Kimia

Kimia (dari bahasa Arab: كيمياء, transliterasi: kimiya = perubahan benda/zat atau bahasa Yunani: χημεία, transliterasi: khemeia) adalah ilmu yang mempelajari mengenai komposisi, struktur, dan sifat zat atau materi dari skala atom hingga molekul serta perubahan atau transformasi serta interaksi mereka untuk membentuk materi yang ditemukan sehari-hari. Kimia juga mempelajari pemahaman sifat dan interaksi atom individu dengan tujuan untuk menerapkan pengetahuan tersebut pada tingkat makroskopik. Menurut kimia modern, sifat fisik materi umumnya ditentukan oleh struktur pada tingkat atom yang pada gilirannya ditentukan oleh gaya antar atom dan ikatan kimia.

Kimia sering disebut sebagai "ilmu pusat" karena menghubungkan berbagai ilmu lain, seperti fisika, ilmu bahan, nanoteknologi, biologi, farmasi, kedokteran, bioinformatika, dan geologi . Koneksi ini timbul melalui berbagai subdisiplin yang memanfaatkan konsep-konsep dari berbagai disiplin ilmu. Sebagai contoh, kimia fisik melibatkan penerapan prinsip-prinsip fisika terhadap materi pada tingkat atom dan molekul.

Kimia berhubungan dengan interaksi materi yang dapat melibatkan dua zat atau antara materi dan energi, terutama dalam hubungannya dengan hukum pertama termodinamika. Kimia tradisional melibatkan interaksi antara zat kimia dalam reaksi kimia, yang mengubah satu atau lebih zat menjadi satu atau lebih zat lain. Kadang reaksi ini digerakkan oleh pertimbangan entalpi, seperti ketika dua zat berentalpi tinggi seperti hidrogen dan oksigen elemental bereaksi membentuk air, zat dengan entalpi lebih rendah. Reaksi kimia dapat difasilitasi dengan suatu katalis, yang umumnya merupakan zat kimia lain yang terlibat dalam media reaksi tapi tidak dikonsumsi (contohnya adalah asam sulfat yang mengkatalisasi elektrolisis air) atau fenomena immaterial (seperti radiasi elektromagnet dalam reaksi fotokimia). Kimia tradisional juga menangani analisis zat kimia, baik di dalam maupun di luar suatu reaksi, seperti dalam spektroskopi.

 Semua materi normal terdiri dari atom atau komponen-komponen subatom yang membentuk atom; proton, elektron, dan neutron. Atom dapat dikombinasikan untuk menghasilkan bentuk materi yang lebih kompleks seperti ion, molekul, atau kristal. Struktur dunia yang kita jalani sehari-hari dan sifat materi yang berinteraksi dengan kita ditentukan oleh sifat zat-zat kimia dan interaksi antar mereka. Baja lebih keras dari besi karena atom-atomnya terikat dalam struktur kristal yang lebih kaku. Kayu terbakar atau mengalami oksidasi cepat karena ia dapat bereaksi secara spontan dengan oksigen pada suatu reaksi kimia jika berada di atas suatu suhu tertentu.

Zat cenderung diklasifikasikan berdasarkan energi, fase, atau komposisi kimianya. Materi dapat digolongkan dalam 4 fase, urutan dari yang memiliki energi paling rendah adalah padat, cair, gas, dan plasma. Dari keempat jenis fase ini, fase plasma hanya dapat ditemui di luar angkasa yang berupa bintang, karena kebutuhan energinya yang teramat besar. Zat padat memiliki struktur tetap pada suhu kamar yang dapat melawan gravitasi atau gaya lemah lain yang mencoba mengubahnya. Zat cair memiliki ikatan yang terbatas, tanpa struktur, dan akan mengalir bersama gravitasi. Gas tidak memiliki ikatan dan bertindak sebagai partikel bebas. Sementara itu, plasma hanya terdiri dari ion-ion yang bergerak bebas; pasokan energi yang berlebih mencegah ion-ion ini bersatu menjadi partikel unsur. Satu cara untuk membedakan ketiga fase pertama adalah dengan volume dan bentuknya: kasarnya, zat padat memeliki volume dan bentuk yang tetap, zat cair memiliki volume tetap tapi tanpa bentuk yang tetap, sedangkan gas tidak memiliki baik volume ataupun bentuk yang tetap.

Air (H₂O) berbentuk cairan dalam suhu kamar karena molekul-molekulnya terikat oleh gaya antarmolekul yang disebut ikatan Hidrogen. Di sisi lain, hidrogen sulfida (H₂S) berbentuk gas pada suhu kamar dan tekanan standar, karena molekul-molekulnya terikat dengan interaksi dwikutub (dipole) yang lebih lemah. Ikatan hidrogen pada air memiliki cukup energi untuk mempertahankan molekul air untuk tidak terpisah satu sama lain, tapi tidak untuk mengalir, yang menjadikannya berwujud cairan dalam suhu antara 0 °C sampai 100 °C pada permukaan laut. Menurunkan suhu atau energi lebih lanjut mengizinkan organisasi bentuk yang lebih erat, menghasilkan suatu zat padat, dan melepaskan energi. Peningkatan energi akan mencairkan es walaupun suhu tidak akan berubah sampai semua es cair. Peningkatan suhu air pada gilirannya akan menyebabkannya mendidih (lihat panas penguapan) sewaktu terdapat cukup energi untuk mengatasi gaya tarik antarmolekul dan selanjutnya memungkinkan molekul untuk bergerak menjauhi satu sama lain.

Ilmuwan yang mempelajari kimia sering disebut kimiawan. Sebagian besar kimiawan melakukan spesialisasi dalam satu atau lebih subdisiplin. Kimia yang diajarkan pada sekolah menengah sering disebut "kimia umum" dan ditujukan sebagai pengantar terhadap banyak konsep-konsep dasar dan untuk memberikan pelajar alat untuk melanjutkan ke subjek lanjutannya. Banyak konsep yang dipresentasikan pada tingkat ini sering dianggap tak lengkap dan tidak akurat secara teknis. Walaupun demikian, hal tersebut merupakan alat yang luar biasa. Kimiawan secara reguler menggunakan alat dan penjelasan yang sederhana dan elegan ini dalam karya mereka, karena terbukti mampu secara akurat membuat model reaktivitas kimia yang sangat bervariasi.

Ilmu kimia secara sejarah merupakan pengembangan baru, tapi ilmu ini berakar pada alkimia yang telah dipraktikkan selama berabad-abad di seluruh dunia.

Pengertian Materi

Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa. Semua benda yang kita temui tersusun oleh materi. Makin besar massa suatu benda, makin banyak materinya dan sebaliknya. Massa adalah jumlah zat atau materi yang terkandung dalam suatu benda. Suatu materi apapun bentuknya ada 3 wujud yaitu padat, cair, gas. Berdasarkan hasil penelitian terbaru muncul wujud zat yang keempat yaitu plasma.

Sifat Materi

Ketiga wujud materi yang sudah kita bahas pada dasarnya memiliki sifat-sifat tertentu. Secara umum sifat tersebut dapat kita bagi menjadi 2 macam, yaitu sifat kimia da sifat fisika. Sifat fisika dari sebuah materi adalah sifat-sifat yang terkait dengan perubahan fisika, yaitu sebuah sifat yang dapat diamati karena adanya perubahan fisika atau perubahan yang tidak kekal.

Air sebagai zat cair memiliki sifat fisika seperti mendidih pada suhu 100 derajat celcius. Sedangkan logam memiliki titik lebur yang cukup tinggi, mislanya besi meebur pada suhu 1500 derajat celcius.

Sifat kimia dari sebuah materi merupakan sifat-sifat yang dapat diamati muncul pada saat terjadi perubahan kimia. Untuk lebih musahny, kita dapat mengamati dua buah zat yang berbeda misalnya minyak dan kayu. Jika kita melakukan pembakaram, maka minya lebih mudah terbakar dibandingkan kayu, sehingga mudah tidaknya sebuah zat terbakar merupakan sifat kimia dari zat tersebut. Beberapa sifat kimia yang lain adalah bagaimana sebuah zat dapat terurai, seperti batu kapur yang musah berubah menjadi kapur tohor yang sering disebut dengan kapur sirih dan gas kabon dioksida.

Perubahan Materi

 

Suatu zat atau materi menjadi zat yang lain baik yang menajdi zat baru maupun tidak. Perubahan materi terjadi dipengaruhioleh energi baik berupa kalor maupun listrik. Perubahan materi dibedakan dalam dua macam yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia.

Klasifikasi Materi

Para ilmuan mengklasifikasikan materi menajdi dua kelompok yaitu :

1.      Zat tunggal (unsure dan senyawa)

2.      Campuran

Unsur : Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menajdi zat lain dengan reaksi kimia biasa. Di alam terdapat 92 jenis unsur alami dan sisanya unsure buatan. Jumlah keseluruhan di alam kira-kira terdapat 106 unsur. Unsur di kelompokan menjadi 3 bagian, yaitu :

1.      Unsur logam

2.      Unsur non logam

3.      Unsur semi logam

Senyawa : Senyawa adalah gabungan dari beberapa unsur yang terbentuk melalui reaksi kimia.

Campuran : Campuran adalah gabungan beberapa zat  dengan perbandingan tidak tetap tanpa melalui reaksi kimia.

UNSUR

nama dengan huruf pertama sama maka huruf pertama lambang unsur diambil dari huruf pertama nama unsur dan huruf kedua diambil dari huruf lain yang terdapat pada nama unsur tersebut. Misalnya, Rauntuk radium dan Rn untuk radon.

Pada suhu kamar (25 C) u

Unsur adalah zat murni yang dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa. Penulisan lambang unsur mengikuti aturan sebagai berikut:

1. Lambang unsur diambil dari singkatan nama unsur. Beberapa lambang unsur berasal dari bahasa Latin atau Yunani nama unsur tersebut. Misalnya Fe dari kata ferrum (bahasa latin) sebagai lambang unsur besi.

2.     Lambang unsur ditulis dengan satu huruf kapital.

3.  Untuk Unsur yang dilambangkan dengan lebih dengan satu huruf, huruf pertama lambang ditulis dengan huruf kapital dan huruf kedua/ketiga ditulis dengan huruf kecil.

4.    Unsur-unsur yang memiliki nsur dapat berwujud Padat, Cair,dan Gas, secara umum unsur terbagi menjadi dua kelompok yaitu:

Unsur Logam: umumnya unsur logam diberi nama akhiran ium. Umumnya logam ini memiliki titik didih tinggi, mengilap, dapat dibengkokan  , dan dapt menghantarkan panas atau arus listrik

Unsur Non Logam: umumnya memiliki titik didih rendah, tidak mengkilap,kadang-kadang rapuh tak dapat dibengkokkan dan sukar menghantarkan panas atau arus listrik.

Senyawa adalah zat yang terbentuk dari penggabungan unsur-unsur dengan pembagian tertentu. Senyawa dihasilkan dari reaksi kimia antara dua unsur atau lebih melalui reaksi pembentukan. Misalnya, karat besi (hematit) berupa Fe2O3 dihasilkan oleh reaksi besi (Fe) dengan oksigen (O). Senyawa dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi penguraian.

Senyawa mempunyai sifat yang berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Senyawa hanya dapt diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi kimia. Pada kondisi yang sama, senyawa dapat memiliki wujud berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Sifat fisika dan kimia senyawa berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Misalnya reaksi antara gas hidrogen dan gas oksigen membentuk senyawa air yang berwujud cair.

SISTEM PERIODIK

MACAM-MACAM SISTEM PERIODIK

1.	TRIADE DOBEREINER DAN HUKUM OKTAF NEWLANDS TRIADE DOBEREINER Dobereiner menemukan adanya beberapa kelompok tiga unsur yang memiliki kemiripan sifat, yang ada hubungannya dengan massa atom. Contoh kelompok-kelompok triade: - Cl, Br dan I - Ca, Sr dan Ba - S, Se dan Te HUKUM OKTAF NEWLANDS Apabila unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom, maka unsur kesembilan mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan unsur pertama, unsur kesepuluh mirip dengan unsur kedua dan seterusnya. Karena setelah unsur kedelapan sifat-sifatnya selalu terulang, maka dinamakan hukum Oktaf.                                                                                                   (+8) Contoh: Li (nomor atom 3) akan mirip sifatnya dengan Na (nomor atom 11) 3   11®
2.	SISTEM PERIODIK MENDELEYEV - Disusun berdasarkan massa atomnya dengan tidak mengabaikan sifat-sifat unsurnya. - Lahirlah hukum periodik unsur yang menyatakan bahwa apabila unsur disusun menurut massa atomnya, maka unsur itu akan menunjukkan sifat-sifat yang berulang secara periodik. - Beberapa keunggulan sistem periodik Mendeleyev, antara lain: - Ada tempat bagi unsur transisi. - Terdapat tempat-tempat kosong yang diramalkan akan diisi dengan unsur yang belum ditemukan pada waktu itu. - Kekurangan sistem periodik ini: - Adanya empat pasal anomali, yaitu penyimpangan terhadap hukum perioditas yang disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya. Keempat anomali itu adalah: Ar dengan K, Te dengan I, Co dengan Ni dan Th dengan Pa.
3.	SISTEM PERIODIK BENTUK PANJANG Sistem ini merupakan penyempurnaan dari gagasan Mendeleyev, disusun berdasarkan nomor atomnya. Sistem ini terdiri dari dua deret, deret horisontal disebut periodik dan deret vertikal disebut golongan.
4.	SISTEM PERIODIK DAN HUBUNGANNYA DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON A. HUBUNGAN ANTARA PERIODA DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON Dalam sistem periodik, perioda menunjukkan banyaknya kulit yang telah terisi elektron di dalam suatu atom. Sehingga sesuai dengan banyaknya kulit yaitu K, L, M, N, O, P, Q maka sistem periodik mempunyai 7 perioda. B. HUBUNGAN ANTARA GOLONGAN DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON Unsur yang terletak pada satu golongan mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip (hampir sama). Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan unsur-unsur golongan B disebut unsur transisi (peralihan), semua unsur transisi diberi simbol B kecuali untuk triade besi, paladium dan platina disebut "golongan VIII''. - LAMBANG UNSUR-UNSUR GOLONGAN A Lambang Golongan Nama Golongan Konfigurasi Elektron Orbital Terluar I - A Alkali ns1 II - A Alkali tanah ns2 III - A Boron ns2 - np1 IV - A Karbon - Silikon ns2 - np2 V - A Nitogen - Posphor ns2 - np3 VI - A Oksigen ns2 - np4 VII - A Halogen ns2 - np5 VIII - A Gas mulia ns2 - np6 - LAMBANG UNSUR-UNSUR GOLONGAN B Konfigurasi Elektron Lambang Golongan (n - 1) d1 ns2 III - B (n - 1) d2 ns2 IV - B (n - 1) d3 ns2 V - B (n - 1) d4 ns2 VI - B (n - 1) d5 ns2 VII - B (n - 1) d6-8ns2 VIII (n - 1) d9 ns2 I - B (n - 1) d10 ns2 II - B - GOLONGAN LANTANIDA DAN AKTINIDA, DIBERI LAMBANG nS2 (n-2)f1-14 Jika : n = 6 adalah lantanida n = 7 adalah aktinida C. CARA PENENTUAN PERIODA DAN GOLONGAN SUATU UNSUR 1. Unsur dengan nomor atom 11, konfigurasinya : 1s2 2s2 2p63s1 - n = 3, berarti periode 3 (kulit M). - elektron valensi (terluar) 3s sebanyak 1 elektron, berarti termasuk golongan IA. 2. Unsur Ga dengan nomor atom 31, konfigurasinya : 1s2 2s22p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1 - n = 4, berarti perioda 4 (kulit N). - elektronvalensi 4s2 4p1, berarti golongan IIIA. 3.  Unsur Sc dengan nomor atom 21, konfigurasinya : 1s2 2s22p6 3s2 3p6 4s2 3d1 - n = 4, berarti perioda 4 (kulit N). - 3d1 4s2 berarti golongan IIIB. 4. Unsur Fe dengan nomor atom 26, konfigurasinya : 1s2 2s22p6 3s2 3p6 4s2 3d10 - n = 4, berarti perioda 4 (kulit N). - 3d6 4s2 , berarti golongan VIII. D. BEBERAPA SIFAT PERIODIK UNSUR-UNSUR 1. Jari jari atom adalah jarak dari inti atom ke lintasan elektron terluar. - Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan jari jari atom berkurang. - Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jari-jari atom bertambah. - Jari-jari atom netral lebih besar daripada jari-jari ion positifnya tetapi lebih kecil dari jari-jari ion negatifnya. Contoh: jari-jari atom Cl < jari-jari ion Cl- jari-jari atom Ba > jari-jari ion Ba2+ 2. Potensial ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang paling lemah/luar dari atom suatu unsur atau ion dalam keadaan gas. -  Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan potensial ionisasi bertambah. - Dalam satu golongan, dari atas ke bawah potensial ionisasi berkurang. 3. Affinitas elektron adalah besarnya energi yang dibebaskan pada saat atom suatu unsur dalam keadaan gas menerima elektron. - Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan affinitas elektron bertambah. -  Dalam satu golongan, dari atas ke bawah affinitas elektron berkurang. 4.  Keelektronegatifan adalah kemampuan atom suatu unsur untuk menarik elektron ke arah intinya dan digunakan bersama.

KLASIFIKASI

Golongan

Kolom dalam tabel periodik disebut golongan. Ada 18 golongan dalam tabel periodik baku. Unsur-unsur yang segolongan mempunyai konfigurasi elektron valensi yang mirip, sehingga mempunyai sifat yang mirip pula. Ada tiga sistem pemberian nomor golongan. Sistem pertama memakai angka Arab dan dua sistem lainnya memakai angka Romawi. Nama dengan angka Romawi adalah nama golongan yang asli tradisional. Nama dengan angka Arab adalah sistem tatanama baru yang disarankan oleh International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Sistem penamaan tersebut dikembangkan untuk menggantikan kedua sistem lama yang menggunakan angka Romawi karena kedua sistem tersebut membingungkan, menggunakan satu nama untuk beberapa hal yang berbeda.

Golongan bisa dianggap sebagai cara yang paling penting dari mengklasifikasi unsur. Pada beberapa golongan, unsur-unsurnya ada yang sangat mirip sifatnya dan memiliki kecenderungan sifat yang jelas jika ditelusuri menurun di dalam kolom. Golongan-golongan ini sering diberi nama umum (tak sistematis) sebagai contoh: logam alkali, logam alkali tanah, halogen, khalkogen, dan gas mulia. Beberapa golongan lainnya dalam tabel tidak menampilkan sebanyak persamaan maupun kecenderungan sifat secara vertikal (sebagai contoh Kelompok 14 dan 15), golongan ini tidak memiliki nama umum.

Periode

Baris dalam tabel periodik disebut periode. Walaupun golongan adalah cara yang paling umum untuk mengklasifikasi unsur, ada beberapa bagian di tabel unsur yang kecenderungan sifatnya secara horisontal dan kesamaan sifatnya lebih penting dan mencolok daripada kecenderungan vertikal. Fenomena ini terjadi di blok-d (atau "logam transisi"), dan terutama blok-f, dimana lantinida dan aktinida menunjukan sifat berurutan yang sangat mencolok.

Tabel Sistem Periodik

Energi

Ditinjau dari perspektif fsika, setiap sistem fisik mengandung (secara alternatif, menyimpan ) sejumlah energi; berapa tepatnya ditentukan dengan mengambil jumlah dari sejumlah persamaan khusus, masing-masing didesain untuk mengukur energi yang disimpan secara khusus. Secara umum, adanya energi diketahui oleh pengamat setiap ada pergantian sifat objek atau sistem. Tidak ada cara seragam untuk memperlihatkan energi.

Macam-macam Energi 

Energi kinetik

Energi kinetik adalah bagian energi yang berhubungan dengan gerakan suatu benda.

Persamaan di atas menyatakan bahwa energi kinetik (Ek) sama dengan integral dari dot product kecepatan (v) sebuah benda dan infinitesimal momentum benda (p)

Energi potensial

Berlawanan dengan energy kinetik, yang adalah energi dari sebuah sistem dikarenakan gerakannya, atau gerakan internal dari partikelnya, energy potensial dari sebuah sistem adalah energi yang dihubungkan dengan konfigurasi ruang dari komponen-komponennya dan interaksi mereka satu sama lain. Jumlah partikel yang mengeluarkan gaya satu sama lain secara otomatis membentuk sebuah sistem dengan energi potensial. Gaya-gaya tersebut, contohnya, dapat timbul dari interaksi elektrostatik (hokum Coloumb), atau gravitasi.

Energi internal

Energi internal adalah energy kinetik dihubungkan dengan gerakan molekul-molekul, dan energy potensial yang dihubungkan dengan getaran rotasi dan energi listrik dari atom-atom di dalam molekul. Energi internal seperti energi adalah sebuah fungsi keadaan yang dapat dihitung dalam sebuah sistem.