MOLEKUL

 

Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil. Menurut definisi ini, molekul berbeda dengan ion poliatomik. Dalam kimia organik dan biokimia, istilah molekul digunakan secara kurang kaku, sehingga molekul organik dan biomolekul bermuatan pun dianggap termasuk molekul.

Dalam teori kinetika gas, istilah molekul sering digunakan untuk merujuk pada partikel gas apapun tanpa bergantung pada komposisinya. Menurut definisi ini, atom-atom gas mulia dianggap sebagai molekul walaupun gas-gas tersebut terdiri dari atom tunggal yang tak berikatan.

Sebuah molekul dapat terdiri atom-atom yang berunsur sama (misalnya oksigen O₂), ataupun terdiri dari unsur-unsur berbeda (misalnya air H₂O). Atom-atom dan kompleks yang berhubungan secara non-kovalen (misalnya terikat oleh ikatan hidrogen dan ikatan ion) secara umum tidak dianggap sebagai satu molekul tunggal.

Ukuran molekul

Kebanyakan molekul sangatlah kecil untuk dapat dilihat dengan mata telanjang. Kekecualian terdapat pada DNA yang dapat mencapai ukuran makroskopis. Molekul terkecil adalah hidrogen diatomik (H₂), dengan keseluruhan molekul sekitar dua kali panjang ikatnya (0.74 Å). Satu molekul tunggal biasanya tidak dapat dipantau menggunakan cahaya, namun dapat dideteksi menggunakan mikroskop gaya atom. Molekul dengan ukuran yang sangat besar disebut sebagai makromolekul atau supermolekul. Jari-jari molekul efektif merupakan ukuran molekul yang terpantau dalam larutan.

 Rumus molekul

Rumus empiris sebuah senyawa menunjukkan nilai perbandingan paling sederhana unsur-unsur penyusun senyawa tersebut. Sebagai contohnya, air selalu memiliki nilai perbandingan atom hidrogen berbanding oksigen 2:1. Etanol pula selalu memiliki nilai perbandingan antara karbon, hidrogen, dan oksigen 2:6:1. Namun, rumus ini tidak menunjukkan bentuk ataupun susunan atom dalam molekul tersebut. Contohnya, dimetil eter juga memiliki nilai perbandingan yang sama dengan etanol. Molekul dengan jumlah atom penyusun yang sama namun berbeda susunannya disebut sebagai isomer.

Perlu diperhatikan bahwa rumus empiris hanya memberikan nilai perbandingan atom-atom penyusun suatu molekul dan tidak memberikan nilai jumlah atom yang sebenarnya. Rumus molekul menggambarkan jumlah atom penyusun molekul secara tepat. Contohnya, asetilena memiliki rumus molekuler C₂H₂, namun rumus empirisnya adalah CH.

Massa suatu molekul dapat dihitung dari rumus kimianya. Sering kali massa molekul diekspresikan dalam satuan massa atom yang setara dengan 1/12 massa atom karbon-12.

 Geometri molekul

Molekul memiliki geometri yang berbentuk tetap dalam keadaan kesetimbangan. Panjang ikat dan sudut ikatan akan terus bergetar melalui gerak vibrasi dan rotasi. Rumus kimia dan struktur molekul merupakan dua faktor penting yang menentukan sifat-sifat suatu senyawa. Senyawa isomer memiliki rumus kimia yang sama, namun sifat-sifat yang berbeda oleh karena strukturnya yang berbeda. Stereoisomer adalah salah satu jenis isomer yang memiliki sifat fisika dan kimia yang sangat mirip namun aktivitas biokimia yang berbeda.

Ikatan Pada Zat Padat

Kristal dan Amorf
Pada sebuah molekul atom satu dan
lainnya diikat oleh ikatan atomik yang salah satunya adalah ikatan kovalen.
Ikatan-ikatan kovalen yang mengikat sejumlah atom untuk bersatu dalam sebuah
molekul juga dapat mengikat sejumlah atom-atom tak terbatas untuk membentuk zat
padat.
Sifat zat padat selain bergantung kepada jenis atom-atom penyusunnya juga bergantung pada struktur materialnya,
yaitu cara penyusunan atom di dalam zat padat. Misalkan kristal garam dan kaca
keduanya memiliki susunan atom yang berbeda walaupun keduanya merupakan zat
padat.
Berdasarkan cara penyusunan
atom-atomnya zat padat dikenal sebagai zat padat kristal dan zat padat amorf.
Zat padat kristal adalah zat yang
susunan atom-atom atau molekul-molekulnya memiliki keteraturan jarak panjang
dan periodik. Contoh dari zat padar kristal adalah es, tembaga garam dll.
Zat Padat amorf adalah zat padat
yang susunan atom-atomnyahanya memiliki keteraturan jarak pendek. Misalnya
adalah plastik, kaca, aspal.
Difraksi Sinar X
Salah satu cara untuk
mengetahui sifat-sifat bahan adalah
dengan melihat susunan partikelnya.
Nmaun demikian susunan partikel yang ada dalam benda padat tidak mungkin
dilihat manusia dengan mata telanjang.
Orang yang pertama kali berhasil melihat susunan partikel dalam benda padat secara tidak
langsung adalah W.L. Bragg dan
ayahnya Sir William Brag.Mereka
menemukan bahwa sinar x yang ditembakkan pada suatu kristal akan didifraksikan
dan membentuk pola yang tertangkap pada plat film. Prinsip alat yang digunakan
adalah :

Ikatan Pada Zat Padat

Jenis Ikatan	Asal Ikatan	Sifat-sifat	Contoh
Kovalen	Patungan elektron	Sangat keras: titik lebur tinggi : larut dalam sangat sedikit cairan: transparan terhadap cahaya tampak	Intan, C
Ionik	Gaya tarik menarik elektrostatik antara ion positif dan negatif.	Keras, titik lebur tinggi: mungkin larut dalam cairan polar seperti air	Natrum Klorida
Logam	Gaya tarik menarik elektroststik antara ion positif logam dengan awan elektron	Berkilauan : dapat menghantar listrik dan kalor dengan baik
Van der Waals	Gaya Van der Waals akibat distribusi muatan yang tdak simetris	Lunak: titik lebur dan titik didih rendah : dapat larut dalam cairan kovalen
	Gaya tarik menarik elektrostatika kuat antara hidrogen pada satu molekul dengan atom N, O atau F dari molekul lain	Lebih kuat dari iaktan Van der Waals: titik lebur dan titik didih lebih tingggi dari ikatan vab der Waals	es

Sifat Konduktivitas Zat
Berdasar Konsep Pita Energi

Lempeng kayu, kristal silikon dan
besi, adalah contoh zat padat. Namun sifat konduktivitasnya berbeda. Manakah diantaranya
yang bersifat sebagai konduktor, semikonduktor dan isolator ? Menurut teori,
besi adalah konduktor, kayu adalah isolator dan silikon adalah semikonduktor. Namun, apakah yang menyebabkan perbedaan sifat
konduktivitas pada zat tersebut ?

Pita Energi
Elektron-elektron dalam sebuah atom
tunggal hanya diperbolehkan menempati tingkat-tingkat energi tertentu. Diagram
tingkatan energi atom digambarkan dengan garis-garis :
Jika banyak atom saling berdekatan
maka dalam kasus zat padat elektron-elektron pada kulit dalam hampir tidak
berinteraksi, tetapi elektron-elektron dari kulit terluar (elektron valensi )
saling berinteraksi sehingga tingkat-tingkat energinya saling bertumpukan dan
dianggap berbentuk pita energi.

Pita valensi, pita
konduksi dan pita terlarang.
Pita valensi dan pita konduksi adalah pita energi yang diperbolehkan untuk
ditempati oleh elektron-elektron. Pita valensi adalah pita energi terakhir yang
terisi penuh oleh elektron-elektron. Pita konduksi adalah pita energi di atas
pita valensi yang kosong atau terisi sebagian oleh elektron-elektron. Pita
terlarang adalah pita energi di antara pita valensi dan pita konduksi di mana
elektron-elektron tidak diperbolehkan berada di dalam pita energi ini. Energi
yang diperlukan untuk memindahkan elektron dari pita valensi ke pita konduksi
adalah sebesar energi pita terlarang.

saya lagi belajar komputer dan sekarang lagi final

Pengumuman Final Mata Kuliah Komp Dalam Pengajaran Fisika

Bagi mahasiswa semester VI Yang mengambil Mata kuliah Komp Dalam Pengajaran Fisika, final akan dilaksanalan pada hari senin 4 Juli 2011, pada pukul 3. 30. di warnet Mulia Net Sigli.

RELATIVITAS

1.SEMUA GERAK ADALAH RELATIF

Suatu benda dikatakan bergerak bila kedudukan benda itu berubah terhadap suatu titik acuan atau kerangka acuan. seorang penumpang kereta api yang sedang duduk di dalam kereta api bergerak meninggalkan stasiun dikatakan diam bila kerangka acuannya adalah kereta api. akan tetapi penumpang yang sedang duduk itu dikatakan bergerak jika kerangka acuannya adalah stasiun.

TRANSFORMASI GALILEO 
      Dalam membahas relativitas diperlukan suatu inersial, yaitu kerangka acuan dimana hukum pertama newton berlaku. atau dengan kata lain, kerangka acuan inersial adalah suatu kerangka acuan yang berada dalam keadaan diam atau bergerak terhadap acuan lainnya dengan kecepatan konstan pada suatu garis lurus.
   Misalkan kejadian fisika berlangsung didalam sebuah rangkaian inersial, maka lokasi dan waktu kejadian dapat dinyatakan dengan koordinat (x,y,z,t) dengan t adalah waktu.bagaimana kita dapat memindahkan koordinat ruang dan waktu suatu kejadian yang berlangsung didalam sebuah kerangka acuan inersial kedalam kerangka acuan lain yang bergerak dengan kecepatan relatif konstan.Maka hal ini dapat dilakukan dengan tranformasi Galileo.    

PERCOBAAN MICHELSON-MORLEY
       Pada  mulanya, sesuai dengan teori gelombang dari Huygens orang percaya bahwa cahayaa memerlukam medium untuk merambat.jadi, cahaya dapat mencapai bumi dari matahari karena diruang hampa yang dilalui cahaya dianggap ada medium yang disebut eter. Zat eter ini mengisi seluruh alam raya sebagai medium perambatan gelombang cahaya. Namun belum ada bukti langsung akan keberadaan eter tersebut.
       Pada tahun 1887, Michelson dan Morley, dua ilmuan fisika berkebangsaan Amerika melakukan percobaan untuk mengukur kelajuan eter dengan alat yang dinamakan interferometer.

sinar matahari yang jatuh pada gelas setengah cermin, sebagian diteruskan kecermin I dan sebagiannya lagi dipantulkan kecermin II hingga akhirnya sinar itu sampai kelayar pengamat.hasil pengamatan yang dilakukan berkali-kali untuk posisi dan waktu yang berbeda menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan antara waktu A dan B. Dengan demikian dapat disimpulkan:

1. hipotesis tentang eter tidak benar; ternyata eter tidak ada.
2. kecepatan cahaya adalah besaran mutlak, tidak tergantung pada kerangka acuan inersial.

Tori Relativitas Einstein
        setelah terbukti bahwa eter ternyata tidak ada, Albert Einstein(1897-1955) mengumumkan teori relativitas khusus, dan sepuluh tahun kemudian mengusulkan teori relativitas umum. teori relativitas khusus bertolak belakang dengan kerangka acuan inersial.
postulat Einstein untuk teori relativitas khusus

1. postulat pertama

          hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama pada semua kerangka acuan inersial.
    
     2.  postulat kedua
         
         kelajuan cahaya diruang hampa kesegala arah adalah sama untuk semua pengamat, tidak tergantung pada gerak sumber cahaya maupun pengamat. 

RADIASI BENDA HITAM

EFEK FOTOLITRIK
Berdasarkan hipotesis kuantum yang menyatakan E = nhf , Einstein menyatakan bahwa ketika cahaya dipancarkan oleh osilator molekuler, energinya harus berkurang sebesar hf,2hf,3hf dan seterusnya.dengan demikian, cahaya dipancarkan sebagai sebagai partikel-partikel kecil untuk selanjutnta disebut foton. untuk menguji adanya foton (gejala kuantisasi energi), Eeinstien melakukan percobaan efek fotolistrik.
Efek fotolistrik adalah peristiwa terlepasnya elektron-elektron dari permukaan logam (dinamakan elektron foton) ketika logam tersebut disinari dengan cahaya.
menurut  teori gelombang, dua sifat penting gelombang cahaya adalah intesitas dan frekuwensi (panjang gelombang). ternyata teori gelombang cahaya gagal menerangkan beberapa sifat penting pada efek fotolistrik berikut:

1. Teori gelombang menyatakan bahwa energi kinetik elektron foto harus bertambah jika intensitas (jumlah foton) cahaya diperbesar.namaun kenyataannya, besar energi kinetik maksimum elektron foton tidak bergantung pada intesitas cahaya.
2. Menurut teori gelombang, efek fotolistrik dapat terjadi pada setiap frekuwensi cahaya asalkan intensitasnya memenuhui.hal ini pun keliru  karena setiap permukaan membutuhkan frekuensi minimum tertentu yang disebut frekuansin ambang untuk dapat menghasilkan elektron foto.
3. Berdasarkan teori gelombang, dibutuhkan waktu yang cukup lama agar elektron berhasil mengumpulkan energi untuk keluar dari permukaan logam.akan tetapi, ternyata elektron-elektron dibebaskan dari permukaan logam hamoir selang waktu yaitu kurang dari 0.000000001 sekon setelah penyinaran.
4. Teori gelombang tidakn dapat menjelaskan mengapa energi kinrtik maksimum elektron foto bertambah jika frekuwensi cahaya diperbesar.

Teori foton ternyata memberikan prekdiksi yang benar-benar berbeda.menurut teori, semua foton memiliki energi yang sama (hf), sehingga menaikakan intensitas cahaya bearti menambahkan jumlah foton, tetapi tidak menambah energi tiap foton selama frewuensinya tetap.
menurut Einstein, semu7a energi foton diberikan kepada elektron dan ini meneybabkan foton lenyap. karena  elektron terikat tertentu maka diperlukan kerja minimum adau fungsi kerja atau energi ambang untuk melepaskan elektron dari permukaan logam.
Dari uraian ini dapat disimpulkan bahwa menurut teori foton:

• kenaikan intesitas  cahaya menyebabkan bertambahnya jumlah elektron yang terlepas, tetapi karena energi foton tidak berubah, energi kinetik maksimum elektron juga tidak berubah.
• Jika frekuwensi cahaya ditambah, energi kinetik maksimum elektron foton juga bertambah.
• Jika frekuwensi f lebih kecil dari frekuwensi ambang, tidak ada elektron yang terlepas dari logam, berapapun intensitas cahaya.
• Elektron dibebaskan sesaat setelah penyinaran karena cahaya bersifat partikel (paket energi) sehingga terjadi transfer energi seketika dari foton ke elektron dengan interaksi satu-satu.

 Keempat penjelasan teori foton diatas dibuktikan pada tahun 1913-1914 oleh R.A.MILLIKAN melalui percobaan yang sangat teliti. inilah yang menggugurkan teori gelombang dalam menerangkan efek foto listrik.

EFEK COMPTON (hamburan foton)
Pada tahun 1923, compton mempelajari gejala-gejala tumbukan antara foton dan elektron. berkas gelombang elektromagnetik yang bersumber pada bahan radioaktif dikenakan pada keping tipis berilium.kemudian , pada arah-arah tertentu dipasang alat pengamat (detektor) elektron dan foton yang di atur agar hanya dapat mengamati pasangan elektron dan foton secara serentak. compton mendapatkan suatu kesimpulan bahwa peket-paket energi gelombang elektromagnetik itu dapat berfungsi sebagai partikel dengan momentum


skema percobaan tumbukan foton dengan elektron oleh compton.