Partikel: Atom, Molekul, dan Ion

Berbicara tentang partikel bagaikan berbicara tentang bahan penyusun kue yang lezat. Kue yang rasanya enak berasal dari bahan-bahan yang berkualitas dan dibuat dengan ukuran yang pas. Begitupun partikel, mereka memiliki ukuran tersendiri untuk setiap jenis partikel. Wallace H. Coulter (1998) seorang penemu dan insinyur kelistrikan berkebangsaan Amerika mengatakan "Everything is a particle!". Kemudian apa itu partikel?

Pengertian partikel dapat berbeda-beda bergantung pada disiplin dan perspektif darimana dilihat. Partikel dapat diartikan sebagai sejumlah kecil materi yang memiliki interaksi dengan lingkungan sekitar (http://perc.ufl.edu/particle.asp). Kemudian apa perbedaan antara partikel dan materi? Seperti yang ada dalam laman wikipedia, Materi adalah setiap objek atau bahan yang membutuhkan ruang, yang jumlahnya diukur oleh suatu sifat yang disebut massa. Dengan pengertian lain materi dapat juga didefinisikan sebagai sesuatu yang memiliki massa dan menempati volume. Setiap Materi tersusun dari pertikel-partikel penyusun materi tersebut.

Dalam fisika partikel, yang disebut partikel dasar adalah partikel yang menyusun partikel lainnya yang berbentuk lebih besar. Misalnya, atom terbentun dari partikel yang lebih kecil yaitu proton, neutron, dan elektron. Ada 3 jenis partikel dasar yang menyusun materi, yaitu atom, molekul, dan ion. Sedangkan pengertian atom sendiri adalah suatu satuan dasar penyusun materi yang terdiri atas inti atom dan awan elektron yang bermuatan negatif. Inti atom sendiri terdiri atas proton (bermuatan positif) dan neutron (tidak bermuatan/netral). Apakah atom dan unsur itu sama? Atom dan unsur merupakan dua istilah yang berbeda. Unsur merupakan kumpulan dari atom-atom yang memiliki karakteristik yang sama, misalnya jumlah proton, neutron, dan elekton. Jadi, benda yang sehari-hari kita lihat seperti besi, aluminium, Emas, dan lain-lain merupakan kumpulan dari atom-atom Fe (besi), Al (aluminium), dan  Au (emas).

Selanjutnya, apakah partikel penyusun atom merupakan partikel dasar? Jawabannya tidak, karena proton dan neutron terbentuk dari partikel yang lebih kecil, yang bernama quark. Quark merupakan salah satu dari 12 partikel fundamental (akan dibahas pada tulisan berikutnya “Partikel Hantu dan Partikel Tuhan”.

Atom-atom yang berkumpul membentuk suatu materi yang disebut molekul. Molekul dapat terbentuk dari gabungan 2 atom atau lebih. Gabungan dari atom-atom yang sejenis disebut dengan molekul unsur. Sedangkan gabungan dari atom-atom yang berlainan jenis disebut molekul senyawa. Apakah unsur itu juga molekul? Unsur dapat berupa atom atau molekul unsur. Unsur-unsur yang partikel penyusunnya berupa atom merupakan unsur yang dapat berdiri sendiri dengan mangandung satu atom saja (monoatomik). Contoh dari partikel monoatomik yang membentuk unsur adalah karbon (C), helium (He), dan lain-lain. Sedangkan apabila partikelnya dalam bentuk molekuk, maka unsur tersebut terbentuk dari gabungan atom yang berjenis sama dengan kata lain tidak dapat berdiri sendiri. Unsur-unsur tersebut ditulis dengan lambing unsurnya beserta jumlah atom penyusunnya, misalnya Oksigen (O₂), Hidrogen (H₂), iodine (I₂) dan lain-lain. Oleh sebab itu, unsur oksigen tidak pernah ditulis dengan lambing O saja, melainkan O₂. Hal itu menunjukkan bahwa unsur oksigen terbentuk dari 2 atom oksigen.

 

 

Selain molekuk unsur, terdapat juga molekul senyawa. Molekul senyawa merupakan molekul yang terbentuk dari gabungan 2 atom atau lebih yang berlainan jenis, misalnya Asam Klorida (HCl), Natrium Klorida (NaCl), dan lain-lain. Molekul senyawa termasuk zat tunggal walaupun terbentuk dari atom yang berlainan karena sifat-sifat atom yang membentuknya tidak ditemukan pada senyawa. Dengan kata lain senyawa merupakan zat baru dan memilki sifat-sifat yang baru juga. Misalnya proses terbentuknya senyawa air (H₂O). Reaksi antara gas Hidrogen (H₂) dan gas Oksigen (O₂), diperoleh zat baru yang disebut air (H₂O), yaitu:

H₂   +   1/2 O₂  -->  H₂O 

Pada reaksi tersebut, dihasilkan zat baru yang sifatnya berbeda dari unsur-unsur penyusunnya. Hidrogen adalah gas yang sangat ringan dan mudah terbakar, sedangkan oksigen adalah gas yang terdapat di udara yang dibutuhkan tubuh untuk pembakaran. Tampak jelas bahwa sifat air berbeda dengan sifat hidrogen dan oksigen. Ciri khas senyawa adalah senyawa mempunyai perbandingan massa penyusun yang tetap, air tersusun dari oksigen dan hidrogen dengan perbandingan massa unsur oksigen banding hidrogen adalah selalu 8 : 1.

Adapun jenis partikel yang ketiga adalah ion. Ion adalah atom atau molekul yang memiliki muatan. Ada 2 jenis muatan pada ion yaitu kation dan anion. Kation adalah atom atau molekul yang memiliki muatan positif, misalnya Li⁺, Mg₂⁺, NH₄⁺, dan lain-lainnya. Sedangkan anion adalah atom atau molekul yang memiliki muatan negatif, misalnya Cl^-, OH^-, dan SO₄^-, dan lain-lain.

 

 

Senyawa yang memiliki partikel penyusun berupa ion umumnya adalah kelompok garam seperti NaCl, BaSO₄, MgCl, dan lain-lain. Senyawa ionik ini berbentuk ion ketika terikat bersama dalam suatu Kristal. Muatan pada atom atau molekul adalah netral (0), mengandung jumlah yang sama dari proton dan netron. Sedang ion adalah partikel bermuatan yang dihasilkan dengan pemindahan elektron dari atom netral menghasilkan ion bermuatan positif, jika menerima elektron maka dihasilkan ion bermuatan negatif. Ketika ion terbentuk maka jumlah proton tidak berubah.