Modul Ajar Kimia - Model Atom, Struktur Atom dan Nanoteknologi - Fase E [PDF]

Citation preview

Model Atom, Struktur Atom dan Nanoteknologi ❖ Identitas Umum Mata Pelajaran Nama Penulis Sekolah Fase/Kelas/Semester Alokasi Waktu Dimensi Profil Pelajar Pancasila Materi



Kimia Indrawati, S.Si SMA Bina Insani Bogor E/X/1 10 x 45 menit Bernalar kritis, mandiri, gotong royong. Model Atom, Struktur Atom, Nanoteknologi



❖ Capaian Pembelajaran: Pada akhir fase E, peserta didik memiliki kemampuan untuk merespon isu-isu global dan berperan aktif dalam memberikan penyelesaian masalah. Kemampuan tersebut antara lain mengidentifikasi, mengajukan gagasan, merancang solusi, mengambil keputusan, dan mengkomunikasikan dalam bentuk projek sederhana atau simulasi visual menggunakan aplikasi teknologi yang tersedia terkait dengan energi alternatif, pemanasan global, pencemaran lingkungan, nanoteknologi, bioteknologi, kimia dalam kehidupan sehari-hari, pemanfaatan limbah dan bahan alam, pandemi akibat infeksi virus. Semua upaya tersebut diarahkan pada pencapaian tujuan pembangunan yang berkelanjutan (Sustainable Development Goals/SDGs). Melalui pengembangan sejumlah pengetahuan tersebut dibangun pula akhlak mulia dan sikap ilmiah seperti jujur, objektif, bernalar kritis, kreatif, mandiri, inovatif, bergotong royong, dan berkebhinekaan global. Elemen Pemahaman Kimia Peserta didik mampu mengamati, menyelidiki dan menjelaskan fenomena sesuai kaidah kerja ilmiah dalam menjelaskan konsep kimia dalam kehidupan sehari hari; menerapkan konsep kimia dalam pengelolaan lingkungan termasuk menjelaskan fenomena pemanasan global; menuliskan reaksi kimia dan menerapkan hukum-hukum dasar kimia; memahami struktur atom dan aplikasinya dalam nanoteknologi.



1



Elemen Keterampilan Proses 1. Mengamati 2. Mempertanyakan dan memprediksi 3. Merencanakan dan melakukan penyelidikan 4. Memproses, menganalisis data dan informasi Menafsirkan informasi yang didapatkan dengan jujur dan bertanggung jawab. 5. Mengevaluasi dan refleksi 6. Mengomunikasikan hasil



❖ Tujuan Pembelajaran dan Kriteria Ketuntasan Tujuan Pembelajaran (KKTP) Tujuan Pembelajaran



KKTP



Asesmen



Memahami perkembangan teori atom serta struktur atom dan aplikasinya dalam nanoteknologi



Menganalisis perkembangan model atom dari model Dalton, Thomson, Rutherfod, Bohr, dan modern Mengetahui partikel penyusun atom dan menuliskan notasinya Memahami hubungan antar partikel atom suatu unsur dengan unsur lain (isotop, isobar, isoton) Memahami perbedaan nanosains, nanomaterial dan nanoteknologi Memahami penerapan nanoteknologi dalam kehidupan sehari-hari dan mempresentasikannya



Asesmen awal: Meminta peserta didik untuk mengisi tabel pemahaman yang diberikan Asesmen Formatif: Partisipasi dalam diskusi, penyajian presentasi dalam kelas, refleksi uji pemahaman. Asesment Sumatif: Presentasi tugas dan tes tertulis.



❖ Langkah Pembelajaran Pertemuan ke – 1 Materi: Perkembangan teori atom Langkah Kegiatan Kegiatan Pendahuluan ⮚ Peserta didik disapa pendidik dan menanyakan kabar lalu dibuka dengan doa yang dipimpin oleh ketua kelas dan mengecek kehadiran peserta pendidik. ➢ Peserta didik menyimak penjelasan pendidik tentang tujuan pembelajaran, lingkup materi, kegiatan yang akan dilakukan peserta didik, dan penilaian. Asesmen Awal: Peserta didik menjawab pertanyaan uji pemahaman awal dengan menjawab beberapa hal berikut:



No 1 2 3 4 5



PERTANYAAN



JAWABAN YA TIDAK



Jika kalian menjawab iya, tuliskan apa yang kalian tahu



Saya tahu tentang definisi atom Saya tahu teori/model atom Saya tahu partikel penyusun atom Saya tahu tentang nanoteknologi Saya tahu penulisan lambang unsur



(Pendidik akan memperoleh data dari asesmen awal ini, sehingga bisa diketahui pemahaman awal peserta didik) 2



•



Kelompok peserta didik yang mampu menjawab “Ya” lebih dari 3 maka akan menjadi tutor sebaya bagi temannya yang menjawab “Ya” kurang dari 3



➢ Pertanyaan pemantik Adakah yang mengetahui teknologi yang digunakan pada kostum Iron man pada film Infinity War seperti pada gambar dibawah ini? (Jawaban: nanoteknologi).



⮚ Peserta didik menjawab pertanyaan pendidik dari pertanyaan pemantik yang diberikan, kemudian pendidik akan menayangkan video apersepsi tentang teori atom, tautan video: https://www.youtube.com/watch?v=4K_59F-oDxo dan peserta didik menonton video tersebut. ⮚ Peserta didik aktif bertanya pada pendidik apa yang dilihat dari video tersebut dan pendidik mencatat peserta pendidik aktif menjawab. (Dimensi profil pelajar Pancasila: kritis)



Kegiatan Inti 1. Peserta didik menyimak penjelaskan power point dari pendidik tentang model atom, (bisa dilihat pada tautan https://s.id/CozvB). (Bila tidak ada akses internet maka bisa melihat buku ajar/buku referensi yang ada atau bisa lihar lampiran bahan ajar, materi 1). Peserta didik bisa bertanya bila ada yang belum paham dari penjelasan pendidik. 2. Peserta didik akan membentuk kelompok lalu berdiskusi untuk mengerjakan LKPD perkembangan model atom. (Melatih gotong royong) (Contoh LKPD yang bisa diberikan ke peserta didik bisa dilihat dibawah) dan peserta didik bisa membaca rangkuman yang ada di lampiran: (Lampiran Bahan Ajar, Materi 1) Amati percobaan/fenomena pendukung untuk model atom di bawah ini: Gambar 1 (Model Atom Thomson)



3



Gambar 2 (Model Atom Rutherford)



Gambar 3 (Model atom Niels Bohr)



Gambar 4 (Model atom modern)



4. Peserta didik diminta untuk mengumpulkan informasi dan tuliskan latar belakang munculnya model atom yang berupa fakta/fenomena/hasil percobaan yang mendukung model atom tersebut, lalu menuliskan kelemahan/kekurangan model atom tersebut. 5. Lakukan analisis singkat tentang kelebihan model atom yang ada dan menuliskan informasi yang diperoleh dengan melengkapi tabel dibawah ini. 6. Peserta didik akan mempresentasikan jawaban LKPD nya Kegiatan



Model atom Thomson



Model atom Rutherford



Model atom Bohr



Model atom modern



Latar belakang munculnya model/teori



Penemuan sinar ……



Percobaan hamburan partikel …..



Penemuan spektrum…… Yang menunjukkan adanya ………



• Model atom Bohr tidak dapat menjelaskan spektrum untuk …… • Teori kuantum Planck: …………



4



Rumusan teori/model atom



Atom tersusun dari …… yang tersebar … Dalam bola bermuatan …… Model ini disebut juga model ……….



• Muatan positif dan sebagian besar massa atom terkumpul ……………. Yang disebut ……. Atom • Elektron ……………. Inti atom seperti …….



Kelemahan/ kekurangan



…………… … …………… … …………… … …………… …



Analisis kelebihan



• De Broglie: materi memiliki sifat dualisme, yaitu Werner Heisenberg: Mengemukakan prinsip …… • Erwin Schrodinger: Elektron yang mengelilingi inti terdapat di dalam …………………………… .



……………… ………………



• Atom terdiri dari inti bermuatan … Dan elektron bermuatan……… • Elektron mengeliling inti pada …… Atau …… tertentu • Energi elektron selama mengorbit selalu ………………… Elektron dapat berpindah lintasan jika ……………… ……………… ………………



……………… ………………



……………… ………………



……………… ………………



……………… ………………



Kegiatan Penutup Peserta didik memberikan materi penguatan pembelajaran hari ini dan melakukan refleksi pembelajaran. Juga mengingatkan materi minggu depan tentang partikel penyusun atom. Isilah formulir evaluasi diri pada Tabel dibawah ini berikut dengan cara memberi tanda centang pada kolom yang Kalian pilih. 4 3 2 1 No Pertanyaan Cukup Kurang Sangat Baik baik baik baik 1



Tertarik terhadap materi perkembangan teori atom



2



Memahami kekurangan dan kelebihan teori atom



3



Ingin mengeksplorasi lebih jauh materi struktur atom



5



Pertemuan ke – 2 ⮚ Materi: Struktur Atom Langkah Kegiatan Kegiatan Pendahuluan 1. Peserta didik disapa pendidik dan menanyakan kabar lalu dibuka dengan doa yang dipimpin oleh ketua kelas dan mengecek kehadiran peserta didik. 2. Peserta didik menjawab pertanyaan dari pendidik tentang materi yang sudah dipelajari minggu sebelumnya. 3. Apa yang ada di benakmu membaca judul berita di bawah ini? (Pendidik membimbing peserta didik untuk mengingat lagi perbedaan antara atom dan unsur, Atom adalah bagian terkecil dari materi, sedangkan unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi. Untuk mengingat materi ini, siswa bisa mempelajari di https://www.youtube.com/watch?v=NtQpwAVfj64, tentang perbedaan atom, unsur, senyawa, molekul dan ion. Dari judul berita dibawah pendidik bisa memberikan pertanyaan seperti; - Adakah yang tahu tentang berita Lumpur lapindo? - Material langka/ unsur apa saja yang terdapat di lumpur lapindo? - Unsur kimia apa yang dibutuhkan untuk membuat mobil listrik? - Unsur kimia apa saja yang bisa menjadi teknologi masa depan?



4. Pendidik mencatat siapa sajakah yang aktif dalam menjawab pertanyaan pemantik yang diberikan, kemudian pendidik akan menayangkan video apersepsi tentang “semuanya dari atom, tapi kok berbeda-beda?” yang ada di tautan di: https://www.youtube.com/watch?v=Cfl8KYK5Bfo (Bila tidak bisa diputar maka pendidik bisa mengakses video dengan judul yang sejenis/mirip, video berdurasi 22 menit, pendidik bisa menskip video dan memutar sesuai dengan apa yang ingin pendidik jelaskan dijelaskan) Kegiatan Inti 1. Peserta didik menyimak penjelasan pendidik tentang notasi atom serta hubungan antar partikel atom satu unsur dengan atom unsur lain, yang bisa dilihat di tautan: https://s.id/BRdvB dan menjelaskan partikel penyusun atom, isotop, isoton, isobar. Pendidik mempersilahkan peserta pendidik untuk bertanya bila ada pemaparan yang belum dipahami 2. Peserta didik akan membaca artikel di tautan: https://www.cnbcindonesia.com/news/20220412113723-4-330908/harta-karun-super-kaya-riapa-itu-logam-tanah-jarang/1 (Kutipan berita) Harta Karun Super Kaya RI, Apa Itu Logam Tanah Jarang? Jakarta, CNBC Indonesia - Indonesia ternyata menyimpan sumber daya alam melimpah, termasuk di sektor pertambangan. Bahkan, salah satunya merupakan komoditas super langka di dunia.



6



Komoditas super langka yang dimaksud di sini yaitu logam tanah jarang (LTJ) atau rare earth elements (RRE). Lantas, apakah yang dimaksud dengan logam tanah jarang? Komoditas seperti apa LTJ ini? Komoditas ini dinamai logam tanah jarang karena didasarkan pada asumsi yang menyatakan bahwa keberadaan logam tanah jarang ini tidak banyak dijumpai. Namun pada kenyataannya, LTJ ini melimpah, melebihi unsur lain dalam kerak bumi. Namun demikian, sumber daya logam tanah jarang ini banyak dicari oleh banyak pihak. Pasalnya, "harta karun" ini memiliki banyak manfaat dan bisa digunakan sebagai bahan baku dari berbagai peralatan yang membutuhkan teknologi modern saat ini, antara lain sebagai bahan baku untuk baterai, telepon seluler, komputer, industri elektronika hingga pembangkit listrik berbasis energi baru terbarukan (EBT) seperti Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), Pembangkit Listrik Tenaga Bayu/ Angin (PLTB). Lalu, bisa juga untuk bahan baku industri pertahanan hingga kendaraan listrik. Mengutip buku "Potensi Logam Tanah Jarang di Indonesia" yang diterbitkan Badan Geologi Kementerian ESDM 2019, logam tanah jarang (LTJ) merupakan salah satu dari mineral strategis dan termasuk "critical mineral" yang merupakan kumpulan dari 17 unsur kimia. Ke-17 unsur kimia tersebut antara lain scandium (Sc), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu) dan yttrium (Y). Meskipun demikian, unsur-unsur tersebut sangat sukar untuk ditambang karena konsentrasinya tidak cukup tinggi untuk ditambang secara ekonomis. Ketujuh belas unsur logam ini mempunyai banyak kemiripan sifat dan sering ditemukan bersama-sama dalam satu endapan secara geologi. Sejumlah mineral yang mengandung LTJ seperti monasit, zirkon, dan xenotim, merupakan mineral ikutan dari mineral utama seperti timah, emas, bauksit, dan laterit nikel. Tidak hanya itu, ternyata logam tanah jarang juga berpotensi terdapat pada batu bara. Potensi dunia dan RI Adapun sumber daya logam tanah jarang dunia terdapat di beberapa tipe endapan. China merupakan penghasil LTJ terbesar di dunia. Pasalnya, China memiliki endapan LTJ dalam bentuk primer berupa produk sampingan dari tambang bijih besi, dan sekunder berupa endapan aluvial dan endapan lateritik. Selain China, LTJ juga dijumpai di Amerika Serikat, tepatnya Mountain Pass AS, lalu Olympic Dam di Australia Selatan di mana 1980-an ditemukan cebakan raksasa yang mengandung sejumlah besar unsurunsur tanah jarang dan uranium. Selain itu, tersebar juga di Rusia, Asia Selatan, Afrika bagian selatan dan Amerika Latin. Mengutip Booklet Tanah Jarang 2020 yang dirilis Kementerian ESDM, logam tanah jarang ini biasa digunakan pada industri strategis seperti kilang minyak, super konduktor, dan lainnya. Tak hanya itu, ini juga penting untuk kendaraan listrik dan peralatan militer. ______________________________________________________________________________



Peserta didik membuat kelompok diskusi nya masing-masing dan pendidik memberikan LKPD. Mereka secara proaktif berdiskusi untuk menjawab LKPD tersebut. 3. Peserta didik diminta untuk menemukan minimal 5 unsur kimia yang terdapat pada artikel yang diberikan. Dan mengisinya pada tabel dibawah ini. (Gunakan tabel periodik untuk mencari sumber data) No



Nama Unsur



Nomor atom ……



Nomor massa



……



Lambang atom ……



1



proton ……



Jumlah elektron …….



neutron …..



2



……



……



……



……



……



……



……



3



……



……



……



……



……



……



……



7



4



……



……



……



……



……



……



……



5



……



……



……



……



……



……



……



Berikutnya lihat tabel dibawah ini Unsur Proton Neutron



A 28 37



B 30 36



C 29 37



A 28 36



Kelompokkan unsur-unsur tersebut ke dalam isotop, isobar dan isoton. 4. Komunikasikan hasil kerja kelompok kalian dalam diskusi kelas. (Rubrik diskusi ada pada lampiran) Penutup 1. Peserta didik membuat kesimpulan dari pembelajaran hari ini. 2. Pendidik menutup pembelajaran hari ini dengan salam dan mengingatkan peserta pendidik untuk membaca materi untuk pertemuan selanjutnya yaitu pengenalan nanoteknologi Pertemuan ke – 3 Materi: Pengenalan Nanoteknologi Kegiatan Pendahuluan 1. Pendidik menyapa peserta pendidik dan menanyakan kabar lalu dibuka dengan doa yang dipimpin oleh ketua kelas dan mengecek kehadiran peserta pendidik. 2. Pendidik menanyakan apa materi yang sudah dipelajari minggu sebelumnya. Pendidik menanyakan: - Teknologi apa yang dipakai oleh Ironman pada bajunya di film Infinity War? Dan juga pada film Terminator dibawah ini?



3. Peserta didik menyimak video yang ditayangkan pada tautan: https://www.youtube.com/watch?v=qYhSq6e4Jqo&t=19s (video tentang Ironman



8



dan fakta nanoteknologi yang bikin geleng-geleng kepala). Peserta pendidik mencatat hal yang penting. (melatih dimensi bernalar kritis) 4. Peserta didik menggali pemahaman awal dari video yang ditayangkan dan menuliskan nya di bukunya masing-masing (Dimensi mandiri) Kegiatan Inti 1. Peserta didik dipersilahkan untuk mengemukakan pendapatnya tentang “pemahaman konsep awal tentang nanoteknologi” berdasarkan video yang ditayangkan. Pendidik mencatat peserta pendidik yang aktif menjawab dan mengemukakan pendapatnya. 2. Peserta pendidik ditantang bernalar kritis: -



Mengapa pengembangan nanoteknologi semakin popular dewasa ini?



-



Apakah perbedaan nanosains, nanomaterial, dan nanoteknologi?



3. Pendidik akan memberikan materi ajar (ada pada lampiran, materi 2) dan juga video



tentang konsep dasar nanoteknologi dan nanomaterial yang bisa dibuka pada tautan: https://www.youtube.com/watch?v=EE5oZSYf3FE (catatan: dengan mempertimbangkan alokasi waktu, pendidik bisa merekomendasi peserta pendidik untuk membaca materi yg ada di lampiran saat proses pembelajaran, dan menggunakan video sebagai penugasan dirumah. Peserta pendidik diminta merangkum materi yang ada dalam video) 4. Pendidik membagi kelompok diskusi yang berisikan 3-4 orang. Peserta didik berdiskusi dan bisa mencari informasi dari berbagai sumber yang lain. Pendidik meminta peserta pendidik untuk mendiskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut: (Dimensi gotong royong) 1. Pernahkah kalian mendengar kata nano? Apakah artinya? 2.



Dari hasil literasi kalian, dapatkah kalian menemukan pengertian nanosains, nanomaterial, nanopartikel, dan nanoteknologi? Bila iya, jelaskan.



3.



Adakah kalian menemukan contoh nanoteknologi yang kalian temukan di kehidupan sehari-hari? Apakah itu?



6.



4.



Adakah hubungan antara atom dengan nanomaterial/nanopartikel?



5.



Adakah peranan ilmu kimia dalam nanosains/nanoteknologi? Bila ada, jelaskan.



Peserta didik akan menjawab pertanyaan yang diberikan dan mengumpulkan dalam bentuk powerpoint atau microsoft word. Diserahkan ke kreativitas masing-masing kelompok. (Kondisinya bisa disesuikan dengan kondisi sekolah masing-masing)



Penutup 1. Peserta didik memverifikasi dan mendapatkan penguatan mengenai materi yang didiskusikan dari pendidik 2. Pendidik menutup pembelajaran hari ini dengan salam dan mengingatkan peserta didik untuk membaca materi pertemuan selanjutnya yaitu penerapan nanoteknologi dalam kehidupan sehari-hari.



9



Pertemuan ke – 4 Materi: Penerapan Nanoteknologi Dalam Kehidupan Sehari-Hari -1 Kegiatan Pendahuluan 1. Peserta pendidik ditanyakan kabar oleh pendidik lalu pembelajaran akan dibuka dengan doa yang dipimpin oleh ketua kelas dan mengecek kehadiran peserta pendidik. 2. Peserta didik akan ditanyakan apa materi yang sudah dipelajari minggu sebelumnya. Pendidik menanyakan: - Mengapa cecak mudah menempel pada dinding? Bagaimana mekanisme cecak dapat menempel tersebut? - Bisakah kita seperti Spiderman yang mampu menempel di dinding? (Gambar bisa ditayangkan di depan kelas melalui proyektor)



3.



Peserta didik akan menyimak tayangan video tentang “apa nanoteknologi itu? apa manfaatnya” pada tautan: https://www.youtube.com/watch?v=8xCldPo1-eo dan peserta pendidik mencatat hal yang penting.



Kegiatan Inti 1. Peserta didik menyimak penjelaskan dari pendidik bahwa nanoteknologi bisa diaplikasikan dalam berbagai aspek kehidupan. Pendidik meminta peserta pendidik untuk membentuk kelompok dan mereka melakukan studi literasi dengan membaca dari sumber yang dapat di akses di: https://drive.google.com/file/d/1twqfEDG2oKDZeMmowAIuOn0npsdzOLQu/view?us p=sharing (Bisa dilihat pada lampiran, materi 2) 2. Peserta didik secara mandiri membuat kelompok yang terdiri dari 3-4 orang dan melakukan penyelidikan serta mendiskusikan hal-hal sebagai berikut: (1 kelompok memilih 1 topik pembahasan, dipilih secara acak/diundi oleh pendidik) ⬥ Fenomena nanoteknologi di alam ⬥ Aplikasi nanoteknologi di bidang farmasi dan kesehatan ⬥ Aplikasi nanoteknologi di informasi teknologi (IT) ⬥ Aplikasi nanoteknologi di bidang pangan dan pertanian ⬥ Aplikasi nanoteknologi di dalam dunia fiksi (perfilman)



10



⬥ Aplikasi nanoteknologi di dalam industri kimia ⬥ Aplikasi nanoteknologi di dalam ilmu rekayasa tekstil 3. Peserta pendidik diminta untuk membuat karya presentasi mengenai aplikasi



nanoteknologi di berbagai bidang. Format presentasi tergantung pada kreativitas peserta didik (misalkan berupa power point/canva/ fishbone/sway/google site / karton atau bisa disesuaikan dengan ketersediaan di masing-masing sekolah) 4. Peserta pendidik mempresentasikan hasil karyanya. (Bila waktu tidak cukup maka



presentasi bisa dilakukan di pertemuan selanjutnya) Penutup a. Peserta pendidik melakukan refleksi pembelajaran b. Pendidik menutup pembelajaran hari ini dengan salam dan mengingatkan peserta pendidik untuk melanjutkan presentasi di pertemuan berikutnya dan akan ada pengambilan nilai secara mandiri.



Pertemuan ke – 5 Materi: Penerapan Nanoteknologi Dalam Kehidupan Sehari-Hari -2 Kegiatan Pendahuluan 1. Pendidik menyapa peserta pendidik dan menanyakan kabar lalu dibuka dengan doa yang dipimpin oleh ketua kelas dan mengecek kehadiran peserta pendidik. 2. Pendidik menanyakan apakah peserta pendidik sudah siap dengan bahan presentasi nya Kegiatan Inti 1. Peserta pendidik mempresentasikan hasil diskusi mereka pada minggu yang lalu tentang aplikasi nanoteknologi di berbagai bidang. 2. Pendidik melakukan penilaian presentasi dan mencatat peserta pendidik yang aktif saat diskusi dan presentasi berlangsung. 3. Setelah semua kelompok mempresentasikan hasil diskusinya, pendidik akan memberikan test sumatif dengan materi struktur atom dan nanoteknologi. (Terlampir Test Sumatif yang bisa dijadikan inspirasi) 1. Diantara atom-atom berikut, tuliskan atom manakah yang merupakan isotop, isobar dan isoton antara satu atom dengan atom yang lain. (skor 20) a. 131 d. 128 54Xe 54Xe b. 126 52Te



e. 127 52Te



c. 131 53I



f. 130 53I



Jawaban. Isotop:



131 54Xe



126 127 131 dan 128 54Xe ; 52Te dan 52Te; 53I dan



Isoton:



131 54Xe



dan 130 53I (jumlah neutron = 77)



11



130 53I



126 52Te



dan 128 54Xe (jumlah neutron = 74)



Isobar: 131 54Xe dan



131 53I



2. Jelaskan perkembangan model atom Rutherford dan Niels Bohr? (Skor 20) Jawaban: - Model atom Rutherford: atom yang sebagian besar merupakan ruang kosong terdapat inti yang padat pejal dan masif bermuatan positif yang disebut sebagai inti atom; dan elektron-elektron bermuatan negatif yang mengitari inti atom. - Model atom Bohr: elektron mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu yang stationer yang disebut orbit/kulit. Elektron dapat berpindah dari kulit yang satu ke kulit yang lain dengan memancarkan / menyerap energi. 3. Berikan 3 contoh fenomena nanoteknologi yang kita temui di alam? Jelaskan menurut pendapatmu? (Skor 20) Jawaban - Fenomena kaki cecak - Fenomena hewan bercahaya, seperti pada kunang-kunang dan ubur-ubur - Nanomagnetik pada hewan 4. Sebutkan minimal 3 contoh aplikasi nanoteknologi yang kamu ketahui dari presentasi yang kamu dengarkan? (Skor 20) Jawaban: Bisa dilihat pemahaman peserta pendidik dalam menuliskan pendapatnya dari menyimak hasil presentasi temannya. 5. Mengapa nanoteknologi disebut sebagai teknologi masa depan dan akan terus berkembang? (Skor 20) Jawaban: Dengan nanoteknologi kita bisa membuat bahan/materi hingga berukuran satu per miliar meter (nanometer), sifat dan fungsi bahan tersebut bisa diubah sesuai dengan yang kita inginkan. Dengan nanoteknologi pula, kekayaan alam menjadi berarti lebih karena sifat-sifat zat bisa diciptakan sesuai dengan keinginan.



Penutup a. Peserta pendidik melakukan refleksi pembelajaran b. Pendidik menutup pembelajaran hari ini dengan salam dan mengingatkan peserta pendidik untuk membaca materi untuk pertemuan tentang konfigurasi elektron.



12



❖ Lampiran Instrumen Presentasi No



Penilaian Presentasi Kelengkapan Penulisan Kemampuan Materi Materi Presentasi



Nama 1 2 3 4 5 … Rentang Skor: 1 – 4 1 = Kurang; 2 = Cukup; ❖



Skor Total



3 = Baik 4 = Sangat Baik



Kriteria Penskoran



No



1



Aspek



Kelengkapan Materi



Skor



Kriteria Skor



4



● Power point terdiri dari judul, isi, materi, dan daftar pustaka. ● Power point disusun sistematis sesuai materi. ● Layout, font power point menarik untuk dibaca ● Dilengkapi dengan gambar/animasi yang menarik dan sesuai dengan materi.



3



2



Ada 1 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi. Ada 2 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi.



1



Ada 3 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi.



4



2



Penulisan Materi



● Materi dibuat dalam bentuk power point. ● Setiap slide dapat terbaca dengan jelas. ● Isi materi dibuat ringkas dan berbobot. ● Materi sesuai dengan pokok pembahasan.



3



Ada 1 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi.



2



Ada 2 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi.



1



Ada 3 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi.



13



Kemampuan Presentasi



3



4



● Dipresentasikan dengan percaya diri, antusias, dengan kalimat yang terdengar jelas. ● Semua anggota kelompok berpartisipasi dalam presentasi. ● Dapat mengemukakan ide dan berargumen dengan baik. ● Mampu mengelola waktu presentasi dengan baik.



3



Ada 1 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi.



2



Ada 2 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi.



1



Ada 3 kriteria pada kelengkapan materi dari skor 4 yang tidak terpenuhi.



Skor Maksimal: 12 poin Nilai =



𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑘𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑃𝑒𝑠𝑒𝑟𝑡𝑎 𝐷𝑖𝑑𝑖𝑘 𝑆𝑘𝑜𝑟 𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙



x 100



Rubrik Penilaian Diskusi Diskusi Kelompok No



Keterlibatan Anggota Kelompok



Nama



Hasil Diskusi



Tepat Waktu



1 2 3 4 5 Rentang Skor: 1 – 4 1 = Kurang; 2 = Cukup;



3 = Baik 4 = Sangat Baik



Kriteria Penskoran Aspek Keterlibatan anggota kelompok



Hasil diskusi



Indikator Semua anggota terlibat dalam diskusi. Sebagian besar anggota terlibat dalam diskusi dan sebagian kecil tidak. Sebagian kecil terlibat dalam diskusi dan sebagian besar tidak. Semua anggota tidak menunjukkan niat dan usaha untuk berdiskusi. Memuat semua informasi tentang pengertian nanosains,



nanomaterial, nanopartikel, dan nanoteknologi; contoh nanoteknologi di kehidupan sehari-hari; hubungan antara atom dengan nanomaterial/nanopartikel; peranan ilmu kimia dalam nanosains/nanoteknologi Memuat tentang pengertian nanosains, nanomaterial, nanopartikel, dan nanoteknologi; contoh nanoteknologi 14



Skor 4 3 2 1 4



3



Aspek



Indikator



di kehidupan sehari-hari; hubungan antara atom dengan nanomaterial/nanopartikel Memuat tentang pengertian nanosains, nanomaterial, nanopartikel, dan nanoteknologi; contoh nanoteknologi di kehidupan sehari-hari; Memuat tentang pengertian nanosains, nanomaterial, nanopartikel, dan nanoteknologi; Tepat waktu



2



1



Selesai merumuskan dan mengirimkan hasil diskusi tepat pada waktunya atau lebih awal.



4



5 menit terlambat merumuskan dan mengirimkan hasil diskusi. 10 menit terlambat merumuskan dan mengirimkan hasil diskusi. 15 menit terlambat merumuskan dan mengirimkan hasil diskusi.



3



Skor Maksimal: 12 poin Nilai =



Skor



𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑘𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑃𝑒𝑠𝑒𝑟𝑡𝑎 𝐷𝑖𝑑𝑖𝑘 𝑆𝑘𝑜𝑟 𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙



15



x 100



2 1



LAMPIRAN BAHAN AJAR



Materi 1 . Perkembangan Teori Atom Teori Atom Dalton



Setiap unsur tersusun dari partikel yang sangat teramat kecil yang disebut atom. Semua atom dari satu unsur yang sama adalah identik, namun atom unsur satu berbeda dengan atom unsur-unsur lainnya. Atom dari satu unsur tidak dapat diubah menjadi atom dari unsur lain melalui reaksi kimia; atom tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan dalam reaksi kimia. Senyawa terbentuk dari kombinasi atom-atom dari unsurunsur yang berbeda dengan rasio atom yang spesifik. Teori atom Dalton ini memberikan gambaran model atom seperti model bola pejal atau model bola billiard.



Teori Atom Thomson Pada tahun 1897, J.J. Thomson melakukan eksperimen dengan sinar katoda. Eksperimen tersebut menunjukkan bahwa sinar katoda terdefleksi (terbelokkan) oleh medan magnet maupun medan listrik. Hal ini menunjukkan bahwa sinar katoda merupakan radiasi partikel yang bermuatan listrik. Pada eksperimen dengan medan listrik, sinar katoda terbelokkan menuju ke arah kutub bermuatan positif. Hal ini menunjukkan bahwa sinar katoda merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Selanjutnya, partikel sinar katoda ini disebut sebagai elektron. Penemuan elektron ini kemudian mengacu pada kesimpulan bahwa di dalam atom terdapat elektron yang bermuatan negatif. Menurut model atom Thomson, elektron bermuatan negatif tersebar dalam bola bermuatan positif seperti model roti kismis, di mana kismis-kismis adalah elektron-elektron, dan roti adalah bola bermuatan positif.



Teori Atom Rutherford Pada tahun 1911, Ernest Rutherford melakukan eksperimen menembakkan partikel α — partikel bermuatan positif — pada lempeng emas tipis. Ia menemukan bahwa sebagian besar partikelpartikel α tersebut menembus melewati lempeng emas, namun ada sebagian yang mengalami pembelokan bahkan terpantulkan. Hal ini mengacu pada kesimpulan model atom Rutherford: model inti, di mana dalam atom yang sebagian besar merupakan ruang kosong terdapat inti yang padat pejal dan masif bermuatan positif yang disebut sebagai inti atom; dan elektron-elektron bermuatan negatif yang mengitari inti atom. 16



Teori Atom Bohr Pada tahun 1913, Niels Bohr mengajukan model atom untuk menjelaskan fenomena penampakan sinar dari unsur-unsur ketika dikenakan pada nyala api ataupun tegangan listrik tinggi. Model atom yang ia ajukan secara khusus merupakan model atom hidrogen untuk menjelaskan fenomena spektrum garis atom hidrogen. Bohr menyatakan bahwa elektron-elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom bermuatan positif pada jarak tertentu yang berbeda-beda seperti orbit planet-planet mengitari matahari. Oleh karena itu, model atom Bohr disebut juga model tata surya. Setiap lintasan orbit elektron berada tingkat energi yang berbeda; semakin jauh lintasan orbit dari inti, semakin tinggi tingkat energi. Lintasan orbit elektron ini disebut juga kulit elektron. Ketika elektron jatuh dari orbit yang lebih luar ke orbit yang lebih dalam, sinar yang diradiasikan bergantung pada tingkat energi dari kedua lintasan orbit tersebut. Teori Atom Mekanika Kuantum Pada tahun 1924, Louis de Broglie menyatakan hipotesis dualisme partikel-gelombang — semua materi dapat memiliki sifat seperti gelombang. Elektron memiliki sifat seperti partikel dan juga sifat seperti gelombang. Pada tahun 1926, Erwin Schrödinger merumuskan persamaan matematis yang kini disebut persamaan gelombang Schrödinger, yang memperhitungkan sifat seperti partikel dan seperti gelombang dari elektron. Pada tahun 1927, Werner Heisenberg mengajukan asas ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan bahwa posisi elektron tidak dapat ditentukan secara pasti, namun hanya dapat ditentukan peluang posisinya. Teori-teori — dualisme partikel gelombang, asas ketidakpastian Heisenberg, dan persamaan Schrödinger— ini kemudian menjadi dasar dari teori atom mekanika kuantum. Penyelesaian persamaan Schrödinger menghasilkan fungsi gelombang yang disebut orbital. Orbital biasanya digambarkan seperti awan elektron, di mana kerapatan awan tersebut menunjukkan peluang posisi elektron. Semakin rapat awan elektron maka semakin tinggi peluang elektron, begitu pula sebaliknya. Oleh karena itu, model atom mekanika kuantum disebut juga model awan elektron. Sebelumnya, pada tahun 1919, Rutherford berhasil menemukan partikel bermuatan positif, yang disebut proton, dari eksperimen penembakkan partikel α pada atom nitrogen di udara. Lalu, pada tahun 1932, James Chadwick menemukan partikel netral, yang disebut neutron, dari eksperimen bombardir partikel α pada berbagai unsur. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa dalam model awan elektron, awan elektron terdiri dari elektron-elektron bermuatan negatif yang bergerak sangat cepat mengelilingi inti atom yang tersusun dariproton yang bermuatan positif dan neutron yang tak bermuatan.



Diadopsi dari :https://www.studiobelajar.com/teori-atom/



17



Materi 2 BAHAN AJAR NANOTEKNOLOGI Nano dalam terminologi ilmiah berarti satu per satu milyar (0,000000001). Satu nanometer adalah seper seribu mikrometer, atau seper satu juta milimeter, atau seper satu milyar meter. Jika panjang pulau jawa dianggap satu meter, maka diameter sebuah kelereng kirakira sama dengan 10 nanometer. Dari segi bahasa, istilah “nano” diambil dari ukuran suatu benda / material dalam skala nanometer. “nano” ini berasal dari bahasa Yunani yang berarti kecil / kerdil, digunakan untuk satuan dimensi. Satu nanometer sama dengan sepermiliar meter



-9



atau = 10



meter.



❖ Nanopartikel Nanopartikel didefinisikan sebagai partikulat yang terdispersi atau partikel- partikel padatan dengan ukuran partikel berkisar 10 – 100 nm. Ukuran partikel yang sangat kecil tersebut dimanfaatkan untuk mendesain dan menyusun atau memanipulasi material sehingga dihasilkan material dengan sifat dan fungsi baru. Material nanopartikel telah banyak menarik peneliti karena material nanopartikel menunjukkan sifat fisika dan kimia yang sangat berbeda dari bulk materialnya, seperti kekuatan mekanik, elektronik, magnetik, kestabilan termal, katalitik dan optik. Ada dua hal utama yang membuat nanopartikel berbeda dengan material sejenis dalam ukuran besar (bulk) yaitu : (a) karena ukurannya yang kecil, nanopartikel memiliki nilai perbandingan antara luas permukaan dan volume yang lebih besar jika dibandingkan dengan partikel sejenis dalam ukuran besar. Ini membuat nanopartikel bersifat lebih reaktif. Reaktivitas material ditentukan oleh atom-atom di permukaan, karena hanya atom-atom tersebut yang bersentuhan langsung dengan material lain; (b) ketika ukuran partikel menuju orde nanometer, hukum fisika yang berlaku lebih didominasi oleh hukumhukum fisika kuantum. ❖ Nanomaterial Nanomaterials dapat didefinisikan sebagai bahan yang memiliki, minimal, satu dimensi eksternal berukuran 1-100nm. Definisi yang diberikan oleh Komisi Eropa menyatakan bahwa ukuran partikel setidaknya setengah dari partikel dalam distribusi ukuran nomor harus berukuran 100nm atau di bawahnya. Nanomaterial dapat terjadi secara alami, dibuat sebagai produk sampingan dari reaksi pembakaran, atau diproduksi dengan sengaja melalui rekayasa untuk melakukan fungsi khusus. Bahan-bahan ini dapat memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda dengan rekan-rekan bentuk massal mereka. ❖ NanoSains Didefinisikan sebagai studi fenomena dan manipulasi material pada skala atomik, molekuler dan makromolekuler dimana sifatnya berbeda secara signifikan daripada material pada skala 18



besarnya. Atau nanosains adalah ilmu dimana manusia berusaha untuk mempelajari berbagai gejala-gejala alam yang berukuran nanometer. Nano material memiliki sifat yang berbeda dari material bulknya. Kebanyakan material dengan struktur nano berupa kristalin alaminya dan memiliki sifat yang unik Sifat fisika



Sifat kimia



Struktur kristal dari nanopartikel sama dengan struktur bulknya dengan parameter kisi yang berbeda



Struktur elektronik dari nanopartikel bergantung pada ukuran dan kemampuan dari nanopartikel tersebut untuk bereaksi bergantung pada ukuran klaster



Jarak antaratomik berkurang seiring naiknya ukuran dikarenakan oleh gaya elektrostatik jarak jauh dan daya tolak antar inti jarak dekat.



Luas permukaan yang lebih besar dibandingkan rasio volume dari nanopartikel memiliki efek yang besar terhadap sifat katalitik.



Nanomaterial adalah salah satu aplikasi nanoteknologi. Mengapa struktur atom menjadi konsep penting dalam bahasan nanomaterial? Sifat material sangat dipengaruhi oleh ukuran partikel yaitu atom maupun molekul penyusunnya. Material berukuran nano pada batasan 1100 nm memiliki sifat antara lain titik lebur, konduktivitas listrik, permeabilitas magnetik, warna, optis, dan reaktivitas kimia yang unik dan berbeda dibandingkan material pada ukuran makroskopik. Bagaimana konsep pembentukan material menjadi berukuran nano? Sintesis nanomaterial antara lain dapat dilakukan dengan metode (1) top-down yaitu sintesis secara fisika. Pada metode ini partikel besar dipecah menjadi partikel berukuran nanometer (2) bottom-up yaitu proses sintesis nanopartikel secara kimia dengan melibatkan reaksi kimia dari sejumlah material awal sehingga dihasilkan material lain yang berukuran nanometer. Konsep perubahan sifat material pada ukuran nano didasari oleh dua aspek yaitu (1) ukuran material (2) luas permukaan material. Mari kita bahas satu-persatu. (1) Ukuran material Kalian telah mempelajari bahwa salah satu sifat keperiodikan unsur adalah jari-jari atom. Ukuran atom ditentukan oleh jari-jarinya. Semakin pendek jari-jari atom maka ukuran atom makin kecil. Material yang merupakan gabungan atom jika direduksi menjadi skala nano dapat menunjukkan sifat yang sangat berbeda dibandingkan dengan apa yang ditampilkan pada skala makro. Contohnya antara lain (1) tembaga adalah zat buram namun bisa menjadi transparan (2) platina adalah bahan inert yang berubah menjadi katalis (3) aluminium merupakan bahan yang sulit terbakar ternyata dapat menjadi mudah terbakar (4) emas yang tadinya padatan dapat berubah menjadi cairan pada suhu kamar (5) silikon yang bersifat isolator ternyata dapat bersifat konduktor (2) Luas permukaan material. Material berskala nano memiliki luas permukaan yang relatif lebih besar jika dibandingkan 19



material nonnano untuk massa yang sama. Hal ini dapat dijelaskan dari teori tumbukan yang akan Kalian pelajari lebih lanjut di kelas XI nanti. Teori ini menyatakan bahwa makin kecil ukuran material menyebabkan jumlah sisi aktif material untuk bereaksi secara kimia menjadi bertambah. Pertambahan jumlah sisi aktif merujuk pada makin luasnya permukaan sisi aktif partikel. Material menjadi lebih reaktif secara kimiawi ketimbang material nonnano. Dalam rangka mensintesis atom demi atom maka harus terjadi tumbukan antarpartikel untuk menghasilkan reaksi kimia. Tumbukan yang menghasilkan reaksi kimia harus terjadi pada sisi aktif. Oleh karenanya makin luas permukaan partikel akan memberi peluang terjadinya reaksi kimia karena bertambahnya sisi aktif. ❖ Nanoteknologi Nanoteknologi adalah ilmu yang mempelajari dan merekayasa materi pada skala 1 hingga 100 nanometer dimana terjadi fenomena unik dan sifat baru. Sifat-sifat baru inilah yang dimanfaatkan untuk keperluan teknologi. Atom dan Ion Dalam nanoteknologi, prinsip yang dipakai adalah atom yang di dalamnya terdapat elektron yang bergerak mengelilingi inti atom yang terdiri dari proton dan netron yang jumlahnya tergantung dari nomor atom (sama dengan jumlah elektron dan proton) serta nomor massa (jumlah proton + netron). Nanoteknologi berkecimpung mulai dari penggabungan atom atau ion menjadi molekul untuk membentuk struktur dalam orde nanometer yang berguna untuk menghasilkan barang-barang dalam kehidupan sehari-hari. Tentu saja nanoteknologi melakukan juga prosesproses seperti reaksi kimia untuk membentuk zat cair atau padat seperti keramik, polimer, dan logam yang diatur (dimanipulasi) sedemikian rupa sehingga menghasilkan sifat-sifat kimia atau fisika yang baru. Bahkan lebih jauh lagi nanoteknologi mengkombinasikan semua zat padat seperi keramik, logam dan polimer untuk membentuk bahan baru yang tidak ada di alam. Bahan baru ini merupakan campuran dari dua atau tiga bahan dan dinamakan komposit. Bila struktur dari bahan-bahan campuran tadi dalam ukuran nanometer terbentuklah nano komposit. Karakteristik/sifat dari semua benda itu sangat bergantung pada susunan atom-atomnya. Sehingga, sedikit saja susunan struktur atomnya diubah, karakteristik suatu benda bisa berubah drastis. Inilah konsep utama dalam nanoteknologi. ❖ Sejarah dan Perkembangan Nanoteknologi Awal dari keseluruhan perkembangan nanoteknologi sebenarnya bermula dari penemuan J.J. Thomson pada tahun 1897 di mana ia menemukan CRT atau cathode ray tube yang mampu digunakan oleh para ilmuwan untuk memisahkan partikel individual yang menyusun atomatom. Sejak penemuan tersebut, terminologi seperti elektron, nukleus, proton, dan neutron mulai dikenal. Hal ini turut melahirkan pengetahuan tentang molekul, dan bahkan strukturstuktur kimia. Istilah nanoteknologi itu sendiri pertama kali diresmikan oleh Prof Norio Taniguchi dari Tokyo Science University tahun 1974 dalam makalahnya yang berjudul “On the Basic Concept of ‘Nano-Technology’



20



❖ Mengapa dengan nanoteknologi? Dengan menciptakan bahan hingga berukuran satu per miliar meter (nanometer), sifat dan fungsi bahan tersebut bisa diubah sesuai dengan yang diinginkan. Dengan nanoteknologi pula, kekayaan alam menjadi berarti lebih karena sifat-sifat zat bisa diciptakan sesuai dengan keinginan. Sifat-sifat baru inilah yang dimanfaatkan untuk keperluan teknologi. Kita harus mampu memberi nilai tambah atas kekayaan alam kita. Nanoteknologi, teknologi berbasis pengolahan bahan berukuran nano atau satu per miliar meter, merupakan lompatan teknologi untuk mengubah dunia bahan menjadi jauh lebih berharga dari sebelumnya. ❖ Fenomena Nanoteknologi di Alam -



Fenomena Kaki Cecak Fenomena Hewan Bercahaya (kunang-kunang, ubur-ubur, cumi-cumi, zooplankton, Cacing api laut, ikan Anglerfish, ikan black dragonfish) Nanomagnetik pada hewan Sayap kupu-kupu Kaki pada serangga air Daun hidropobik (daun talas, daun teratai) Paruh burung Taucan Kaki dan jarring laba-laba



❖ Aplikasi Nanoteknologi Terpopuler Saat Ini : - Di bidang farmasi dan kesehatan, produk-produk kesehatan telah menggunakan partikel nano untuk meningkatkan efektifitas obat - Di bidang pangan dan pertanian, nanoteknologi telah memberi pengaruh untuk peningkatan produktifitas. - Nanobaja pada bidang transportasi, hidrogen strorage materials untuk energi, rompi tahan peluru untuk hankam - Baterai Ion Litium berteknologi nano - Robot pengintai berbasis nanoteknologi - Nanoteknologi dalam dunia fiksi/film ❖ Beberapa fokus yang pengembangan nanoteknologi, yang perlu dilakukan berdasarkan potensi yang dimiliki Indonesia, diantaranya : 1) Pemanfaatan nanoteknologi untuk pembuatan nanomaterial yangditargetkan untuk pensuplai bahan baku produk nano 2) Pemanfaatan nano-bioteknologi yang ditargetkan untuk peningkatanan hasil pangan dan pertanian 3) Pemanfaatan nanoteknologi dalam bidang farmasi dan kesehatan yangtargetkan untuk peningkatan kualitas obat Indonesia 4) Pemanfaatan nanoteknologi untuk pemenuhan dan konservasi energinasional.



21



SUMBER PUSTAKA - Dr. Yetria Rilda, powerpoint, nano sains dan teknologi, pascasarjana universitas Andalas, Padang, 2016 - https://analisa.id/nanomaterial-dimensi-sifat-serta-penggunaannya-dalamindustri/22/05/2022/ - Ayuk Ratna, Elizabeth T, Niken R K ,Buku Ilmu Pengetahuan Alam, Kemdikbudristek, Jakarta, 2021 - Dr Setyo Purwanto, M.Eng. dkk, Buku Nanotechnology in your life, Penerapan nanoteknology dalam kehidupan sehari-hari. Seri mudah memahami Nano teknologi untuk SMA, Tangerang, 2016



22