Seperti apa bentuk molekul?? – Justice B., umur 6, Wimberley, Texas, Amerika Serikat
Molekul adalah kumpulan atom yang terikat bersama. Molekul membentuk hampir segala sesuatu di sekitarmu seperti kulit kamu, kursi kamu, bahkan makanan kamu.
Mereka bervariasi dalam ukuran, tetapi sangat kecil. Kamu tidak dapat melihat molekul individu dengan mata sendiri atau bahkan mikroskop. Ukurannya 100.000 kali lebih kecil dari lebar sehelai rambut.
Molekul terkecil terbuat dari dua atom yang saling menempel, sedangkan molekul besar dapat berupa kombinasi 100.000 atom atau lebih. Sebuah molekul dapat menjadi pengulangan dari atom yang sama, seperti molekul oksigen yang kita hirup, atau dapat terdiri dari berbagai atom, seperti molekul gula yang terbuat dari karbon, oksigen, dan hidrogen.
Tapi seperti apa bentuk molekul? Semuanya dimulai dari blok bangunan mereka: atom.
Berbeda tapi saling tarik-menarik
Partikel materi yang membentuk atom tidak semuanya sama. Mereka dapat memiliki muatan positif, muatan negatif, atau tanpa muatan. Para ilmuwan menyebutnya proton, elektron, dan neutron.
Neutron tanpa muatan dan proton dengan muatan positif membentuk pusat atom yang berat. Elektron bermuatan negatif mengelilingi pusat kecil ini.
Saat atom saling mendekat untuk berpotensi bergabung dan membuat molekul, elektron negatif di satu atom tertarik ke proton positif di atom lain, dan sebaliknya. Kedua atom saling menyesuaikan diri.
Kamu bisa membandingkannya seperti sedang mencoba memilih tempat duduk di kelas. Ada beberapa aturan yang harus diikuti. Misalnya, kamu harus tinggal di kelas dan tidak bisa duduk di atas seseorang. Mengikuti aturan tersebut, kamu mungkin akan mencoba untuk duduk di sebelah temanmu dan menjauhi musuhmu. Menemukan posisi sempurna agar semua orang di kelas senang sama dengan menemukan posisi sempurna atom dalam molekul. Kadang-kadang, atom tidak dapat menemukan pengaturan yang sesuai sehingga tidak ada molekul yang terbentuk.
Melihat yang tak terlihat
Jika molekul terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang atau bahkan mikroskop yang kuat, bagaimana bisa para ilmuwan melihatnya? Jawabannya adalah mereka telah mengembangkan alat khusus untuk bisa melakukannya.
Salah satu alat menggunakan sinar-X, yang mungkin kamu tau karena dokter menggunakannya untuk melihat tulang di tubuh pasienya. X-ray adalah jenis cahaya yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia, seperti ultraviolet atau cahaya inframerah.
Ketika para ilmuwan menembak sinar-X pada molekul, beberapa terpental. Para ilmuwan dapat merekam sinar-X yang memantul ini dan menggunakan polanya untuk mencari tahu seperti apa molekul individu itu.
Pada tahun 1912, salah satu molekul pertama yang terlihat adalah garam (NaCl) – molekul yang membentuk bahan yang kita semua tahu dan sukai yaitu kentang goreng.
Para ilmuwan telah menemukan metode lain untuk melihat molekul juga. Mirip dengan bagaimana elektron mengubah perilakunya ketika dua atom saling berdekatan, pusat atom juga dapat mengubah perilakunya. Teknik yang disebut resonansi magnetik nuklir mendeteksi perubahan pada pusat atom dan menggunakannya sebagai petunjuk untuk menentukan atom apa itu dekat.
Mikroskop gaya atom bekerja seperti papan loncat tipis yang bergetar saat kamu berjalan dan melompat di atasnya. Tapi papan loncat ini sangat kecil, sangat kecil sehingga muatan negatif di ujungnya akan membengkokkannya ke arah pusat positif atom. Memindahkan papan loncat ini dan mengamati bagaimana ia membengkok dapat menunjukkan lokasi atom dalam sebuah molekul.
Satu lagi teknik yang dikembangkan para ilmuwan untuk melihat molekul disebut mikroskop cyro-electron. Pertama, para ilmuwan membekukan molekul ke suhu yang jauh lebih dingin daripada salju atau es. Kemudian mereka menembakkan elektron ke molekul dan mengumpulkan elektron yang melewatinya untuk membuat gambar. Teknik ini menang hadiah nobel pada tahun 2017
Berbagai bentuk dan ukuran
Jadi seperti apa molekul itu? Mereka terdiri dari kelompok atom, dengan pusat yang mengandung sebagian besar materi, sedangkan sisanya sebagian besar adalah ruang kosong. Setiap atom memiliki posisi tertentu di mana ia merasa bahagia, seperti siswa di kelas itu.
Setiap molekul berbeda – beberapa benar-benar berbeda. Misalnya, benzena berbentuk datar seperti pancake, sedangkan fullerene berbentuk bulat seperti bola. Penguinone dapat digambar agar terlihat seperti penguin, sementara molekul lain tampak benar-benar acak. Tetapi posisi atom dalam molekul tidak pernah acak.
Sementara para ilmuwan tahu seperti apa bentuk molekul, ada beberapa yang masih kami coba cari tahu. Mengetahui jawaban ini dapat mengarah pada temuan bahan dan obat-obatan baru.
Apakah kamu punya pertanyaan yang ingin ditanyakan ke ahli? Minta bantuan ke orang tua atau orang yang lebih dewasa untuk mengirim pertanyaanmu pada kami. Ketika mengirimkan pertanyaan, pastikan kamu sudah memasukkan nama pendek, umur, dan kota tempat tinggal. Kamu bisa:
mengirimkan email redaksi@theconversation.com
tweet ke kami @conversationIDN dengan tagar #curiouskids
DM melalui Instagram @conversationIDN
Arina Apsarini dari Binus University menerjemahkan artikel ini dari bahasa Inggris.