PARTIKEL MATER

A. Atom

Jika suatu unsur, misalnya sepotong besi dipotong menjadi dua dan potongan tersebut dipotong lagi secara terus-menerus, maka akan diperoleh partikel besi terkecil yang masih mempunyai sifat yang sama seperti sebelum besi tersebut dipotong. Partikel-partikel tersebut dinamakan atom besi. Jadi, unsur besi tersusun dari atom besi. Unsur lain, misalnya emas, juga tersusun dari atom-atom emas. Atom penyusun emas mempunyai sifat yang berbeda dengan atom penyusun besi. Kata atom berasal dari kata Yunani atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi. Pengertian atom sebagai partikel terkecil suatu zat yang tidak dapat dipecah lagi, pertama kali dikemukakan oleh seorang ahli filsafat Yunani Leukippos dan Deumokritus yang hidup pada abad ke-4 sebelum Masehi (400 – 370 SM). Pada masa itu terdapat pendapat lain yang dikemukakan oleh Aristoteles (384 – 332 SM) bahwa materi dapat dibagi terus-menerus tanpa batas. Pada saat itu pendapat Aristoteles lebih banyak mendapat dukungan sedangkan pendapat Leukippos dan Deumokritus semakin dilupakan. Namun pada abad ke-18 ternyata banyak ahli kimia yang dapat menerima pendapat Leukippos dan Deumokritus. Pada tahun 1803, John Dalton (1766 – 1844), seorang guru sekolah dari Inggris yang ahli dalam bidang fisika dan kimia, mengajukan pendapat bahwa materi terdiri atas atom-atom. Postulat yang dikemukakan Dalton dapat disimpulkan sebagai berikut.

a. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi dengan reaksi kimia biasa.

b. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil. Suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda dengan unsur yang lain.

c. Atom tidak dapat dipecah lagi menjadi partikel yang lebih kecil dengan sifat yang sama.

d. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.

e. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.


            Postulat Dalton menggambarkan bahwa atom merupakan bola pejal seperti bola tolak peluru yang sangat kecil. Pendapat Dalton mengenai atom ini kemudian disempurnakan oleh ahliahli yang lain seperti J.J. Thomson, Rutherford, Niels Bohr, dan Louis de Broglie. Di SMA kamu akan mempelajari model atom yang dikemukakan oleh ahli-ahli tersebut. Menjelang abad ke-19, diketahui bahwa atom bukanlah partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi karena mengandung sejumlah partikel subatomik yaitu elektron, proton, dan netron. Nah, agar kamu memahaminya, pelajarilah uraian partikel penyusun atom berikut ini.
1. Elektron

Jika kamu mempunyai televisi tabung (CRT atau Cathode Ray Tube) di rumah, pesawat televisi itu menggunakan tabung sinar katoda untuk menghasilkan gambar. Setiap gambar dibentuk oleh titik-titik sinar katoda yang menumbuk layar televisi. Oleh karena sinar katoda dipancarkan terus-menerus dan ditata sedemikian rupa, kamu dapat melihatnya sebagai sebuah gambar yang utuh dan bergerak. Sinar katoda merupakan elektron seperti yang ditemukan oleh Plucker (1859) dan diteliti oleh Hittorf (1869) dan William Crookes (1879 – 1885). Sinar katoda bergerak lurus dengan kecepatan tinggi dan dapat menimbulkan bayangan di layar CRT. John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen dengan meneliti pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda. Ternyata sinar ini dapat dibelokkan oleh medan magnet dan medan listrik. Hasil percobaannya membuktikan bahwa elektron dalam suatu atom bermuatan negatif karena dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik.
2. Proton

Ditemukannya elektron menimbulkan pertanyaan baru mengenai susunan atom. Elektron merupakan penyusun atom yang bermuatan negatif, padahal atom bermuatan netral. Bagaimana mungkin atom bisa bersifat netral jika hanya ada elektron saja dalam atom? Maka timbul pemikiran akan adanya partikel lain di dalam atom. Goldstein (1886) dan Wien melakukan penelitian menggunakan tabung CRT yang didesain ulang dengan hati-hati. Melalui pengamatan yang cermat, beliau berhasil menemukan adanya partikel positif yang arahnya berbeda dengan arah gerak sinar katoda yang disebut sinar terusan atau sinar kanal. Setelah dilakukan penelitian lebih lanjut, diketahui bahwa partikel tersebut merupakan bagian dari atom yang disebut dengan proton.
3. Inti atom

Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian lebih lanjut mengenai atom. Dalam

percobaannya, beliau menggunakan lempengan emas yang sangat tipis dan disinari dengan sinar alfa, yaitu sinar yang dipancarkan oleh zat radioaktif. Jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan tidak ada yang diteruskan atau menembus lempeng emas. Namun kenyataannya, sebagian besar sinar alfa justru dapat menembus lempeng emas. Jadi, proton dan elektron tidak tersusun secara rapat atau terdapat banyak rongga kosong di dalam atom. Dari hasil percobaan ini, Rutherford dapat menduga bagaimana susunan sebuah atom. Beliau menyatakan hipotesanya bahwa atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif. Muatan negatif elektron dapat mengimbangi muatan positif inti atom, sehinga atom bersifat netral. Ketika dilakukan penelitian lebih lanjut, diketahui bahwa massa inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom. Jadi diprediksi bahwa masih ada partikel lain dalam inti atom selain proton.
4. Neutron

Seperti di jelaskan di atas, Rutherford (1920) meramalkan bahwa kemungkinan besar di dalam inti atom terdapat partikel lain yang tidak bermuatan. Akan tetapi karena muatannya netral, partikel ini menjadi sukar dideteksi. Ramalan ini terbukti benar ketika tahun 1932 James Chadwick dapat menemukan neutron. Dengan demikian maka partikel elektron, proton, dan neutron merupakan penyusun dasar suatu materi. Perhatikan gambaran sebuah model atom di samping.
5. Nomor Atom dan Nomor Massa

Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas, yang membedakan satu atom dengan atom yang lain. Jumlah proton dan neutron dalam inti atom saling berhubungan dan biasanya jumlahnya sama. Massa proton dan neutron juga hampir sama, dan jumlah keduanya hampir sama dengan massa atom. Sedangkan massa elektron sangat kecil sehingga tidak banyak menyumbang massa atom secara keseluruhan.
a. Nomor Atom (Z)

Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom yang diberikan lambang Z. Nomor atom ini merupakan ciri khas suatu unsur. Oleh karena atom bersifat netral maka jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya. Jadi nomor atom juga menunjukan jumlah elektron. Nomor atom ditulis agak ke bawah sebelum lambang unsur. Contoh: atom oksigen mempunyai 8 proton dan 8 elektron, sehingga nomor atom oksigen adalah 8.

b. Nomor Massa (A)

Seperti diuraikan sebelumnya massa elektron sangat kecil, dianggap nol. Oleh karena itu massa atom ditentukan oleh massa inti atom yaitu proton dan neutron. Jumlah dari massa proton dan neutron disebut nomor massa yang besarnya hampir sama dengan massa atom. Contoh: atom oksigen mempunyai nomor atom 8 dan nomor massa 16, sehingga atom oksigen mengandung 8 proton dan 8 neutron. Nomor massa (A) = Jumlah proton + Jumlah neutron atau Jumlah neutron = Nomor massa – Nomor atom Penulisan lambang atom unsur menyertakan nomor atom dan nomor massa adalah sebagai berikut.


B. Ion

Pada uraian sebelumnya kamu telah memahami bahwa atom terdiri atas proton (muatan positif) dan elektron (muatan negatif). Elektron dapat meninggalkan atom dan atom dapat menerima elektron. Hal ini disebabkan beberapa faktor, antara lain pemanasan, adanya medan magnet dan medan listrik. Sebuah atom dikatakan netral jika jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Jika suatu atom netral menangkap elektron, maka jumlah elektronnya akan menjadi lebih banyak dibandingkan dengan jumlah protonnya. Atom yang menangkap elektron ini dikatakan atom yang bermuatan negatif. Sebaliknya, jika suatu atom netral melepaskan elektron, maka jumlah protonnya akan menjadi lebih banyak dibandingkan dengan jumlah elektronnya. Atom yang melepaskan elektron ini dikatakan bermuatan positif. Atom yang bermuatan inilah yang dinamakan ion. Ion positif dinamakan kation dan ion negatif dinamakan anion. Ion merupakan atom atau gugus atom yang menerima atau melepas elektron. Peristiwa terlepasnya atau masuknya ion disebut ionisasi. Ion ditemukan pertama kali oleh fisikawan Jerman, Julius Elster dan Hans Friedrich Geitel pada tahun 1899. Beberapa molekul dapat terbentuk melalui ikatan ion. Sebelum berikatan, atom-atom membentuk ion-ion terlebih dahulu. Misalnya, NaCl dapat dibentuk dari atom Na dan Cl. Atom Na akan membentuk ion Na+ sebagai kation dan atom Cl membentuk ion Cl¯ sebagai anion. Bagaimanakah pembentukan ion natrium dan ion klorida? Atom natrium (Na) memiliki 11 proton dan 11 elektron. Atom natrium melepaskan 1 elektron sehingga atom natrium kekurangan elektron atau kelebihan proton. Oleh karena itu atom natrium berubah menjadi ion natrium (Na+). Atom klor (Cl) memiliki 17 proton dan 17 elektron. Atom Cl menerima 1 elektron sehingga atom Cl kelebihan elektron atau membentuk ion klorida (Cl–). Ion Na+ dan ion Cl¯ ini berikatan membentuk senyawa NaCl dengan reaksi seperti berikut.



Apakah semua zat dapat menghasilkan ion? Ternyata tidak. Bila gula dilarutkan dalam air, molekul-molekul gula tersebut tidak terurai menjadi ion tetapi hanya melarut. Senyawa seperti ini dinamakan senyawa molekul.


C. Molekul

Apakah yang dimaksud dengan molekul? Molekul adalah bagian terkecil dan tidak terpecah dari suatu senyawa kimia murni yang masih mempertahankan sifat kimia dan fisika yang unik. Suatu molekul terdiri dari dua atau lebih atom yang terikat satu sama lain. Sebagai contoh, molekul air merupakan kombinasi dari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen. Suatu molekul dituliskan dalam rumus kimia. Rumus kimia suatu molekul tersebut menunjukkan banyak jenis dan jumlah atom yang menyusun molekul tersebut.



Pada uraian sebelumnya, kamu telah mengetahui bahwa suatu molekul dapat terbentuk dari dua atom atau lebih. Nah, berdasarkan jenis atom yang menyusun molekul, molekul terbagi menjadi dua jenis, yaitu molekul unsur dan molekul senyawa. Untuk memahami lebih lanjut mengenai molekul unsur dan molekul senyawa, pelajarilah uraian berikut dengan baik.
a. Molekul Unsur

Dapatkah kamu menyebutkan atom penyusun molekul oksigen? Oksigen terbentuk dari dua atom yang sama, yaitu oksigen. Rumus kimia oksigen adalah O2. Molekul yang terbentuk dari satu jenis atom dinamakan molekul unsur. Contoh molekul unsur lainnya adalah Cl2, I2, Br2, dan P4. Perhatikan Gambar 4.8.
b. Molekul Senyawa

Molekul yang tersusun atas lebih dari satu jenis atom dinamakan molekul senyawa. Contoh molekul senyawa, yaitu air yang mempunyai rumus kimia H2O. Air tersusun atas dua atom H dan satu atom O.



Setelah kamu mengetahui molekul unsur dan molekul senyawa, dapatkah kamu menyebutkan perbedaan antara molekul unsur dan molekul senyawa? Molekul unsur dan molekul senyawa dapat dibedakan berdasarkan jumlah jenis atom penyusunnya. Perbedaan ini dapat kamu lihat pada molekul unsur H2 dan molekul senyawa H2O. Dalam kehidupan sehari-hari, kita selalu berinteraksi dengan molekul unsur dan molekul senyawa. Contohnya ketika bernapas, kita menghirup molekul unsur oksigen (O2) dan melepaskan molekul senyawa karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) dalam bentuk uap air.

Alkana dan Reaksinya

Alkana merupakan keluarga hidrokarbon yang mengandung hanya ikatan tunggal antar atom-atom karbonnya.

Perhatikan bahwa setiap alkana berakhiran sama, -ana. Ini merupakan cara mengidentifikasi alkana. Awalan yang berbeda-beda, met-, et-, prop-, dan lain-lain, menunjukkan banyaknya atom karbon yang terdapat di dalam masing-masing rantai karbon.

Berikut ini table mengenai alkana rantai lurus yang umum

Rumus	Nama	Fasa	Kegunaan khusus
CH4	Metana	Gas	Gas alam
C2H6	etana	Gas	pendingin
C3H8	Propana	Gas	Gas petroleum cair
C4H10	Butana	Gas	Industri karet sintetik
C5H12	Pentana	Cair	Pelarut
C6H14	Heksana	Cair	Termometer
C7H16	Heptana	Cair	Menguji ketukan (knocking) mesin
C8H18	Oktana	Cair	Petroleum mobil
C9H20	Nonana	Cair	Bensin
C10H22	Dekana	Cair	Bensin
C16H34	Heksadekana	Cair	Minyak pelumas
C20H42	ikosana	Padat	Lilin
C28H58		Padat	Aspal

Seluruh alkana mempunyai rumus CnH2n+2. Masing-masing anggota terberbedakan dari anggota sebelumnya dengan tambahan CH2, senyawa-senyawa alkana merupakan satu contoh dari deret homolog.

Alkana merupakan suatu golongan hidrokarbon alifatik jenuh dengan penyusunnya adalah atom-atom karbon dalam rantai terbuka. Alkana mempunyai rumus empiris CnH2n+2. Pemberian nama pada alkana dengan rantai tidak bercabang yaitu dengan cara menyatakan jumlah atom karbonnya dan ditambah akhiran –ana yang berarti senyawa tersebut adalah hidrokarbon alifatik jenuh.

Deret manapun dari senyawa organik yang masing-masing anggota terbedakan dengan –CH₂– dari anggota sebelumnya dinamakan deret homolog. Alkana dapat direpresentasikan dengan rumus umum C_nH_2n+2, dimana n adalah jumlah atom karbon dalam molekul.



Reaksi-reaksi yang terjadi pada alkana adalah sebagai berikut:
1.Reaksi Oksidasi
R-H + O2 --> CO2 + H2O + Panas
(R = Gugus alkil)

2.Halogenasi
R-H + Cl2 --> R-Cl + HCl
(R = Gugus alkil)
Alkana dapat bereaksi dengan halogen dalam pengaruh panas atau pengaruh sinar UV.

3.Nitrasi
R-H + HNO3 --> R-NO2 + H2O
(R = Gugus alkil)
Reaksi antara alkana dengan asam nitrat berlangsung antara suhu 150-4750C.

4.Sulfonasi
R-H + H2SO4 --> R-SO3H + H2O
(R = Gugus alkil)

Alkana dapat dibuat dengan beberapa cara yaitu:
1.Hidrogenasi alkena
Alkena (CnH2n) + H2 --> Alkana (CnH2n+2)
Reaksi ini berlangsung dengan menggunakan katalis platina atau nikel.

2.Hidrolisis dengan peraksi Grignard melewati 2 tahap
a)R-X + Mg --> R-Mg-X
Reaksi tersebut berlangsung dengan pelarut eter.
Contoh: H3C-CH2-Cl + Mg --> H3C-CH2-Mg-Cl

b)R-Mg-X + H2O --> R-H (alkana) + (OH)-Mg-X
Contoh: H3C-CH2-Mg-Cl + H2O --> H3C-CH3 (etana) + (OH)-Mg-Cl

3.Reduksi oleh logam dan asam
R-X + Zn + H+ --> R-H (alkana) + Zn2+ + X-
Contoh: H3C-CH2-Cl + Zn + H+ --> H3C-CH3 (etana) + Zn2+ + Cl-

4.Reaksi Wurtz
R-X + R'-X + 2Na --> R-R' (alkana) + 2NaX
Contoh: H3C-CH2-Cl + CH3-Cl + 2Na ? H3C-CH2-CH3 (propana) + 2 NaCl

1. Reaksi Pembakaran

Reaksi Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon akan menghasilkan gas karbon dioksida dan air, sedangkan pembakaran tidak sempurna akan menghasilkan gas karbon monoksida dan air. Terjadinya pembakaran sempurna atau tidak sempurna tergantung pada perbandingan antara konsentrasi (kadar) senyawa hidrokarbon dengan konsentrasi (kadar) oksigen.

2. Reaksi Cracking

Reaksi pemecahan alkana yang dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi tanpa oksigen. Reaksi ini menyebabkan terjadinya pemutusan rantai karbon pada alkana atau reaksi pembentukan senyawa tidak jenuh (alkena atau alkuna).

C16H34(l) --> C8H18(l) + C8H16(l)

3. Reaksi Substitusi

Reaksi penggantian satu atau beberapa atom H dengan atom atau gugus atom lain.

CH4 + Cl2 --> CH3Cl + HCl

4. Reaksi Adisi

Reaksi penambahan atau penjenuhan ikatan rangkap

a. Adisi Hidrogen (hidrogenasi)

b. Adisi Halogen

c. Adisi Asam Halogenida Kaidah Markonikoff

5. Reaksi Eliminasi

Reaksi Eliminasi merupakan suatu reaksi penghilangan atau penyingkiran beberapa atom atau gugus atom dari senyawa karbon yang lebih tinggi untuk memperoleh senyawa karbon yang lebih sederhana.

6. Reaksi Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul sederhana/kecil (monomer) menjadi molekul-molekul besar (polimer)

StereoIsomer

APA itu kiral? Kata "kiral" berasal dari bahasa Yunani "cheir" yang artinya tangan. Coba bayangkan tangan kiri berada di depan cermin, tentu saja bayangannya adalah tangan kanan. Sekarang posisikan tangan kiri dan tangan kanan menghadap ke bawah atau ke arah lantai. Kemudian letakan tangan kiri di atas tangan kanan anda. Terlihat, tangan kanan tidak bisa diimpitkan dengan tangan kiri kita. 

Hal yang sama juga berlaku bagi molekul-molekul organik tertentu. Pada gambar 1, dapat dilihat senyawa Alanine memiliki dua struktur yang berbeda. Sebutlah A dan B yang analog dengan tangan kiri dan tangan kanan kita. A dan B sering disebut sebagai stereoisomer (isomer ruang) atau isomer optis. Harus diingat, suatu molekul organik disebut molekul kiral jika terdapat minimal satu atom C yang mengikat empat gugus yang berlainan seperti senyawa Alanine pada gambar 1. Molekul-molekul kiral memiliki sifat yang sangat unik yaitu sifat optis. Artinya suatu molekul kiral memiliki kemampuan untuk memutar bidang cahaya terpolarisasi pada alat yang disebut polarimeter. 

Sebuah contoh dari suatu enantiomer adalah obat penenang thalidomide . Itu dijual di sejumlah negara di dunia dari tahun 1957 sampai 1961, ketika itu ditarik dari pasaran setelah diketahui sebagai penyebab cacat lahir.

Dalam herbisida mecoprop , maka gugus karboksil dan atom hidrogen pada atom-C pusat dipertukarkan (dengan layar sebagai bidang simetri ). Setelah memutar salah satu isomer 180 derajat (pada bidang yang sama), kedua masih bayangan cermin satu sama lain. Bayangan cermin dari setiap enansiomer superposable di enantiomer lain.

Contoh lain adalah obat antidepresi escitalopram dan citalopram . Citalopram adalah racemate [01:01 campuran (S)-citalopram dan (R)-citalopram]; escitalopram [(S)-citalopram] adalah enantiomer murni. Dosis untuk escitalopram biasanya 1 / 2 dari orang-orang untuk citalopram.

Sistem tata nama isomer optik diperkenalkan Chan-Ingold-Prelog yang menglasifikasikan atom C kiral sebagai R atau S. Sistem tata nama ini sering dinamakan konfigurasi mutlak/absolut. Contohnya (2R,3S)-2,3 dibromo pentana. Pada tulisan ini tidak akan dijelaskan aturan penamaan R dan S, tetapi para pembaca dapat membacanya di literatur organik tingkat kuliah. Dengan sistem tata nama ini diperkenalkan dua klasifikasi stereoisomer, yaitu enantiomer dan diastereoisomer. Definisi dari enantiomer dan diastereoisomer sedikit rumit tetapi akan dijelaskan secara sederhana.

1. (2R,3S)-2,3 dibromo pentana dan (2S,3R)-2,3 dibromo pentana
2. (2R,3S)-2,3 dibromo pentana dan (2R,3R)-2,3 dibromo pentana

Sekarang penjelasan berikut ini :

1. Jika di antara sepasang stereoisomer tidak ada atom C kiral yang memiliki konfigurasi yang sama, maka stereoisomer tersebut adalah enantiomer. Seperti contoh pertama (2R,3S)-2,3 dibromo pentana dan (2S,3R)-2,3 dibromo pentana.
2. Jika di antara sepasang stereoisomer terdapat minimal satu atom C kiral yang memiliki konfigurasi yang sama, maka stereoisomer tersebut adalah diastereoisomer. Seperti contoh kedua (2R,3S)-2,3 dibromo pentana dan (2R,3R)-2,3 dibromo pentana.

Sebagian masyarakat mungkin kurang memperhatikan sifat optis suatu senyawa organik, padahal reaksi kimia dalam sistem biologis makhluk hidup sangat stereospesifik. Artinya suatu stereoisomer akan menjalani reaksi yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup. Bahkan terkadang suatu stereoisomer akan menghasilkan produk yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup. Contohnya adalah:

1. Obat Thalidomide
   Obat ini dipasarkan di Eropa sekira tahun 1959-1962 sebagai obat penenang. Obat ini memiliki dua enantiomer, di mana enantiomer yang berguna sebagai obat penenang adalah (R)-Thalidomide. Tetapi ibu hamil yang mengonsumsi enantiomernya yaitu (S)-Thalidomide justru mengalami masalah dengan pertumbuhan anggota tubuh janinnya. Sedikitnya terjadi 2000 kasus kelahiran bayi cacat pada tahun 1960-an. Hal ini merupakan tragedi besar yang tidak dapat dilupakan dalam sejarah obat-obat kiral.
2. Nikotin
   (-)Nikotin dilaporkan lebih beracun dan berbahaya dibandingkan dengan (+)Nikotin. Tanda "+" menyatakan arah rotasi polarimeter sesuai arah jarum jam, sedangkan tanda "-" menyatakan arah rotasi polarimeter berlawanan arah jarum jam.
3. Tiroksin
   Tiroksin adalah hormon yang dihasilkan kelenjar tiroid. (-) Tiroksin meregulasi metabolisme tubuh, sedangkan (+) Tiroksin tidak menghasilkan efek regulasi apa pun.

Natrium

 Natrium adalah unsur logam yang melimpah yang merupakan mineral penting untuk semua organisme hidup. Hal ini juga banyak digunakan industri untuk membuat berbagai macam barang-barang konsumsi. Logam lunak ini juga muncul dalam kelimpahan senyawa, seperti natrium klorida, lebih dikenal sebagai garam. Hal ini juga ada dalam konsentrasi tinggi dalam air laut, dan itu merupakan satu dari 10 mineral yang paling melimpah di kerak bumi.

 
Sifat Fisik

Nomor Atom	11
Masa Atom	22.98977 g.mol -1
Keelektronegativan dalam Pauling	0.9
Kerapatan	0.97 g.cm -3 at 20 °C
Titik Leleh	97.5 °C
Titik Didih	883 °C
Vanderwaals radius	0.196 nm
Jari-Jari Ion	0.095 (+1) nm
Isotopes	3
Konfigurasi Elektron	[Ne] 3s1
Energi Ionisasi Pertama	495.7 kJ.mol -1
Potensial Standar	- 2.71 V
Penemu	Sir Humphrey Davy in 1807

Baca Lebih Lanjut: http://www.lenntech.com/periodic/elements/na.htm#ixzz1K54TRhnS
 

Dalam bentuk murni, natrium adalah lembut, abu-abu keperakan, logam yang sangat reaktif. Murni natrium biasanya disimpan dalam zat nonreactive, karena mengoksidasi cepat saat terkena udara, cepat membentuk lapisan tebal. Unsur kimia ini juga sangat mudah meledak bila terkena kelembaban dan air, untuk menyenangkan banyak mahasiswa kimia. Karena elemen sangat reaktif, biasanya ditemukan secara alami dalam senyawa dengan unsur-unsur lain. Banyak dari senyawa, seperti garam, sangat stabil dan aman untuk menangani. Senyawa lainnya, seperti Natrium hidroksida, perlu ditangani dengan hati-hati karena mereka bisa berbahaya.

Pada tabel periodik unsur, natrium diidentifikasi dengan simbol Na. Ini adalah referensi ke sebuah natrium kata Latin, digunakan untuk merujuk kepada jenis tertentu garam, jika Anda sudah bertanya-tanya bagaimana "Natrium"dapat berubah menjadi Na. Nomor atom Natrium adalah 11, menempatkannya antara lain unsur kimia ringan, dan itu pertama kali diisolasi pada tahun 1807 oleh Sir Humphrey Davy, seorang ahli kimia yang sangat aktif yang berhasil mengidentifikasi dan mengisolasi berbagai unsur kimia. Davy dicapai isolasi ini dengan melewatkan arus listrik melalui suatu senyawa natrium untuk memisahkan unsur-unsur.

Meskipun Sir Davy pasti terisolasi elemen, keberadaannya dipahami dengan baik sebelum 1807. Manusia memiliki sejarah panjang dengan natrium dan bermacam-macam senyawa natrium. Karena elemen sangat penting untuk hidup sehat, tidak mengherankan bahwa sumber natrium seperti natrium klorida pernah sangat dihargai oleh manusia. Beraneka ragam senyawa natrium lain yang digunakan di seluruh rumah dan di industri manufaktur selama berabad-abad sebelum elemen itu sepenuhnya dipahami.

Natrium bereaksi cepat dengan air, dan juga dengan salju dan es, untuk menghasilkan natrium hidroksida dan hidrogen. Ketika terkena udara pada saat kita memotong logam ini,bekas potongan memperlihatkan tampilan keperakan dan memperoleh warna abu-abu buram akibat pembentukan lapisan oksida natrium. Natrium tidak bereaksi dengan nitrogen, bahkan pada suhu yang sangat tinggi, tetapi dapat bereaksi dengan amonia untuk membentuk amida natrium. Natrium dan hidrogen bereaksi atas 200 º C (390 º F) untuk membentuk natrium hidrida. Natrium hampir tidak bereaksi dengan karbon, tetapi tidak bereaksi dengan halogen. Hal ini juga bereaksi dengan logam halida berbagai untuk membentuk klorida logam dan natrium. Natrium tidak bereaksi dengan hidrokarbon paraffinic, tetapi membentuk senyawa Selain itu dengan naftalena dan senyawa aromatik polisiklik dan dengan alkena aril. Reaksi natrium dengan alkohol adalah mirip dengan reaksi natrium dengan air, tetapi lebih lambat. Ada dua reaksi umum dengan halida organik. Salah satunya mensyaratkan kondensasi dua senyawa organik, yang merupakan halogen ketika mereka dieliminasi. Tipe kedua dari reaksi termasuk penggantian halogen oleh natrium, untuk mendapatkan senyawa natrium organik.

Aplikasi

Natrium dalam bentuk logamnya sangat penting dalam pembuatan ester dan dalam pembuatan senyawa organik. Natrium juga merupakan komponen natrium klorida (NaCl) yang compount sangat penting yang ditemukan di mana-mana di lingkungan hidup. Kegunaan lain adalah: untuk memperbaiki struktur paduan tertentu, dalam sabun, dalam kombinasi dengan asam lemak, di lampu uap natrium, untuk logam descal, untuk memurnikan logam cair. Solid natrium karbonat diperlukan untuk membuat kaca.

Kelimpahan Natrium

Natrium adalah unsur keenam yang paling berlimpah di kerak Bumi, yang mengandung 2,83% natrium dalam segala bentuknya. Natrium, setelah klorida, unsur kedua yang paling berlimpah terlarut dalam air laut. Garam natrium yang paling penting yang ditemukan di alam adalah natrium klorida (garam karang atau garam batu), natrium karbonat (trona atau soda), natrium borat (boraks), natrium nitrat dan natrium sulfat. garam Natrium ditemukan dalam air laut (1,05%), danau asin, danau alkali dan air mineral musim semi. .

Produksi garam adalah sekitar 200 juta ton per tahun, ini jumlah besar terutama diambil dari deposito garam dengan memompa air bawah membuat lubang untuk membubarkan dan memompa air garam.

Matahari dan bintang-bintang lainnya bersinar dengan cahaya terlihat di mana komponen kuning mendominasi dan ini diberikan oleh atom natrium dalam keadaan energi tinggi.
Kesehatan efek natrium

Natrium adalah senyawa bahan makanan banyak, misalnya garam umum. Hal ini diperlukan bagi manusia untuk menjaga keseimbangan sistem cairan fisik. Natrium juga diperlukan untuk fungsi saraf dan otot. Terlalu banyak Natrium dapat merusak ginjal kita dan meningkatkan kemungkinan tekanan darah tinggi.

Jumlah natrium seseorang mengkonsumsi setiap hari bervariasi dari individu ke individu dan dari budaya ke budaya; beberapa orang mendapatkan sedikit 2 g / hari, beberapa sebanyak 20 gram. Natrium adalah penting, tetapi controversely mengelilingi jumlah yang dibutuhkan.

Kontak natrium dengan air, termasuk keringat menyebabkan pembentukan asap natrium hidroksida, yang sangat mengiritasi kulit, mata, hidung dan tenggorokan. Hal ini dapat menyebabkan bersin dan batuk. Sangat eksposur yang parah dapat mengakibatkan sulit bernapas, batuk dan bronkitis kimia. Kontak kulit dapat menyebabkan gatal, kesemutan, luka bakar termal dan kaustik dan kerusakan permanen. Kontak dengan mata dapat mengakibatkan kerusakan permanen dan kehilangan penglihatan.
Lingkungan pengaruh natrium

bentuk bubuk Natrium adalah sangat eksplosif dalam air dan racun gabungan dan tanpa gabungan dengan elemen lainnya. 


baca lebih lanjut:http://www.wisegeek.com/what-is-Natrium.htm

Hukum Pertama Termodinamika

Termodinamika

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika
energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal. Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang.

Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik. Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecual perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.

Hukum Pertama Termodinamika

Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.

@ Konsep dasar dalam termodinamika

Pengabstrakan dasar atas termodinamika adalah pembagian dunia menjadi sistem dibatasi oleh kenyataan atau ideal dari batasan. Sistem yang tidak termasuk dalam pertimbangan digolongkan sebagai lingkungan. Dan pembagian sistem menjadi subsistem masih mungkin terjadi, atau membentuk beberapa sistem menjadi sistem yang lebih besar. Biasanya sistem dapat diberikan keadaan yang dirinci dengan jelas yang dapat diuraikan menjadi beberapa parameter.

@ Sistem termodinamika

Sistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan.

Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:

• sistem terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
  
• sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
  
  • pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
    
  • pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
    
• sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.
  

Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

@ Keadaan termodinamika

Ketika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau keadaan sistem). Untuk keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem itu membentuk keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. Bagian selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan fungsi keadaan.

Jumlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk menjelaskan keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang berhadapan dengan properti sistem yang lebih besar, dari jumlah minimal tersebut.

Properties of carboxylic acid

Solubility

Carboxylic acid dimers

Carboxylic acids are polar. Because they are both hydrogen-bond acceptors (the carbonyl) and hydrogen-bond donors (the hydroxyl), they also participate in hydrogen bonding. Together the hydroxyl and carbonyl group forms the functional group carboxyl. Carboxylic acids usually exist as dimeric pairs in nonpolar media due to their tendency to “self-associate.” Smaller carboxylic acids (1 to 5 carbons) are soluble with water, whereas higher carboxylic acids are less soluble due to the increasing hydrophobic nature of the alkyl chain. These longer chain acids tend to be rather soluble in less-polar solvents such as ethers and alcohols.

Boiling points

Carboxylic acids tend to have higher boiling points than water, not only because of their increased surface area, but because of their tendency to form stabilised dimers. Carboxylic acids tend to evaporate or boil as these dimers. For boiling to occur, either the dimer bonds must be broken, or the entire dimer arrangement must be vaporised, both of which increase enthalpy of vaporisation requirements significantly.

Acidity

Carboxylic acids are typically weak acids, meaning that they only partially dissociate into H⁺ cations and RCOO^– anions in neutral aqueous solution. For example, at room temperature, only 0.02 % of all acetic acid molecules are dissociated. Electronegative substituents give stronger acids.

Carboxylic Acids	pKa
Formic acid (HCO2H)	3.77
Acetic acid (CH3COOH)	4.76
Chloroacetic acid (CH2ClCO2H)	2.86
Dichloroacetic acid (CHCl2CO2H)	1.29
Trichloroacetic acid (CCl3CO2H)	0.65
Trifluoroacetic acid (CF3CO2H)	0.5
Oxalic acid (HO2CCO2H)	1.27
Benzoic acid (C6H5CO2H)	4.2

Deprotonation of a carboxylic acid gives a carboxylate anion, which is resonance stabilized because the negative charge is shared (delocalized) between the two oxygen atoms increasing its stability. Each of the carbon-oxygen bonds in a carboxylate anion has partial double-bond character.

Odor

Carboxylic acids often have strong odors, especially the volatile derivatives. Most common are acetic acid (vinegar) and butyric acid (rancid butter). On the other hand, esters of carboxylic acids tend to have pleasant odors and many are used in perfumes.

 Nomenclature

The simplest series of carboxylic acids are the alkanoic acids, RCOOH, where R is a hydrogen or an alkyl group. Compounds may also have two or more carboxylic acid groups per molecule. The mono- and dicarboxylic acids have trivial names.

 Characterization

Carboxylic acids are most readily identified as such by infrared spectroscopy. They exhibit a sharp band associated with vibration of the C-O vibration bond (ν_C=O) between 1680 and 1725 cm⁻¹. A characteristic ν_O-H band appears as a broad peak in the 2500 to 3000 cm⁻¹ region. By ¹H NMR spectrometry, the hydroxyl hydrogen appears in the 10-13 ppm region, although it is often either broadened or not observed owing to exchange with traces of water.

 Occurrence and applications

Many carboxylic acids are produced industrially on a large scale. They are also pervasive in nature. Esters of fatty acids are the main components of lipids and polyamides of aminocarboxylic acids are the main components of proteins.

Carboxylic acids are used in the production of polymers, pharmaceuticals, solvents, and food additives. Industrially important carboxylic acids include acetic acid (component of vinegar, precursor to solvents and coatings), acrylic and methacrylic acids (precursors to polymers, adhesives), adipic acid (polymers), citric acid (beverages), ethylenediaminetetraacetic acid (chelating agent), fatty acids (coatings), maleic acid (polymers), propionic acid (food preservative), terephthalic acid (polymers).

 Synthesis

Industrial routes

Industrial routes to carboxylic acids generally differ from those used on smaller scale because they require specialized equipment.

• Oxidation of aldehydes with air using cobalt and manganese catalysts. The required aldehydes are readily obtained from alkenes by hydroformylation.
• Oxidation of hydrocarbons using air. For simple alkanes, the method is nonselective but so inexpensive to be useful. Allylic and benzylic compounds undergo more selective oxidations. Alkyl groups on a benzene ring oxidized to the carboxylic acid, regardless of its chain length. Benzoic acid from toluene and terephthalic acid from para-xylene, and phthalic acid from ortho-xylene are illustrative large-scale conversions. Acrylic acid is generated from propene.
• Base-catalyzed dehydrogenation of alcohols.
• Carbonylation is versatile method when coupled to the addition of water. This method is effective for alkenes that generate secondary and tertiary carbocations, e.g. isobutylene to pivalic acid. In the Koch reaction, the addition of water and carbon monoxide to alkenes is catalyzed by strong acids. Acetic acid and formic acid are produced by the carbonylation of methanol, conducted with iodide and alkoxide promoters, respectively and often with high pressures of carbon monoxide, usually involving additional hydrolytic steps. Hydrocarboxylations involve the simultaneous addition of water and CO. Such reactions are sometimes called "Reppe chemistry":

HCCH + CO + H₂O → CH₂=CHCO₂H

• Some long chain carboxylic acids are obtained by the hydrolysis of triglycerides obtained from plant or animal oils. These methods are related to soap making.
• fermentation of ethanol is used in the production of vinegar.

Laboratory methods

Preparative methods for small scale reactions for research or for production of fine chemicals often employ expensive consumable reagents.

• oxidation of primary alcohols or aldehydes with strong oxidants such as potassium dichromate, Jones reagent, potassium permanganate, or sodium chlorite. The method is amenable to laboratory conditions compared to the industrial use of air, which is “greener” since it yields less inorganic side products such as chromium or manganese oxides.
• Oxidative cleavage of olefins by ozonolysis, potassium permanganate, or potassium dichromate.
• Carboxylic acids can also be obtained by the hydrolysis of nitriles, esters, or amides, generally with acid- or base-catalysis.
• Carbonation of a Grignard and organolithium reagents:

RLi + CO₂ RCO₂Li

RCO₂Li + HCl RCO₂H + LiCl

• Halogenation followed by hydrolysis of methyl ketones in the haloform reaction
• The Kolbe-Schmitt reaction provides a route to salicylic acid, precursor to aspirin.

Less-common reactions

Many reactions afford carboxylic acids but are used only in specific cases or are mainly of academic interest:

• Disproportionation of an aldehyde in the Cannizzaro reaction
• Rearrangement of diketones in the benzilic acid rearrangement involving the generation of benzoic acids are the von Richter reaction from nitrobenzenes and the Kolbe-Schmitt reaction from phenols.

Reactions

The most widely practiced reactions convert carboxylic acids into esters, amides, carboxylate salts, acid chlorides, and alcohols. Carboxylic acids react with bases to form carboxylate salts, in which the hydrogen of the hydroxyl (-OH) group is replaced with a metal cation. Thus, acetic acid found in vinegar reacts with sodium bicarbonate (baking soda) to form sodium acetate, carbon dioxide, and water:

CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COO⁻Na⁺ + CO₂ + H₂O

Carboxylic acids also react with alcohols to give esters. This process is heavily used in the production of polyesters. Similarly carboxylic acids are converted into amides, but this conversion typically does not occur by direct reaction of the carboxylic acid and the amine. Instead esters are typical precursors to amides. The conversion of amino acids into peptides is a major biochemical process that requires ATP.

The hydroxyl group on carboxylic acids may be replaced with a chlorine atom using thionyl chloride to give acyl chlorides. In nature, carboxylic acids are converted to thioesters.

Carboxylic acid can be reduced to the alcohol by hydrogenation or using stoichiometric hydride reducing agents such as [lithium aluminium hydride].

N,N-dimethylchloromethylenammonium chloride is a highly chemoselective agent for carboxylic acid reduction. It selectively activate the carboxylic acid and is known to tolerate active functionalities such as ketone as well as the moderate ester, olefin, nitrile and halide moeties.

Specialized reactions

• As with all carbonyl compounds, the protons on the α-carbon are labile due to keto-enol tautomerization. Thus the α-carbon is easily halogenated in the Hell-Volhard-Zelinsky halogenation.
• The Schmidt reaction converts carboxylic acids to amines.
• Carboxylic acids are decarboxylated in the Hunsdiecker reaction.
• The Dakin-West reaction converts an amino acid to the corresponding amino ketone.
• In the Barbier-Wieland degradation, the alpha-methylene group in an aliphatic carboxylic acid is removed in a sequence of reaction steps, effectively a chain-shortening. The inverse procedure is the Arndt-Eistert synthesis, where an acid is converted into acyl halide and reacts with diazomethane to give the highest homolog.
• Many acids undergo decarboxylation. Enzymes that catalyze these reactions are known as carboxylases (EC 6.4.1) and decarboxylases (EC 4.1.1).
• Carboxylic acids are reduced to aldehydes via the ester and DIBAL, via the acid chloride in the Rosenmund reduction and via the thioester in the Fukuyama reduction.

Nomenclature and examples

The carboxylate anion R-COO^– is usually named with the suffix -ate, so acetic acid, for example, becomes acetate ion. In IUPAC nomenclature, carboxylic acids have an -oic acid suffix (e.g., octadecanoic acid). In common nomenclature, the suffix is usually -ic acid (e.g., stearic acid).

Straight-Chained, Saturated Carboxylic Acids

Carbon atoms Common name IUPAC name Chemical formula Common location or use 1 Formic acid Methanoic acid HCOOH Insect stings 2 Acetic acid Ethanoic acid CH3COOH Vinegar 3 Propionic acid Propanoic acid CH3CH2COOH Preservative for stored grains 4 Butyric acid Butanoic acid CH3(CH2)2COOH Rancid butter 5 Valeric acid Pentanoic acid CH3(CH2)3COOH Valerian 6 Caproic acid Hexanoic acid CH3(CH2)4COOH Goat fat 7 Enanthic acid Heptanoic acid CH3(CH2)5COOH 8 Caprylic acid Octanoic acid CH3(CH2)6COOH Coconuts and breast milk 9 Pelargonic acid Nonanoic acid CH3(CH2)7COOH Pelargonium 10 Capric acid Decanoic acid CH3(CH2)8COOH 11 Lauric acid Dodecanoic acid CH3(CH2)10COOH Coconut oil and hand wash soaps. 12 Myristic acid Tetradecanoic acid CH3(CH2)12COOH Nutmeg 13 Palmitic acid Hexadecanoic acid CH3(CH2)14COOH Palm oil 14 Stearic acid Octadecanoic acid CH3(CH2)16COOH Chocolate, waxes, soaps, and oils 205 Arachidic acid Icosanoic acid CH3(CH2)18COOH Peanut oil

Other carboxylic acids

Compound class	Members
unsaturated monocarboxylic acids	acrylic acid (2-propenoic acid) – CH2=CHCOOH, used in polymer synthesis
Fatty acids	medium to long-chain saturated and unsaturated monocarboxylic acids, with even number of carbons examples docosahexaenoic acid and eicosapentaenoic acid (nutritional supplements)
Amino acids	the building blocks of proteins
Keto acids	acids of biochemical significance that contain a ketone group e.g. acetoacetic acid and pyruvic acid
Aromatic carboxylic acids	benzoic acid, the sodium salt of benzoic acid is used as a food preservative , salicylic acid – a beta hydroxy type found in many skin care products
Dicarboxylic acids	containing two carboxyl groups examples adipic acid the monomer used to produce nylon and aldaric acid – a family of sugar acids
Tricarboxylic acids	containing three carboxyl groups example citric acid – found in citrus fruits and isocitric acid
Alpha hydroxy acids	containing a hydroxy group example glyceric acid, glycolic acid and lactic acid (2-hydroxypropanoic acid) – found in sour milk tartaric acid - found in win