Teori Kinetik Zat

 

Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil. Menurut definisi ini, molekul berbeda dengan ion poliatomik. Dalam kimia organik dan biokimia, istilah molekul digunakan secara kurang kaku, sehingga molekul organik dan biomolekul bermuatan pun dianggap termasuk molekul.
Dalam teori kinetika gas, istilah molekul sering digunakan untuk merujuk pada partikel gas apapun tanpa bergantung pada komposisinya. Menurut definisi ini, atom-atom gas mulia dianggap sebagai molekul walaupun gas-gas tersebut
terdiri dari atom tunggal yang tak berikatan.^[
Sebuah molekul dapat terdiri atom-atom yang berunsur sama (misalnya oksigen O₂), ataupun terdiri dari unsur-unsur berbeda (misalnya air H₂O). Atom-atom dan kompleks yang berhubungan secara non-kovalen (misalnya terikat oleh ikatan hidrogen dan ikatan ion) secara umum tidak dianggap sebagai satu molekul tunggal.
Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Sekumpulan atom demikian pula dapat berikatan satu sama lainnya, dan membentuk sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagai ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron yang terdapat pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.
Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani (ἄτομος/átomos, α-τεμνω), yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep atom sebagai komponen yang tak dapat dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani. Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa 'atom' tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang digunakan para fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom.
Dalam pengamatan sehari-hari, secara relatif atom dianggap sebuah objek yang sangat kecil yang memiliki massa yang secara proporsional kecil pula. Atom hanya dapat dipantau dengan menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop gaya atom. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom,^{[catatan 1]} dengan proton dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak stabil, yang dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi, yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti.  Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur, dan memengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.
Energi molekul dinyatakan dalam energi translasi, rotasi, getaran (vibrasi) dan elektronik, untuk setiap jenis energi ini terdapat tingkat-tingkat energi. Energi translasi molekul adalah energi kinetik molekul yang disebabkan oleh perpindahan molekul tersebut dari satu tempat ke tempat lain di dalam ruangan. Energi rotasi molekul adalah energi kinetik molekul yang disebabkan oleh rotasi pada sumbu yang melalui titik berat, sedangkan energi vibrasi molekul adalah energi kinetik dan energi potensial molekul yang disebabkan oleh gerakan getaran. Atom di dalam molekul dapat dipandang sebagai titik massa yang satu dengan lainnya terikat oleh ikatan kimia yang berlaku seperti pegas. Energi getaran (vibrasi) adalah tercatu dan menimbulkan spektrum absorbsi dalam daerah inframerah. Energi elektronik molekul adalah energi molekul yang disebabkan oleh energi potensial dan kinetik elektronnya

Hukum boyle

Robert Boyle menyatakan tentang sifat gas bahwa massa gas (jumlah mol)dan temperatur suatu gas dijaga konstan, sementara volume gas diubah ternyata tekanan yang dikeluarkan gas juga berubah sedemikian hingga perkalian antara tekanan (P) dan volume (V) , selalu mendekati konstan. Dengan demikian suatu kondisi bahwa gas tersebut adalah gas sempurna (ideal).

Kemudian hukum ini dikenal dengan Hukum Boyle dengan

persamaan :

RUMUS:

P1V1 = selalu konstan

Atau , jika P1 dan V1 adalah tekanan awal dan volume awal,sedangkan P2 dan V2 adalah tekanan dan volume akhir, maka :

RUMUS:

P1.V1 = P2.V2= konstan.

Syarat berlakunya hukum Boyle adalah bila gas berada dalam keadaan ideal (gas sempurna), yaitu gas yang terdiri dari satu atau lebih atom-atom dan dianggap identik satu sama lain. Setiap molekul tersebut tersebut bergerak swcara acak, bebas dan merata serta memenuhi persamaan gerak Newton. Yang dimaksud gas sempurna (ideal) dapat didefinisikan bahwa gas

yang perbangdingannya PV/nT nya dapat idefinisikan sama dengan R pada setiap besar tekanan. Dengan kata lain, gas sempurna pada tiap besar tekanan bertabiat sama seperti gas sejati pada tekanan rendah.

Persaman gas sempurna :

P.V = n.R.T

Keterangan :

P : tekanan gas

V : volume gas

n : jumlah mol gas

T : temperatur mutlak ( Kelvin)

R : konstanta gas universal

(0,082liter.atm.mol-1.K-1)

pernyataan lain dari hukum boyle adalah bahwa hasil kali antara tekanan dan volum akan bernilai konstan selama massa dan suhu gas dijaga konstan. secara matematis dapat di tulis

pv=c

keterangan =

p = tekanan gas (n/ m2 atau pa)

v = volum gas (m3)

c = tetapan berdimensi usaha

hukum charles

hukum charles berbunyi volum gas berbanding lurus dengan suhu mutlak, selama massa dan tekanan gas dijaga konstan, dikemukakan oleh jacques charles tahun 1787. dengan demikian volum dan suhu suatu gas pada tekanan konstan adalah berbanding lurus dan secara matematis kesebandingan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

v = kt, dengan k adalah konstanta

kemudian untuk gas dalam suatu wadah yang mengalami perubahan volum dan suhu dari keadaan 1 ke keadaan 2 saat tekanan dan massa dijaga konstan, dapat dirumuskan berikut :

V1/T1 = V2/T2

dengan v1 = volum gas mula-mula (m3)

v2 = volum gas akhir (m3)

t1 = suhu gas mula-mula (k)

t2 = suhu gas akhir (k)