Menu Close
Tiga belas bentuk bulat dalam pola yang teratur.
Sebuah molekul nanographene dicitrakan oleh mikroskop gaya atom nonkontak. Patrik Tschudin/gross3HR/Wikimedia Commons

Seperti apa bentuk molekul?

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.

Sebuah atom emas memiliki pusat padat yang terbuat dari 79 proton dan 118 neutron, dengan awan 79 elektron yang lebih menyebar di sekitarnya. Ilustrasi yang dibuat oleh Galarza Creador.

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.

A diagram showing a round single atom, top. Below are two atoms stretched into oval shapes, with the positive part of one drawn to the negative part of the other.
Ketika sebuah atom sendirian, elektron negatif yang mengelilingi pusatnya simetris. Saat dua atom mendekat, elektron negatif dari satu atom bergerak menuju pusat positif atom lainnya. Christine Helms, CC BY-SA

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.

A scattering of black dots on a white background.
Sinar-X yang memantul dari atom dalam molekul protein membentuk titik-titik hitam pada gambar di atas. Lokasi titik-titik ini memberi tahu para ilmuwan bagaimana atom disusun dalam molekul. Del45/Wikimedia Commons, CC BY

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.

Animasi yang menunjukkan cara kerja mikroskop gaya atom.

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.

Side by side diagram of a flat molecule and a round molecule.
Diagram atom-atom penyusun molekul benzena, kiri, dan fullerena, kanan. Jynto (left) Benjah-bmm27 (right)/Wikimedia Commons

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:


Arina Apsarini dari Binus University menerjemahkan artikel ini dari bahasa Inggris.

This article was originally published in English

Want to write?

Write an article and join a growing community of more than 153,000 academics and researchers from 4,487 institutions.

Register now