisch memungkinkan terjadinya pengembangan bom atom. Kekhawatiran bahwa proyek bom atom Jerman akan menghasilkan senjata atom pertama di dunia tercantum dalam surat Einstein-Szilard. Para ilmuwan yang mengungsi dari Jerman Nazi dan negara-negara fasis lainnya juga sama khawatirnya. Sentimen tersebut mendorong pelaksaaan penelitian pertama di Amerika Serikat pada akhir 1939. Pengembangan baru melesat setelah MAUD Committee dari Britania Raya melaporkan pada akhir 1941 bahwa sebuah bom hanya membutuhkan 5–10 kilogram uranium-235 yang sudah mengalami pengayaan isotop daripada berton-ton uranium yang tidak dikayakan ("unenriched") disertai moderator neutron (e.g. air berat).
Massa atom relatif
Bobot atom, berbeda dengan massa atom (massa atom individu), bukanlah tetapan fisika dan dapat berbeda-beda dari sampel yang satu ke sampel yang lain. Walau demikian, bobot atom cukuplah konstan dalam sampel "normal" untuk digunakan dalam bidang kimia.
Molekul diatomik
Senyawa-senyawa diatomik memainkan peran yang penting dalam menguraikan konsep unsur, atom, dan molekul pada abad ke-19 karena beberapa unsur-unsur penting seperti hidrogen, oksigen, dan nitrogen, secara alami berada dalam keadaan diatomik. Pada awalnya, John Dalton berasumsi bahwa semua unsur secara alami berada dalam keadaan monoatomik dan atom-atom pada suatu senyawa akan memiliki rasio atom yang sama. Sebagai contoh, Dalton berasumsi bahwa rumus molekul air adalah HO dengan berat atom oksigen 8 kali dari atom hidrogen (sebenarnya 16 kali atom hidrogen). Oleh karena asumsi tersebut terdapat kemelutan penentuan berat atom dan rumus molekul selama setengah abad.
Biokimia
Pada dasarnya, protein terdiri dari rantai asam amino. Sebuah asam amino terdiri dari satu atom karbon yang berikatan dengan 4 grup. Grup pertama dalah gugus amino, —NH, grup kedua adalah asam karboksilik, —COOH (meskipun eksisnya sebagai —NH dan —COO dalam kondisi fisiologis). Grup yang ketiga adalah atom hidrogen. Grup yang keempat biasanya disingkat sebagai "—R", dan grup inilah yang membedakan antar asam amino. Ada 20 macam asam amino standar. Beberapa dari mereka mempunyai fungsi sendiri-sendiri, misalnya, fungsi glutamat adalah sebagai neurotransmiter.
Asam amino dapat bergabung melalui ikatan peptida. Dalam sintesis dehidrasi ini, sebuah molekul air akan dilepaskan dan ikatan peptida akan menghubungkan atom nitrogen dari asam amino yang satu dengan atom karbon dari gugus asam karboksil lain. Maka, hasilnya adalah "dipeptida". Rangkaian beberapa asam amino (biasanya lebih kecil dari 30) disebut polipeptida. Untuk rangkaian yang lebih panjang, biasanya disebut sebagai protein. Sebagai contoh, protein albumin pada plasma darah terdiri dari 585 residu asam amino.
Unsur kimia
Unsur kimia yang telah dikenal memiliki nomor atom dari 1 hingga 118, yang secara konvensional disajikan dalam angka Arab. Oleh karena unsur-unsur tersebut dapat diurutkan sesuai nomor atomnya, biasanya dari paling rendah ke paling tinggi (sebagai tabel periodik), sekelompok unsur kadang-kadang disebutkan dengan notasi semacam "hingga", "setelah", atau "dari ... hingga", seperti "hingga besi", "setelah uranium", atau "dari lantanum hingga lutesium". Istilah "ringan" dan "berat" kadang-kadang juga digunakan secara informal untuk mengindikasikan nomor atom relatif (bukan massa jenis), seperti dalam "lebih ringan daripada karbon" atau "lebih berat daripada timbal", meskipun secara teknis pertambahan berat atau massa atom unsur tersebut (berat atom atau massa atom) tidak selalu berbanding lurus dengan nomor atomnya.
Mekanika kuantum
Kata "kuantum" berasal dari bahasa Latin yang berarti "seberapa besar" atau "seberapa banyak". Dalam mekanika kuantum ia merujuk pada suatu satuan diskret yang nemepel pada besaran fisika tertentu seperti energi sebuah atom pada waktu diam (lihat Gbr 1). Ditemukan bahwa partikel merupakan paket-paket energi diskret dengan properti seperti-gelombang mendorong bidang fisika yang mempelajari sistem atom dan subatom yang saat ini dikenal dengan mekanika kuantum. Bidang ini memberikan kerangka matematika bagi banyak bidang fisika dan kimia lainnya, termasuk diantaranya fisika benda terkondensasi, fisika fasa padat, fisika atom, fisika molekuler, fisika komputasi, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, kimia nuklir, dan fisika nuklir. Beberapa aspek dasar teori ini masih dipelajari sampai sekarang.
Teori atom
Menjelang akhir abad ke-18, dua kaidah tentang reaksi kimia muncul tanpa mengacu pada gagasan teori atom. Pertama adalah hukum kekekalan massa, yang dirumuskan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1789, yang menyatakan bahwa total massa dalam reaksi kimia adalah tetap (yaitu, reaktan memiliki massa yang sama dengan produk). Kaidah kedua adalah hukum perbandingan tetap. Kaidah ini pertama kali dibuktikan oleh kimiawan Perancis Joseph Louis Proust pada tahun 1799. Hukum ini menyatakan bahwa jika suatu senyawa dipecah menjadi unsur penyusunnya, maka massa konstituen akan selalu memiliki perbandingan yang sama, terlepas dari kuantitas atau sumber substansi aslinya.
Lambang unsur
Rumus molekul adalah rumus yang menyatakan jumlah atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun satu molekul senyawa. Jadi rumus molekul menyatakan susunan sebenarnya dari molekul zat.
Contoh:
a. Rumus molekul air yaitu H2O yang berarti dalam satu molekul air terdapat dua atom hidrogen dan satu atom oksigen.
b. Rumus molekul glukosa C6H12O6 yang berarti dalam satu molekul glukosa terdapat 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen.
Teori atom
Gagasan bahwa materi terdiri dari unit diskret adalah salah satu yang sangat tua, muncul dalam banyak kebudayaan kuno seperti Yunani dan India. Namun, ide-ide ini lebih berdasarkan penalaran filosofis dan teologis daripada bukti ilmiah dan eksperimen. Oleh karena itu, mereka tidak bisa meyakinkan semua orang, jadi atomisme hanyalah salah satu dari sejumlah teori yang bersaing pada sifat materi. Menjelang abad ke-19 ide tersebut dipelajari dan disempurnakan oleh ilmuwan, sebagai zaman keemasan ilmu kimia yang menghasilkan penemuan-penemuan yang dapat dengan mudah dijelaskan menggunakan konsep atom.
Materi
Benda sehari-hari yang sering ditemui terdiri dari atom-atom. Materi atom ini terbentuk karena adanya interaksi dari partikel subatom—sebuah inti atom dari beberapa proton dan neutron, serta awan dari garis edar elektron-elektron. Secara khusus, sains menganggap gabungan dari partikel-partikel ini merupakan materi karena mereka memiliki massa diam dan volume. Sebaliknya, partikel tak bermassa, seperti foton, tidak dianggap sebagai materi karena mereka tidak mempunyai massa diam atau pun volume. Bagaimanapun juga, tidak semua partikel dengan massa diam mempunyai volume klasik, semenjak partikel mendasar seperti kuark dan lepton (terkadang disamakan dengan materi) dianggap sebagai 'acuan partikel' dengan ukuran dan volume yang tidak efektif. Meskipun demikian, kuark dan lepton menyusun "materi biasa", dan interaksi mereka memberikan kontribusi untuk volume efektif dari gabungan dari partikel-partikel yang menyusun "materi biasa".
Materi tersusun atas molekul-molekul, dan molekul pun tersusun atas atom-atom. Materi umumnya dapat dijumpai dalam empat fase berbeda, yaitu padat, cairan, gas, dan plasma (wujud zat). Namun, terdapat pula fase materi yang lain, seperti kondensat Bose-Einstein.
Orbit
Pada saat struktur atom pertama di selidiki pada awal abad 20, atom di gambarkan sebagai tata surya kecil yang di ikat dengan Gaya Coulomb. Model ini tidak sejalan dengan elektrodimanika dan model ini secara perlahan diperbaiki sejalan dengan perubahan teori kuantum. Akan tetapi, masih ada istilah peninggalan "orbit" untuk menggambarkan keberadaan energi elektron dalam mengitari nukleus atom.
Kimia kuantum
Landasan mekanika kuantum dan kimia kuantum adalah model gelombang, di mana suatu atom adalah inti bermuatan positif yang amat kecil dan rapat namun masih dapat dibelah lagi, tidak seperti teori yang selama ini dianut bahwa inti atom merupakan bagian terkecil dari suatu atom yang tidak dapat dibelah lagi, yang dikelilingi oleh elektron. Tidak seperti model sebelumnya, yaitu model Bohr tentang atom, model gelombang menggambarkan elektron sebagai "awan" yang bergerak dalam orbitalmengelilingi inti atom, dan letaknya dinyatakan dengan distribusi kebolehjadian dari titik-titik diskrit. Kekuatan model ini terletak pada daya ramalnya.
Atom
Ikatan kimia antar atom kemudian pada tahun 1916 dijelaskan oleh Gilbert Newton Lewis sebagai interaksi antara elektron-elektron atom tersebut. Atas adanya keteraturan sifat-sifat kimiawi dalam tabel periode kimia, kimiawan Amerika Irving Langmuir tahun 1919 berpendapat bahwa hal ini dapat dijelaskan apabila elektron-elektron pada sebuah atom saling berhubungan atau berkumpul dalam bentuk-bentuk tertentu. Sekelompok elektron diperkirakan menduduki satu set kelopak elektron di sekitar inti atom.
Mol
, mol didefinisikan oleh "International Bureau of Weights and Measures" sebagai jumlah zat suatu sistem yang mengandung jumlah partikel dasar (misalnya atom, molekul, ion, elektron, foton) yang sama seperti jumlah atom dalam karbon-12 (C), isotop karbon dengan berat atom standar 12. Jadi, menurut definisi ini, satu mol C murni memiliki massa "tepat" 12 g. Dari definisi ini juga, "X" mol zat sembarang akan mengandung jumlah molekul yang sama seperti "X" mol zat lainnya (meskipun massanya mungkin berbeda).
Rumus kimia
Rumus kimia dapat menjelaskan informasi tentang tipe dan susunan ikatan dalam senyawa tersebut. Misalnya, etana terdiri dari 2 atom karbon yang berikatan tunggal satu sama lain, dengan tiap atom karbon juga berikatan dengan 3 atom hidrogen. Rumus kimianya dapat dituliskan CHCH. Contoh lainnya, etena mempunyai ikatan rangkap dua di antara atom karbonnya (sehingga tiap atom karbon hanya berikatan dengan 2 atom hidrogen). Rumus kimia etena adalah: CHCH, dapat juga dituliskan HC=CH atau HC::CH. Gambar 2 garis atau 2 pasang titik dua menunjukkan ikatan rangkap. Untuk ikatan rangkap tiga, dapat dilambangkan dengan tiga garis atau tiga titik dua (:::). Setiap garis atau titik dua melambangkan satu ikatan.
Teori atom
Pada tahun 1924, Louis de Broglie mengajukan teori bahwa semua partikel bergerak—terutama partikel subatomik seperti elektron—menunjukkan perilaku mirip gelombang. Erwin Schrödinger, yang terkesan dengan ide ini, menggali lebih jauh kebenaran bahwa gerak elektron dalam atom dapat dijelaskan lebih baik sebagai gelombang daripada sebagai partikel. Persamaan Schrödinger, dipublikasikan tahun 1926, menjelaskan elektron sebagai fungsi gelombang dan bukan sebagai partikel. Pendekatan ini dengan elegan memprediksi banyak fenomena spektrum yang gagal dijelaskan oleh model Bohr. Meskipun konsep ini mudah secara matematis, namun sulit divisualisasikan, dan menghadapi penentangan. Salah satu kritik, Max Born, mengusulkan sebaliknya bahwa fungsi gelombang Schrödinger menjelaskan tidak hanya elektron saja melainkan semua kondisi yang mungkin terjadi, dan dengan demikian dapat digunakan untuk menghitung probabilitas menemukan elektron pada setiap lokasi tertentu di sekitar inti. Ini merekonsiliasi dua teori yang bertentangan elektron sebagai partikel vs gelombang sekaligus melahirkan ide dualisme gelombang-partikel. Teori ini menyatakan bahwa elektron memiliki sifat seperti gelombang sekaligus partikel. Contohnya, ia dapat dihamburkan seperti gelombang, dan memiliki massa seperti partikel.