IndonesiaDiscover –
KALI ini kita membahas Bab 8 tentang Partikel Penyusun Benda dan Makhluk Hidup dalam pelajaran IPA kelas IX semester 2. Di sini kita akan belajar tentang partikel, atom, dan molekul.
Tuhan menciptakan fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan. Ini berperan menyediakan oksigen dan bahan makanan bagi makhluk hidup lain, seperti hewan dan manusia. Daun yang sudah tua kemudian jatuh menjadi sampah dan akan mengalami proses pembusukan atau penguraian.
Melansir dari dari Buku Ilmu Pengetahuan Alam/Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Untuk SMP/MTs Kelas IX Semester 2 yang ditulis Siti Zubaidah dkk. Pada proses penguraian, zat-zat penyusun daun akan diubah menjadi zat-zat yang lebih sederhana dan dapat digunakan sebagai pupuk kompos. Dari penjelasan tersebut, kita mengetahui bahwa di alam ini terjadi proses pembentukan zat-zat seperti pada fotosintesis dan penguraian zat-zat seperti pada pembusukan daun.
Zat-zat yang ada di alam ini tersusun atas partikel yang sangat kecil yang disebut atom. Masih ingatkah kamu pembahasan mengenai fotosintesis yang telah kamu pelajari di kelas VII? Proses fotosintesis terjadi dalam kloroplas, yaitu organel daun yang mengandung klorofil.
Keterangan gambar: Struktur penyusun daun dan molekul klorofil.
Fotosintesis pada tumbuhan memerlukan gas karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Pada fotosintesis, tumbuhan menyerap sinar matahari sebagai sumber energi untuk menjalankan reaksi yang mengubah gas karbon dioksida dan air menjadi glukosa (C6H12O6).
Tahukah kamu bahwa klorofil merupakan senyawa yang tersusun atas beberapa atom, di antaranya karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan magnesium (Mg)? Molekul glukosa (C6H12O6) punya atom-atom penyusun yaitu karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Atom-atom penyusun molekul glukosa tersebut sama seperti atom-atom yang terdapat dalam molekul karbon dioksida (CO2) dan air (H2O).
Bagaimana atom-atom ini dapat mengalami penyusunan kembali untuk membentuk senyawa yang baru? Melalui reaksi kimia, zat-zat dapat bereaksi dan membentuk zat baru yang punya sifat kimia berbeda dengan zat-zat asalnya, contohnya pada pembentukan glukosa. Glukosa yang terbentuk pada proses fotosintesis punya sifat kimia dan sifat fisika yang berbeda dengan zat-zat pembentuknya, yaitu gas karbon dioksida dan air. Misalnya saja, glukosa berbentuk kristal dan berasa manis, sedangkan karbon dioksida berwujud gas dan air berwujud cair.
Dua atom atau lebih yang bergabung melalui proses kimia akan membentuk molekul. Ikatan antara dua atom dalam molekul disebut ikatan kimia.
Pada molekul CO2 terdapat satu atom C yang mengikat dua atom O. Jadi pada molekul CO2 terdapat dua ikatan kimia antara atom C dan atom O.
Keterangan gambar: Model ikatan kimia pada CO2.
Pembentukan glukosa pada fotosintesis, penguraian sampah, siklus karbon dioksida, dan siklus nitrogen merupakan contoh-contoh proses kimia yang terjadi di alam yang dapat menjaga keseimbangan alam. Zat-zat kimia yang diperlukan makhluk hidup, selain disediakan oleh alam, juga ada yang dibuat oleh manusia melalui proses kimia dalam industri.
Pupuk buatan yang pada umumnya digunakan oleh petani untuk memupuk tumbuhan, seperti pupuk urea, banyak mengandung unsur nitrogen dalam bentuk ion amonium (NH4+). Pupuk NPK mengandung unsur nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K) dalam bentuk senyawa amonium hidrofosfat (H(NH4)2 PO4) dan senyawa kalium dihidrofosfat KH2PO4.
Keterangan gambar: Siklus nitrogen.
Partikel dalam benda
Partikel adalah bagian terkecil dari suatu materi yang masih punya sifat materi itu. Partikel dapat berbentuk atom, molekul, dan ion. Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut. Tahukah kamu bahwa tubuh makhluk hidup tersusun dari miliaran atom? Atom-atom dapat berikatan satu sama lain membentuk molekul.
Molekul merupakan gabungan antara dua atau lebih atom-atom melalui ikatan kimia tertentu. Molekul dapat tersusun sedemikian rupa sehingga menjadi suatu struktur tertentu, misalnya rambut, tersusun dari molekul-molekul yang mengandung unsur karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N), dan sulfur (S). Sedangkan tulang, mengandung kalsium (Ca), fosfor (P), dan oksigen (O).
Selain pada makhluk hidup, benda seperti kayu, plastik, air, udara, kain, dan benda-benda lain, juga merupakan zat kimia yang tersusun atas senyawa-senyawa tertentu. Dalam senyawa, molekul-molekul tertata sedemikian rupa sehingga memberikan sifat-sifat tertentu. Misalnya, plastik punya sifat lentur karena memiliki molekul yang struktur rantainya panjang dan terdapat rongga antar rantai molekulnya.
Ukuran molekul sangat kecil sehingga tidak dapat diamati dengan mata telanjang dan bahkan tidak dapat diamati dengan mikroskop biasa. Bagaimana kamu dapat mengetahui bahwa materi yang ada di sekitarmu mengandung zat yang berbeda? Tahukah kamu bahwa ketika benda dibakar akan menyebabkan zat-zat yang terkandung di dalamnya berubah menjadi zat 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 zat yang ada dalam benda tersebut juga berbeda. Bahan-bahan yang berbeda terdiri atas senyawa-senyawa dan unsur yang juga berbeda.
Selain disusun oleh molekul yang berbeda, sifat-sifat suatu materi yang berbeda juga dapat disebabkan oleh perbedaan susunan molekul-molekul dalam materi itu. Misalnya, kita ambil contoh kayu yang dibuat pensil dan pati dalam umbi kentang. Umbi kentang (contoh lain ialah umbi ketela pohon, talas, dan beras) mengandung pati
atau amilum yang dapat kita makan dan merupakan sumber energi bagi tubuh. Pati disusun oleh molekul-molekul yang 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 ikatan glikosida. Ikatan glikosida adalah ikatan kimia yang terjadi antarmolekul monosakarida atau gula sederhana.
Keterangan gambar: Perbedaan struktur senyawa: (a) Amilum pada kentang, (b) Selulosa pada kayu.
Molekul glukosa yang menyusun amilum tersusun dari atom C, H, dan O dengan perbandingan tertentu. Kayu yang digunakan untuk membuat pensil tersusun atas molekul selulosa yang juga punya rantai panjang. Molekul panjang tersebut terdiri atas molekul-molekul glukosa yang sama seperti pada pati.
Apakah perbedaan antara molekul selulosa dengan pati (amilum)? Perhatikan ikatan antara dua molekul glukosanya. Selulosa dan amilum punya molekul penyusun sama yaitu glukosa, tetapi jenis ikatan yang menghubungkan antarmolekul glukosanya berbeda. Pada amilum, unit-unit glukosa dihubungkan melalui ikatan α-1,4 glikosida. Pada selulosa, unit-unit glukosa dihubungkan melalui ikatan β-1,4 glikosida. Jenis ikatan ini, akan kamu pelajari pada jenjang pendidikan yang lebih tinggi.
Selulosa merupakan zat yang keras dan jika dimakan oleh manusia tidak dapat dicerna oleh tubuh. Sementara itu, amilum dapat dicerna dan digunakan sebagai bahan makanan. Perbedaan sifat ini menunjukkan bahwa tidak hanya jumlah dan jenis atom-atom penyusun molekul yang menyebabkan sifat zat berbeda, tetapi pola susunan dan jenis ikatan antarmolekul penyusun zat juga dapat menyebabkan zat itu punya sifat-sifat kimia dan sifat-sifat fisika yang berbeda.
Pada contoh-contoh senyawa yang telah kamu pelajari, tiap senyawa punya rumus molekul tertentu. Rumus molekul menunjukkan jenis atom yang menyusun suatu molekul dan perbandingannya. Molekul air (H2O) terdiri atas satu atom O dan dua atom H. Bila dua atom O mengikat dua atom H, akan terbentuk senyawa yang berbeda yaitu hidrogen peroksida (H2O2). Fenomena itu menunjukkan bahwa perbandingan jumlah dan jenis atom dalam suatu molekul akan menghasilkan senyawa yang sifat dan jenisnya sangat berbeda.
Keterangan gambar: Molekul (a) H2O, (b) H2O2.
Berdasarkan uraian tersebut, dapat kamu pelajari bahwa bahan yang berbeda, tersusun oleh zat-zat yang berbeda. Zat-zat yang berbeda punya perbedaan jumlah dan jenis atom penyusun. Sifat-sifat bahan yang berbeda dapat disebabkan oleh perbedaan ikatan atau perbedaan struktur (susunan) molekul-molekul penyusunnya.
Bagaimana atom-atom dapat membentuk ikatan kimia dalam suatu molekul? Agar dapat menjawab pertanyaan tersebut kamu harus memahami dulu tentang atom dan partikel-partikel penyusunnya. (Z-2)
