Partikel benda padat tersusun rapat. Gaya antar partikel cukup kuat sehingga partikel tidak dapat bergerak bebas; mereka hanya bisa bergetar. Akibatnya, benda padat memiliki bentuk
yang stabil, tetap, dan volume tetap. Benda padat hanya dapat berubah bentuk karena gaya, seperti saat patah atau dipotong.
Dalam padatan kristal, partikel dikemas dalam pola
yang teratur dan berulang. Ada banyak struktur kristal
yang berbeda, dan zat
yang sama dapat memiliki lebih dari satu struktur. Misalnya, besi memiliki struktur kubik berpusat pada tubuh pada suhu di bawah 912 °C dan struktur kubik berpusat pada muka antara 912 dan 1394 °C. Es memiliki lima belas struktur kristal
yang diketahui, masing-masing ada pada suhu dan tekanan
yang berbeda.
Cairan adalah cairan
yang sesuai
dengan bentuk wadahnya tetapi mempertahankan volume
yang hampir konstan terlepas dari tekanan. Volumenya pasti (tidak berubah) jika suhu dan tekanannya konstan. Ketika zat padat dipanaskan di atas titik lelehnya, zat itu menjadi cair karena tekanannya lebih tinggi dari titik tripel zat tersebut. Gaya antarmolekul (atau interatomik atau interionik) masih penting, tetapi molekul memiliki energi
yang cukup untuk bergerak,
yang membuat struktur bergerak. Ini berarti bahwa zat cair tidak tetap bentuknya tetapi lebih sesuai
dengan bentuk wadahnya. Volumenya biasanya lebih besar dari padatan
yang sesuai (air adalah pengecualian
yang terkenal untuk aturan ini). Suhu tertinggi di mana cairan tertentu dapat eksis disebut suhu kritisnya.
Cairan dapat diubah menjadi gas melalui pemanasan pada tekanan konstan ke titik didih zat atau melalui pengurangan tekanan pada suhu konstan. Proses perubahan zat cair menjadi gas disebut penguapan.
Molekul gas memiliki ikatan
yang sangat lemah atau tidak memiliki ikatan sama sekali, sehingga mereka dapat bergerak
dengan bebas dan cepat. Karena itu, gas tidak hanya akan menyesuaikan diri
dengan bentuk wadahnya, tetapi juga akan memuai hingga memenuhi wadah sepenuhnya. Molekul gas memiliki energi kinetik
yang cukup sehingga efek gaya antarmolekul kecil (atau nol, untuk gas ideal), dan jaraknya sangat berjauhan satu sama lain; jarak tipikal antara molekul tetangga jauh lebih besar daripada ukuran molekul itu sendiri.
Fluida superkritis/supercritical fluid (SCF) adalah gas
yang temperatur dan tekanannya lebih besar dari temperatur kritis dan tekanan kritis. Dalam Klasifikasi ini, perbedaan antara cairan dan gas menghilang. Fluida superkritis memiliki sifat fisik gas, tetapi kerapatannya
yang tinggi membuatnya memiliki sifat pelarut dalam beberapa kasus. Ini dapat berguna dalam beberapa aplikasi. Misalnya, karbon dioksida superkritis digunakan untuk mengekstrak kafein dalam pembuatan kopi tanpa kafein.
Zat dan Campuran
Zat tersusun atas unsur murni atau unsur
yang terikat secara kimia, sedangkan campuran tersusun atas zat
yang tidak terikat.
Zat Kimia
Dalam kimia, zat kimia adalah bentuk materi
yang memiliki komposisi kimia dan sifat karakteristik
yang konstan. Itu tidak dapat dipisahkan menjadi komponen tanpa memutuskan ikatan kimia. Zat kimia dapat berupa padatan, cairan, gas, atau plasma. Perubahan suhu atau tekanan dapat menyebabkan zat bergeser di antara fase materi
yang berbeda.
Unsur adalah zat kimia
yang terdiri dari jenis atom tertentu dan karenanya tidak dapat dipecah atau diubah oleh reaksi kimia menjadi unsur
yang berbeda. Semua atom suatu unsur memiliki jumlah proton
yang sama, meskipun mereka mungkin memiliki jumlah neutron dan elektron
yang berbeda.
Senyawa kimia murni adalah zat kimia
yang terdiri dari sekumpulan molekul atau ion tertentu
yang terikat secara kimia. Dua atau lebih unsur digabungkan menjadi satu zat melalui reaksi kimia, seperti air, membentuk senyawa kimia. Semua senyawa adalah zat, tetapi tidak semua zat adalah senyawa. Senyawa kimia dapat berupa atom
yang terikat bersama dalam molekul atau kristal di mana atom, molekul atau ion membentuk kisi kristal. Senyawa
yang terutama terdiri dari atom karbon dan hidrogen disebut senyawa organik, dan
yang lainnya disebut senyawa anorganik. Senyawa
yang mengandung ikatan antara karbon dan logam disebut senyawa organologam.
Zat kimia sering disebut 'murni' untuk membedakannya dari campuran. Contoh umum zat kimia adalah air murni; itu selalu memiliki sifat
yang sama dan rasio hidrogen terhadap oksigen
yang sama apakah itu diisolasi dari sungai atau dibuat di laboratorium. Zat kimia lain
yang biasa dijumpai dalam bentuk murni adalah intan (karbon), emas, garam dapur (natrium klorida), dan gula rafinasi (sukrosa). Zat sederhana atau tampaknya murni
yang ditemukan di alam sebenarnya bisa menjadi campuran zat kimia. Misalnya, air keran mungkin mengandung sejumlah kecil natrium klorida terlarut dan senyawa
yang mengandung zat besi, kalsium, dan banyak zat kimia lainnya. Air suling murni adalah zat, tetapi air laut, karena mengandung ion dan molekul kompleks, adalah campuran.
Campuran Kimia
Campuran adalah sistem materi
yang terdiri dari dua atau lebih zat
yang berbeda,
yang dicampur tetapi tidak digabungkan secara kimia. Campuran mengacu pada kombinasi fisik dari dua atau lebih zat di mana identitas masing-masing zat dipertahankan. Campuran berbentuk paduan, larutan, suspensi, dan koloid.
Campuran Heterogen
Campuran heterogen adalah campuran dua atau lebih zat kimia (unsur atau senyawa), di mana komponen
yang berbeda dapat dibedakan secara visual dan mudah dipisahkan
dengan cara fisik. Contohnya meliputi:
- campuran pasir dan air
- campuran serbuk pasir dan besi
- batu konglomerat
- air dan minyak
- sebuah salad
- campuran bubuk emas dan bubuk perak
Campuran Homogen
Campuran homogen adalah campuran dua atau lebih zat kimia (unsur atau senyawa), di mana komponen
yang berbeda tidak dapat dibedakan secara visual. Seringkali memisahkan komponen campuran homogen lebih menantang daripada memisahkan komponen campuran heterogen.
Membedakan antara campuran homogen dan heterogen adalah masalah skala pengambilan sampel. Pada skala
yang cukup kecil, campuran apapun dapat dikatakan heterogen, karena sampel bisa sekecil molekul tunggal. Dalam istilah praktis, jika properti
yang diinginkan adalah sama terlepas dari berapa banyak campuran
yang diambil, campuran tersebut homogen.
Sifat fisik campuran, seperti titik lelehnya, mungkin berbeda dari masing-masing komponennya. Beberapa campuran dapat dipisahkan menjadi komponen-komponennya
dengan cara fisik (mekanis atau termal).
Unsur dan Senyawa
Unsur adalah materi
yang terdiri dari satu jenis atom, sedangkan senyawa terdiri dari dua atau lebih jenis atom.
Elemen
Unsur kimia adalah zat murni
yang terdiri dari satu jenis atom. Setiap atom memiliki nomor atom,
yang mewakili jumlah proton
yang ada dalam inti atom tunggal unsur itu. Tabel periodik unsur disusun berdasarkan nomor atom menaik.
Unsur-unsur kimia dibagi menjadi logam, metaloid, dan non-logam. Logam, adalah:
- sering konduktif terhadap listrik
- lunak
- berkilau
- terkadang magnetis.
- Aluminium, besi, tembaga, emas, merkuri, dan timbal adalah logam.
Sebaliknya, non-logam, adalah:
- biasanya tidak konduktif
- tidak bisa ditempa
- kusam (tidak mengkilap)
- tidak magnetis.
- Contoh unsur non-logam termasuk karbon dan oksigen.
Metaloid memiliki beberapa karakteristik logam dan beberapa karakteristik non-logam. Silikon dan arsenik adalah metaloid.
Hingga November 2011, 118 elemen telah diidentifikasi (
yang terakhir diidentifikasi adalah ununseptium, pada 2010). Dari 118 elemen
yang diketahui ini, hanya 98 pertama
yang diketahui terjadi secara alami di Bumi. Unsur-unsur
yang tidak terjadi secara alami di Bumi adalah produk sintetis dari reaksi nuklir buatan manusia. 80 dari 98 elemen
yang terjadi secara alami adalah stabil; sisanya adalah radioaktif,
yang berarti mereka meluruh menjadi elemen
yang lebih ringan dalam rentang waktu mulai dari sepersekian detik hingga miliaran tahun.
Hidrogen dan helium sejauh ini merupakan unsur
yang paling melimpah di alam semesta. Namun, besi adalah unsur
yang paling melimpah (berdasarkan massa) dalam komposisi Bumi, dan oksigen adalah unsur paling umum di lapisan
yang merupakan kerak bumi.
Meskipun semua materi kimia
yang diketahui terdiri dari unsur-unsur ini, materi kimia itu sendiri hanya sekitar 15% dari materi di alam semesta. Sisanya adalah materi gelap, zat misterius
yang tidak terdiri dari unsur-unsur kimia. Materi gelap tidak memiliki proton, neutron, atau elektron.
Senyawa
Sampel murni dari elemen terisolasi jarang terjadi di alam. Sementara 98 elemen
yang terjadi secara alami semuanya telah diidentifikasi dalam sampel mineral dari kerak bumi, hanya sebagian kecil dari mereka
yang dapat ditemukan sebagai mineral
yang dapat dikenali dan relatif murni. Di antara
yang lebih umum dari "elemen asli" seperti itu adalah tembaga, perak, emas, dan belerang. Karbon juga banyak ditemukan dalam bentuk batubara, grafit, dan intan. Gas mulia (misalnya, neon) dan logam mulia (misalnya, merkuri) juga dapat ditemukan dalam bentuk murni dan tidak terikat di alam. Namun, sebagian besar elemen ini ditemukan dalam campuran.
Ketika dua unsur berbeda digabungkan secara kimia—yaitu, ikatan kimia terbentuk di antara atom-atomnya—hasilnya disebut senyawa kimia. Sebagian besar unsur di Bumi berikatan
dengan unsur lain untuk membentuk senyawa kimia, seperti natrium (Na) dan Klorida (Cl),
yang bergabung membentuk garam meja (NaCl). Air adalah contoh lain dari senyawa kimia. Dua atau lebih unsur penyusun suatu senyawa dapat dipisahkan melalui reaksi kimia.
Senyawa kimia memiliki struktur
yang unik dan terdefinisi,
yang terdiri dari rasio tetap atom
yang disatukan dalam pengaturan spasial
yang ditentukan oleh ikatan kimia. Senyawa kimia dapat berupa:
- senyawa molekul yang disatukan oleh ikatan kovalen
- garam yang diikat oleh ikatan ion
- senyawa intermetalik yang disatukan oleh ikatan logam
- Senyawa kompleks yang digabung dalam ikatan kovalen koordinat.
Unsur kimia murni tidak dianggap senyawa kimia, bahkan jika mereka terdiri dari molekul diatomik atau poliatomik (molekul
yang hanya mengandung beberapa atom dari satu unsur, seperti H2 atau S8).
Posting Komentar