Nakita.id – Saat ini, mata pelajaran IPA kelas X SMA Kurikulum Merdeka masih membahas bab 5.
Seperti diketahui, materi yang kita pelajari dalam bab ini adalah mengenai struktur atom - keunggulan nanomaterial.
Sebelumnya, kita telah membahas tentang jari-jari atom sebagai sifat keperiodikan unsur.
Sekarang, kita akan beralih ke bahasan berikutnya, yaitu tentang konsep struktur atom pada bahasan nanomaterial. Berikut ini penjelasan selengkapnya.
Nanomaterial adalah salah satu aplikasi nanoteknologi. Mengapa struktur atom menjadi konsep penting dalam bahasan nanomaterial?
Sifat material sangat dipengaruhi oleh ukuran partikel yaitu atom maupun molekul penyusunnya.
Material berukuran nano pada batasan 1-100 nm memiliki sifat antara lain titik lebur, konduktivitas listrik, permeabilitas magnetik, warna, optis, dan reaktivitas kimia yang unik dan berbeda dibandingkan material pada ukuran makroskopik.
Bagaimana konsep pembentukan material menjadi berukuran nano?
Sintesis nanomaterial antara lain dapat dilakukan dengan metode (1) top-down yaitu sintesis secara fisika.
Pada metode ini partikel besar dipecah menjadi partikel berukuran nanometer (2) bottom-up yaitu proses sintesis nanopartikel secara kimia dengan melibatkan reaksi kimia dari sejumlah material awal sehingga dihasilkan material lain yang berukuran nanometer.
Konsep perubahan sifat material pada ukuran nano didasari oleh dua aspek yaitu (1) ukuran material (2) luas permukaan material. Mari kita bahas satu-persatu.
Baca Juga: Jari-jari Atom dan Kunci Jawaban Aktivitas 5.3, Bab 5 IPA Kelas X SMA Kurikulum Merdeka
Siswa telah mempelajari bahwa salah satu sifat keperiodikan unsur adalah jari-jari atom.
Ukuran atom ditentukan oleh jari-jarinya. Semakin pendek jari-jari atom maka ukuran atom makin kecil.
Material yang merupakan gabungan atom jika direduksi menjadi skala nano dapat menunjukkan sifat yang sangat berbeda dibandingkan dengan apa yang ditampilkan pada skala makro.
Contohnya antara lain (1) tembaga adalah zat buram namun bisa menjadi transparan (2) platina adalah bahan inert yang berubah menjadi katalis (3) aluminium merupakan bahan yang sulit terbakar ternyata dapat menjadi mudah terbakar (4) emas yang tadinya padatan dapat berubah menjadi cairan pada suhu kamar (5) silikon yang bersifat isolator ternyata dapat bersifat konduktor.
Material berskala nano memiliki luas permukaan yang relatif lebih besar jika dibandingkan material nonnano untuk massa yang sama. Hal ini dapat dijelaskan dari teori tumbukan yang akan kita pelajari lebih lanjut di kelas XI nanti.
Teori ini menyatakan bahwa makin kecil ukuran material menyebabkan jumlah sisi aktif material untuk bereaksi secara kimia menjadi bertambah.
Pertambahan jumlah sisi aktif merujuk pada makin luasnya permukaan sisi aktif partikel. Material menjadi lebih reaktif secara kimiawi ketimbang material nonnano.
Dalam rangka mensintesis atom demi atom maka harus terjadi tumbukan antarpartikel untuk menghasilkan reaksi kimia.
Tumbukan yang menghasilkan reaksi kimia harus terjadi pada sisi aktif. Oleh karenanya, makin luas permukaan partikel akan memberi peluang terjadinya reaksi kimia karena bertambahnya sisi aktif.
Berdasarkan penjelasan ini bagaimana mendeskripsikan hubungan antara ukuran partikel terhadap luas permukaan? Yuk, kita coba kerjakan Aktivitas 5.4 halaman 119 berikut.
Bekerjalah dalam kelompok.
Baca Juga: Kunci Jawaban Soal Konfigurasi Elektron, Bab 5 IPA Kelas X SMA Kurikulum Merdeka
- Potong selembar kertas berukuran total luas permukaan 10 cm × 10 cm.
- Lalu kertas ini dipotong lagi menjadi berukuran lebih kecil yaitu 1 cm × 1 cm hingga semua bagian kertas terpotong.
- Hitung berapa potong kertas yang akan kalian dapatkan?
- Jika sepotong kertas berukuran 1 cm × 1 cm ini dipotong lagi menjadi berukuran 1 nm × 1 nm maka berapa potong kertas yang kini kalian peroleh?
- Bayangkan bahwa kertas ini merupakan material. Kesimpulan apakah yang kalian peroleh? Tuliskan jawabannya pada buku catatan kalian.
- Komunikasikan hasilnya dalam diskusi kelas.
Potongan kertas yang makin kecil menunjukkan sisi aktif dari material yang siap bereaksi dengan material lain sehingga menambah efektifitas reaksi kimia.
Dari pembahasan materi bagian ini akhirnya didapat kesimpulan bahwa ukuran partikel memegang peranan penting pada sifat material.
Saat material dibuat berukuran sangat kecil hingga mendekati ukuran atom atau molekul yang menyusunnya maka yang kita dapatkan adalah sifat asli yang spesifik dari atom atau molekul tersebut.
Keadaan ini semakin jelas terlihat pada ukuran partikel kurang dari 50 nm bahkan di bawah 10 nm.
Nah, itu dia penjelasan mengenai konsep struktur atom pada bahasan nanomaterial dan kunci jawaban soalnya, bab 5 IPA kelas X SMA Kurikulum Merdeka. Semoga bermanfaat!
Baca Juga: Mengenal Konfigurasi Elektron, Bab 5 IPA Kelas X SMA Kurikulum Merdeka
| Penulis | : | Ratnaningtyas Winahyu |
| Editor | : | Ratnaningtyas Winahyu |
KOMENTAR