92 Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, maka dapat diteruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Namun jika masih di bawah 80%, maka harus mengulang materi Kegiatan Belajar ini, terutama bagian yang belum dikuasai. D) SOAL PENGAYAAN Jenis Soal : Essay 1. Unsur A dan B berturut-turut mempunyai nomor atom 11 dan 18. Unsur mana yang mempunyai jari-jari atom lebih besar ? Jelaskan mengapa demikian. 2. Jari-jari atom neon (nomor atom 10) adalah 0,51 Å, dan natrium (nomor atom 11) adalah 1,9 Å. Mengapa natrium mempunyai jari-jari yang jauh lebih besar daripada neon, sedangkan muatan intinya lebih besar ? 3. Manakah yang mempunyai jari-jari lebih besar ? a. ion F− atau ion O2− b. ion Mg+ atau ion Mg2+ Berikan penjelasan untuk setiap kasus tersebut. JAWABAN DAN PEMBAHASAN No. Pembahasan Skor 1 Meskipun berada pada periode yang sama, unsur A dengan nomor atom 11 memiliki jari-jari atom lebih besar daripada unsur B dengan nomor atom 18. Hal ini disebabkan oleh karena muatan inti yang semakin besar, sehingga gaya Tarik inti bertambah dan jari-jari atom semakin kecil dari kiri ke kanan. 5 2 Jari-jari atom Natrium (1,9 Å) jauh lebih besar daripada jari-jari atom Neon (0,51 Å). Hal ini disebabkan karena posisi atom Natrium berada dibawah atom Neon dan atom Natrium berada pada bagian kiri tabel pariodik unsur. 5 3 a. Jari-jari ion F− lebih kecil dibandingkan jari-jari ion O2− karena unsur O berada di sebelah kiri unsur F. 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
93 KONVERSI TINGKAT PENGUASAAN : 90 - 100% = Baik Sekali 80 - 89% = Baik 70 - 79% = Cukup < 70% = Kurang Nilai = Skor yang diperoleh Skor total x 100 b. Jari-jari ion Mg+ lebih besar dibandingkan jari-jari ion Mg2+. Perhatikan tabel berikut. Ion Mg+ memiliki 3 kulit, sedangkan ion Mg2+ hanya memiliki 2 kulit. 5 Skor Total 18 Rumus Penilaian : E) SOAL REMEDIAL JENIS SOAL SOAL PG 1. Jari-jari atom unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin kecil karena…… A.Jumlah kulit atom tidak berubah B. Massa atom unsur semakin besar C. Elektron valensi unsur semakin besar D. Nomor atom unsur semakin bertambah E. Elektron-elektron unsur semakin sedikit 2. Diketahui unsur-unsur dengan nomor atom berikut. 8P, 11Q, 13R, 17S, 20T, 31U, dan 36V Urutan jari-jari atom yang benar untuk unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan yaitu…… A. P > Q > R D. P < U < V B. Q < T < V E. R < S < T C. Q > S > P Ion Kulit K L M 12Mg+ 2 8 1 12Mg2+ 2 8
94 3. Berkut data nomor atom unsur dalam tabel periodik unsur. Unsur-unsur dari yang mempunyai jari-jari atom terkecil hingga terbesar yang tepat adalah….. A. B. C. Mn, K, Ni, dan Br Br, K, Mn, dan Ni K, Ni, Br, dan Mn D. Ni, Mn, K, dan Br E. Br, Ni, Mn, dan K 4. Perhatikan tabel berikut. Berdasarkan tabel diatas, jari-jari atom paling kecil dimiliki oleh unsur…. A. I B. II C. III D. IV E. V 5. Dalam satu golongan, jari-jari atom semakin bertambah dari atas ke bawah. Akibatnya……. A.Afinitas elektron unsur semakin besar B. Unsur semakin mudah melepas elektron C. Unsur semakin mudah menarik elektron D.Keelektronegatifan unsur semakin bertambah E. Energi ionisasi unsur semakin besar Unsur Nomor Atom Br 35 Mn 25 Ni 28 K 19 Unsur Periode Golongan I 2 II A II 3 IV A III 2 VII A IV 4 III A V 3 VI A JAWABAN DAN PEMBAHASAN Nomor Soal Option Jawaban Skor Pembahasan 1 A 1 Unsur-unsur dalam satu periode pada tabel periodik unsur dari kiri ke kanan mempunyai jari-jari semakin kecil. Hal ini karena muatan inti tetap dan jumlah elektron unsur semakin banyak, sedangkan jumlah kulit atom tidak berubah. Akibatnya, gaya Tarik-menarik antara muatan inti dengan
95 elektron semakin besar sehingga jarak keduanya semakin kecil. Oleh karena itu, jari-jari atom semakin kecil. Massa atom unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin besar karena nomor atom unsur semakin besar, artinya jumlah elektron, proton, dan neutron juga semakin banyak. Akan tetapi, nomor massa unsur tidak berkaitan dengan jari-jari unsur. Elektron valensi unsur menentukan golongan unsur dalam tabel periodik. 2 B 1 Jari-jari atom unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin kecil. Jari-jari unsur-unsur tersebut dari kiri ke kanan semakin kecil, dengan urutan Q > T > U > R > P > S > V. 3 E 1 Semakin besar nomor atom unsur, jari-jarinya semakin kecil. Unsur Br, Mn, Ni, dan K berada dalam satu periode, yaitu periode 4. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, jari-jari unsur semakin kecil karena jumlah kulit atom sama sehingga gaya tarik-menarik antara inti dengan elektron semakin kuat. Akibatnya, jarak antara elektron dengan inti semakin kecil. Dengan demikian, urutan unsur dari yang mempunyai jari-jari paling kecil ke besar adalah unsur yang mempunyai nomor atom besar ke kecil, yaitu Br, Ni, Mn, dan K. 4 C 1 Jari-jari atom semakin besar dalam satu golongan unsur dari atas ke bawah. Sementara itu, dalam satu periode unsur dari kiri ke kanan jari-jari atom unsur semakin kecil. Dengan demikian, jari-jari atom paling kecil dimiliki oleh unsur yang berada pada tabel periodik unsur sebelah kanan atas, yaitu unsur III. Unsur I dan unsur III terletak pada periode yang sama, yaitu periode kedua. Oleh karena itu, jari-jari unsur III lebih kecil daripada unsur I karena unsur III terletak di sebelah kanan unsur I. Ion Kulit Periode Golongan K L M N 8P 2 6 2 VI A 11Q 2 8 1 3 I A 13R 2 8 3 3 III A 17S 2 8 7 3 VII A 20T 2 8 8 2 4 II A 31U 2 8 18 3 4 IIIA 36V 2 8 18 8 4 VIII A
96 Nilai = Skor yang diperoleh Skor total x 100 5 B 1 Semakin besar jari-jari atom dalam satu golongan, jarak elektron dengan inti semakin jauh sehingga unsur semakin mudah melepas elektron dan energi ionisasinya semakin kecil. Afinitas elektron unsur semakin kecil dan keelektronegatifan semakin berkurang. Jadi, unsur semakin sukar menarik elektron. Skor Total = 5 Rumus Penilaian : KONVERSI TINGKAT PENGUASAAN : 90 - 100% = Baik Sekali 80 - 89% = Baik 70 - 79% = Cukup < 70% = Kurang
97 E. JARI-JARI ATOM SEBAGAI SIFAT KEPERIODIKAN UNSUR Gambar 2. Jari-jari atom pada gabungan atom identik (https://s3-us-west2.amazonaws.com/courses-imagesarchive-read-only/wpcontent/uploads/sites/53/2014/08/1921 1222/20140811155153451277.png ) Melalui konfigurasi elektron dari atom suatu unsur kita juga bisa mengetahui sifat kimia dan fisika yang spesifik pada unsur itu. Hal ini dinamakan sifat keperiodikan unsur. Salah satu sifat keperiodikan unsur yang dibahas pada bab ini adalah jari-jari atom. Bagaimana cara menghitung jari-jari atom? Pada Gambar 2 terdapat simbol “r” yaitu jari-jari dan “d” merupakan diameter. Adapun jari-jari atom dinyatakan dalam satuan Angstrom (Å). 1 Å = 100 pm (pikometer). Satu pm besarnya sama dengan 10-12 m. Ukuran jari-jari atom berkisar 30 - 300 pm. 1. JARI-JARI ATOM Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit terluar. Nilai jari-jari atom dari unsur-unsur dalam sistem periodik dapat disimak pada gambar berikut. Gambar 3. Jari-jari atom unsur-unsur sebagai fungsi nomor atom (Z) (https://www.mdpi.com/ijms/ijms-03-00087/article_deploy/html/images/ijms-03-00087-g001.png ) Pada gambar 3 ditunjukkan kecenderungan jari-jari atom dalam sistem periodik. Berdasarkan gambar tersebut dapat disimpulkan kecenderungan jari-jari atom sebagai berikut.
98 ❖ Dari atas ke bawah dalam satu golongan, jari-jari atom semakin besar. ❖ Dari kiri ke kanan dalam satu periode, jari-jari atom semakin kecil. Bagaimanakah kita menjelaskan kecenderungan jari-jari atom tersebut ? Besar kecilnya jarijari atom terutama ditentukan oleh dua faktor, yaitu jumlah kulit dan muatan inti. Semakin banyak kulit atom akan menyebabkan bertambahnya jari-jari atom. Sebaliknya, semakin besar muatan inti, semakin kuat gaya tariknya terhadap elektron dan menyebabkan berkurangnya jari-jari atom. Gambar 4. Kecenderungan jari-jari atom unsur-unsur pada tabel periodik (https://saylordotorg.github.io/text_general-chemistry-principles-patterns-and-applicationsv1.0/section_11/bd05f43d0392ab934fc21044ccca1cfd.jpg ) Dalam satu golongan, terlihat bahwa pengaruh jumlah kulit lebih menentukan. Dari atas ke bawah jumlah kulit bertambah sehingga mengakibatkan pertambahan jari-jari atom. Dalam satu periode, jumlah kulit sama, tetapi muatan inti semakin besar. Akibatnya, gaya Tarik inti bertambah sehingga jari-jari atom semakin kecil. CONTOH SOAL Diantara unsur-unsur A, B, C, D, dan E berturut-turut dengan nomor atom 2, 9, 12, 15, dan 19, unsur manakah yang mempunyai jari-jari atom paling besar ? Pembahasan Letak unsur dalam sistem periodik dapat ditentukan dari konfigurasi elektronnya. Unsur Nomor Atom Konfigurasi Elektron Periode Golongan A 2 2 1 VIIIA B 9 2 7 2 VIIA C 12 2 8 2 3 IIA
D 15 2 8 5 3 VA E 19 2 8 8 1 4 IA Jadi, posisi relatif unsur-unsur itu dalam sistem periodik adalah sebagai berikut. Periode IA IIA VA VIIA VIIIA 1 A 2 B 3 C D 4 E Unsur yang mempunyai jari-jari atom paling besar adalah E, karena terletak paling kiri dan paling bawah. 2. JARI-JARI ION Ion (tunggal) dapat terbentuk dari atom netralnya karena pelepasan atau penyerapan elektron. Ion positif (kation) terjadi karena pelepasan elektron, sedangkan ion negatif (anion) terjadi karena penyerapan elektron. Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata (signifikan) jika dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya. Ion positif mempunyai jari-jari yang lebih kecil, sedangkan ion negatif mempunyai jari-jari yang lebih besar. Gambar 5. Kecenderungan jari-jari ionik unsur-unsur pada tabel periodik (https://saylordotorg.github.io/text_general-chemistry-principles-patterns-and-applicationsv1.0/section_11/d94e877d1d04a26ba570df5bf8dec412.jpg ) RICHARDUS NGABUT, S.Pd., Gr. 99
100 2e 8e 8e 8e 1e Atom Na, r = 1,86 Å Atom Na+, r = 0,99 Å 7e Atom Cl, r = 0,99 Å Atom Cl−, r = 1,81 Å Gambar 6. Perbandingan jari-jari atom dan jari-jari ionnya Sumber : Purba, Michael. (2007). Kimia SMA 1A. Untuk membandingkan jari-jari ion positif dengan jari-jari atom netralnya, marilah kita perhatikan jari-jari atom Natrium (Na) dan jari-jari ion Na+. Ion Na+ mempunyai jari-jari yang lebih kecil karena faktor : 1) Berkurangnya jumlah kulit atom. Atom Na mempunyai 3 kulit, sedangkan ion Na+ hanya mempunyai 2 kulit. 2) Berkurangnya tolak-menolak antarelektron. 3) Berkurangnya jumlah elektron yang melindungi elektron pada kulit terluar terhadap tarikan inti. Pada atom natrium, elektron kulit terluar (pada kulit M) dilindungi oleh 10 elektron (yaitu elektron pada kulit K dan kulit L). sementara itu, elektron kulit terluar pada ion Na+ (yaitu elektron pada kulit L) hanya dilindungi oleh 2 elektron (elektron kulit L). Semakin banyak elektron yang melindungi, semakin lemah gaya tarik inti yang dialami 2e 2e 8e 2e 8e
101 elektron valensi. Jadi, elektron pada kulit L mengalami tarikan inti yang jauh lebih besar daripada elektron pada kulit M. Selanjutnya, untuk membandingkan jari-jari ion negatif terhadap jari-jari atomnya, marilah kita perhatikan jari-jari atom klorin (Cl) dan jari-jari ion klorida (Cl−). Ion klorida mempunyai jari-jari yang lebih besar karena beberapa faktor berikut : 1) Pertambahan jumlah elektron menyebabkan tolak-menolak antarelektron bertambah 2) Efek perlindungan yang dialami elektron valensi selalu sama Spesi-spesi yang mempunyai konfigurasi elektron yang sama disebut isoelektronik. Contohnya adalah O2−, F−, Ne, Na+, dan Mg2+ yang masing-masing mempunyai 10 elektron (2 di kulit K dan 8 di kulit L). Meski mempunyai jumlah elektron yang sama, spesi-spesi itu mempunyai jari-jari yang berbeda sebagai berikut. Spesi O 2− F − Ne Na+ Mg2+ Jari-jari (Å) 1,4 1,33 0,51 0,99 0,65 CONTOH SOAL Manakah yang mempunyai jari-jari lebih besar ? a. Atom Na atau atom Mg b. Ion F− atau ion Cl− c. Ion Al2+ atau ion Al3+ Pembahasan a. Jari-jari atom Na lebih besar dibandingkan jari-jari atom Mg karena unsur Na berada di sebelah kiri unsur Mg (dalam satu periode). b. Jari-jari ion F− lebih kecil dibandingkan jari-jari ion Cl− karena unsur Cl berada di bawah unsur F (dalam satu golongan). c. Jari-jari ion Mg+ lebih besar dibandingkan jari-jari ion Mg2+. Perhatikan tabel berikut. Ion Kulit K L M 13Al2+ 2 8 1 13Al3+ 2 8 Ion Al2+ memiliki 3 kulit, sedangkan ion Al3+ hanya memiliki 2 kulit.
102 F. GLOSARIUM Anion : Ion bermuatan negatif. Gaya Tarik Inti : Gaya Tarik yang terjadi antara inti atom dan elektron. Jari-Jari Atom : Jarak dari inti atom sampai kulit terluar. Kation : Ion bermuatan positif. Kulit Atom : Lintasan (orbit) elektron mengelilingi inti atom Muatan Inti : Jumlah proton (partikel bermuatan positif) dalam inti atom G. DAFTAR PUSTAKA Puspaningsih, R. Ayuk. Tjahjadarmawan, Elizabeth. Krisdianti, R. Niken. (2021). Ilmu Pengetahuan Alam SMA Kelas X. Jakarta : Pusat Kurikulum dan Perbukuan Badan Penelitian dan Pengembangan dan Perbukuan Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi. Johari. Rachmawati, M. (2007). Kimia 1 SMA dan MA untuk Kelas X. Jakarta : Esis Purba, Michael. (2007). Kimia untuk SMA Kelas X Semester 1. Jakarta : Erlangga Wulandari, T. Erna. dkk. (2016). Kimia SMA kelas X semester 1. Klaten : Intan Pariwara
103 KONSEP STRUKTUR ATOM PADA BAHASAN NANO MATERIAL 1. INFORMASI UMUM A. IDENTITAS MODUL Nama Guru : Sri Pamiluyati, S.Pd. Jenjang Sekolah : SMA Satuan Pendidikan : SMA Negeri 1 Sokaraja Tahun Ajaran : 2022/2023 Kelas : 10 Alokasi Waktu : 6 x 45 Menit Pertemuan ke : 20, 21, dan 22 B. KOMPETENSI AWAL Kompetensi yang harus dimiliki sebelum mempelajari pokok bahasan ini yaitu peserta didik telah memahami materi nomor atom dan nomor massa ; memahami konfigurasi elektron, elektron valensi dan jumlah kulit ; memahami letak unsur (golongan dan periode) pada tabel sistem periodik unsur ; menentukan urutan ukuran jari-jari atom atau ion pada sistem periodik unsur. C. PPP Profil Pelajar Pancasila yang diharapkan dapat tercapai yaitu : Kreatif, Bergotong royong (Kerja sama), Mandiri, dan Bernalar Kritis. D. SARANA PRASARANA ➢ HP / Komputer / Laptop ➢ Jaringan internet, Buku Paket Peserta Didik, Alat Tulis dan Bahan Ajar E. TARGET PESERTA DIDIK Peserta didik yang menjadi target yaitu : ➢ Peserta didik regular / tipikal : umum, tidak ada kesulitan dalam mencerna dan memahami materi ajar. ➢ Peserta didik dengan kesulitan belajar : memiliki gaya belajar terbatas hanya satu gaya. ➢ Peserta didik dengan pencapaian tinggi : mencerna dan memahami dengan cepat, mampu mencapai keterampilan berfikir tingkat tinggi (HOTS), dan memilki kemampuan memimpin. F. MODEL PEMBELAJARAN Model pembelajaran yang digunakan Problem Based Learning untuk moda Pembelajaran Jarak Jauh (blended learning).
104 2. KOMPONEN INTI A. TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Peserta didik mampu menjelaskan hubungan antara ukuran partikel terhadap luas permukaan melalui aktivitas potongan selembar kertas. 2. Peserta didik mampu menerapkan konsep struktur atom pada bahasan nanomaterial melalui proyek. B. PEMAHAMAN BERMAKNA Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta didik dapat menjelaskan hubungan antara ukuran partikel terhadap luas permukaan dan menerapkan konsep struktur atom pada bahasan nanomaterial. C. PERTANYAAN PEMANTIK 1. Tahukah kalian bahwa teknologi nano sangat berperan penting dalam pandemic covid 19 ? 2. Tahukah kalian bahwa rangka sepeda dan alat olahraga yang ringan terbuat dari Karbon hasil teknologi nano ? 3. Tahukan kalian, karbon dalam wujud grafit yang sering kita temukan pada pensil memiliki karakteristik yang tidak keras dan mudah sekali patah. Namun, saat karbon dibuat menjadi nanomaterial seperti carbon nanotube (CNT), sifat mekanisnya berubah menjadi sangat kuat melebihi baja, namun lebih ringan dan memiliki elastisitas yang tinggi ? D. KEGIATAN PEMBEJARAN 1. PERTEMUAN KE-20 KEGIATAN PENDAHULUAN (10 Menit) Daring via e-Learning 1. Guru memberi salam dan menyapa peserta didik melalui e-Learning 2. Peserta didik dan guru berdoa untuk memulai pelajaran 3. Guru mengecek kehadiran peserta didik melalui e-Learning 4. Guru melakukan Apersepsi : Nanosilver sebagai agen antimikroba yang dapat melawan infeksi. Berapakah rentang ukuran jari-jari atom ? pada pertemuan kali ini akan dibahas konsep struktur atom pada bahasan nanomaterial. 5. Membagi peserta didik ke dalam 6 kelompok disertai LKPD dan Bahan Ajar. KEGIATAN INTI (70 Menit) Sintak Model Pembelajaran Kegiatan Pembelajaran Mengorientasi Peserta Didik pada Masalah 2 MENIT Peserta didik memusatkan perhatian pada gambar Ilustrasi teknologi nanorobot yang terdapat pada LKPD. (Mengamati)
105 Mengorganisasikan Kegiatan Pembelajaran 3 MENIT Setelah memperhatikan gambar, Guru memberikan pertanyaan kepada Peserta Didik sebagai berikut (Menanya) : 1. Apa prinsip kerja nanorobot dalam mendeteksi penyakit dalam darah ? 2. Adakah hubungan antara ukuran parikel dengan luas permukaan pada konsep nanoteknologi ? Jika ada, Jelaskan. Membimbing penyelidikan mandiri dan kelompok 15 MENIT (Mengumpulkan Informasi) : 1. Peserta didik mencari dan membaca dari buku cetak dan internet mengenai Konsep Struktur Atom pada Bahasan Nanomaterial. 2. Peserta didik mengajukan pertanyaan yang berkaitan dengan materi yang telah dibaca. 3. Peserta didik mencatat semua informasi mengenai Konsep Struktur Atom pada Bahasan Nanomaterial yang telah diperoleh. 4. Peserta didik memperhatikan dan mengamati penjelasan yang diberikan Guru terkait dengan Konsep Struktur Atom pada Bahasan Nanomaterial. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya 40 MENIT Peserta didik dalam kelompoknya berdiskusi mengolah data hasil pengamatan dengan cara (Menalar) : 1. Berdiskusi mengenai hubungan antara ukuran partikel terhadap luas permukaan dengan melakukan aktifitas 5.4 yang terdapat terdapat pada buku paket halaman 119 dan LKPD. 2. Mengolah informasi mengenai hubungan antara ukuran partikel terhadap luas permukaan yang sudah dikumpulkan dari hasil diskusi dengan bantuan pertanyaan - pertanyaan pada lembar kerja. 3. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi yang telah dilakukan. 4. Peserta didik dari kelompok lain beserta Guru memberikan tanggapan dan menganalisis hasil presentasi meliputi tanya jawab untuk mengkonfirmasi, memberikan tambahan informasi, melengkapi informasi ataupun tanggapan lainnya. Guru melakukan penilaian proses berdasarkan diskusi dan presentasi kelompok. Menganalisis dan Mengevaluasi Proses Pemecahan Masalah 10 MENIT (Mengkomunikasikan) 1. Peserta didik menganalisis kembali setiap hasil diskusi yang telah dipresentasikan sehingga menemukan hal-hal yang perlu
106 ditanyakan bahkan dievaluasi kembali. 2. Peserta didik mengkomunikasikan kembali hasil diskusi berdasarkan pertanyaan yang telah disampaikan sehingga dapat mencapai kesimpulan akhir. KEGIATAN PENUTUP (10 Menit) 1. Guru dan peserta didik merangkum bersama pembelajaran yang telah dilaksanakan 2. Guru mengingatkan tentang materi untuk pertemuan berikutnya tentang Proyek Penggunaan Logam Tanah Jarang (LTJ). 3. Guru dan peserta didik mengucapkan salam dan berdoa penutup 2. PERTEMUAN KE-21 DAN KE-22 KEGIATAN PENDAHULUAN (10 Menit) Daring via e-Learning 1. Guru memberi salam dan menyapa peserta didik melalui e-Learning 2. Peserta didik dan guru berdoa untuk memulai pelajaran 3. Guru mengecek kehadiran peserta didik melalui e-Learning 4. Guru melakukan Apersepsi : 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. Inilah alasan mengapa kita perlu mempelajari struktur atom sebagai landasan berpikir terhadap konsep nanomaterial. 5. Membagi peserta didik ke dalam 6 kelompok disertai LKPD dan Bahan Ajar. KEGIATAN INTI (70 Menit) Sintak Model Pembelajaran Kegiatan Pembelajaran Mengorientasi Peserta Didik pada Masalah 2 MENIT Peserta didik memusatkan perhatian pada bacaan tentang Pengembangan Logam Tanah Jarang Dukung Program Mobil Listrik yang terdapat pada buku cetak halaman 120. (Mengamati) Mengorganisasikan Kegiatan Pembelajaran 3 MENIT Setelah memperhatikan gambar, Guru memberikan pertanyaan kepada Peserta Didik sebagai berikut (Menanya) : 1. Apa sajakah pemanfaatan dari Logam Tanah Jarang selain industri elektronik ? 2. Jenis Logam Tanah Jarang apa yang digunakan dalaam pembuatan baterai ? Membimbing penyelidikan mandiri dan 15 MENIT (Mengumpulkan Informasi) :
107 kelompok 1. Peserta didik mencari dan membaca dari buku cetak dan internet mengenai Pemanfaatan Logam Tanah Jarang di Indonesia. 2. Peserta didik mengajukan pertanyaan yang berkaitan dengan materi yang telah dibaca. 3. Peserta didik mencatat semua informasi mengenai Pemanfaatan Logam Tanah Jarang di Indonesia yang telah diperoleh. 4. Peserta didik memperhatikan dan mengamati penjelasan yang diberikan Guru terkait dengan Pemanfaatan Logam Tanah Jarang di Indonesia. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya 40 MENIT Peserta didik dalam kelompoknya berdiskusi mengolah data hasil pengamatan dengan cara (Menalar) : 1. Berdiskusi dalam kelompok PROYEK yang terdapat terdapat pada buku paket halaman 121 dan LKPD. 2. Mengolah informasi mengenai hubungan antara ukuran partikel terhadap luas permukaan yang sudah dikumpulkan dari hasil diskusi dengan bantuan pertanyaan - pertanyaan pada lembar kerja. 3. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi yang telah dilakukan. 4. Peserta didik dari kelompok lain beserta Guru memberikan tanggapan dan menganalisis hasil presentasi meliputi tanya jawab untuk mengkonfirmasi, memberikan tambahan informasi, melengkapi informasi ataupun tanggapan lainnya. Guru melakukan penilaian proses berdasarkan diskusi dan presentasi kelompok. Menganalisis dan Mengevaluasi Proses Pemecahan Masalah 10 MENIT (Mengkomunikasikan) 1. Peserta didik menganalisis kembali setiap hasil diskusi yang telah dipresentasikan sehingga menemukan hal-hal yang perlu ditanyakan bahkan dievaluasi kembali. 2. Peserta didik mengkomunikasikan kembali hasil diskusi berdasarkan pertanyaan yang telah disampaikan sehingga dapat mencapai kesimpulan akhir. KEGIATAN PENUTUP (10 Menit) 1. Guru dan peserta didik merangkum bersama pembelajaran yang telah dilaksanakan 2. Guru mengingatkan tentang materi untuk pertemuan berikutnya tentang Energi Terbarukan. 3. Guru dan peserta didik mengucapkan salam dan berdoa penutup
108 E. ASESMEN Bentuk asesmen : Sikap (Profil Pelajar Pancasila) berupa : observasi, penilaian diri, dan penilaian teman sebaya. Performa berupa : Presentasi dan unjuk kerja Tertulis (tes objektif : Essay dan Pilihan Ganda) F. PENGAYAAN DAN REMEDIAL Soal Pengayaan untuk peserta didik yang telah mencapai tujuan pembelajaran. Soal Remedial untuk peserta didik yang belum mencapai tujuan pembelajaran.
109 3. LAMPIRAN A. LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK 1) PERTEMUAN KE-20 Aktivitas 5.4 ▪ Keterampilan Proses Sains ▪ Literasi HOTS ▪ Analisis ▪ Evaluasi ▪ Sintesis SIKAP ▪ Mandiri ▪ Kritis, Kreatif ▪ Kerjasama A) MENGORIENTASI PESERTA DIDIK PADA MASALAH Amatilah gambar berikut. Gambar 1. Ilustrasi teknologi nanorobot dalam darah untuk mendeteksi penyakit (http://1.bp.blogspot.com/-puNzb5iuM-U/Vc8av8g266I/AAAAAAAALn4/- pmPcRYbaL0/s1600/nanoteknologi.jpg) B) MENGORGANISASIKAN KEGIATAN PEMBELAJARAN Berdasarkan gambar dan wacana mengenai ledakan pabrik kimia, jawablah beberapa pertanyaan yang akan dibahas bersama pada kolom di bawah ini.
110 JAWABAN PERTANYAAN 1. 2. Ayo Berlatih Bekerjalah dalam kelompok. Analisislah diagram pada Gambar 1 untuk menjawab pertanyaan berikut dan komunikasikan hasilnya dalam diskusi kelas. (1) Tuliskan 2 contoh sifat yang sangat berbeda antara materi skala nano dengan materi skala makro. (2) Pada ukuran berapakah semakin jelasterlihat sifat spesifik dari atom atau molekul ? C) MEMBIMBING PENYELIDIKAN MANDIRI DAN KELOMPOK Tuliskan jawaban pertanyaan yang telah dibuat pada kolom di bawah ini. D) MENGEMBANGKAN DAN MENYAJIKAN HASIL KARYA PERTANYAAN 1. Apa prinsip kerja nanorobot dalam mendeteksi penyakit dalam darah ? 2. Adakah hubungan antara ukuran parikel dengan luas permukaan pada konsep nanoteknologi ? Jika ada, Jelaskan.
111 E) MENGANALISIS DAN MENGEVALUASI PROSES PEMECAHAN MASALAH Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini, tuliskan kesimpulan Anda. 2) PERTEMUAN KE-21 DAN KE-22 Proyek Literasi SIKAP Mandiri Kreatif Kerja sama Bernalar Kritis A) MENGORIENTASI PESERTA DIDIK PADA MASALAH Indonesia diyakini memiliki kandungan logam tanah jarang melimpah sehingga berpotensi menjadi salah satu pemasok global yang saat ini masih didominasi China. Karakteristik material yang istimewa menjadikan logam tanah jarang sangat industri elektronik, otomotif, perminyakan, kedirgantaraan, dan pertahanan. Saat ini pemerintah JAWABAN PERTANYAAN 1. 2. _
112 39 Y 21 Sc PERTANYAAN 1. Apa sajakah pemanfaatan dari Logam Tanah Jarang selain industri elektronik ? 2. Jenis Logam Tanah Jarang apa yang digunakan dalaam pembuatan baterai ? Indonesia telah memberikan perhatian khusus terhadap perkembangan logam tanah jarang dan menjadikannya sebagai salah satu program prioritas nasional yang tertuang dalam Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional (RPJMN). 57 58 59 60 61 62 63 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu 64 65 66 67 68 69 70 71 Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Gambar 2. Unsur-Unsur Logam Tanah Jarang (Sumber : Dokumentasi Pribadi) Kepala Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), menyatakan bahwa sudah ada pilot plant di Bangka milik PT Timah Tbk untuk pemisahan logam tanah jarang yang berasal dari pasir monasit. Pasir monasit merupakan hasil samping dari penambangan bijih timah yang bersifat radioaktif sehingga harus mendapat rekomendasi dari BATAN. Secara komersial logam tanah jarang dan paduannya banyak digunakan pada perangkat elektronik seperti memori komputer, DVD, ponsel, catalytic converter, magnet, lampu neon, dan baterai isi ulang. Banyak baterai isi ulang yang dibuat dengan senyawa logam tanah jarang. Permintaan baterai didorong oleh kebutuhan untuk pembuatan perangkat elektronik portabel seperti komputer portabel dan kamera. Sejumlah senyawa tanah jarang juga diperlukan sebagai sumber daya pada setiap kendaraan listrik dan kendaraan listrik hibrida. Harapannya adalah produksi logam tanah jarang ikut mampu berkontribusi dalam industri elektronik, baterai, dan untuk mendukung program mobil listrik. B) MENGORGANISASIKAN KEGIATAN PEMBELAJARAN Berdasarkan wacana mengenai unsur-unsur logam tanah jarang, kerjakanlah beberapa pertanyaan yang akan dibahas bersama pada kolom di bawah ini.
113 JAWABAN PERTANYAAN 1. 2. C) MEMBIMBING PENYELIDIKAN MANDIRI DAN KELOMPOK Tuliskan jawaban pertanyaan yang telah dibuat pada kolom di bawah ini. D) MENGEMBANGKAN DAN MENYAJIKAN HASIL KARYA PERTANYAAN 1. Tuliskan lima lambang unsur yang termasuk LTJ beserta nomor atom dan nomor massanya. 2. Deskripsikan partikel subatom (jumlah proton, neutron, dan elektron pada unsurunsur LTJ tersebut. 3. Tuliskan konigurasi elektron masing-maisng unsur yang Kalian pilih menurut diagram teori model atom Bohr (lihat contoh Tabel 5.4 pada buku cetak halaman 112 ). 4. Bagaimana posisi unsur-unsur tersebut dalam tabel periodik unsur (terkait golongan dan periodenya) ? 5. Bagaimana caranya agar unsur-unsur tersebut dapat digunakan sebagai nanomaterial ? Jelaskan konsep yang mendasarinya. Buatlah infografis dari bahan yang mudah Kalian dapatkan. Infografis bisa berupa digital maupun nondigital. Bentuk digital bisa berupa poster, powerpoint, Instagram, tiktok, dan video. Bentuk nondigital disesuaikan dengan bahan-bahan yang tersedia misalnya laporan tertulis, majalah dinding, atau kliping. Komunikasikan produk hasil kerja kelompok Kalian di media sosial, lisan dalam kelas, maupun tertulis disesuaikan dengan kondisi Kalian.
114 E) MENGANALISIS DAN MENGEVALUASI PROSES PEMECAHAN MASALAH Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini, tuliskan kesimpulan Anda.
115 B. PENILAIAN RANAH SIKAP 1) LEMBAR OBSERVASI No Aspek yang dinilai Teknik penilaian Waktu penilaian Instrument 1 Kreatif Pengamatan Proses dan tugas Lembar observasi 2 Kerja sama Pengamatan Proses dan tugas Lembar observasi 3 Mandiri Pengamatan Tugas Lembar observasi 4 Bernalar Kritis Pengamatan Proses Lembar observasi No. Nama Peserta Didik Aspek Sikap yang dinilai Jumlah Skor Skor Sikap Kode Kreatif Nilai Kerja sama Mandiri Bernalar Kritis 1 Richardus Ngabut 2 RUBRIK PENILAIAN SIKAP ASPEK INDIKATOR NILAI Kreatif Peserta didik memiliki rasa ingin tahu 25 Peserta didik tertarik dalam mengerjalan tugas 25 Peserta didik berani dalam mengambil resiko 25 Peserta didik tidak mudah putus asa 25 TOTAL 100 Kerja sama Peserta didik terlibat aktif dalam bekerja kelompok 25 Peserta didik bersedia melaksanakan tugas sesuai kesepakatan 25 Peserta didik bersedia membantu temannya dalam satu kelompok yang mengalami kesulitan 25 Peserta didik menghargai hasil kerja anggota kelompok 25 TOTAL 100 Mandiri Peserta didik mampu memecahkan masalah 25 Peserta didik tidak lari atau menghindari masalah 25 Peserta didik mampu mengambil keputusan 25 Peserta didik bertanggung jawab 25 Bernalar Kritis Peserta didik mampu merumuskan pokok-pokok permasalahan 25 Peserta didik mampu mengungkap fakta yang dibutuhkan dalam menyelesaikan suatu masalah 25 Peserta didik mampu memilih argumen logis, relevan, dan akurat 25 Peserta didik dapat mempertimbangkan kredibilitas (kepercayaan) sumber informasi yang diperoleh. 25 TOTAL 100 SKOR TOTAL 400
116 CATATAN : Kode nilai / predikat : 75,01 – 100,00 = Sangat Baik (SB) 50,01 – 75,00 = Baik (B) 25,01 – 50,00 = Cukup (C) 00,00 – 25,00 = Kurang (K) 2) LEMBAR PENILAIAN DIRI Penilaian tetap bersifat objektif, maka guru hendaknya menjelaskan terlebih dahulu tujuan dari penilaian diri ini, menentukan kompetensi yang akan dinilai, kemudian menentukan kriteria penilaian yang akan digunakan, dan merumuskan format penilaiannya Jadi, singkatnya format penilaiannya disiapkan oleh guru terlebih dahulu. No Pernyataan Ya Tidak Jumlah Skor Skor Sikap Kode Nilai 1 Selama diskusi, saya ikut serta 100 mengusulkan ide / gagasan. 2 Ketika kami berdiskusi, setiap anggota mendapatkan kesempatan 100 250 83,33 SB untuk berbicara. 3 Saya ikut serta dalam membuat 50 kesimpulan hasil diskusi kelompok. CATATAN : 1. Skor penilaian Ya = 100 dan Tidak = 50 2. Skor maksimal = jumlah pernyataan dikalikan jumlah kriteria = 3 x 100 = 300 3. Skor sikap = (jumlah skor dibagi skor maksimal dikali 100) = (250 : 300) x 100 = 83,33 4. Kode nilai / predikat : 75,01 – 100,00 = Sangat Baik (SB) 50,01 – 75,00 = Baik (B) 25,01 – 50,00 = Cukup (C) 00,00 – 25,00 = Kurang (K) 3) LEMBAR PENILAIAN TEMAN SEBAYA Penilaian ini dilakukan dengan meminta peserta didik untuk menilai temannya sendiri. Sama halnya dengan penilaian hendaknya guru telah menjelaskan maksud dan tujuan penilaian, membuat kriteria penilaian, dan juga menentukan format penilaiannya. Nama teman yang diamati : Pengamat : =
117 No Pernyataan Ya Tidak Jumlah Skor Skor Sikap Kode Nilai 1 Mau menerima pendapat teman. 100 350 87,5 SB 2 Memberikan solusi terhadap permasalahan. 100 3 Memaksakan pendapat sendiri kepada anggota kelompok. 50 4 Marah saat diberi kritik. 100 CATATAN : 1. Skor penilaian Ya = 100 dan Tidak = 50 untuk pernyataan yang positif, sedangkan untuk pernyataan yang negatif, Ya = 50 dan Tidak = 100 2. Skor maksimal = jumlah pernyataan dikalikan jumlah kriteria = (3 x 100) + (1 x 50) = 350 3. Skor sikap = (jumlah skor dibagi skor maksimal dikali 100) = (350 : 400) x 100 = 87,5 4. Kode nilai / predikat : 75,01 – 100,00 = Sangat Baik (SB) 50,01 – 75,00 = Baik (B) 25,01 – 50,00 = Cukup (C) 00,00 – 25,00 = Kurang (K) C. PENILAIAN RANAH KETERAMPILAN RUBRIK PENILAIAN UNJUK KERJA ASPEK INDIKATOR NILAI Kesesuaian respon dengan pertanyaan Penggunaan tata bahasa baik dan benar Jawaban yang relevan dengan pertanyaan Menjawab sesuai dengan materi Mengaitkan jawaban dengan kehidupan sehari-hari Aktifitas diskusi Keterlibatan anggota kelompok Aktif bertanya dan menanggapi Mencatat hasil diskusi dengan sistematis Memperhatikan dengan seksama saat berdiskusi Kemampuan Presentasi Dipresentasikan dengan percaya diri Dapat mengemukakan ide dan berargumen dengan baik Manajemen waktu presentasi dengan baik Seluruh anggota kelompok berpartisipasi presentasi Kerjasama dalam kelompok Bersedia membantu orang lain dalam satu kelompok Kesediaan melakukan tugas sesuai dengan kesepakatan Terlibat aktif dalam bekerja kelompok
118 Cu b. SKOR TOTAL SEMUA ASPEK = 1500 KRITERIA PENILAIAN (SKOR) 100 = Sangat Baik 75 = Baik 50 = Kurang Baik 25 = Tidak Baik D. PENILAIAN RANAH PENGETAHUAN A) ASESMEN DIAGNOSTIK 1. ASESMEN NON-KOGNITIF 1) Apa kabar semuanya pada hari ini? 2) Apa saja yang dilakukan sebelum belajar di pagi ini ? 3) Apa harapan kalian setelah mengikuti pembelajaran ini ? 2. ASESMEN KOGNITIF Jenis Soal : Essay 1) Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutron dalam masing-masing atom berikut. 63 127 29 53 2) Berdasarkan ketiga pasangan atom berikut, manakah yang mempunyai sifat kimia yang mirip : Na (Z = 11) dan K (Z = 19) atau C (Z = 6) dan P (Z = 15) atau Ne (Z = 10) dan Cl (Z = 17). Jelaskan alasannya. 3) Jari-jari atom neon (nomor atom 10) adalah 0,51 Å, dan natrium (nomor atom 11) adalah 1,9 Å. Mengapa natrium mempunyai jari-jari yang jauh lebih besar daripada neon, sedangkan muatan intinya lebih besar ? PEMBAHASAN DAN SKOR No. Pembahasan Skor 1 c. 63Cu d. 127I 29 53 p = 29 e = 29 p e = = 53 53 6 n = 63 – 29 n = 127 – 53 = 34 = 74 2 Konfigurasi elektron : 11Na : 2 8 1 19K : 2 8 8 1 = a. I
119 KONVERSI TINGKAT PENGUASAAN : 90 - 100% = Baik Sekali 80 - 89% = Baik 70 - 79% = Cukup < 70% = Kurang = 6C : 2 4 15P : 2 8 5 10Ne : 2 8 17Cl : 2 8 7 Elektron valensi atom natrium sama dengan elektron valensi atom kalium, sehingga keduanya memiliki kemiripan sifat. 6 1 3 Jari-jari atom Natrium (1,9 Å) jauh lebih besar daripada jari-jari atom Neon (0,51 Å). Hal ini disebabkan karena posisi atom Natrium berada dibawah atom Neon dan atom Natrium berada pada bagian kiri tabel pariodik unsur. 5 Skor Total 18 Rumus Penilaian : B) ASESMEN FORMATIF Jenis Soal : Essay 1) Tuliskan lima lambang unsur yang termasuk LTJ beserta nomor atom dan nomor massanya. 2) Deskripsikan partikel subatom (jumlah proton, neutron, dan elektron pada unsur-unsur LTJ tersebut. 3) Tuliskan konigurasi elektron masing-maisng unsur yang Kalian pilih menurut diagram teori model atom Bohr (lihat contoh Tabel 5.4 pada buku cetak halaman 112 ). 4) Bagaimana posisi unsur-unsur tersebut dalam tabel periodik unsur (terkait golongan dan periodenya) ? 5) Bagaimana caranya agar unsur-unsur tersebut dapat digunakan sebagai nanomaterial ? Jelaskan konsep yang mendasarinya. H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
120 PEMBAHASAN DAN SKOR No. Pembahasan Skor 1 5 2 15 No. Nama Unsur Notasi Partikel p n − 1 Skandium 45 21Sc 21 45 – 21 = 24 21 2 Yttrium 89 39Y 39 89 – 39 = 50 39 3 Lantanum 139 57La 57 139 – 57 = 82 57 4 Cerium 140 58Ce 58 140 – 58 = 82 58 5 Praseodymium 141 59Pr 59 141 – 59 = 82 59 6 Neodymium 144 60Nd 60 144 – 60 = 84 60 7 Promethium 145 61Pm 61 145 – 61 = 84 61 8 Samarium 150 62Sm 62 150 – 62 = 88 62 9 Europium 152 63Eu 63 152 – 63 = 89 63 10 Gadolinium 157 64Gd 64 157 – 64 = 93 64 11 Terbium 159 65Tb 65 159 – 65 = 94 65 12 Dysprosium 163 66Dy 66 163 – 66 = 97 66 13 Holmium 165 67Ho 67 165 – 67 = 98 67 14 Erbium 167 68Er 68 167 – 68 = 99 68 15 Thulium 169 69Tm 69 169 – 69 = 100 69 No. Nama Unsur Notasi 1 Skandium 45 21Sc 2 Yttrium 89 39Y 3 Lantanum 139 57La 4 Cerium 140 58Ce 5 Praseodymium 141 59Pr 6 Neodymium 144 60Nd 7 Promethium 145 61Pm 8 Samarium 150 62Sm 9 Europium 152 63Eu 10 Gadolinium 157 64Gd 11 Terbium 159 65Tb 12 Dysprosium 163 66Dy 13 Holmium 165 67Ho 14 Erbium 167 68Er 15 Thulium 169 69Tm 16 Ytterbium 173 70Yb 17 Lutetium 175 71Lu
121 16 Ytterbium 173 70Yb 70 173 – 70 = 103 70 17 Lutetium 175 71Lu 71 175 – 71 = 104 71 3 4 No. Nama Unsur Notasi Letak Skor Golongan Periode 1 Skandium 45Sc 21 III B 4 2 2 Yttrium 89 39Y III B 5 2 3 Lantanum 139La 57 III B 6 2 4 Cerium 140Ce 58 III B 6 2 5 Praseodymium 141Pr 59 III B 6 2 6 Neodymium 144Nd 60 III B 6 2 7 Promethium 145 61Pm III B 6 2 8 Samarium 150 62Sm III B 6 2 9 Europium 152 63Eu III B 6 2 10 Gadolinium 157 64Gd III B 6 2 11 Terbium 159 65Tb III B 6 2 12 Dysprosium 163Dy 66 III B 6 2 13 Holmium 165Ho 67 III B 6 2 No. Nama Unsur Notasi Kulit Skor K L M N O P 1 Skandium 45 21Sc 2 8 8 3 4 2 Yttrium 89 39Y 2 8 18 8 3 5 3 Lantanum 139 57La 2 8 18 18 8 3 6 4 Cerium 140 58Ce 2 8 18 18 8 4 6 5 Praseodymium 141 59Pr 2 8 18 18 8 5 6 6 Neodymium 144Nd 60 2 8 18 18 8 6 6 7 Promethium 145 61Pm 2 8 18 32 1 5 8 Samarium 150 62Sm 2 8 18 32 2 5 9 Europium 152 63Eu 2 8 18 32 3 5 10 Gadolinium 157 64Gd 2 8 18 32 4 5 11 Terbium 159 65Tb 2 8 18 32 5 5 12 Dysprosium 163 66Dy 2 8 18 32 6 5 13 Holmium 165 67Ho 2 8 18 32 7 5 14 Erbium 167 68Er 2 8 18 32 8 5 15 Thulium 169 69Tm 2 8 18 32 8 1 6 16 Ytterbium 173 70Yb 2 8 18 32 8 2 6 17 Lutetium 175 71Lu 2 8 18 32 8 3 6
122 KONVERSI TINGKAT PENGUASAAN : 90 - 100% = Baik Sekali 80 - 89% = Baik 70 - 79% = Cukup < 70% = Kurang Nilai = Skor yang diperoleh Skor total x 100 14 Erbium 167Er 68 III B 6 2 15 Thulium 169 69Tm III B 6 2 16 Ytterbium 173 70Yb III B 6 2 17 Lutetium 175 71Lu III B 6 2 5 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) botom-up yaitu proses sintesis nanopartikel secara kimia dengan melibatkan reaksi kimia dari sejumlah material awal sehingga dihasilkan material lain yang berukuran nanometer. 4 Konsep perubahan sifat material pada ukuran nano didasari oleh dua aspek yaitu : 1) Ukuran material ; 2) Luas permukaan material. 2 Skor Total 66 Rumus Penilaian :
123 C) ASESMEN SUMATIF Jenis Soal : Essay Gambar 3. Hubungan Jari-Jari Atom Terhadap Letak Unsur pada Tabel Periodik (https://cnx.org/resources/1244eb3d86cd0d55eae35c418fe44447025a01e4/CNX_Chem_06_05_Radiigra ph.jpg ) Perhatikan graik pada Gambar 3. Analisis grafik tersebut dalam kerja kelompok lalu diskusikan untuk menjawab pertanyaan berikut : 1) Jelaskan bagaimana kecenderungan jari-jari atom pada unsur-unsur dalam satu golongan dengan bertambahnya nomor atom. 2) Jelaskan bagaimana kecenderungan jari-jari atom pada unsur-unsur dalam satu periode dengan bertambahnya nomor atom. 3) Jelaskan kecenderungan jari-jari atom logam transisi pada periode ke-4 dan ke-5.
124 KONVERSI TINGKAT PENGUASAAN : 90 - 100% = Baik Sekali 80 - 89% = Baik 70 - 79% = Cukup < 70% = Kurang Nilai = Skor yang diperoleh Skor total x 100 JAWABAN DAN PEMBAHASAN No. Pembahasan Skor 1 Kecenderungan jari-jari atom pada unsur-unsur dalam satu golongan adalah makin besar karena bertambahnya kulit atom. Bertambahnya kulit atom berarti juga bertambahnya nomor atom. Kulit atom yang lebih banyak akan menambah panjang jarak antar inti atom terhadap elektron valensi. 3 2 Kecenderungan jari-jari atom pada unsur-unsur dalam satu periode akan makin kecil karena bertambahnya nomor atom. Alasan untuk hal ini adalah meskipun jumlah kulit atomnya sama namun bertambahnya nomor atom menunjukkan jumlah proton juga bertambah. Proton bermuatan positif dan terdapat dalam inti atom. Gaya tarik menarik inti atom terhadap elektron valensi yang bermuatan negatif menjadi lebih kuat sehingga jari-jari atom menjadi lebih pendek. 7 3 Kecenderungan jari-jari atom logam transisi pada: a) Periode ke-4 dari nomor atom 21 ke nomer atom 28 cenderung sedikit memendek kemudian naik sedikit pada nomer atom 29 dan 30 karena efek perisai. Efek ini disebabkan adanya gaya tolak-menolak elektron yang berada pada kulit yang lebih dekat ke inti atom. Gaya tolak ini menyebabkan muatan positif inti berkurang. Hal ini akan menghalangi gaya tarik inti atom itu terhadap elektron di kulit terluar. b) Periode ke-5 dari nomor atom 39 ke nomer atom 44 cenderung sedikit memendek kemudian naik perlahan pada nomer atom 45 hingga 48 karena efek perisai. Efek ini disebabkan adanya gaya tolak-menolak elektron yang berada pada kulit yang lebih dekat ke inti atom. Gaya tolak ini menyebabkan muatan positif inti berkurang. Hal ini akan menghalangi gaya tarik inti atom itu terhadap elektron di kulit terluar. 5 5 Skor Total 20 Rumus Penilaian : Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, maka dapat diteruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Namun jika masih di bawah 80%, maka harus mengulang materi Kegiatan Belajar ini, terutama bagian yang belum dikuasai.
125 KONVERSI TINGKAT PENGUASAAN : 90 - 100% = Baik Sekali 80 - 89% = Baik 70 - 79% = Cukup < 70% = Kurang 15% 5% 10% 55% 15% Katalis Keramik Metalurgi Kaca Lainnya Gambar 4. Bidang Penerapan Logam Tanah Jarang (Sumber : Dokumentasi Pribadi) Nilai = Skor yang diperoleh Skor total x 100 D) SOAL PENGAYAAN Jenis Soal : Essay Logam tanah jarang baru-baru ini mendapatkan perhatian basar dari para ilmuwan di dunia. Gambar 4 menampilkan penerapan logam tanah jarang di berbagai bidang. Pilihlah salah satu bidang lalu carilah berbagai sumber informasi terkait bidang itu. Analisislah sumber informasi tersebut kemudian buatlah ringkasan dengan kalimat yang Kalian susun sendiri. Kemukakan hasilnya secara lisan di depan kelas. JAWABAN DAN PEMBAHASAN Rumus Penilaian :
126 E) SOAL REMEDIAL JENIS SOAL SOAL PG 1. Pada kimia material nanoteknologi terdapat kristal cair yang sangat berpengaruh terhadap sifat yang akan dibuat sesuai keinginan. Kristal cair ini tergantung pada.... a. Tekanan b. Suhu c. Bentuk d. Volume e. Tegangan permukan 2. Kalium mempunyai nomor atom 19 dan nomor massa 39. Jumlah elektron pada ion Kalium adalah .... a. 21 b. 20 c. 19 d. 18 e. 17 3. Unsur lantanida dan aktinida dalam sistem periodik bentuk Panjang terletak pada………. a. Periode 5 golongan IIIB dan periode 6 golongan IIIB b. Periode 6 golongan IIB dan periode 7 golongan IIIB c. Periode 7 golongan IIIB dan periode 6 golongan IIIB d. Periode 6 golongan IIIB dan periode 7 golongan IIIB e. Periode 3 golongan VIB dan periode 4 golongan VIB 4. Unsur-unsur yang terletak satu periode dengan 19V adalah……… a. 6R b. 9S c. 10T d. 17U e. 20W 5. Jika jari-jari atom unsur Li, Na, K, Be, dan B secara acak (tidak berurutan) dalam angstrom (Å) adalah : 2,01 ; 1,23 ; 1,57 ; 0,80 ; dan 0,89, maka jari-jari atom litium adalah……… a. 2,03 b. 1,57 c. 1,23 d. 0,89 e. 0,80
127 Nilai = Skor yang diperoleh Skor total x 100 JAWABAN DAN PEMBAHASAN Nomor Soal Option Jawaban Skor Pembahasan 1 B 1 2 C 1 Jumlah elektron atom dalam keadaan netral sama dengan jumlah proton (nomor atom) dalam hal ini sama dengan 19 3 D 1 Unsur lantanida dan aktinida dalam sistem periodik bentuk Panjang terletak pada Periode 6 golongan IIIB dan periode 7 golongan IIIB 4 E 1 Konfigurasi elektron unsur : 2 8 8 1 Periode 4 Konfigurasi elektron unsur 6R : 2 4 Periode 2 Konfigurasi elektron unsur 9S : 2 7 Periode 2 Konfigurasi elektron unsur 10T : 2 8 Periode 2 Konfigurasi elektron unsur 17U : 2 8 7 Periode 3 Konfigurasi elektron unsur 20W : 2 8 8 2 Periode 4 Unsur-unsur yang terletak satu periode dengan 19V adalah unsur 20W 5 C 1 Urutan jari-jari atom : K > Na > Li > Be > B 2,03 1,23 0,89 1,57 Å 0,80 Å Å Å Å Skor Total = 5 Rumus Penilaian : KONVERSI TINGKAT PENGUASAAN : 90 - 100% = Baik Sekali 80 - 89% = Baik 70 - 79% = Cukup < 70% = Kurang
128 E. KONSEP STRUKTUR ATOM PADA BAHASAN NANOMATERIAL 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 yaitu : (1) Metode top-down Metode top-down merupakan sintesis secara fisika. Pada metode ini partikel besar dipecah menjadi partikel berukuran nanometer. Penggilingan/penggerusan adalah salah satu ciri khas dalam membuat nanopartikel. Ketidaksempurnaan struktur permukaan menjadi kendalanya. Teknik top-down konvensional seperti litografi dapat menyebabkan kerusakan kristalografi yang signifikan pada proses fabrikasi dan cacat tambahan dapat terjadi bahkan selama proses etsa. Misalnya, kawat nano yang dibuat dengan teknik litografi tidak mulus dan mungkin mengandung banyak kotoran dan cacat struktural di permukaan. Ketidaksempurnaan seperti itu akan memiliki dampak yang signifikan pada sifat fisik dan kimia permukaan struktur nano dan material nano, karena rasio volume permukaan atas dalam struktur nano dan material nano sangat besar. Ketidaksempurnaan permukaan akan menyebabkan konduktivitas berkurang karena hamburan permukaan inelastik, yang pada akhirnya menghasilkan panas yang berlebihan dan dengan demikian perlu inovasi ekstra pada desain dan fabrikasi perangkat. Terlepas dari ketidaksempurnaan permukaan dan cacat lain yang mungkin dihasilkan dengan pendekatan top-down, Teknik ini akan terus memainkan peran penting dalam sintesis dan pembuatan struktur nano dan material nano. (2) Metode bottom-up Metode bottom-up merupakan proses sintesis nanopartikel secara kimia dengan melibatkan reaksi kimia dari sejumlah material awal sehingga dihasilkan material lain yang berukuran nanometer. Dispersi koloid adalah contoh metode yang digunakan dengan pendekatan bottom-up. Pendekatan bottom-up sering muncul dalam berbagai literatur nanoteknologi. Sintesis material yang umum adalah untuk membangun atom demi atom dalam skala yang sangat besar, dan telah digunakan di industri selama lebih dari seabad. Contohnya produksi garam dan nitrat dalam industri kimia, pertumbuhan kristal tunggal dan pengendapan film dalam industri elektronik. Untuk sebagian besar bahan, tidak ada perbedaan dalam sifat fisik bahan terlepas dari metode sintesis, asalkan komposisi kimia, kristalinitas, dan mikrostruktur bahan tersebut identik. Pendekatan bottom-up mengacu pada penumpukan material dari bawah: atom-demi-atom, molekul demi molekul, atau cluster by cluster. Dalam ilmu kimia organik, kita tahu polimer disintesis dengan menghubungkan masing-masing monomer. Pada
129 penumbuhan kristal, atom, ion dan molekul akan berkumpul menjadi struktur kristal satu demi satu dimulai dari dasar permukaan substrat. Konsep perubahan sifat material pada ukuran nano didasari oleh dua aspek yaitu ukuran material dan luas permukaan material. 3. UKURAN MATERIAL Kalian 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. Ukuran skala nano (1-100 nm) merupakan ukuran partikel dimana efek kuantum menentukan perilaku dan karakteristik partikel. Pada skala ini, sifat material sangat dipengaruhi ukuran. Sifat nanomaterial seperti titik lebur, konduktivitas listrik, permeabilitas magnetik, warna, dan reaktivitas kimia merupakan fungsi dari ukuran partikel. 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. 4. LUAS PERMUKAAN MATERIAL 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 Kalian 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 sehingga karakteristik nanomaterial meningkat dibandingkan ukuran makroskopisnya. 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.
130 F. GLOSARIUM Etsa : Proses dengan menggunakan asam kuat untuk mengikis bagian permukaan logam yang tak terlindungi untuk menciptakan desain pada logam. Kristalografi : Sains eksperimental yang bertujuan menentukan susunan atom dalam zat padat. Litografi : Sebuah metode untuk percetakan di atas permukaan licin. Metode bottom-up : Proses sintesis nanopartikel secara kimia dengan melibatkan reaksi kimia dari sejumlah material awal sehingga dihasilkan material lain yang berukuran nanometer. Metode top-down : Sintesis nanomaterial secara fisika. Nanomaterial : Aplikasi nanoteknologi yang dipengaruhi oleh ukuran partikel yaitu atom maupun molekul penyusunnya. Substrat : Spesies kimia yang diamati dalam suatu reaksi kimia, yang secara alami adalah organik dan bereaksi dengan pereaksi menghasilkan suatu produk. G. DAFTAR PUSTAKA Puspaningsih, R. Ayuk. Tjahjadarmawan, Elizabeth. Krisdianti, R. Niken. (2021). Ilmu Pengetahuan Alam SMA Kelas X. Jakarta : Pusat Kurikulum dan Perbukuan Badan Penelitian dan Pengembangan dan Perbukuan Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi. Waresindo, William. (2019). Review of Introduction Chapter on Nanomaterial, Nanoscience and Nanotechnology Books. Bandung : Bandung Institute of Technology. Sukiyo. (2016). Uniknya Nanomaterial. [Online]. Diakses : http://www.bbk.go.id/index.php/berita/view/119/Uniknya-Nanomaterial [08 Januari 2022]