EMODUL STRUKTUR ATOM DAN NANOTEKNOLOGI

K >>>>>>>>>> E-MODUL PEMBELAJARAN KIMIA SMA STRUKTUR ATOM DAN NANOTEKNOLOGI X KELAS Disusun oleh: Roisatun Tsawa

I DAFTAR ISI DAFTAR ISI...........................................................................................................I PENDAHULUAN...................................................................................................1 URAIAN MATERI................................................................................................2 1.1 Struktur Atom ....................................................................................................2 1.1.1 Pengertian Atom ........................................................................................2 1.1.2 Teori dan Perkembangan Model Atom......................................................2 1.1.3 Partikel Dasar Penyusun Atom ..................................................................7 1.1.4 Notasi Atom .............................................................................................12 1.2 Pengertian Nanoteknologi dan Partikel Nano ..................................................14 1.2.1 Pengertian Atom ......................................................................................14 1.2.2 Perkembangan Nanoteknologi .................................................................15 1.2.3 Nanosains dan Nanoteknologi .................................................................17 1.2.4 Penerapan Nanoteknologi dalam Kimia Hijau.........................................18 1.2.5 Beberapa Aplikasi Nanosains dan Nanoteknologi...................................19 SOAL LATIHAN.................................................................................................23 GLOSARIUM.......................................................................................................37 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................II

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 1 PENDAHULUAN A. Identitas Modul Mata Pelajaran : Kimia Kelas : X Judul Modul : Struktur Atom dan Nanoteknologi B. Kompetensi Dasar 3.2 Menganalisis perkembangan model atom dari model Dalton, Thomson, Rutherfod, Bohr, dan mekanika gelombang 4.2 Menggunakan model atom untuk menjelaskan fenomena alam atau hasil percobaan. C. Petunjuk Penggunaan Modul Modul ini digunakan sebagai media pembelajaran dalam mempelajari materi struktur Atom dan Nanoteknologi. Untuk menggunakan modul ini ikutilah langkah – langkah dibawah ini : 1. Perdalam pemahamanmu tentang struktur atom dan nanoteknologi dengan memahami uraian materi 2. Kerjakan soal latihan yang tersedia setelah uraian materi

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 2 URAIAN MATERI 1.1 Struktur Atom 1.1.1 Pengertian Atom Konsep tentang atom pertama kali dicetuskan oleh Democritus, Menurut Demokritus semua dapat dipecahkan menjadi partikel terkecil, dimana partikelpartikel tidak bisa lagi dibagi lebih lanjut disebut atom. Atom berasal dari kata atomos, ( a : Tidak, Tomos : memotong), tidak dapat dipotong atau tidak dapat dibagi (Petrucci, 1996). Setelah beberapa abad lamanya teori tentang atom mendapat perhatian yang serius, sehingga ditemukan bahwa partikel dasar atom adalah: proton, elektron dan neutron. Partikel - partikel inilah yang menyebabkan terjadinya atom. Dalam ilmu kimia disebutkan “setiap atom memiliki titik pusat atau inti ataunucleus yang terdiri dari beberapa neutron dan proton”. atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron - elektronnya yang bermuatan negatif untuk mengimbangi muatan proton inti (Ahmat Baiquni, 1997). 1.1.2 Teori dan Perkembangan Model Atom a. Jhon Dalton (1766 - 1844) Jhon Dalton adalah seorang fisikawan Inggris, yang pada awal abad ke-19 mengemukakan gagasannya tentang atom. Menurutnya atom-atom itu merupakan partikel- partikel yang tidak dapat dibagi lagi. Atom suatu unsur sama segala sifatnya, sedangkan atom dari unsur yang berbeda maka berlainan dalam massa dan sifatnya. Setiap atom dapat membentuk molekul dan senyawa. Selanjudnya beliau juga menegaskan bahwa suatu reaksi kimia hanya melibatkan penata ulang atom-atom, sehingga tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia (Kartini, 2000). Gambar 2. Model Atom Dalton

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 3 Teori atom Dalton tersebut ditunjang oleh dua hukum kekekalan alam yaitu hukum kekekalan massa (Hukum Lavoisier) yang menyatakan bahwa massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Dan hukum perbandingan tetap (Hukum Proust) yang menyatakan bahwa perbandingan massa unsur-unsur yang menyusun suatu zat adalah tetap. Menurut Sudarmo, Unggul (2013) hipotesis Dalton tentang atom secara ringkas adalah sebagai berikut: 1. Unsur tersusun atas partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi lagi yang disebut dengan “atom” 2. Atom - atom yang menyusun suatu unsur adalah identik, baik massa, ukuran dan sifatnya sama, sedangkan atom dari unsur yang berbeda mempunyai ukuran, massa, dan sifat yang berbeda. 3. Senyawa tersusun dari atom -atom yang terdiri dari dua unsur atau lebih dengan perbandingan tetap dan tertentu 4. Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. Menurut Chang (2003), Teori atom Dalton tidak dapat menjelaskan bagaimana atom sebagai bola pejal dapat menghantarkan arus listrik. Padahal, listrik adalah elektron yang bergerak. Ia tak sempat membuktikan partikel lain yang menghantarkan arus listrik. Secara garis besarnya teori Dalton memiliki kelemahan antara lain: 1. Masih ada pertikel sub atomik yang menyusun atom (proton, neutron, elektron). 2. Atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda 3. Tidak mengenal muatan /sifat listrik materi sehingga tidak bisa menjelaskan bagaimana cara atom dapat berikatan. 4. Beberapa unsur tidak terdiri dari atom - atom melainkan molekul unsur terbentuk dari atom sejenis dengan jumlah tertentu.

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 4 b. Joseph Jhon Thomson J.J Thomson adalah fisikawan bangsa Amerika, beliau mengemukakan teorinya bahwa atom memiliki muatan positif yang terbagi merata keseluruh isi atom. Muatan ini dinetralkan oleh elektron-elektron yang tersebar diantara muatan tersebut. Keadaannya mirip roti kismis, dimana elektron diumpamakan sebagai kismis yang tersebar dalam seluruh bagian dari roti (Rachmawati, 2007). Gambar 3. Model Atom J.J Thomson Menurut Chang (2003), teori atom Thomson juga memiliki kekurangan, yaitu: 1. Tidak adanya lintasan elektron dan tingkat energi 2. Tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam atom. c. Rutherford (1871 - 1973) Rutherford adalah seorang ilmuan fisika yang berkecimpung dalam masalah atom, ia telah berhasil menemukan bukti bahwa dalam atom terdapat inti atom yang bermuatan positif yang berukuran jauh lebih kecil dari ukuran atom, tetapi massa atom hampir seluruhnya berasal dari massa intinya. Berdasarkan temuannya tersebut. Rutherford menyusun model atom dan memperbaiki model atom Thomson. Model atom Rutherford mengambarkan atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan berada pada pusat atom, serta elektron bergerak melintasi inti separti halnya planet planet mengitari matahari. Gambar 4. Model Atom Rutherford

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 5 Meskipun demikian model atom Rutherford mempunyai kelemahan, diantaranya tidak mampu untuk menerangkan mengapa elektron tidak jauh ke inti atom akibat gaya tarik elektrostatis inti terhadap elektron. Berdasarkan satu azas fisika klasik, elektron sebagai partikel bermuatan bila mengitari inti yang muatannya berlawanan, lintasannya akan berbentuk spiral sehingga akhirnya jauh keinti (Sudarmo, Unggul., 2007). Berdasarkan uraian di atas terlihat beberapa kelemahan dari teori Rutherford tersebut, diantaranya: 1. Tidak dapat menerangkan struktur atom yang stabil 2. Tidak dapat menerangkan spectrum atom 3. Karena memancar energi, jari - jari elektron akan mengecil dan akhirnya akan bersatu dengan inti, sedangkan kenyataannya tidak. d. Niels Bohr Niels Bohr, ahli fisika dari Denmark adalah ilmuwan pertama yang mengembangkan teori struktur atom pada 1913. kegagalan model atom Rutherford adalah ketidakmampuannya menerangkan mengapa eletron dapat berputar disekeliling inti tanpa ditarik oleh inti sehingga bergabung. Baru pada tahun 1913 Niels Bohr menyusun teori berdasarkan atom Rutherford dan teori kuantum, yaitu: 1. Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan disekitarnya beredar elektron-elektron yang bermuatan negatif. 2. Dalam atom, elektron beredar mengelilingi inti atom pada orbit tertentu yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang stasioner yang selanjutnya disebut dengan tingkat energi utama atau bilangan kuantum atau kulit (n). 3. Sepanjang elektron berada dalam lintasan stasioner energi akan konstan, sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan. 4. Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan stasioner yang lebih rendah ke yang lebih tinggi jika menyerap energi. Dan sebaliknya, jika elektron berpindah dari lintasan stasioner yang tinggi ke yang rendah terjadi pembebasan energi (Michael Purba, 1999).

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 6 Gambar 5. Model Atom Niels Bohr Kedudukan elektron - elektron pada tingkat - tingkat energi tertentu yang disebut kulit - kulit elektron. Menunjukkan bahwa atom terdir dari beberapa kulit. Kulit ini adalah tempat berpindahnya elektron. Kesimpulan yang diperoleh adalah selama elektron - elektron berada dilintasan energinya relatif tetap. Elektron - elektron yang berputar mengelilingi inti atom berada pada lintasan atau tungkat energi tertentu yang kemudian dikenal dengan sebutan kulit atom. Dasr inilah yang digunakan untuk menentukan konfigurasi elektron suatu atom. (Watoni, 2013). Menurut Sudarmo (2013) model atom Niels Bohr memiliki kelemahan, yaitu: 1. Adanya radius dan orbit. Ini tidak sesuai dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan radius tidak bisa ada bersamaan dengan orbit 2. Selain itu, model atom Bohr juga tidak menjelaskan Efek Zeeman, efek Zeeman adalah ketika garis spektrum terbagi karena adanya magnet. e. Model Atom Mekanika Kuantum Setelah abad ke-20, pemahaman mengenai atom makin terang benderang. Model atom modern yang kita yakini sekarang, telah disempurnakan oleh Erwin Schrodinger pada 1926. Schrodinger menjelaskan partikel tak hanya gelombang, melainkan gelombang probabilitas. Kulit-kulit elektrin bukan kedudukan yang pasti dari suatu elektron, namun hanya suatu probabilitas atau kebolehjadian saja. Sebelumnya, Werner Heisenberg juga mengembangkan teori mekanika kuantum dengan prinsip ketidakpastian. Prinsip tersebut kurang lebih berbunyi: "Tidak

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 7 mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom." Awan elektron di sekitar inti menunjukkan tempat kebolehjadian ditemukannya elektron yang disebut orbital dimana orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau nyaris sama akan membentuk sub-kulit. Kumpulan beberapa sub-kulit akan membentuk kulit. Dengan demikian, kulit terdiri dari beberapa sub-kulit, dan sub-kulit terdiri dari beberapa orbital (Chang, 2003). Apabila atom dianggap sebagai suatu benda , maka sifat - sifatnya harus dapat dijelaskan dengan teori - teori yang ada untuk menjelaskan sifat benda - benda yang berukuran besar, atau dikenal dengan teori fisika klasik atau mekanika klasik. Penjelasan terhadap sifat - sifat atom yang khas baru dapat dilakukan setelah Max Planck menemukan teorinya yang dikenal dengan teori kuantum atau mekanika kuantum (Sudarmo, 2013). Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut sebagai model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku hingga saat ini. Gambar 6. Model Atom Mekanika Kuantum 1.1.3 Partikel Dasar Penyusun Atom Sampai saat ini tidak ada satupun alat yang mampu untuk melihat bagaimana bentuk dan susuna dari atom. Oleh karena itu, beberapa ahli membuat suatu model untuk menjelaskan bagaimana keadaan suatu atom yang sebenarnya berdasarkan fenomena (gejala-gejala) yang ditimbulkannya. Penyelidikan tentang atom dimulai dengan ditemukannya sifat listrik dari suatu materi. Bila sisir plastik digosokkan pada rambut yang tidak berminyak, maka

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 8 sisir plastik tersebut akan dapat menarik potongan - potongan kecil kertas. Peristiwa itu menunjukkan bahwa sisir mempunyai sifat listrik. Karena, sisir merupakan materi dan sisir juga tersusun oleh atom - atom. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa atom mempunyai sifat listrik (Sudarmo, 2013). Menurut Sudarmo (2013), Gejala kelistrikan atom makin menarik para ahli fisika sehingga pada perkembangan selanjutnya ditemukan bahwa atom tersusun dai partikel - partikel penyusun atom (partikel sub atom) yang terdiri dari elektron, proton dan neutron. a. Penemuan Elektron Bermula dengan ditemukannya tabung sinar katode oleh Karl Ferdinand Braun, yang terbuat dari tabung hampa dari kaca yang dialiri arus listrik searah dari kutub positif yang disebut anode dan dari kutub yang negatif disebut katode. Bila tabung tersebut dialiri arus listrik yang cukup kuat, akan terjadi aliran radiasi yang tidak tampak dari kutub negatif menuju kutub positif. Inilah yang disebut dengan sinar katode. Sifat - sifat sinar katode dapat diketahui setelah penyempurnaan tabung sinar katode yang dilakukan oleh Sir William Crookes. Sifat - sifat sinar katode tersebut adalah sebagai berikut: • Merambat dalam garis lurus dari kutub negatif (katode) menuju ke kutub positif (anode). • Dibelokkan oleh medan magnet dan medan listrik menuju ke kutub positif • Sifat sinar katode tidak dipengaruhi oleh jenis kawat elektrode yang dipakai, jenis gas dalam tabung, dan bahanyang digunakanuntuk menghasilkan arusl listrik. Gambar 7. Percobaan Sinar Katoda J.J. Thomson

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 9 Setelah William Crookes menemukan tabung katode yang lebih baik pada tahun 1879, maka penelitian tentang sinar katode dilanjutkan oleh Joseph John Thomson yang mendapati bahwa sinar katode sebenarnya adalah materi yang ukurannya sangat kecil karena dapat memutar baling - baling yang dipasang di antara anode dan katode. Dari penelitiannya tersebut, J.J Thomson dapat menentukan muatan elektron, yaitu sebesar 1,76x108 coulomb/gram. Penyelidikan lebih lanjut mengenai elektron ini dilakukan oleh Robert A. Millikan antara tahun 1908 - 1917 yang dikenal dengan percobaan tetes minyak millikan. Dari percobaan tersebut Millikan berhasil menemukan muatan setiap tetes minyak, dimana muatan - muatan tersebut merupakan kelipatan dari bilangan yang sangat kecil, yaitu 1,6022x10- 19C. berdasarkan percobaan Millikan dapat disimpulkan bahwa muatan 1 elektron adalah 1,6022x10-19C. Gambar 8. Percobaan Tetes Minyak Millikan Dari hasil percobaan tersebut J.J. Thomson berkesimpulan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom yang bermuatan negatif (1,6022x10- 19C) dan mempunyai massa 9,10x10-28 gram, dan selanjutnya oleh Stoney diusulkan nama Elektron. b. Penemuan Inti Atom dan Proton Penemuan elektron oleh Thomson menyebabkan para ahli semakin yakin bahwa atom tersusun oleh partikel-partikel sub- atom yang lebih kecil ukurannya. Pada tahun 1886, Eugene Goldstein memodifikasi tabung sinar katode dengan melubangi lempeng katodenya. Dari percobaan ini, ditemukan sinar yang arahnya berlawanan dengan sinar katode. Sinar tersebut menembus lubang katode yang telah dibuat, dan disebut sinar kanal (karena menembus lubang kanal pada

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 10 katode). Pada tahun 1898, Wilhelm Wien menunjukkan bahwa sinar kanal merupakan partikel yang bermuatan positif dan selanjutnya disebut dengan proton. Sifat proton tergantung pada gas yang diisikan pada tabung katode Dari penelitiannya terhadap atom hidrogen, dapat ditentukan bahwa massa proton adalah 1.837 kali massa elektron. Gambar 9. Percobaan Goldstein Penemuan proton oleh Goldstein ini menimbulkan pertanyaan, bagaimanakah kedudukan masing-masing pertikel tersebut dalam atom. Untuk mengetahui kedudukan partikel - partikel tersebut, Ernest Rutherford bersama asistennya, Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa terhadap lempeng tipis emas. Sebelumnya, telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu pertikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, serta daya tembusnya besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Gambar 10. Percobaan Rutherford

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 11 Dari pengamatan tersebut didapat fakta bila partikel alfa ditembakkan (dihamburkan) pada lempeng emas yang sangat tipis, sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1 derajat). Dari pengamatan Marsden juga diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok dengan sudut 90 derajat, bahkan lebih. c. Penemuan Neutron Dalam penelitiannya, Rutherford menemukan suatu kejanggalan, yaitu perbandingan massa atom hidrogen terhadap massa atom helium adalah 1 : 4, di mana hidrogen mempunyai 1 proton dan helium mempunyai 2 proton. Seharusnya, perbandingannya adalah 1 : 2. Oleh karena itu, Rutherford dan penelitinya meyakini bahwa ada partikel lain di dalam inti atom. Dugaan tersebut baru dapat dibuktikan oleh James Chadwick pada tahun 1932, berdasarkan percobaan hamburan partikel alfa terhadap boron dan parafin. Apabila partikel alfa ditembakkan pada lapisan logam boron, ternyata logam tersebut memancarkan sinar yang serupa dengan elektromagnetik berenergi tinggi. Sinar tersebut tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet. Percobaan selanjutnya menunjukkan bahwa sinar tersebut merupakan partikel netral yang mempunyai massa sedikit lebih besar daripada massa proton. Selanjutnya, partikel tersebut diberi nama neutron oleh James Chadwick. Dengan ditemukannya neutron, maka teka - teki tentang perbandingan massa atom hidrogen dan massa atom helium terjawab. Di dalam inti atom helium terdapat 2 proton dan 2 neutron sehingga perbandingan massa atom hidrogen dengan massa atom helium 1 : 4. Akhirnya, dapat disimpulkan bahwa di dalam inti atom terdapat proton yang bermuatan positif dan neutron yang bernuatan netral dengan massa yang hampir sama. Massa elektron sangat kecil bila dibandingkan dengan massa neutron sehingga pengaruhnya sangat kecil terhadap massa atom secara keseluruhan. Oleh karena itu, massa elektron dianggap sama dengan 0 (nol). untuk merasionalkan massa yang sangat kecil tersebut, dibuat standar baru dengan massa proton sebagai standarnya. Proton yang massanya 1,6726x10-24gram

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 12 dianggap sama dengan 1 satuan massa atom, dan neutron yang massanya sedikit lebih besar dari proton juga dianggap sama dengan 1 sma. Selain massa, muatan elektron dan proton juga perlu dirasionalkan dimana muatan elektron yang besarnya -1,6x10-19 coulomb secara relatif sama dengan -1 sedangkan proton mempunyai muatan +1. 1.1.4 Notasi Atom a. Nomor Atom Nomor atom merupakan jumlah muatan positif dalam inti (jumlah proton). menurut Hendry Moseley (1887-1915) jumlah muatan positif setiap unsur bersifat karakteristik. Jadi unsur yang berbeda akan mempunyai nomor atom yang berbeda. Untuk jumlah muatan posistif (nomor atom) diberi lambang Z . jika atombersifat netral maka jumlah muatan positif (proton) sama dengan jumlah muatan negatif (elektron), jadi nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron (Watoni, 2013). Ion adalah atom yang bermuatan karena kekurangan elektron (ion positif) atau kelebihan elektron (ion negatif). X n- = ion negatif X n+= Ion positif Gambar 11. Posisi Nomor Atom dan Nomor Massa b. Nomor Massa Berdasarkan percobaan tetes Millikan ditemukan seperti tabel:

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 13 Tabel 1. Massa dan muatan proton, elektron dan neutron Atom terdiri dari proton, neutron dan elektron. Massa atom = (massa p + massa n) + massa e. dari tabel massa elektron jauh lebih kecil dibandingkan massa neutron dan proton, maka massa elektron diabaikan. Dengan demikian massa atom = massa p + massa n. massa atom dinyatakansebagai nomor massa dan dilambangkan A. Gambar 12. Cara Menghitung Proton, Elektron dan Neutron c. Isotop, Isobar dan Isoton Menurut Chang (2003) pembahasan tentang isotop, isobar, dan isoton merupakan pembahasan dasar ilmu kimia dalam struktur atom.

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 14 1. Isotop Isotop adalah atom - atom yang memilki nomor atom yang sama namum memiliki nomor massa yang berbeda. Dengan kata lain sebuah unsur yang memiliki jumlah proton dan elektron sama dapat memilki jumlah neutron yang berbeda. 2. Isobar Isobar adalah unsur atomnya berbeda namun memilki nomor massa yang sama. 3. Isoton Isoton adalah unsur - unsur berbeda namun memilki jumlah neutron yang sama Uji Kemampuan : Struktur Atom 1. Bagaimana kecenderungan titik didih dan titik leleh unsur dalam satu golongan dan dalam satu periode? 2. Apa yang dimaksud dengan energi ionisasi? 1.2 Nanoteknologi 1.2.1 Pengertian Nanoteknologi dan Partikel Nano Secara umum, nanoteknologi adalah teknologi yang berada pada skala nano yang dikembangkan untuk penelitian dan industri, seperti halnya chips yang ada pada radio digital, telepon genggam, dan sebagainya. Nanopartikel adalah partikel yang berukuran kurang dari 100 nanometer (nm). Sebagai catatan, lebar dari suatu atom berkisar antara 0,1 sampai 0,5 nm. Jadi, rata-rata suatu nanopartikel terdiri dari 10-105 atom (Sudarmo, 2021).

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 15 Gambar 13. Contoh Pengukuran dengan Nanometer Pada partikel suatu zat berukuran sangat kecil, perbandingan antara luas permukaan dan volume dari zat tersebut akan sangat besar. Hal tersebut menimbulkan efek kuantum yang disebut “quantum size effect” sehingga sifat dari suatu zat ketika berukuran nano akan sangat berbeda dengan sifat umumnya. Perbedaan sifat ini dapat meliputi sifat optik, titik leleh, kemagnetan, dan sifat kelistrikan. Perbedaan sifat inilah yang digunakan ilmuwan untuk merancang (mendesain) produk- produk berteknologi tinggi dalam berbagai bidang meliputi farmasi, elektronik, perlengkapan militer, dan lain sebagainya (Sudarmo, 2021). 1.2.2 Perkembangan Nanoteknologi Pandangan tentang teknologi pertama kali dikenalkan oleh Richard P. Feynman pada 29 Desember 1959. Dalam penjelasannya, Feynman membayangkan untuk membuat suatu benda yang berukuran sangat kecil dengan cara menyusun atom per atom dan molekul per molekul. Adapun bidang ilmu nanoteknologi sendiri pertama kali diusulkan oleh Norio Taniguchi seorang professor dari Tokyo University of Science pada 1974 (Jersey, 2011). Perkembangan nanoteknologi mulai terlihat ketika Scanning Tunneling Microscope (STM) ditemukan oleh Binnig dan Rohrer pada 1985. STM dapat mendeteksi permukaan yang lebih kecil dari 0,1 nm dengan kedalaman 0,01 nm. STM kemudian digunakan oleh tim peneliti dari IBM untuk mencetak tulisan "IBM" pada permukaan nikel dengan membombardir permukaan tersebut menggunakan atom xenon. Penemuan berikutnya adalah Atomic Force Microscope (AFM), yang ditemukan pada 1986 yang dapat memberikan citra tiga dimensi (3D) (Jersey, 2011).

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 16 Gambar 14. Citra Tiga Dimensi Beberapa Molekul Fulerena merupakan molekul karbon yang tersusun dari 60 atom karbon carbon (C60) berbentuk bola yang ditemukan oleh Kroto pada tahun 1985. Pada tahun 1991, lijima menemukan molekul karbon yang mempunyai bentuk tabung (Carbon nano tubes atau CNTs). Saat ini, CNTs antara lain digunakan sebaga bahan komposit untuk meningkatkan sifat mekanis (kuat, ulet), termal (penghantar panas), dan elektrik (daya hantar listrik lebih baik daripada perak dan tembaga). Penggunaannya antara lain pada komponen material ringan dan kuat pada sepeda dan alat olahraga, zat warna, dan lem. Molekul karbon yang lain, grafena yaitu molekul karbon yang tersusun dalam bentuk lembaran dengan konfigurasi sarang lebah dengan ketebalan satu atom karbon. Grafena memiliki sifat fleksibel, kuat, transparan, dan konduktif. Oleh karena sifatnya yang transparan dan konduktif, grafena dapat diaplikasikan pada panel surya, lampu LED, panel sentuh (touch screen) layar telepon genggam (Petrucci, 2007). Tabel 2. Perbandingan Sifat Karbon dalam Berbagai Bentuk dan Ukuran

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 17 1.2.3 Nanosains dan Nanoteknologi Nanosains (nanoscience) atau nanoteknologi (nanotechnology) saat ini banyak diteliti olch para ilmuwan luar negeri terutama di negara maju, seperti Amerika, Eropa, dan Jepang. Nanosains pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli fisika bernama Richard Phillips Feynman pada tanggal 29 Desember 1959 dalam pertemuan tahunan Masyarakat Fisika Amerika (American Physical Society) di California Institute of Technology (Richard Phillips Feynman merupakan pemenang Hadiah Nobel Fisika tahun 1965) (Jersey, 2011). Sebenarnya Apa yang Disebut dengan Nanosains? Nanosains dan nanoteknologi adalah studi perilaku benda-benda dan struktur pada skala yang sangat kecil, yaitu sekitar 1 nanometer (10-9 m) sampai 100 nanometer (100 x 10-9 = 10-7 m). Istilah nano berasal dari kata Yunani yang berarti kerdil. Satuan nano merupakan ukuran panjang sebesar sepermiliar meter atau 1 1.000.000.000 meter. Panjang I nanometer merupakan panjang dari barisan 10 atom hidrogen, suatu ukuran yang sangat kecil (Jersey, 2011). Mengapa Nanosains dan Nanoteknologi Menjadi Sangat Penting dan Menarik?

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 18 Nanosains/nanoteknologi menjadi spesial karena pada jenis material yang sama, apabila ukurannya beberapa nanometer, seringkali material tersebut akan menunjukkan sifat yang sangat berbeda dan unik. Menariknya, perbedaan ukuran skala besar pada material yang sama tidak menunjukkan hal tersebut. Sebagai contoh, unsur Au mempunyai warna indah cokelat kekuningan yang kita ketahui sebagai “emas”. Akan tetapi, jika kita hanya mempunyai 100 atom Au yang kemudian disusun menjadi sebuah kubus, warnanya akan jauh lebih merah dan sangat berbeda dengan warna emas. Faktanya, partikel Au akan menghasilkan warna berbeda seperti merah, biru. kuning, atau warna lain bergantung pada ukuran partikel. Warna merupakan salah sana sifat (optik) yang berbeda pada material berskala nano. Sifat lainnya, seperti fleksibilitas/kekuatan (sifat mekanik) dan konduktivitas, juga merupakan sifat yang sering sangat berbeda pada material skala nano. Hal inilah yang membuat material skala nano mempunyai sifat yang unik. Nanomaterial secara umum mempunyai karakteristik ringan, kecil, mempunyai properti unggul, dan super (Petrucci, 2007). 1.2.4 Penerapan Nanoteknologi dalam Kimia Hijau Nanoteknologi sangat mendukung pelaksanaan kimia hijau. Berkat nanoteknologi, 12 prinisp kimia hijau lebih mudah diterapkan dalam proses industri. Berikut hubungan antara nanoteknologi dengan penerapan kimia hijau (Sudarmo, 2021). Tabel 3. Hubungan antara Nanoteknologi dengan Penerapan Kimia Hijau Gambar 15. Nanogold 12 nm: warna kemerahan Gambar 16. Nanogold: beda ukuran partikel menghasilkan warna yang berbeda

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 19 1.2.5 Beberapa Aplikasi Nanosains dan Nanoteknologi a. Material Serbaguna Material buatan berstruktur nano (artificial nanostructure) yang banyak diteliti oleh ilmuwan antara lain carbon nanotubes (CNT) dan fullerene. CNT mempunyai kekuatan 100 kali lebih kuat dibanding baja dan sangat fleksibel

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 20 sehingga jika ditambahkan ke dalam material seperti bumper mobil, material tersebut akan mempunyai kekuatan dan fleksibilitas yang sangat tinggi (Rahardjo, 2020). Gambar 17. Model Carbon Nanotubes Sementara itu, fullerene memiliki struktur ikatan yang berbentuk seperti bola sepak. Fullerene mampu berfungsi sebagai kulit untuk pengiriman obat karena material ini mampu menembus dinding sel dan bergerak aman melalui aliran darah secara nonreaktif (Rahardjo, 2020). Gambar 18. Model Fullerene b. Melapisi Nanopaint Nanopaint adalah jenis lapisan atau coating yang diterapkan ke permukaan benda dengan cara yang mirip dengan cat berbasis minyak atau air. Karakteristik utama dari nanopaint adalah mengandung partikel skala nano berupa nanotube.

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 21 Sebuah nanotube membantu menciptakan sebuah penghalang efektif yang mencegah banyak hal dari gangguan eksternal. Contoh pemanfaatan sifat ini adalah aplikasi nanopaint pada mobil yang membuat permukaan mobil lebih halus, berwarna sangat berkilat, serta tahan terhadap goresan (Jersey, 2011). c. Energi: Penggunaan Nano Solar Cell Sel surya pada skala nano (nane solar cell) mempunyai beberapa keuntungan, misalnya efisiensinya akan meningkat. Ukuran sel surya menjadi lebih kecil dan praktis, tetapi mempunyai kapasitas yang tinggi. Ahli kimia Paul Alivisatos, seorang profesor kimia di Universitas California, Berkeley, mengembangkan penelitian untuk meningkatkan efisiensi dari sel surya. Efisiensi ini juga mampu mengurangi biaya produksi pembuatan nano solar cell. Nano solar cell ini menggunakan nanorod yang sangat kecil yang tersebar dalam polimer (Petrucci, 2007). Gambar 19. Model Nano Solar Cell Beberapa terobosan yang muncul di bidang nanosains di atas mengindikasikan bahwa saat ini ilmu dan teknologi nano telah banyak dikembangkan dan semakin banyak dilakukan penelitian oleh para ilmuwan untuk mengetahui potensi-potensi yang masih banyak tersimpan dalam sebuah material berskala nano. Mungkin beberapa tahun ke depan segala aspek kehidupan manusia, seperti pada bidang otomotif, kosmetik, farmasi, tekstil, militer, lingkungan hidup, serta energi dan konservasinya akan menggunakan produkproduk berskala nano (Petrucci, 2007).

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 22 Uji kemampuan : Nanoteknologi 1. Apa yang dimaksud dengan nanoteknologi ? 2. Apa saja contoh-contoh penerapan nanoteknologi dalam bidang kedokteran?

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 23 SOAL LATIHAN 1. Sinar katode merupakan partikel yang bermuatan negatif. Fakta yang mendukung hal tersebut adalah .... A. massa elektron sangat kecil dan bergerak lurus B. dibelokkan oleh medan listrik menuju kutub negatif C. dibelokkan oleh medan listrik menuju kutub positif D. sifatnya tidak tergantung pada jenis katode yang digunakan E. merupakan hasil pancaran dari sinar katoda 2. Berikut ditunjukkan beberapa atom unsur dengan jumlah partikel dasar penyusunnya. Atom Proton Neutron Elektron P 15 16 15 Q 15 15 15 R 14 15 14 S 13 14 13 Pasangan atom yang merupakan isoton adalah : A. P dan Q B. P dan R C. Q dan R D. Q dan S E. R dan S 3. Teori atom Thomson yang menyatakan bahwa atom merupakan bola pejal bermuatan positif diilhami oleh adanya percobaan tentang …. A. Sinar katode B. Sinar x C. Hamburan sinar alfa D. Tetes minyak E. Sinar kanal 4. Suatu atom yang mempunyai 3 kulit electron dan 5 elektron valensi, nomor atomnya adalah ……

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 24 A. 11 B. 13 C. 14 D. 15 E. 17 5. Jumlah maksimum electron yang terdapat pada kulit n adalah A. 8 B. 18 C. 32 D. 50 E. 72 6. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu benda yang tidak dapat dibagi lagi. Pendapat tersebut berasal dari .... A. Aristoteles B. J.J Thomson C. Niels Bohr D. John Dalton E. Ernest Rutherford 7. Pasangan atom berikut yang mempunyai jumlah electron valensi yang sama adalah…. A. 7N dan 14Si B. 10Ne dan 19K C. 6C dan 15P D. 13Al dan 20Ca E. 8O dan 16S 8. Ramalan Mendeleev terhadap adanya unsur yang pada saat itu belum ditemukan didasarkan pada .... A. sifat unsur yang sudah ada sebelumnya B. perhitungan terhadap massa atom C. penelitian laboratorium terhadap unsur baru D. konfigurasi elektron atom tersebut

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 25 E. penemuan proton oleh Moseley 9. Pernyataan tentang sistem periodic unsur berikut yang tidak benar adalah….. A. Unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat. B. Unsur-unsur yang mempunyai sifat mirip terletak dalam satu golongan. C. Jumlah proton dari atom unsur-unsur dalam suatu periode dari kiri dan kanan bertambah. D. Unsur yang terletak dalam satu golongan mempunyai jumlah electron valensi yang sama. E. Ukuran atom unsur-unsur dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin besar. 10. Unsur kalsium (Ca) dalam sistem periodic unsur terletak pada….. A. Golongan IIB periode kedua B. Golongan IIA periode kedua C. Golongan IIA periode ketiga D. Golongan IIIA periode ketiga E. Golongan IIIB periode ketiga 11. Hal yang menjadi ciri khas (karakteristik) suatu atom adalah... A. Jumlah proton B. Jumlah neutron C. Jumlah elektron D. Jumlah proton dan neutron E. Jumlah elektron dan proton 12. Di dalam atom netral terdapat partikel dasar penyusun atom dengan komposisi... A. Jumlah proton sama dengan jumlah neutron B. Jumlah neutron sama dengan jumlah elektron C. Jumlah elektron sama dengan jumlah proton D. Jumlah proton dan neutron sama dengan jumlah elektron

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 26 E. Jumlah proton dan elektron sama dengan jumlah neutron 13. Massa atom hanya dihitung berdasarkan massa proton dan neutron, sebab... A. Kedua partikel tersebut terdapat didalam inti atom B. Massa elektron terlalu kecil sehingga diabaikan C. Elektron berada diluar atom sehingga tidak diperhitungkan D. Massa proton sama dengan massa neutron dan elektron E. Elektron kehilangan massa karena bergerak melingkar 14. Pemasangan kincir pada tabung sinar katode dimaksudkan untuk membuktikan bahwa... A. Sinar katode bukan sekadar cahaya biasa, tetapi merupakan partikel B. Sinar katode bergerak lurus menuju kutub positif C. Elektron merupakan partikel negatif yang bergerak menuju kutub positif D. Gerakan elektron dipengaruhi medan magnetik E. Sifat sinar katode tidak dipengaruhi bahan pembuat katode 15. Hal yang menjadi kegagalan teori atom rutherford adalah tidak dapat menjelaskan... A. Mengapa inti atom sangat kecil dibandingkan ukuran atom secara keseluruhan B. Mengapa elektron yang ukurannya kecil tidak tertarik ke dalam inti atom yang bermuatan positif C. Seberapa jauh jarak antara inti atom dengan elektron sehingga elektron tidak tertarik ke inti atom D. Bagaimana elektron-elektron selama mengelilingi inti atom tidak bertabrakan E. Mengapa atom hidrogen mempunyai spektrum yang berupa garis 16. Pernyataan berikut yang tidak benar tentang teori atom Dalton adalah . . . A. Atom dari unsur yang sama mempunyai sifat yang sama dan atom dari unsur yang berbeda sifatnya berbeda

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 27 B. Atom-atom yang berbeda bergabung membentuk senyawa dan mempunyai sifat yang baru C. Reaksi kimia merupakan penataan ulang dari atom-atom yang bereaksi dan membentuk susunan baru dengan sifat baru D. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan yang tetap E. Atom bersifat netral, apabila suatu atom mengandung elektron berarti ada partikel lain yang bermuatan positif Pertanyaan nomor 17 dan 18 terkait dengan teks berikut. Pada eksperimen hamburan partikel alfa yang bermuatan positif, diperoleh data bahwa sebagian besar sinar alfa menembus lempeng tipis emas dan ada sebagian kecil yang dibelokkan dan dipantulkan. 17. Tujuan pertama Rutherford meng- hamburkan sinar alfa ke lempeng tipis emas pada awalnya adalah ingin membuktikan teori atom Dalton. Apabila teori atom Dalton benar, maka .... A. Semua partikel alfa akan menembus lempeng tipis emas B. Semua partikel alfa akan dibelokkan dengan sudut yang besar C. Semua partikel alfa akan dipantulkan karena menumbuk bola positif D. Elektron terbawa oleh partikel alfa yang bermuatan positif E. Empeng emas akan berlubang karena tertembus oleh partikel alfa 18. Berdasarkan data hasil eksperimen, maka simpulan yang kurang tepat adalah . . . A. Sebagian besar atom merupakan ruang hampa B. Terdapat muatan positif yang ukurannya sangat kecil C. Elektron berada di pusat atom bersama proton D. Proton berada di inti atom dan ukurannya sangat kecil E. Partikel alfa dipantulkan karena menabrak bola pejal positif 19. Pasangan unsur yang berada dalam satu golongan adalah... A. 2He dan 7N B. 3Li dan 7N

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 28 C. 3Li dan 11Na D. 7N dan 13Al E. 13Al dan 14Si 20. Unsur yang mempunyai nomor atom 11 akan mempunyai sifat yang mirip dengan unsur yang mempunyai nomor atom... A. 3 B. 7 C. 12 D. 15 E. 18 21. Pernyataan yang benar dari sifat keperiodikan Sistem Periodik Unsur adalah... A. Sepanjang periode, semakin besar nomor atomnya, semakin panjang jari-jari atomnya B. Dalam satu golongan, semakin besar nomor atomnya, semakin pendek jari-jarinya C. Sepanjang periode dari kiri ke kanan, semakin bnyak elektron valensinya D. Untuk periode yang sama, titik lebur golongan IA lebih besar unsur golongan IIA E. Sepanjang periode dari kiri ke kanan, sifat logamnya cenderung semakin kuat 22. Unsur A, B dan C merupakan unsur-unsur yang terdapat dalam satu golongan. Jika jari-jari atom unsur-unsur tersebut berturut-turut 1,62 Å, 3,55 Å dan 2,16 Å. Urutan unsur tersebut dari atas ke bawah adalah... A. A-B-C B. A-C-B C. B-A-C D. C-A-B E. C-B-A

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 29 23. Atom suatu unsur mempunyai konfigurasi elektron: 2 8 4, maka unsur tersebut dalam Sistem Periodik Unsuur terletak pada... A. Golongan IIIA periode keempat B. Golongan IIIB periode keempat C. Golongan IVA periode ketiga D. Golongan IVB periode ketiga E. Golongan VIIIA periode kedua 24. Pernyataan tentang elektron berikut yang tidak tepat adalah... A. Ditemukan pertama kali oleh J. J. Thomson melalui percobaan sinar katode B. Muatan elektron 1,6022 × 10-19 C ditemukan oleh Robert Milikan C. Penemuan muatan elektron dilakukan berdasarkan percobaan tetes minyak D. Elektron dalam medan listrik dibelokkan menuju kutub negatif E. Massa elektron sangat kecil sehingga massa atom hanya dihitung dari massa proton dan neutron 25. Sinar katode merupakan partikel yang bermuatan negatif. Fakta yang mendukung hal tersebut adalah . . . . A. Massa elektron sangat kecil dan bergerak lurus B. Dibelokkan oleh medan listrik menuju kutub negatif C. Dibelokkan medan listrik menuju kutub positif D. Sifatnya tidak tergantung pada jenis katode yang digunakan E. Merupakan hasil pancaran dari sinar katode 26. Percobaan yang membuktikan bahwa model atom Thomson tidak tepat adalah percobaan .... A. Sinar katode B. Hamburan sinar a pada lempeng tipis emas C. Spektrum atom hidrogen D. Tetes minyak millikan E. Sinar kanal 27. Pernyataan berikut yang benar tentang proton adalah ...

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 30 A. Merupakan partikel penyusun atom yang terdapat di luar inti atom B. Ditemukan pertama kali oleh J. J. Thomson melalui percobaan sinar katode C. Dalam medan listrik bergerak lurus (tidak dipengaruhi oleh medan listrik) D. Mempunyai massa yang sama dengan massa elektron E. Jumlah proton menjadi ciri khas atom dari suatu unsur 28. Berdasarkan percobaan hamburan sinar alfa ke lempeng tipis emas oleh Rutherford, diperoleh fakta bahwa sebagian kecil (kurang dari 1%) sinar alfa dipantulkan atau dibelokkan. Dari fakta ini, dapat disimpulkan bahwa... A. Sebagian besar sinar alfa tidak mengenai atom B. Hanya sedikit sinar alfa yang menabrak atom C. Di dalam atom terdapat partikel positif yang ukurannya kecil D. Sebagian kecil sinar alfa menembus atom E. Atom bermuatan negatif sehingga sebagian besar sinar alfa menempel 29. Pernyataan tentang atom menurut Niels Bohr berikut yang benar adalah ... A. Selama elektron bergerak mengelilingi inti, energinya akan berkurang sesuai dengan teori Maxwell B. Dalam keadaan stasioner, elektron bergerak mengelilingi inti dan energinya tetap selama tidak berpindah lintasan C. Jika elektron menyerap energi, maka lintasannya akan berpindah ke lintasan yang lebih dekat dengan inti atom D. Elektron bergerak pada kulit elektron yang mempunyai tingkat energi tertentu. Semakin luar kulit elektron energinya semakin rendah E. Setiap kulit elektron dapat ditempati elektron dengan jumlah yang sembarang selama elektron tidak tertarik ke dalam inti atom 30. Atom unsur G mempunyai elektron valensi sebanyak.... A. 2 B. 3 C. 4

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 31 D. 5 E. 6 31. Suatu atom mempunyai nomor atom 53 dan jumlah neutronnya sebanyak 74. Berdasarkan hal itu, dapat disimpulkan bahwa atom tersebut mempunyai .... A. 74 elektron B. 74 proton C. massa 53 D. massa 127 E. 127 proton 32. Suatu atom mempunyai 3 kulit elektron dan mempunyai 5 elektron valensi, maka nomor atomnya adalah... A. 11 B. 17 C. 13 D. 19 E. 15 33. Berdasarkan tabel diatas, hal yang menjadi perbedaan utama susunan SPU Mendeleev dengan Moseley adalah nomor... A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 32 34. Berikut adalah pernyataan yang benar terkait dengan Sistem Periodik Unsur ... A. Terdapat 7 periode dengan 7 unsur pada masing-masing periode. B. Terdapat 7 lajur tegak yang menunjukkan adanya 7 golongan. C. Setiap golongan berisi 7 unsur yang menggambarkan jumlah periode. D. Pada periode keempat terdapat 18 unsur yang terdiri dari 8 unsur utama dan 10 unsur transisi. E. Di antara golongan IIA dan IIIA terdapat unsur transisi yang jumlahnya 10 unsur. 35. Unsur X mempunyai konfigurasi elektron X: 2 8 8 1. Di dalam sistem periodik, unsur X terdapat pada . . . . A. Golongan IVA periode pertama B. Golongan IVB periode pertama C. Golongan IA periode ketiga D. Golongan IB periode ketiga. E. Golongan IA periode keempat 36. Unsur 12Mg dan 10Ne secara berturut-turut terletak pada golongan... A. IA dan IIA B. IIA dan IVA C. IVA dan VI A D. IIA dan VIIIA E. IIIA dan VIIIA 37. Pernyataan berikut adalah sifat keperiodikan unsur dalam Sistem Periodik Unsur. Pernyataan yang tidak tepat adalah . . . A. Unsur-unsur dalam satu golongan mempunyai konfigurasi elektron yang sama. B. Unsur-unsur dalam satu golongan mempunyai sifat yang mirip. C. Unsur-unsur dalam satu periode mempunyai jumlah elektron valensi sama. D. Jari-jari atom unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin pendek.

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 33 E. Unsur-unsur dalam satu periode semakin ke kanan sifat logamnya semakin lemah 38. Nanoteknologi merupakan teknologi yang bekerja pada nanopartikel (nanomaterial) yang mempunyai ukuran….. A. 1-100 m B. 1-100 cm C. 1-100 mm D. 1-100 nm E. 1-150 nm 39. Sifat partikel nano sangat berbeda dari sifat partikel berukuran besar. Hal itu disebabkan oleh …. A. Ukuran yang sangat kecil B. Adanya efek kuantum C. Pengaruh medam magnetic D. Pengaruh medan listrik E. Titik lebur yang tinggi 40. Di kehidupan kita selain terdapat materi berukuran biasa, juga terdapat nanomaterial. Yang dimaksud dengan nanomaterial adalah… A. Materi yang memiliki ukuran dengan satuan meter B. Materi yang berukuran sangat kecil (nano) C. Materi yang dapat kita lihat dengan mata telanjang D. Materi berbentuk serbuk dan mudah rapuh E. Materi dengan ukuran besar 41. Nanoteknologi dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang kehidupan salah satunya bidang olahraga. Partikel nano yang digunakan dalam pembuatan alat-alat olahraga (raket, kerangka sepeda) adalah ... A. grafit B. fulerena C. nanosilika D. carbon nanotubes E. grafena

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 34 42. Nanomaterial dapat dibuat melalui 2 metode, yaitu metode top down dan buttom up. Masing-masing metode memiliki kelebihan dan kelemahan. Berikut ini yang merupakan kelebihan dari metode top down adalah ... A. sederhana dan dapat menghasilkan partikel dalam skala besar B. sulit menjadikan bentuk produk yang khusus C. membutuhkan biaya yang cukup besar D. partikel yang dihasilkan cenderung terkontaminasi karena melalui penggilingan E. nanomaterial yang dihasilkan lebih bersih 43. Berikut beberapa penerapan nanoteknologi dalam kehidupan sehari-hari: i. pengawetan makanan dengan menggunakan nanopartikel ZnO dan pektin ii. nanoperak sebagai antimikroba dalam pakaian iii. pembuatan alat-alat olahraga (raket, kerangka sepeda) dengan carbon nanotubes iv. nanocoating kemasan makanan menggunakan cellulose nanocrystals Yang merupakan contoh penerapan nanomaterial dalam bidang pangan ditunjukkan oleh nomor ... A. i dan iii B. i dan iv C. iii dan iv D. ii dan iii E. ii dan iv 44. Proses sintesis nanopartikel secara kimia dengan melibatkan reaksi kimia dari sejumlah materi awal sehingga dihasilkan materi lain yang berukuran nanometer disebut sebagai metode ... A. bottom-up B. top-down C. up-down

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 35 D. buttom-down E. top-up 45. Pada metode sintesis nanomaterial ini partikel besar dipecah menjadi partikel berukuran nanometer, metode ini disebut ... A. bottom-up B. top-down C. up-down D. buttom-down E. top-up 46. Prinsip dari partikel nano dibanding dengan bukan nano ada pada ukurannya yaitu diubah dengan cara ... A. mempersempit permukaan B. direaksikan C. memperluas permukaan D. dinaikkan suhunya E. diturunkan suhunya 47. Disekitar kita terdapat banyak contoh nanomaterial. Nanomaterial dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang kehidupan seperti kedokteran, pertanian, energi, teknologi, dan lain-lain. Dibawah ini yang bukan merupakan contoh nanomaterial adalah ... A. nanoperak, nanosilika, CNT B. titanium dioksida, fulerena, dan nanoperak C. grafena, CNT, dan cerium oksida D. grafit, intan, dan emas E. CNT, fulerena, dan grafena 48. Pemanfaatan partikel nano pada nanoteknologi didasarkan pada.... A. sifat partikel nano yang sangat khas dan berbeda dari partikel besar B. kebutuhan pemanfaatan teknologi tinggi dari nanoteknologi C. nanoteknologi merupakan teknologi yang sederhana dan murah D. nanoteknologi mendukung gerakan kimia hijau E. partikel besar cenderung sukar Rumun dikendalikan sifatnya

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 36 49. Partikel nano dari karbon yang digunakan untuk pembuatan alat-alat olahraga (raket, kerangka sepeda) karena sifatnya yang kuat dan ringan adalah . . . . A. Grafit B. Intan C. Fulerena D. Grafena E. carbon nanotubes (CNTs) 50. Berikut ini yang bukan peran nanoteknologi dalam mendukung gerakan kimia hijau adalah ... A. Mengembangkan sintesis model baru dengan menggunakan partikel nano untuk mengurangi bahkan menghilangkan limbah produksi. B. Penggunaan partikel nano dapat memperhitungkan dengan tepat jumlah zat yang direaksikan sehingga tidak ada atom yang terbuang. C. Dengan teknologi nano proses produksi dapat dilakukan pada suhu dan tekanan ruang sehingga bisa hemat energi. D. Nanoteknologi merupakan teknologi tinggi yang memerlukan alat-alat yang canggih sehingga dihasilkan produk yang canggih pula. E. Proses produksi nano teknologi bersifat khas dan hanya menghasilkan produk yang diinginkan tanpa ada produk sampingan/ turunan.

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 37 GLOSARIUM Anoda : elektroda negatif Elektron : partikel subatom yang bermuatan negatif yang beredar mengelilingi inti atom Fleksibel : mudah atau cepat menyesuaikan Fullrene : salah satu dari benda-benda yang tergolong alotrop karbon, molekul yang tersusun seluruhnya dari karbon dalam bentuk bola berlubang, elipsoid, tabung, dan lain-lain. Isobar : atom - atom yang mempunyai jumlah neutronyang sama Isoton : atom - atom yang mempunyai jumlah neutron yang sama Isotop : atom - atom yang mempunyai jumlah proton sama Katoda : elektroda postif Konduktif : mampu menghantarkan arus listrik Model atom : model yang menunjukkan sturktur atom dan susuna partikel sub atom dalam sebuah atom Neutron : partikel subatom yang tidak bermuatan terletak di dalam inti atom bersama dengan proton Nomor atom : bilangan yang menunjukkan jumlah proton dalam atom Nomor Massa: bilangan yang menunjukkan jumlah proton dan neutron yang terdapat dalam inti atom Orbital : daerah keboleh jadian terbesar ditemukannya elektron dalam atom Pejal : bulat, padat, keras, tidak berongga Proton : partikel subatomik yang bermuatan positif yang terletak di dalam inti atom

`Modul Kimia Struktur Atom dan Nanoteknologi Page 38 Teori atom : teori ilmiah sifat alami materi, yang menyatakan bahwa materi tersusun atas satuan terkecil yang disebut atom

II DAFTAR PUSTAKA Ahmat Baiquni. 1997. Al-Quran dan Ilmu Kealaman, Yogyakarta: Darma Bakti. Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar: Konsep - konsep Inti. Jakarta: Erlangga Jersey Moore, John W., Conrad L. Staninski, dan Perer C. Jurs. 2011. Chemistry the Molecular Science Fourth Edition. USA: Brooks/Cole Kartini,dkk. 2000. Dasar-Dasar Sains Untuk Sekolah Menengah. Jakarta: Bumi Aksara. Michael Purba,dkk. 1999. Buku Pelajaran Ilmu Kimia SMU Kelas 1. cet 3. Jakarta: Erlangga. Petrucci, Ralph H., et al. 2007. General Chemistry Principles and Modern Applications Ninth. USA: Brooks/Cole Rachmawati, J. 2007. Kimia 1 SMA dan MA. Jakarta: Erlangga. Rahardjo, Sentut. 2020. Kimia Berbasis Eksperimen untuk Kelas X SMA/MA. Solo: Pustaka Mandiri Ralph, Petrucci-Suminar. 1996. Kimia Dasar Prinsip Penerapan Modern. Cet 6. Jakarta: Erlangga. Sudarmo, Unggul. 2007. Kimia untuk SMA Kelas X. Surakarta: Phibeta. Sudarmo, Unggul. 2013. Kimia untuk SMA/MA Kelas X. Surakarta: Erlangga. Sudarmo, Unggul. 2021. IPA Kimia untuk SMA/MA Kelas X. Surakarta: Erlangga Watoni, A. Haris. 2013. Kimia Untuk SMA/MA Kelas X. Bandumg: CV Yrama Widya.