Cacing Tanah

Cacing Tanah (Lumbricus terrestris) umum memakan bahan tanaman mati, mengeluarkan kotoran kaya nutrisi yang memperkaya tanah, dan liangnya mengangin-anginkan tanah dan meningkatkan aliran air. Cacing dianggap bermanfaat bagi beberapa ekosistem tanah terutama di bidang pertanian yaitu membantu terbentuknya kesuburan tanah. Meskipun cacing tanah bisa terancam habitatnya akibat pengolahan tanah pertanian dan penggunaan pestisida tertentu.

Cacing Tanah

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Cacing tanah adalah cacing berbentuk tabung dan tersegmentasi dalam filum Annelida. Habitat cacing tanah berada di dalam tanah yang kondisinya mendukung, maka mereka umumnya ditemukan hidup di tanah, 

Sistem pencernaan berjalan melalui panjang tubuhnya. Memakan bahan organik hidup dan mati. Selain daun, cacing juga suka makan akar tanaman yang sudah membusuk. Selain daun dan akar, cacing juga suka makan makhluk kecil, misalnya: nematoda, protozoa, rotifera, dan bakteri yang ada di dalam tanah. Cacing juga suka makan jamur yang ada di dalam tanah. 

Sistem ekresi cacing tanah memiliki organ ekskresi berupa nefridium. Fungsi nefridium, yaitu: mengeluarkan zat sisa metabolisme dari tubuh.

Sistem reproduksi cacing tanah memang bersifat hermaprodit atau setiap cacing tanah memiliki alat kelamin jantan dan alat kelamin betina sekaligus. Antara 10-14 hari kemudian kokon akan menetas dan menghasikan bibit cacing tanah. Siklus cacing tanah bisa hidup antara 1-5 tahun, namun rata-rata hidup selama 2 tahun. 

Sistem respirasi cacing tanah melakukan respirasi melalui kulitnya, (Wikipedia). 

Nama ilmiah: Lumbricina

Klasifikasi lebih tinggi: Haplotaxida

Tingkatan takson: Subordo

Filum: Annelida

Kelas: Oligochaeta

Ordo: Megadrilacea 

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Kumbang

Kumbang longhorn bunga dewasa menghabiskan musim semi dan musim panasnya dengan memakan nektar dan serbuk sari. Kumbang (dewasa) berperan sebagai pembusuk bahan organik dan meningkatkan kesuburan tanah, sementara larva kumabng membantu membusukan pohon mati. Sumber: oleh Katja Schulz, (Wikimedia).

Kumbang

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Kumbang Longhorn (Cerambycidae), juga dikenal sebagai Kumbang bertanduk. Sebagian besar spesies ciri-ciri antena panjang yang panjangnya lebih panjang dari tubuhnya. Untuk anggota famili antenanya lebih pendek contohnya: Neandra brunnea,

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Kutu (Tungau)

Kutu (Ectocepheus velatus) adalah tungau yang ditemukan di tanah. Tungau dapat menjadi indikator terakhir tanah mengalami gangguan parah dari sebelumnya. Dengan ditemukan tungau indikasi bahwa tanah masih dapat dan perlu rekonstruksi kondisi vegetasi dan lanskapnya seperti sebelumnya. Sumber: https://www.globalsoilbiodiversity.org

Kutu (Tungau)

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Tungau adalah sekelompok hewan kecil bertungkai delapan yang, bersama-sama dengan caplak, menjadi anggota superordo Acarina. Tungau bukanlah kutu dalam pengertian ilmu hewan walaupun sama-sama berukuran kecil (Wikipedia).

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Pillbug

Pillbug (Armadillidium vulgare) ditemukan di seluruh dunia. Kutu pil memakan tanaman mati, biji-bijian dan bahan lain di dalam tanah. Mereka mungkin membatasi berapa banyak karbon yang dilepaskan dari tanah - berpotensi memperlambat perubahan iklim. Sumber: Armadillidium vulgare oleh Franco Folini (Wikimedia).

Pillbug

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Armadillidium vulgare merupakan famili kutu kayu, kelompok krustasea darat dalam ordo Isopoda. Tidak seperti anggota keluarga kutu kayu lainnya, anggota keluarga ini dapat berguling menjadi bola, kemampuan yang mereka miliki kaki seribu, (Wikipedia).

Nama ilmiah: Armadillidium vulgare

Keluarga: Armadillidiidae; Johann Friedrich von Brandt, 1833

Ordo: Isopoda

Kelas: Malacostraca

Filum: Artropoda

Bagian: Crinocheta

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Beruang air

Tardigrades dijuluki "beruang air" dan ditemukan di mana-mana. Mereka makan bakteri dan organisme mikroskopis lainnya. Tardigrades digambarkan sebagai makhluk yang paling sulit di Bumi. Mereka tahan terhadap kekeringan dan dingin yang ekstrim; sering merintis baru, lingkungan yang keras; dan telah bertahan di ruang angkasa . Sumber: SEM citra Milnesium Tardigradum dalam keadaan aktif oleh Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012), (Wikimedia).

Beruang Air

Suber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Tardigrades (Beruang Air) merupakan bagian dari supefilum Ecdysozoa. Tardigrada berukuran sangat kecil dan hidup di air dengan kaki berjumlah delapan. Tardigrada pertama kali dideskripsikan oleh Eprhaim Goeze pada tahun 1773, (Wikipedia).

Nama ilmiah: Tardigrades

Klasifikasi lebih tinggi: Ecdysozoa

Tingkatan takson: Filum

Filum: Tardigrada; Spall., 1777

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Collembola

 

Poduromorpha adalah sejenis collembola, sekelompok invertebrata yang biasa dikenal sebagai springtail. Mereka menggunakan teknik yang canggih untuk mendorong diri mereka sendiri beberapa kali panjang tubuhnya, dan penting dalam proses pembusukan tanah. Sumber: Neanura muscorum oleh Andy Murray, (Wikimedia).

Ekor Pegas (Collembola)

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Ekor-pegas membentuk yang terbesar dari tiga garis keturunan dari hexapoda modern yang tidak lagi dianggap serangga, (Wikipedia)

Nama ilmiah: Collembola

Klasifikasi lebih tinggi: Entognatha

Tingkatan takson: Subkelas

Filum: Arthropoda

Subkelas: Collembola; Lubbock, 1870

Kerajaan: Animalia

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Rotifer

Bdelloidea adalah sejenis rotifer - hewan mikroskopis yang memukul silia mirip rambut di kepala mereka untuk bergerak di air. Mereka tampaknya memainkan peran penting dalam siklus hara di tanah, tetapi ahli ekologi tidak tahu persis apa peran itu. Menariknya, rotifer Bdelloid semuanya betina, dan diperkirakan bertahan hidup tanpa reproduksi seksual selama jutaan tahun. Sumber: Bdelloidea sp (oleh Donald Hobern).

Rotifer

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Rotifera atau rotifer membuat sebuah filum dari hewan pseudoselomata mikroskopis dan dekat mikroskopis. Mereka pertama kali dijelaskan oleh Rev. John Harris pada 1696, dan bentuk lain yang digambarkan oleh Anton van Leeuwenhoek pada 1703, (Wikipedia).

Nama ilmiah: Rotifera

Klasifikasi lebih tinggi: Platyzoa

Tingkatan takson: Filum

Filum: Rotifera; Cuvier, 1817

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Ciliophora

Ciliophora adalah sejenis protista yang biasa ditemukan di tanah yang terutama memakan bakteri. Para peneliti telah mendeskripsikan lebih dari 1.500 spesies ciliophora , meskipun masih banyak lagi yang ada. Beberapa tanah mengandung lusinan spesies di satu tempat. Sumber: Tashiror/Microbewiki

Ciliophora

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Ciliophora, Ciliata, atau Infosoria bergerak dengan silia yang mempunyai bentuk tubuh oval, tidak berubah-ubah, (Wikipedia).

Nama ilmiah: Ciliophora

Klasifikasi lebih tinggi: Alveolata

Tingkatan takson: Filum

Filum: Ciliophora; Doflein, 1901 emend

Kerajaan: Chromalveolata

Domain: Eukaryota

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Jamur Mikoriza

Jamur mikoriza hidup di dalam atau di luar akar tanaman. Jamur membantu tanaman inang memperoleh nutrisi dari tanah dan tanaman menghadiahi jamur dengan gula. Jamur mikoriza arbuskular berkembang biak dengan spora dan termasuk organisme yang paling melimpah di banyak tanah. Sumber: Arbuscular mycorrhizal fungus.

Jamur Mikoriza

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Mikoriza adalah cendawan yang bersimbiosis dengan tumbuhan. Biasanya simbiosis ini terletak di sistem perakaran tumbuhan. Ada juga cendawan yang bersimbiosis dengan cendawan lainnya, tetapi sebutan mikoriza biasanya ditunjukan untuk cendawan yang melakukan simbiosis dengan tumbuhan, (Wikipedia) seperti yang sering kita jumpai pada akar kacang-kacangan. 

Mikoriza

Sumber: https://8villages.com/

Peranan mikoriza bagi tanaman di antaranya:

1. Meningkatkan pertumbuhan tanaman. Seorang peneliti mengatakan bahwa apabila tanaman tahunan tertentu dan diberikan mikoriza, maka tanaman tersebut dapat tumbuh 6-15 kali lebih besar ketika berumur 2 tahun.
2. Meningkatkan ketahanan tanaman terhadap serangan penyakit akar dan serangan nematoda akar. Hal ini karena mikoriza dapat menghasilkan minyak atsiri yang bersifat racun dan mematikan nematoda sekaligus mengambil persediaan makanannya.
3. Meningkatkan kemampuan tanaman dalam menyerap unsur-unsur hara penting yang terdapat dalam tanah, seperti unsur N, P, K, Ca, Cu, Mn, dan Mg. Hal ini karena akar tanaman dibantu oleh miselium jamur mikoriza eksternal dengan memperluas permukaan penyerapan akar. Kerjasama simbiosis mutualisme yang terjadi antara tanaman dan mikoriza dilakukan oleh tanaman dengan memberikan sisa karbohidrat dan gula yang tidak terpakai kepada mikoriza yang kemudian ditukar oleh unsur-unsur tersebut.
4. Memacu produksi ZPT (Zat Perangsang Tubuh) pada akar yang menyebabkan tanaman dapat tumbuh subur dan tidak mudah stres ketika mendapat perlakuan lingkungan yang berbeda.
5. Meningkatkan aerasi dalam tanah. Hal tersebut berhubungan dengan kemampuan mikoriza dalam memperbaiki agregat tanah, sehingga struktur tanah dapat diperbaiki.
6. Memacu perkembangan mikroba saprofit non patogenik (mikroba bermanfaat) di sekitar perakaran sehingga tanaman dapat tumbuh dengan sehat dan subur.

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Nematoda

Nematoda (Acrobeles complexus) adalah atau cacing gelang umumnya di tanah. Nematoda memakan bakteri, yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman dan sering ditemukan pada akar tanaman yang membusuk. Nematoda tanah memakan bakteri lebih dari 3,6 kilometer (2,2 mil) di bawah permukaan bumi. Sumber: Tiago Pereira, UC Riverside.

Nematoda

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Nematoda atau cacing gilig atau cacing gelang merupakan filum Nematoda. Mereka adalah filum hewan yang beragam yang menghuni rentang lingkungan yang sangat luas (Wikipedia). 

Nematoda merupakan spesies terbesar di antara cacing parasite dimana terdapat sekitar 10.000 jenis nematoda yang hidup di segala jenis habitat mulai dari tanah, air tawar, air asin, tanaman dan hewan. Nematoda ada yang bersifat patogen menyerang baik tanaman, hewan maupun manusia

Nematoda memiliki sistem pencernaan yang lengkap, mulai dari mulut, dfaring, esofagus (gelembung faring), usus, dan anus. Usus panjang sebagai tempat penyerapan sari makanan, rektumnya pendek, dan diakhiri oleh anus yang terletak di bagian posterior. 

Nama ilmiah: Nematoda

Klasifikasi lebih tinggi: Ecdysozoa

Tingkatan takson: Filum

Filum: Nematoda; Rudolphi, 1808

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Pseudomonas

Bakteri Pseudomonas aeruginosa dapat menyebabkan penyakit pada manusia, tetapi juga dapat membantu memecah hidrokarbon minyak bumi dan mempercepat pertumbuhan tanaman. Bakteri di tanah juga mengubah nitrogen di atmosfer menjadi amonium, nutrisi tanaman. Sumber: Wikimedia. 

Pseudomonas

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/

Pseudomonas Sp merupakan bakteri hidrokarbonoklastik yang mampu mendegradasi berbagai jenis hidrokarbon (Wikipedia)

Nama ilmiah: Pseudomonas

Klasifikasi lebih tinggi: Pseudomonadaceae

Tingkatan takson: Genus

Ordo: Pseudomonadales

Kelas: Gamma Proteobacteria

Filum: Proteobacteria

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Streptomyces

Bakteri Streptomyces berlimpah di tanah, dan sumber antibiotik terkaya yang diketahui. Mereka menghasilkan molekul yang disebut geosmin, yang berada di balik bau tanah setelah hujan badai - dan rasa bit yang bersahaja. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa di daerah dekat peternakan hewan intensif, antibiotik yang digunakan pada ternak berakhir di tanah dan berdampak pada bakteri dan komunitasnya. 

Streptomyces

Sumber: https://ensia.com/photos/soil-biodiversity/ 

Streptomyces adalah bakteri gram positif yang menghasilkan spora yang dapat ditemukan di tanah. Bakteri ini nonmotil dan berfilamen. Selain ditemukan pada tanah, bakteri ini juga dapat ditemukan pada tumbuhan yang membusuk(Wikipedia)

Nama ilmiah: Streptomyces

Klasifikasi lebih tinggi: Streptomycetaceae

Ordo: Actinomycetales

Tingkatan takson: Genus

Kelas: Actinobacteria

Filum: Actinobacteria

Kembali ke Tanah dan Keberlangsungan ...

Tanah dan Keberlangsungan Kehidupan

Ada apa dengan tanah? mengapa kita capek-capek belajar tentang tanah? Tuhan menciptakan planet bumi sebagai temapat keberlangsungan mahluk hidupm maka kita sudah wajar bila kita harus bersyukur kita hidup di dunia selalu dicukupi keperluan kita. Dimana di bumi keberlangsungan kehidupan mahluk sangat ditopang oleh oksigen, air, dan batuan. Tanah merupakan salah satu bentuk batuan penyusun bumi namun tanah berukuran lebih kecil dari batuan lainnya di bumi. Tanah memiliki beberapa karakteristik sehingga tanah tertentu memiliki manfaat bagi kehidupan mahluk hidup.

Untuk kali ini kita dapat melakukan pengamatan di sekitar kita dimana saja baik kebun, di sawah, di sungai, di rawa-rawa, dan di gunung baik secara berkelompok atau secara mandiri. Adakah mahluk hidup yang kita jumpai? dan mengapa mahluk hidup itu bisa bertahan di tempat tersebut? Ya... tentunya kita akan menjumpai sejumlah mahluk hidup baik yang berupa tumbuhan dan hewan. Disini tanah mempunyai peran penting dalam mendukung keberlangsungan kehidupan mahluk. 

Lapisan Tanah

Sumber: Pelajaran.co.id

Tanah merupakan tempat tinggal berbagai mahluk hidup yang memberi manfaat bagi kehidupan manusia. Tanah diperlukan tumbuhan sebagai media tanam yang menyediakan unsur hara dan air. Bahkan, beberapa jenis tumbuhan membutuhkan keberadaan bakteri tanah untuk membantu mengikat Nitrogen bebas dari udara. 

Dapatkah Ananda menyebutkan jenis tumbuhan yang mempunyai ketergantungan terhadap bakteri tersebut? Diketahui juga bahwa fungsi tanah dalam menunjang kehidupan dapat melalui penyediaan tempat hidup bagi hewan, tumbuhan, dan bakteri, serta sebagai penyedia bahkan penyaring air. 

Jadi peran tanah adalah sebagai tempat tinggal organisme baik yang bersifat makroorganisme maupun bersifat mikroorganisme.  Beberapa makroorganisme yang hidup di dalam tanah seperti: cacing, semut, rayap, lipan, dll. Selain hewan, Kitaa juga menemukan jamur yang tumbuh di tumpukan sampah atau sisa tumbuhan. 

Organisme mikroskopis tanah hanya dapat kita amati menggunakan mikroskop, misalnya: fungi atau bentuk simbiosisnya yang berupa protozoa dan bakteri dengan beragam jenisnya. Berikut ini organisme yang ditemukan di tanah yang berfungsi menjaga kesuburan tanah.

Sumber: www.spiritofchange.org/ 

Setiap organisme mempunyai peran penting menjaga kesuburan tanah. Masing-masing peran atau fungsi dari organisme tersebut (silahkan klik link organisme berikut): Streptomyces, Pseudomonas, Nematoda, Jamur Mikoriza, Ciliopora, Rotifer, Collembola, Beruang air, Pillbug, Kutu, Kumbang, dan Cacing tanah. Salah satu organisme tanah yang mempunyai peran sangat penting adalah cacing tanah. Mengapa demikian?

- https://www.spiritofchange.org/some-of-the-billions-of-organisms-that-keepour-soil-healthy/ 

Prinsip Pembentukan Molekul

 Unsur-unsur dalam tabel tersebut ternyata tidak stabil. Hanya unsur pada golongan VIII (gas mulia) saja yang stabil. Agar mencapai kesetabilan, maka atom-atom dari unsur tersebut akan berikatan dengan atom dari unsur lain. 

Unsur-unsur di alam ini cenderung menuju kesetabilan yaitu konfigurasi elektron yang dimiliki oleh gas mulia. Karena seluruh unsur gas mulia memiliki 8 elektron valensi, kecuali helium (He) hanya memiliki 2 elektron valensi. Untuk membentuk konfigurasi elektron yang stabil atom-atom dari suatu unsur cenderung berikatan dengan atom yang lain dengan cara melepas elektron yang dimiliki, menerima elektron dari atom lain, atau menggunakan elektron secara bersama-sama. 

Ikatan Ion. 

Tahukan garam dapur yang menjadi bagian resep masakan di rumah, merupakan senyawa ionik? Unsur penyusun garam adalah Natrium (Na) dan Klor (Cl), keduanya berikatan secara ionik. Natrium cenderung melepaskan satu elektron valensi pada kulit ke 3 agar menyerupai konfigurasi elektron Neon. Elektron ini diberikan pada Klor yang hanya memiliki 7 elektron valensi. Untuk stabil Klor membutuhkan tambahan satu elektron agar meyerupai konfigurasi Argon.

Sumber: Dirjen Pendidikan Menengah (2021)

Kehilangan satu elektron menyebabkan, Natrium bermuatan positif (kation), sebaliknya Klor bermuatan negatif (anion) karena mendapatkan tambahan satu elektron. Perbedaan muatan inilah yang menyebabkan adanya gaya elektrostatis yang mengikat kedua atom. Kation dan anion tersusun selang-seling secara teratur membentuk kristal garam. 

Ikatan Kovalen 

Cara lain agar atom menjadi stabil adalah membentuk ikatan dengan pemakaian bersama elektron-elektron yang dimiliki. Cara ini disebut dengan ikatan kovalen. Pembentukan molekul Asam Klorida (HCl) merupakan contoh ikatan kovalen. Ikatan kovalen banyak ditemukan dalam makhluk hidup. 

Molekul organik berbasis karbon seperti DNA dan protein memiliki ikatan kovalen. Atom hidrogen hanya memiliki satu elektron valensi. Untuk stabil menyerupai konfigurasi Helium, atom hidrogen membutuhkan tambahan satu elektron. Demikian juga klor, agar stabil membutuh tambahan satu elektron. Kedua atom ini berikatan dengan membagi elektronnya untuk dipakai bersama-sama. Pada ikatan ini hanya ada sepasang elektron yang dipakai bersama. Oleh karena itu ikatan tersebut dinamakan ikatan kovalen tunggal. 

Sumber: Dirjen Pendidikan Menengah (2021)

Pasangan elektron yang dipakai bersama tidak hanya satu pasang, melainkan dapat sampai beberapa pasang, contoh ikatan kovalen yang lainnya: 

Sumber: Dirjen Pendidikan Menengah (2021)

Kembali ke Sifat Bahan ... .

Partikel Sub Atom

Pada modul sebelumnya kita telah memahami bahwa atom bukanlah bagian terkecil dari benda. Atom masih dapat dibagi-bagi lagi menjadi partikel yang lebih kecil yaitu proton, elektron, dan neutron. Masih ingatkah tentang teori perkembangan atom? Atom seperti tata surya kita, dimana inti atom terdiri dari proton dan neutron merupakan pusat atom, sedangkan elektron berputar mengelilingi atom dengan tingkatan energi tertentu, yang kita kenal dengan Atom Model Bohr.

Sumber: Dirjen Pendidikan (2021)

Pada atom Litium memiliki 3 elektron, 3 proton, dan 4 neutron. Elektron dari atom litium berputar mengelilingi inti dalam dua orbit atau kulit. Dua elektron berada dalam orbit pertama dan satu elektron pada orbit kedua. Orbit atau lintasan menggambarkan energi yang dimiliki oleh elektron. Elektron yang memiliki orbit dekat dengan inti memiliki energi yang lebih rendah dibandingkan dengan elektron yang orbitnya jauh dari inti. 

Untuk memudahkan mengidentifikasi jumlah partikel-partikel sub atom maka, lambang unsur dapat dituliskan dalam bentuk sebagai berikut

Nomor atom menggambarkan jumlah proton dan jumlah elektron yang dimiliki oleh suatu unsur. Sedangkan selisih nomor massa dan nomor atom menunjukkan jumlah neutron yang dimiliki oleh suatu unsur tersebut. 

Unsur litium dan partikel sub atomnya dapat dinyatakan dalam bentuk Li. Dapatkah kita  menentukan nomor massa dan nomor atom unsur Litium di atas? Bagaimana menentukan jumlah elektron, proton, dan neutron atom litium dari informasi tersebut? Pada saat kita duduk di kelas VII pernah mempelajari penggolongan unsur-unsur dalam sistem periodik unsur bukan? Penggolongan tersebut berdasarkan pada konfigurasi elektron yang dimiliki oleh atom suatu unsur. 

Kembali ke Sifat Bahan ... .

Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron adalah cara penyusunan elektron-elektron dalam suatu atom yang digunakan sebagai dasar penempatan suatu unsur dalam tabel Sistem Periodik Tabel. 

Atom Model Bohr menjelaskan bahwa tiap lintasan kulit terdapat sejumlah elektron yang berbeda-beda. Berdasarkan aturan Pauli jumlah elektron tiap kulitnya sebagai berikut: 

• Kulit pertama, kulit K memiliki maksimum 2 elektron, 
• Kulit kedua,  kulit L memiliki maksimum 8 elektron, 
• Kulit ketiga, kulit M memiliki maksimum 18 elektron dan 
• Kulit keempat, kulit N memiliki maksimum 32 elektron. 

Perhatikan konfigurasi Elektron atom Litium dimana atom Litium memiliki dua orbit K dan L: 

Sumber: Dirjen Pendidikan (2021).

Orbit elektron ditandai dengan huruf kapital yaitu K, L, M, N, dan seterusnya. Orbit K adalah orbit yang paling dekat dengan inti atom. Atom Litium hanya memiliki dua orbit yaitu K dan L. Orbit paling luar yaitu L hanya ditempati oleh satu elektron. Elektron yang terletak pada orbit paling luar disebut elektron valensi. Jumlah elektron valensi menunjukkan golongan suatu unsur, sedangkan jumlah orbit yang dimiliki suatu unsur menunjukkan letak baris atau periode suatu unsur dalam  tabel periodik. Elektron Valensi juga berperan suatu unsur melepas atau menerima elektron dari unsur lain untuk meniru kesetabilan dalam pembentukan mulekul. Perhatikan potongan tabel Sistem periodik di bawah ini.

Sumber: Dirjen Pendidikan (2021).

Dengan demikian  Litium berada pada golongan IA dan periode 2. Penjelasan posisi litium dalam sistem periodik tersebut adalah  sebagai berikut "Jumlah elektron valensi atom Litium adalah satu, maka atom Litium berada pada golongan 1 A. Sedangkan jumlah orbit elektronnya 2 yaitu orbit K dan L, maka unsur Litium ditempatkan pada baris atau periode 2".

Dengan cara yang sama tentukan kedudujan unsur berikut dalam tabel periodik dengan cara melihat gambar berikut:

Sumber: Dirjen Pendidikan (2021).

Berikut disampaikan konfigurasi elektron dari unsur beberapa unsur dalam bentuk tabel: 

Sumber: Dirjen Pendidikan (2021).

Dari Tabel kofigurasi elektron, kita dapat menetukan sebuah unsur berada Golongan berapa dan periode berapa di dalam tabel periodik? Selamat mencoba...!

Kembali ke Sifat Bahan ... .

Atom Modern (Mekanika Gelombang)

Setelah abad ke-20, pemahaman mengenai atom makin terang benderang. Atom tersusun atas partikel sub atom yaitu neutron (n), proton (p), dan elektron (e). Neutron dan proton menjadi satu membentuk inti yang padat disebut nucleus atau inti atom. Elektron bergerak disekeliling inti hampir dalam kecepatan cahaya membentuk awan elektron. Model atom modern yang kita yakini sekarang, telah disempurnakan oleh Erwin Schrodinger pada 1926. 

Sumber: Kemendikbud 2015

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 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 elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektrin. 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. Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut sebagai model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku hingga saat ini.

Kembali ke Sifat Bahan ... .

Atom Model Bohr

Niels Bohr, ahli fisika dari Denmark adalah ilmuwan pertama yang mengembangkan teori struktur atom pada 1913.

Teori tentang sifat atom yang didapat dari pengamatan Bohr:

1. Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.
2. Elektron bisa berpindah dari satu lintasan ke lintasan yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingge energi elektron atom itu tidak akan berkurang
3. Jika berpindah ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi. Jika berpindah ke lintasan yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi.
4. Kedudukan elektron-elektron pada tingkat-tingkat energi tertentu-tertentu yang disebut kulit-kulit elektron.

Model Atom Bohr menunjukkan bahwa atom terdiri atas inti yang menjadi pusat massa atom dan pusat muatan positif. Sedangkan elektron bergerak disekeliling inti pada lintasan tertentu (orbit) yang disebut kulit-kulit atom. Selama elektron mengelilingi inti, electron tidak memancarkan energi. Susunan elektron pada kulit dijelaskan pada konfigurasi elektron.

Kelemahan Model Atom Bohr  disempurnakan dengan Model Atom Modern yang di kemukakan oleh Erwin Schrodinger pada 1926 yang dikenal dengan Mekanika Gelombang.

Kembali ke Sifat Bahan ... .

Atom Model Ernest Rutherford

Ernest Rutherford, ahli fisika kelahiran Selandia Baru adalah salah satu tokoh yang berjasa dalam pengembangan model atom. Rutherford membuat model atom seperti tata surya. Atom adalah bola berongga yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. 

Sumber: Kemendikbud

Inti atom bermuatan positif. Selain itu, massa atom terpusat pada inti atom. Model ini seperti planet mengelilingi matahari, namun model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi jika pindah lintasan. Ini menyebabkan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti. kelemahan ini disempurnakan dengan Model Atom Bohr.

Ernest Rutherford telah berjasa mengenalkan konsep lintasan atau kedudukan elektron yang disebut kulit atom.

Kembali ke Sifat Bahan ... .

Atom Model Joseph John Thomson

Pada awal abad ke-20. 

Joseph John Thomson menggambarkan atom seperti bola roti dengan taburan kismis. Bola itu padat dan bermuatan positif. Di permukaannya, tersebar elektron yang bermuatan negatif. Thomson membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom sekaligus mematahkan Teori Atom Model Demokritos dan Dalton. Kesamaannya atom adalah partikel terkecil. Kelemahan Atom Model JJ Thomson tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam atom itu sendiri dan disempurnakan dengan Model Atom Ernest Rhuterford.

Kembali ke Sifat Bahan ... .

Atom Model John Dalton

John Dalton (1776-1844) 

Sumber: Kompas.com

Ilmuwan yang pertama mengembangkan model atom pada 1803 hingga 1808 adalah John Dalton. Hipotesis Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti bola tolak peluru. 

Sumber: Kemendikbud.

"Atom sebagai bola pejal dan merupakan bagian terkecil dari suatu benda yang tidak dapat dibagi lagi. Setiap unsur terdiri atas atom-atom yang identik satu sama lain. Atom-atom dari unsur berbeda mempunyai atom berbeda. Atom-atom dapat bergabung dengan perbandingan tertentu membentuk senyawa", Kemendikbud (2015).

Teori atom Dalton beranggapan bahwa: 

1. Semua benda terbuat dari atom 
2. Atom-atom tidak dapat dibagi maupun dipecah menjadi bagian lain 
3. Atom-atom tidak dapat dicipta maupun dihancurkan 
4. Atom-atom dari unsur tertentu adalah indentik satu terhadap lainnya dalam ukuran, massa, dan sifat-sifat yang lain, namun mereka berbeda dari atom-atom dari unsur-unsur yang lain 
5. Perubahan kimia merupakan penyatuan atau pemisahan dari atom-atom yang tak dapat dibagi, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan

Kelemahan Teori Atom Dalton:

Teori 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. Kelemahannya disempurnakan Model Atom JJ. Thomson. 

Kembali ke Sifat Bahan ... .

SIFAT BAHAN

Tuhan Maha Besar yang telah menciptakan alam ini lengkap dengan berbagai zat.benda yang berfungsi untuk menjaga kelangsungan hidup berbagai makhluk hidup. Tuhan juga telah menciptakan berbagai proses yang dibutuhkan oleh makhluk hidup untuk menjalankan kehidupannya. 

Zat/benda di alam dapat berupa benda mati dan makhluk hidup, Mulai dari yang paling kecil berupa atom, mulekul, dan senyawa. 

Sumber: https://www.bukalapak.com

Setiap zat/benda tersusun atas partikel-partikel berupa atom atau molekul. Tahukah bahwa intan dan grafit disusun oleh partikel-partikel yang sama yaitu karbon? Meskipun tersusun dari atom-atom yang sama, intan dan grafit memiliki karakterisik yang berbeda. Selain berupa kristal yang indah, intan juga memiliki tekstur sangat keras dengan titik didih tinggi dan tidak menghantarkan listrik. Karena sifatnya ini, intan bernilai jual tinggi. Sebaliknya grafit teksturnya tidak begitu keras. Grafit banyak dimanfaatkan untuk bahan pembuat pensil seperti yang kita pakai untuk menulis setiap hari di kelas. pada pokok bahasan ini kita akan coba bagaimana kita mengetahui model atom, mengidentifikasi bagian-bagian atom, mengidentifikasi sifat-sifat fisik: bahan serat, karet, tanah liat, kaca/gelas, plastik, dan  logam melalui penyelidikan, mengidentifikasi pemanfaatan bahan dalam kehidupan sehari-hari, dan pengaruh bahan tertentu terhadap kesehatan manusia, serta menyajikan karya ide kreatif pemanfaatan bahan serat, karet, tanah liat, kaca/gelas, plastik, dan  logam

ATOM

Istilah atom berasal dari kata sifat dari bahasa Yunani Kuno, atomos, yang berarti "tidak dapat dibagi". Para kimiawan pada abad ke-19 mulai menggunakan istilah ini untuk menjelaskan berat relatif dari satuan massa pada setiap unsur kimia, setiap kelipatannya membentuk sebuah rumus yang menentukan susunan gravimetri dari molekul yang ada pada senyawa kimia. Sekitar masa pergantian abad ke-20, para fisikawan menemukan bahwa atom yang tidak dapat dipecah sebenarnya gabungan berbagai partikel sub atom terutama: elektron, proton dan neutron yang dapat ada secara terpisah dari satu sama lain.  

Melalui berbagai eksperimen menggunakan elektromagnetisme dan peluruhan radioaktif. Bahkan, pada suatu keadaan ekstrem tertentu, seperti bintang neutron yang memiliki suhu dan tekanan ekstrem, atom tidak dapat terbentuk sama sekali. Karena atom yang ditemukan dapat dibagi, fisikawan kemudian menciptakan istilah "partikel elementer" untuk menyebut partikel yang "tak bisa dibagi". Bidang ilmu yang mempelajari partikel subatomik adalah fisika partikel, dan di bidang ini para fisikawan berharap dapat menemukan sifat dasar sejati suatu materi yaitu atom.

Model Atom 

Konsep atom sebagai partikel terkecil di alam semesta, dicetuskan oleh Demokritos di masa Yunani Kuno. Namun karena teori itu tak disertai penelitian ilmiah, banyak ilmuwan yang meragukan dan meneliti kebenarannya. Baru pada abad ke-19, atom diteliti secara ilmiah. Dilansir dari Kompas.com (2021), sebagai berikut perkembangan teori atom tersebut: Atom Model Dalton, Atom Model Joseph John Thomson, Atom Model Rutherford, Atom Model Bohr, dan  Atom Modern.

Konfigurasi Elektron 

Konfigurasi elektron adalah cara penyusunan elektron-elektron dalam suatu atom yang digunakan sebagai dasar penempatan suatu unsur dalam tabel Sistem Periodik Tabel. Untuk lebih jelasnya dalam mempelajari konfigurasi elektron sebuah unsur silahkan klik link berikut konfigurasi elektron. 

Partikel Sub Atom 

Partikel Sub Atom adalah bagian-bagian penyusun atom. Setelah ditemukan bagian-bagian atom maka konsep atom semakin berkembang mulai dari pendefinisian awal oleh Daton dengat Atom Model Dalton, Atom Model Joseph John Thomson, Atom Model Rutherford, dan Atom Model Bohr bahwa atom tersusun dari inti atom dan kulit atom. Inti yang dibentuk oleh Proton dan Netron sedangkan kulit atom terbentuk dari Elektron. 

Unsur adalah spesies atom yang memiliki jumlah proton sama dengan nomor atom (Z). Unsur yang sudah ditemukan sebanyak 118 buah, yang terdiri 94 unsur  alami di bumi dan sisanya unsur sintetis. Semua unsur yang sudah ditemukan berupa unsur-unsur dalam tabel periodik.

Unsur Penyusun Materi 

Salah satu cara mengetahui unsur-unsur yang terkandung pada materi dapat kita lakukan dengan cara yang sederhana yaitu dengan bantuan panca indra kita. Materi jika dibakar akan memancarkan warna cahaya, bau, dan imbulnya gas yang mencerminkan partikel-partikel penyusun materi. Berikut penyebab perbedaan sifat tiap materi klik di sini!.

BIO TEKNOLOGI

 

Prinsip dasar bioteknologi

Bioteknologi adalah penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, ilmu rekyasa, serta ilmu lainnya dalam pengolahan bahan yang memanfaatkan organisme untuk menghasilkan produk maupun jasa yang bermanfaat bagi manusia.

 

     Bioteknologi konvensional

Dikenal dengan bioteknologi tradisional, karena: 

1) masih menggunakan teknik dan peralatan sederhana; 

2) memanfaatkan mikroorganisme, 

3) proses biokimia, dan proses genetik alami sebagai perubah bentuk maupun merubah kandungan gizi (Fermentasi).

 

-        Ciri-cirinya:

1.     Biaya murah

2.     Tehnologi dan peralatan masih sederhana

3.     Pengaruh jangka panjang sudah diketahui

4.     Perbaikan genetic tidak terarah

5.     Proses belum steril sehingga hasil belum menjamin

6.     Belum ada kajian secara ilmiah

7.     Proses produksi dalam sekala kecil

8.     Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya.

 

-        Produk bioteknoogi konvensional bidang pangan antara.lain:

1.     Tempe        ==>  bantuan kapang Rhizopus sp

2.     Kecap        ==>  jamur Aspergillus oryzae

3.     Taoco        ==>  jamur Rhizopus sp

4.     Tapai          ==>  bantuan ragi tapai, jamur Saccharomyces cerevisiae

5.     Roti            ==>  bantuan khamir atau yeast (Saccharomyces cerevisiae)

6.     Keju          ==>  bantuan bakteri asam lkatat (Lactobacilus bulgaricus dan Streptococus thermophiles)

7.     Mentega    ==>  bantuan bakteri Strepococus lactis

8.     Yoghurt      == > bantuan bakteri asam laktat, Rhizopus sp

9.     Nata de coco => bakteri Acetobakter xylinum

10.  Acar          ==>  bantuan bakteri: Streptococcus sp, Lactobacillus sp., dan Pediococcus sp.

11.  Antibiotik    == > bantuan mikroorganisme (jamur) misalnya jamur Penicillum notatum.

 -        Produk bioteknoogi konvensional bidang lingkungan antara.lain:

1.   Pengolah limbah

2.   Penghasil energi

3.    Pemisah logam dari bijinya

 -        Produk bioteknoogi konvensional bidang Kesehatan antara.lain:

1.   Antibiotik 

2.   Vaksinasi Konvensional 

Bioteknologi Modern

-        Bioteknologi Modern lebih melibatkan rekayasa genetika, yaitu dengan proses manipulasi susunan genetik mikroba yang dimanfaatkan, dengan cara memotong atau menyisipkan gen.

 -      Ciri-cirinya

1.   Peralatan yang digunakan canggih 

2.   Proses dilakukan dengan teknik rekayasa genetika

3.   Proses dilakukan dalam kadaan steril sehingga hasilnya berkuwalitas

4.   Jumlah produknya yang dihasilkan dalam skala besar

5.   Biaya produksi mahal

-        Produk bioteknoogi Modern bidang Pertanian antara.lain:

1.   Jagung monokultur, kedelai unggul, buah tanpa biji

-        Produk bioteknoogi Modern bidang Perternakan antara.lain:

1.   Domba dengan Gen Faktoral VIII

2.   Sapi dengan Gen laktoferin

3.   Sapi tan penyakit

4.   Telor ayam rendah kolesterol 

-        Produk bioteknoogi Modern bidang Kesehatan antara.lain:

1.   Insulin

2.   Vaksin Trangenik

3.   Antibodi monoklonal

Dampak Negatif Penerapan Bioteknologi 

Bioteknologi disamping memberikan berbagai keuntungan penerapan bioteknologi juga menimbulkan kerugian. Kerugian dari penerapan bioteknologi pada lingkungan, kesehatan dan sosial ekonomi yaitu:

Dampak negatif penerapan bioteknologi pada Lingkungan antara.lain:

1.  Kontaminasi gen tanaman alami oleh tanaman transgenik.

2. Hilangnya plasma nutfah karena organisme lokal (bukan organisme transgenik) semakin tersingkir dan langka di lingkungan.

3.  Munculnya hama baru yang lebih kuat daripada hama sebelumnya sehingga akan mengganggu keseimbangan ekosistem

Dampak negatif penerapan bioteknologi pada Kesehatan antara.lain

1. Memicu timbulnya penyakit pada seseorang yang sensitif terhadap zat yang dihasilkan oleh organisme transgenik.

2.  Seseorang menjadi resistan terhadap beberapa jenis antibiotik tertentu.

Dampak negatif penerapan biotehnologi di bidang sosial ekonom antara lain

1.  Petani dan peternak tradisional kalah bersaing dengan petani dan peternak modern dalam pemasaran hasil panen karena tidak mempunyai modal untuk mengembangkan produk transgenic. Dan pada akhirnya menimbulkan kesensjangan social