sains kimia yang esensial untuk penguatan konsep kimia...
TRANSCRIPT
KimiayangEsensialuntukPenguatanKonsepKimia:StrukturAtom&Molekul
MuhamadAbdulkadirMartoprawiroDosenKimiadiITBPertemuanDivisiPendidikanKimiaHKIUnnes,Semarang,28September2019
Sains
Pendahuluan• UntukpembelajaranKimia,siswa/mahasiswaakanterbantuolehusahauntukmenghindarimiskonsepsidalammateripembelajaran.
• Selainpenyelarasankonsepdanprinsip,pembelajaranKimiajugaakansangatterbantu,denganpeningkatankonsistensi,baikdalamperistilahan,satuan,besaran,rumuskimiadanmatematika,visualisasikonsepKimia,dll.
• DalamDiskusiNasionalPendidikanKimia,keduahaldiatas,yaitupenguatankonsepKimia,danpeningkatankonsistensi,ter-masukpenguatanbahasailmiah,akandiangkatuntukdibahas.
• Konsepdanprinsip-prinsipyangdibahasbisamencakupberbagaitopikdalampembelajaranKimia,tetapidipilihfokusyanglebihbesarpadastrukturatomdanmolekul.
SalahdanBelumBenar• Dalamdiksusikitahariini:• Kata“salah”digunakanuntukkesalahankonsep,kekeliruanpemahaman.
• Kata“belumbenar”digunakanuntuksuatukonsepatauteoriatauhukumatauprinsipdalamKimiaatauSains,untukmenegaskanbahwasetelahituadapenjelasanataupenemuanyanglebihbaik.
• Beberapaistilahyangperludifahami:• Konsepsains• Prinsipsains,bisaberupa:hukum,teori,postulat,hipotesis,aturan,asas
• Konsep:sesuatuyangdisepakati• Prinsip:sesuatuyangditemukan
MengenalSains• MenurutWikipedia:• Scienceisasystematicenterprisethatbuildsandorganizesknowledgeintheformoftestableexplanationsandpredictionsabouttheuniverse.
• Sainsadalahpengetahuantentangalamyangbersifat:• Sistematisàmetodeilmiah• Dapatdiujiàpercobaanilmiah• Dapatmenjelaskandanmeramalkan
• Karenadapatmenjelaskandandapatmeramalkan,makasainsmenjadidasarbagipemecahanmasalahdanpenciptaan“alambuatan”.• Darisinilahirsainsterapandanbidang-bidangteknik/rekayasa(engineering)
Pengamatan,Percobaan
PolaKeteraturan,
Hukum
Teori
Peramalan,Hipotesis
MengenalSainsMetodeIlmiah
berpikirinduktif
abstraksideduksi
desain
MengenalKimia• KimiaadalahsalahsatubidangutamadalamSains
Fisika
Kimia
Biologi
Geologi
• PenggolonganKimia?• KimiaOrganik• KimiaAnorganik• Biokimia• KimiaFisik• KimiaAnalitik
• Kecelakaansejarah!
ThefundamentaltruthcanbefoundinMathematics.AppliedMathisPhysics.AppliedPhysicsisChemistry.AppliedChemistryisBiology.AppliedBiologyisLife.Then:
Inthecenterofthesearchbetweentruthandlife,youwillfindChemistry
Penggolonganberdasarkanobyekyangdikaji
MengenalKimiaMulaidariFisika• BesaranPokokdanSatuannya:• Panjang(m)• Massa(kg)• Waktu(s)• Suhu(K)• IntensitasCahaya(cd)• KuatArus(A)• JumlahZat(mol)
Mechanics
Thermodynam
ics
Optics
Electromagnetism
Chemistry
Quantum
PhysicsRelativityStatisticalM
echanicsEtc.
• PenggolonganKimiaberdasarkanobyekyangdikaji
MengenalKimiaBidang-BidangUtamaKimia
OrganicChemistry
InorganicChemistryBiochemistry
KimiaFisikdanKimiaAnalitik?
• KimiaOrganik• Senyawadarimahlukhidup• Reaksidiluartubuh
• KimiaAnorganik• Senyawadariyang“takhidup”
• Biokimia• Senyawadarimahlukhidup,• Proses-prosesdidalamtubuh
• PenggolonganSainsberdasarkanmetodologipenemuan
MengenalKimiaSainsdariSudutyangLain
ExperimentalScience
TheoreticalScience
ComputationalScience
ObservationalScience
ExperimentalScience
TheoreticalScience
ComputationalScience
• PenggolonganKimiaberdasarkanmetodologipenemuan
MengenalKimiaKimiadariSudutyangLain
ExperimentalChemistry
TheoreticalChemistry
ComputationalChemistry
ExperimentalChemistry
TheoreticalChemistry
ComputationalChemistry
KimiaFisikdanKimiaAnalitik?
MengenalKimiaKimiaSecaraMenyeluruh
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
ExperimentalChemistry
ComputationalChemistry
TheoreticalChemistry
Structure
DynamicsEnergetics
What?
Howtoseparate
Howmuch?
Berdasarkanobyekkajian
Berdasarkanmetodologipenemuan
Berdasarkanlandasankeilmuan
Berdasarkanperkakas/tools
MengenalKimiaKimiaSecaraMenyeluruh
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
ExperimentalChemistry
ComputationalChemistry
TheoreticalChemistry
Structure
DynamicsEnergetics
What?
Howtoseparate
Howmuch?
Berdasarkanobyekkajian
Berdasarkanmetodologipenemuan
BerdasarkanlandasankeilmuanFisika!
Berdasarkanperkakas/tools
InilahKimiaFisik
InilahKimiaAnalitik QualitativeAnalysys
QuantitativeAnalysys
SeparationChemistry
MengenalKimiaKimiaSecaraMenyeluruh
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
ExperimentalChemistry
ComputationalChemistry
TheoreticalChemistry
Structure
DynamicsEnergetics
What?
Howtoseparate
Howmuch?
Berdasarkanobyekkajian
Berdasarkanmetodologipenemuan
Berdasarkanlandasankeilmuan
Berdasarkanperkakas/tools
InilahKimia!Seimbangkankekuatan!
Bangunkerjasama!
MengenalKimiaTambahkanPendidikanKimia
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
ExperimentalChemistry
ComputationalChemistry
TheoreticalChemistry
Structure
DynamicsEnergetics
What?
Howtoseparate
Howmuch?
SymbolicWorld
MacroscopicWorld
AtomicWorld
Multiplerepresentations
Berdasarkanobyekkajian
Berdasarkanmetodologipenemuan
Berdasarkanlandasankeilmuan
Berdasarkanperkakas/tools
MengenalKimiaChemicalEngineering?
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
ExperimentalChemistry
ComputationalChemistry
TheoreticalChemistry
Structure
DynamicsEnergetics
What?
Howtoseparate
Howmuch?
ProcessEngineering
ProductEngineering
MolecularEngineering
Berdasarkanobyekkajian
Berdasarkanmetodologipenemuan
Berdasarkanlandasankeilmuan
Berdasarkanperkakas/tools
MengenalKimiaDefinisiKimiaSMA
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
Structure
DynamicsEnergetics
Kimia:ilmuyangmempelajarimateri,strukturnya,sifatnya,perubahannya,danenergiyangmenyertaiperubahantsb.
MengenalKimiaChemistryattheInterfaces?
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
ExperimentalChemistry
ComputationalChemistry
TheoreticalChemistry
Structure
DynamicsEnergetics
What?
Howtoseparate
Howmuch?
MaterialScience
Berdasarkanobyekkajian
Berdasarkanmetodologipenemuan
Berdasarkanlandasankeilmuan
Berdasarkanperkakas/tools
MengenalKimiaChemistryattheInterfaces?
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
ExperimentalChemistry
ComputationalChemistry
TheoreticalChemistry
Structure
DynamicsEnergetics
What?
Howtoseparate
Howmuch?
EnvironmentalScience
Berdasarkanobyekkajian
Berdasarkanmetodologipenemuan
Berdasarkanlandasankeilmuan
Berdasarkanperkakas/tools
MengenalKimiaChemistryattheInterfaces?
OrganicChemistry
InorganicChemistry
Bio-chemistry
ExperimentalChemistry
ComputationalChemistry
TheoreticalChemistry
Structure
DynamicsEnergetics
What?
Howtoseparate
Howmuch?
Nanoscience&Nanotechnology
Berdasarkanobyekkajian
Berdasarkanmetodologipenemuan
Berdasarkanlandasankeilmuan
Berdasarkanperkakas/tools
TemaBesarKimia• BeberapatemabesarKimiayangharusdifahamiolehmerekayangtelahbelajarKimiadiSMAataudiperguruantinggi:• Peranpartikelkecil• Elektronpenentuperilaku• Keberulangansifatyangteratur• Prinsip-prinsipkekekalan• Keadaandenganenergi(potensial)terendah• Alamcenderungmenujuketakteraturan• Penghambatperubahan
• Tigatemabesarpertamadari7temadiatas,terkaitdenganpemahamanStrukturAtomdanStrukturMolekul.• Empattemabesarlainnyatidakakandibahaspanjanglebar.
• Sifat-sifatmakroskopikditentukanolehsifatdanperilakupartikel-partikelkecilpenyusunnya• Mengapakeramikmudahpecah?• Mengapakaretbersifatelastis?• Mengapabesimudahditempa?• Mengapaplastikbersifatlentur?• Mengapaintandangrafitkeras?• Mengapaoksigenberupagas,aircairdanbesipadat?
TemaBesarKimiaPeranPartikelKecil
• Sifatdanperilakupartikelkeciliniterutamaditentukanolehsusunanelektrondipermukaannya.Interaksiantarpartikeljugaditentukanolehnya.• Mengapaadaperbedaanpadaikatanantaraatomhidrogendenganberbagaiatom?H2O,HF,NH3,CH4,PH5,BH3,NaH,MgH2
• Mengapapadasuhukamar,aircair,H2Sgas,CH4gas,besipadat,CO2gas,garampadat,intanpadat,Cl2gas,alkoholcair?
TemaBesarKimiaElektronPenentuPerilaku
TemaBesarKimiaKeberulanganSifatyangTeratur• Terdapatpola-polaketeraturanyangberulang(periodik)padasifatdanperilakualamini.• Bagaimanapolaketeraturanpadaenergiyangdiperlukanuntukmelepaskanelektrondariatom?
• Bagaimanapolaketeraturanjari-jariatom?Mengapademikian?• Bagaimanapolaketeraturantitiklelehlogamgolongan1?• Bagaimanapolaketeraturantitikdidihhalogen:F2,Cl2,Br2,I2,At2?
• Alamselaluberubah.Walaupundemikian,terdapatprinsip-prinsipkekekalanyangmelekatdalamberbagaiperubahan.• Apakahreaksikimiabisamenyebabkanpenguranganmassazat?• Bagaimanaperubahanenergiyangterjadiketikabendadijatuhkan?
• Bagaimanaketikabendaitutelahmencapailantai?• AdakahprinsipkekekalandalamteorirelativitasEinstein?• Mengapaudaraterasapanasmenjelanghujan?• Bagaimanamenjelaskanenergikekalpadareaksikimia?
TemaBesarKimiaPrinsip-PrinsipKekekalan
• Perubahanseringkalimenujukeadaandenganenergipotensialatauenergikimiaterendah.• Mengapaairberosmosiskelarutanyanglebihpekat?• Mengapabendajatuhkebawah?• Mengapakomporgaskadangmeledak?• Mengapaterjadilongsor?• Mengapabensinmudahterbakar?• Apakaitannyadenganreaksikimia?
TemaBesarKimiaKeadaandenganEnergiTerendah
• Perubahandialaminicenderungmenujuketakteraturan.• Manakahyanglebihteratur:esatauair,airatauuapair,besipanasataubesidingin,uraniumsebelumatausesudahmeluruh,N2+3H2atau2NH3.
• ApayangAndaketahuitentangentropi?• Ketikabesipanasdicelupkankeair,apakahkalorbisaberpindahdariairkebesipanas?
TemaBesarKimiaMenujuKetakteraturan
• Adayangmenghambatagaralaminitidak“ambruk”segeramenujuketakteraturan.• Jikaalaminicenderungmenujuketakteraturan,mengapamanusiatidak“segera”meledak?
• Mengapakitasempatmelihatberbagaikeindahansepertigemericikairsungaimengalir,bungamekarperlahan,mataharimengirimkankehangatandaritimurdipagihari.
• Mengapabommeledakcepatdanbesiberkaratlambat?
TemaBesarKimiaPenghambatPerubahan
• Energisistemamatterkaitdenganstruktur.• SOAL.Duabendayangberbedamuatan,positifdannegatif,energinyaakanrendahkalauberjarakdekatataujauh?
• SOAL.Duabendayangsamamuatannya,keduanyapositif,energinyaakanrendahkalauberjarakdekatataujauh?
• SOAL.IkatanantaraatomHdalamH2,kalauterputusakanmenyebabkanenergisistemnaikatauturun?
• PerhatikanreaksiCH4+2O2àCO2+2H2O• SOAL.Berapajumlahikatantunggaldikiridankanan?• SOAL.Berapajumlahikatanrangkapdikiridankanan?• SOAL.Manayangenergiikatannyalebihbesar,ikatantunggaldikiriataukanan?
• SOAL.Manayangenergiikatannyalebihbesar,ikatanrangkapdikiriataukanan?
TemaBesarKimiaEratKaitannyadenganStruktur
• Siswayangbelajarkimiaseharusnyamelihatkimiaamatdekatdengansegalasesuatuyangdilihatnyasehari-hari.
• SOAL:Cobajawabbeberapapertanyaandihalamanterdahulu,antaralain:• Keramikmudahpecah,adakaitannyadengan…• Oksigenberupagas,aircairdanbesipadatterkaitdengan…• Perbedaanpadaikatanantaraatomhidrogendenganberbagaiatom,sepertiH2O,HF,NH3,CH4,PH5,BH3,NaH,MgH2adakaitannyadenganperbedaan…
• Padasuhukamar,aircair,H2Sgas,CH4gas,CO2gas,Cl2gas,alkoholcairadakaitannyadengan…
• Besipadatterkaitdengan… Garampadatterkaitdengan…Intanpadatadakaitannyadengan…
• Udaraterasapanasmenjelanghujan,karenaterbentuknya…• Bensinmudahterbakar,karenaenerginyatinggiataurendah?
TemaBesarKimiaSoal-SoaldanLatihan
• SOAL.Cobajawabpulabeberapapertanyaanberikut:• 1Awanituairatauuapair?• 2Daunberwarnahijauterkaitdenganproses…• 3ApakahFantamerahmenyerapgelombangelektromagnetik?• 4Gelombangelektromagnetikitudiserapuntuk…• 5Fotoncahayayangdiserapnyaadalahfotonwarna…• 6Apakahcairanyangtakberwarnasepertiairdanalkoholjugamenyerapgelombangelektromagnetik?
TemaBesarKimiaSoal-SoaldanLatihan
MenyempurnakanPembelajaran• Memperhatikanprosessainsdalampembelajaran• Menggunakanistilahkimia(konsep-konsepKimia)secarataat-asas(konsisten),berdasarkanprinsipberbahasayangbenar
• Berdisiplindalammenuliskanrumuskimiadantata-namasenyawakimia
• Menyempurnakanpengungkapanbesaran,satuan,lambangnya,danrumusanmatematikanya
• Menyeimbangkanpendekatan“tiga-dunia”(multiplerepresentations)untukmeningkatkanpemahaman
• Memberipengalamanbelajaryanglebihbanyakkepadasiswa• Memperhatikankeragamangayabelajarsiswa,denganmemanfaatkankeragamansumberbelajar
• Fisika:sedikitkonsep,banyakterapankonsep• Kimia:banyakkonsep,sedikitterapankonsep
MenyempurnakanPembelajaranSainsKonsepvs.TerapanKonsep
• Urutanpembahasan:• TeoriAtomDaltonsetelahatausebelumhukumLavoisier?• TeoriAtomNielsBohrsetelahatausebelumspektrumatomhidrogen?
• PeranPraktikum
MenyempurnakanPembelajaranSainsProsesSains
• Taat-asas(konsisten),eg.nomoratom,momendipol• Jikakatadasar(akarkata)asingtelahdiserapkedalambahasaIndonesia,makakataturunannyaharusdenganimbuhanIndonesia
• Singkatandalambahasaasing(Inggris)• Taat-asaslintasbidangsains:• GGL,DGL,potensialsel• Usaha,kerja
• Rujukan:• KamusBesarBahasaIndonesia• PedomanPembentukanIstilah
MenyempurnakanPembelajaranSainsBahasaIlmiah
• Rumuskimia:berdisiplindalammembedakanrumusempiris,rumusmolekul,danrumusstruktur.• Contoh:asamasetat,CH3COOHatauHC2H3O2• Manayanglebihbaik:
• CH3COOH+NaOHàCH3COONa+H2O• HC2H3O2+NaOHàNaC2H3O2+H2O
• Tatanama:janganhanyamenyerapnamanyatapilebihpentingaturannya.• 3-chloro-3-ethyl-pentaneà3-etil-3-kloro-pentana
• KonsistendengankataIndonesiayangtelahbaku• sodiumchlorideànatriumklorida(bukansodiumklorida)• hydrochloricacidàasamklorida(bukanasamhidroklorat)
MenyempurnakanPembelajaranSainsRumusKimiadanTatanama
• Namabesaranyangkonsisten,eg.usaha,kerja• Untukmemudahkan,namabesaranharusberbedadengannamasatuan,lambangbesaranharusberbedadenganlambangsatuan.Lambangbesaranmiring,satuantegak.• Contoh:m–kg,x–m,v–m/s,t–s,w–J• Bandingkan:Mol=0,1mol,M=0,2Mataun=0,1mol,C=0,2M
• Dalampersamaanmatematika,besarantidakdicampur-adukdengansatuan.• Contoh:F=mamol=g/MrM=mol/V
• Satuanyangberasaldarinamaorang,tetaphurufkecil,kecualisingkatannya• Contoh:joule(J),newton(N),ampere(A),liter(L),tesla(T)• Bandingkandengan:meter(m),kilogram(kg),detik(s)
MenyempurnakanPembelajaranSainsBesarandanSatuan
• Tigadunia(multiplerepresentations):• Dunialambang• Duniaatom(submikroskopik)• Duniamakroskopik
• Air:dunialambang:H2O,duniaatom:mickeymouse,duniamakroskopik:
• CobapikirkanreaksiZn+Cu2+:• Dunialambang:..• Duniaatom:..• Duniamakroskopik:..
MenyempurnakanPembelajaranKimiaPendekatanTigaDunia
• SalahsatumuaradaripendekatantigaduniaadalahmenghadirkanKimiayangbermaknakepadasiswa,lewatcontohkeseharianyangditemui.
• Beberapacontohdiantaranya:• Warnadisekitarkita:hijaudaun,jinggawortel,tembagasulfat,dll.• Udarapanasmenjelanghujan.• KapurbarussebagaipenggantiRexona• Balongasdaripancibekasdangaramdapur
• BeberapacontohdalamFisika:• Kompormembara(pergeseranWien,radiasibendahitam)
MenyempurnakanPembelajaranSainsKeseharianyangMemberiMakna
• Berikesempatansiswauntukbelajar,memahami,menyimpulkan,dll.
• Lebihbaiksiswamenemukankebenarandaripadagurumemberitahukebenaran.
• Untukkonsep-konsepdanprinsip-prinsipyangsulit,intervensiguruamatdiperlukan.
• Pekerjaanrumahbisamemberipengalamanbelajar.Hindarisoal-soalyangsulituntukPR;lebihbaiksoal-soalyangmudahtapiamatmendasar.
• Pendekataninkuiri
MenyempurnakanPembelajaranKimiaLearningExperiences
• Guruperlumemahamibahwagayabelajarsetiapsiswaberbeda.
MenyempurnakanPembelajaranKimiaLearningStyles
PenguatanKonsepStruktur• Konsepyangabstrak,sepertibilangankuantum,membukapeluangmiskonsepsiyangbesar.
• Ukuranatom(danorbitaldll)yangamatkecil,jugamembukapeluangyangbesaruntukmiskonsepsi.
• Diperlukanperhatianterhadappeluangkesalahankonsep,sehinggakitabisamengantisipasinya,danmenguatkankonsepdanprinsipKimia.
• ElektronterakhirpadaatomO,memilikibilangankuantum:• n=2,l=1,m=-1s=½• n=2,l=1,m=-1s=-½• n=2,l=1,m=0s=½• n=2,l=1,m=+1s=-½• n=2,l=1,m=+1s=½
PenguatanKonsepStrukturBilanganKuantum
• 1s• 2s2p• 3s3p3d• 4s4p4d4f• 5s5p5d5f5g
PenguatanKonsepStrukturPrinsipAufbau
TeoriKuantumVisual• PermasalahandalamKimiaKuantumadalah,pembahasantentangkonsep-konsepdanprinsipkuantum,yangpentinguntukmemahamiikatankimia,tertutupiolehkerumitanmatematika.
• DiperlukanpembelajaranyangmenghindariKalkulus(diferensial-integral),melainkanhanyaMatematikasederhana(kali,bagi,tambah,kurang,kuadrat,trigonometri).
• SelainpenghindaranKalkulus,pendekatanvisualakanmembantumenguatkanpemahamanmendasartentangkonsepdanprinsipTeoriKuantum,yangsangatmemperjelasTeoriIkatanValensidanTeoriOrbitalMolekul.
• ..
TeoriKuantumVisualPartikeldalamKotak1Dimensi
TeoriKuantumVisualPartikeldalamKotak2Dimensi
TeoriKuantumVisualPartikeldalamKotak3Dimensi
TeoriKuantumVisualAtomHidrogen:1sdan2s
TeoriKuantumVisualAtomHidrogen:2p(3orbital)
TeoriKuantumVisualAtomHidrogen:3d(5orbital)
IkatanKimia(Kovalen)
PendekatanTigaDunia• PendekatantigaduniadiperkenalkanolehsuatutimyangdibentukolehAmericanChemicalSocietypada1990-an.
• TimitudibentukuntukmempersiapkanpembelajaranKimiapadaabadke-21,denganmemanfaatkanperkembanganterkinidalamKimia,pendidikan,danteknologi.
• Dalamperkembangannya,pendekatantigaduniaakhirnyalebihdikenaldenganmultiplerepresentations.
• Tigaduniayangdimaksud,mencakup:• Dunialambang• Duniamakroskopik• Duniasub-mikroskopik,atauduniaatomdanmolekul.
• Dihalaman-halamanberikut,pendekatan3duniauntukhal-halterkaitStrukturAtomdanMolekultidakdituliskan,tapidibahasselamaworkshop.
• BagaimanamenjelaskanprinsipAufbau• ApakahprinsipAufbauberlakuuntuksemuaatom?• Mengapaurutanpengisianelektronpadaatomlogamtransisi,berbedadenganurutanpelepasanelektronuntukpembentukankation?
• SOAL:• Untukatomhidrogen,urutantingkatenergisubkulityangbenar:(A)1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s(B)1s<2s<2p<3s<3p<3d<4s<4p<5s(C)1s<2s=2p<3s=3p=3d<4s=4p=4d=4f<5s
• Ulangisoaldiatas,denganmenggantihidrogendenganatomnatrium,besi,belerang,iodium
• Apakahatomhidrogenmemilikisubkulit3s?
PendekatanTigaDuniaPrinsipAufbau
• Apakahspinelektron?ItuPak,panahatasdanpanahbawah.(Inicontohbahwapembelajaranhanyadunialambangsaja)
• SOAL• Manayangdapatditarikolehmagnet:atomheliumataunitrogen• Manayangdapatditarikolehmagnet:N2atauNO.• Mana..senyawakompleksK4FeCl6atauK4Fe(CN)6
PendekatanTigaDuniaSpinElektron
• SOAL• Bilangankuantumelektron“terluar”atau“terakhir”atau“…”padaatomoksigenadalah(A)n=2,ℓ=1,m=-1,s=-½(B)n=2,ℓ=1,m=0,s=-½(C)n=2,ℓ=1,m=1,s=-½(D)n=2,ℓ=1,m=-1,s=+½(E)n=2,ℓ=1,m=1,s=+½
PendekatanTigaDuniaBilanganKuantumElektron
• Siswamampumengaitkandunialambang,denganduniamakroskopikdanduniasub-mikroskopik.
• Siswamampumenalarisu-isuyangdidasarkanatasklaimsainsataukimia.
• Siswadapatmenjawabpertanyaan“mengapa”atasperistiwasehari-hari.
• Siswamemahamihal-halesensialyanghendakdisampikanlewatpembelajarankimia.
• Catatan:berikankepadasiswayangmenarikdanyangdiperlukanbagisiswa,bukanyangmenarikbagiguru.
PendekatanTigaDuniaUkuranKeberhasilan
KonsepdanPrinsip• Apakahperbedaankonsepdanprinsip?• Konsepadalahsesuatuyangdisepakati• Prinsipadalahsesuatuyangditemukan
• Konsep:laju,atom,molekul,massa,dll.• Prinsip:hukumNewton,dll.• Kata-katayangmenyatakanprinsip:teori,hukum,postulat,aturan,prinsip/asas,dll.
• Definisiyanglebihlengkap:• Prinsipadalahsesuatuyangditemukanlewatpercobaan,deduksimatematika,ataukomputasi.
• Konsepadalahsesuatuyangdisepakatiolehilmuwan(ataukimiawan),yangsehari-hariseringdisebutsebagaiperistilahansainsatauperistilahankimia.
• Apakahhalberikuttermasukkonsepatauprinsip• HukumLavoisier• Bilangankuantum• Elektrondanprotonsalingtarik• Elektronbermuatannegatif• Spinelektron• AturanHund• Subkulit3p
KonsepdanPrinsipSoaldanLatihan
Pengamatan,Percobaan
PolaKeteraturan,
Hukum
Teori
Peramalan,Hipotesis
KonsepdanPrinsipDalamMetodeIlmiah
berpikirinduktif
abstraksideduksi
desain
KonsepdanPrinsipApaPerbedaanTeoridanHukum?• Hukum:ungkapanketeraturandialam....
• Teori:..• Postulat?• Aturan?• Asas?
KimiayangEsensial• KimiaEsensialmembutuhkanbukanhanyakemampuanuntukmenyelesaikansoal-soalKimia,tetapijugamengaitkannyadenganberbagaipengalamanhidupsehari-hari.
• KimiaEsensialatauSainsEsensial,memungkinkankitauntukmembedakanantarasesuatuyangbetul-betulterjelaskanolehsainsdengan“pseudo-science”
• KimiaEsensialdapatmengintegrasikandunialambang,duniaatom,danduniamakroskopik
KimiaEsensialPseudo-Science• Airoksigen• Airheksagonal• Thepowerofwater• Dll.
KimiaEsensialStruktur• Hanyabagianiniyangakandibahaspadasesikedua• Strukturmolekul• Strukturelektrondalamatom• Strukturelektrondalammolekul• StrukturdalamKimiaOrganik• StrukturdalamKimiaAnorganik• StrukturdalamBiokimia
KimiaEsensialEnergetika• Konsepkalor,kerja,energidalam• Termokimia• Elektrokimia• KesetimbanganKimia• AsasLeChatelierdalamIlmuSosial• EnergetikadalamKimiaOrganik• EnergetikadalamKimiaAnorganik• EnergetikadalamBiokimia
KimiaEsensialDinamika• Perbedaanvelocity(kecepatan),speed(laju),danrate(laju)• Konsepenergipengaktifan• DinamikadalamKimiaOrganik• DinamikadalamKimiaAnorganik• DinamikadalamBiokimia
KimiaKomputasi• Pendekatanperhitungan,secaragarisbesar:• Abinitiocalculations
• Menggunaanmekanikakuantum• Partikelterkeciladalahelektron,maksudnyaperhitungansampaiditingkatmolekul
• Molecularmechanics:• Menggunakanmekanikaklasik• Partikelterkecildianggapatom
• Diantarakeduaujungpendekatanitu,adametodesemiempirisdanmetodeQM/MM.
• Padapraktikumsiangini,akandigunakanperangkatlunakyangmenggunakanpendekatansemiempiris.
KimiaKomputasiMekanikaMolekul• Tidakbisadilakukanditingkatmekanikamolekul:• Meramalkaneksitasielektron• Menjelaskanreaksikimia• Ionisasi• Tingkatenergielektronik,vibrasi,rotasi
• Yangbisadilakukan:• Mencaristrukturyangpalingstabil,tapisecaraklasik.Atomdianggapbola-bola,tanpaadanyaintidanelektron
• Menghitungkonformasiyangpalingstabil.• Denaturasiprotein.
KimiaKomputasiSoftwareyangTersedia• Abinitio:• Hyperchem$,Gaussian09$,Gamess-US,ORCA,dll.
• Mekanikamolekul• ChemSketch,Avogadro,NAMD,Amber$
• Semiempiris• ArgusLab,HyperChem*
Penutup• KitatelahlebihmengenalKimiadanSainssecaraumum.• Kitatelahpulamembahas7temabesardalamkimia,yangsebaiknyadifahamiolehsetiapsiswayangluluskimiadiSMA,danjugadifahamiolehgurupengajarkimia.
• Beberapapenyempurnaanprosespembelajarankimiatelahdiusulkan,yangtentunyamasihterbukauntukdibahas.
• Literasisains,danpemahamantentangpseudo-science,akanmembantukitadalampembelajarankimia,maupundalamkehidupansehari-hari
• Pembahasanstrukturatomdanmolekultelahdikaitkandenganhal-haldiatas.