Bab 2 Struktur Atom dan Ikatan antar Atom

Atom terdiri dari inti atom yang terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron, serta dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatih. Elektron mengorbit pada tingkat energi tertentu yang disebut kulit atom yaitu lintasan dimana elektron dalam keadaan stasioner (tidak memancarkan energi). Semakin jauh elektron dari inti atom, maka semakin besar energi yang dimiliki elektron pada lintasan tersebut untuk kestabilannya. Elektron juga dapat berpindah posisi dari tingkat energi tinggi menuju tingkat energi rendah dan sebaliknya dari tingkat energi rendah ke tingkat energi tinggi, dengan pelepasan atau penyerapan energi.           

            Menurut model atom Bohr, kulit elektron diberi simbol, kulit yang pertama (paling dekat inti) diberi simbol K), Kulit ke-2 diberi simbol L, kulit ke-3 diberi simbol M, dan seterusnya. Letak dari sebuah elektron juga dapat diketahui melalui bilangan kuantumnya. Bilangan kuantum tersebut dilambangka dengan huruf n, l, m, dan s. Menurut prinsip larangan paui, tidak ada dua elektron dalam satu atom yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama.

            Sistem periodik unsur merupakan suatu cara untuk menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat-sifat unsur. Sistem periodik unsur dapat digunakan untuk meramalkan sifat-sifat unsur yang belum ditemukan, namun diyakini ada. Dalam sistem periodik unsur satu baris horizontal menyatakan bahwa unsur-unsur didalamnya mempunyai periode yang sama, dan satu baris vertikal dalam sistem periodik unsur menyatakan unsur segolongan, yang berarti memiliki jumlah elektron valensi yang sama. Golongan-golongan tersebut dikelompokan menjadi golongan utama (IA – VIIA), golongan transisi (IB – VIIIB), dan golongan lantanida – Aktinida.

            Ikatan antar atom dikelasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu jenis ikatan primer (ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam) serta jenis ikatan sekunder (ikatan Van der Waals, dan ikatan hidrogen).

            Ikatan ion terjadi karena ada perpindahan elektron dari atom elektropositif ke atom elektronegatif antara unsur logam dengan unsur nonlogam. Jenis ikartan atom ini dapat ditemukan di material keramik (Al2O3, SiO2, SiC dll).

            Ikatan kovalen adalah ikatan antara atom unsur nonlogam dengan atom unsur nonlogam lainnya dengan pemakaian bersama pasangan elektron yang berikatan. Material yang memiliki ikatan kovalen adalah polimer dan beberapa material keramik (PE,nion,PVC,PC dll).

            Ikatan logam adalah ikatan antara ion logam satu dengan ion logam lain dengan bantuan elektron sebagau pengikat ion-ion positif logam. Material logam terbentuk dari ikatan logam (besi, alumunium, tembaga, emas dll).

            Ikatan Van der Waals adalah ikatan yang terjadi kaibat adanya gabungan gaya london (gaya dispersi) dan gaya tarik antar dipol. Contohnya:gas mulia, H2, CH4, aseton dll.

            Ikatan hidrogen terjadi karena adanya ikatan yang kuat antara atom H dengan atom O, F, atau N molekul tetangganya pada molekul yang sejenis. Contoh: HF, H2O, NH3 dll.

Bab 1 Pengantar Material Teknik

Pada dasarnya, material tidak dapat dipisahkan dikehidupan dan budaya manusia. Mulai dari sarana transportasi, perumahan, pakaian, sarana komunikasi, produksi makanan dll, dibangun dari satu atau beberapa material. Material-material ini juga telah mengalami perkembangan sifat, dimulai dari zaman batu, zaman tembaga, sampai ke zaman besi.          

Material teknik adalah disiplin ilmu teknik bahan, terutama membahas dan mempelajari dasar-dasar ilmu terapan bahan yang dipergunakan untuk memberikan informasi dan petunjuk untuk digunakan pada suatu proses produksi.

Empat komponen dari disiplin ilmu material teknik saling memiliki hubungan dan saling mempengaruhi. Komponen-komponen tersebut secara berurutan adalah proses produksi, struktur material, sifat material, dan kinerja atau kegunaan dari material. Kinerja dari suatu material tersebut dipengaruhi dari sifat yang dimilikinya, dimana sifat itu akan mempengaruhi dari strukturnya. Selanjutnya struktur itulah yang akan menentukan bagaimana material itu diproses.

            Sebenarnya semua sifat material yang penting dapat dikelompokan menjadi enam kategori yang berbeda, dimana masing-masing kelompok sifat material tersebut memiliki perbedaan dalam penerapannya. Kelompok sifat material itu diantaranya adalah sifat mekanik (kekuatan, keelastisitasan,dll), sifat listrik (konduktifitas listrik), sifat optik (indeks bias), sifat magnetik (bidang magnetik), sifat panas (konduktifitas panas), dan sifat deterioratif (buruk).

            Salah satu aspek dari disiplin ilmu material teknik adalah mencari hubungan yang ada antara struktur dan sifat material. Berdasarkan struktur kita tahu bagaimana beberapa bahan pembentuk dasar dari material sudah teratur. Dalam hal dimensi, elemen struktur terdiri dari subatom, atom, mikroskopis (sel satuan), dan makroskopis (butir).

Proses produksi dari suatu material diantaranya casting (cor), Machine (pemesinan), Forming (Pemberian mika), Joining (penyambungan), teknologi bubuk (powder technology), dan pemanasan (heat treatment)

            Tiga  kriteria penting dalam pemilihan dari material adalah kondisi dari material, kekurangan dari sifat material, dan biaya dari pembuatannya.

Berdasarkan sifat kimia dan struktur atomnya, material dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok umum; yaitu logam, keramik (gabungan dari elemen logam dengan elemen non logam), dan polimer (gabungan dari karbon, hidrogen, dan elemen nonlogam lainnya). Ditambah komposit sebagai material dari gabungan lebih dari dua jenis material yang berbeda.

Kelompok lain dari material adalah kelompok material yang telah maju/modern (advanced materials) dengan mengaplikasikan teknologi yang tinggi. Kelompok material itu diantaranya adalah semikonduktor (memiliki konduktifitas listrik menengah diantara konduktor dan isolator), biomaterial (Tidak memengaruhi jaringan tubuh), material cerdas (dapat merespon pergantian lingkungan), dan nanometer (beberapa diantaranya berukuran .atom atau molekul).

Silabus Olimpiade Seluruh Mata Pelajaran

Halo sobat sains, bagi sobat sains yang lagi persiapan dalam menghadapi Olimpiade Sains baik Kota/Kabupaten (OSK), Provinsi (OSP) maupun Nasional (OSN), semoga informasi ini bermanfaat.. Informasi ini kami kumpulkan dari kakak-kakak pengajar pelatihan-osn.comdan dari berbagai website resmi Tim Olimpiade Sains Indonesia... 

No.	Bidang Studi	Silabus
1.	Matematika	Pendahuluan : Himpunan, Sistem Bilangan, Notasi Sigma dan Pi Aljabar : Polinomial, Fungsi (Chaucy, Jensen), Barisan Deret dan Rekursif, Ketaksamaan, Sistem Persamaan, Teori Bilangan : Keterbagian, Uji Habis Dibagi, Bilangan Genap dan Ganjil, Algoritma Pembagian, GCD, LCM, Bilangan Prima, Algoritma Euclidian, Algoritma Stein, Identitas Bezout, Pers. Diophantine Linear, Induksi Matematika, Fungsi Tangga, Modular Aritmatik, Residu Lengkap, Jumlah dan Banyaknya Pembagi, Fungsi Totient Euler Kombinatorik : Kombinatorik Dasar, Prinsip Inklusi - Ekslusi, De Moivre Formula, Derangements, Paritas, Multinomial Ekspansion, Pigeon Hole Principle, Teori Graf, Coloring Proofs Geometri : Geometri Analitik, Geometri Vektor, Trigonometri, Geometri Euclid,
2.	Fisika	Pengetahuan Matematika : Vektor (notasi, operasi), Turunan, Integral Kinematika Gerak Lurus : Definisi dasar Perpindahan, Jarak, Kelajuan, Kecepatan, Perlajuan dan Percepatan ; Kecepatan relatif ; GLB dan GLBB ; Perpaduan Gerak dalam 2 dan 3 Dimensi. Dinamika Gerak Lurus : Hukum Newton, Gaya Gesek, Gaya Fiktif. Kinematika Gerak Melingkar : Definisi dasar sudut tempuh, Kecepatan sudut dan Percepatan Sudut; GMB dan GMBB. Dinamtika Gerak Melingkar : Torsi, Momen Inersia, Hukum Newton untuk Gerak Melingkar. Usaha dan Energi : Usaha, Energi Potensial, Energi Kinetik, Energi Mekanik, Gaya Konservatif dan Non Konservatif, Teorema Kerja - Energi Sistem Partikel dan Kekekalan Momentum : Pusat Massa, Kekekalan Momentum, Kerangka Acuan Pusat Massa, Energi Kinetik Sistem Partikel, Tumbukan, Impuls, Dorongan Jet. Osilasi : Sistem Bandul, Sistem Massa dan Pegas. Listrik dan Magnet (OSN)
3.	Kimia	Atom : Nukleon/Inti Atom, Isotop, Atom Hidrogen, Radioaktivitas Ikatan Kimia : VSEPR-Struktur Molekul Sederhana, Kepolaran, Delokalisasi dan Resonansi, Teori Orbital Hibrida, Teori Orbital Molekul. Stoikiometri : Pers. Reaksi Kimia, Perhitungan Stoikiometri, Hubungan Massa dan Volume, Rumus Empiris dan Molekul, Bilangan Avogadro, Perhitungan Konsentrasi. Kecendrungan Periodik : Konfigurasi Elektron, Elektronegativitas, Afinitas Elektron, Energi Ionisasi, Ukuran Atom dan Ion, Bilangan Oksidasi Tertinggi Kimia Fisika : Gas dan Fasa Termodinamika dan Kesetimbangan Elektrokimia dan Kinetika Kimia Kimia Analitik Kimia Organik
4.	Biologi	Teori : Biologi Sel dan Molekuler, Anatomi dan Fisiologi Tumbuhan, Anatomi dan Fisiologi Hewan, Etologi, Genetika dan Evolusi, Ekologi, Biosistematik. Praktek (OSN) : Biosistematik Komparatif dan Fungsional, Fisiologi dan Ekologi Tumbuhan, Biologi Sel Molekuler, Etologi Evolusioner
5.	Astronomi	Mekanika Benda Langit : Hukum Kepler, Hukum Gravitasi Newton, Aplikasi Hukum Newton. Radiasi Elektromagnetik : Hukum Radiasi, Benda Hitam, Spektrum Elektromagnetik. Bola Langit : Konsep Dasar Segitiga Bola, Tata Koordinat Astronomi, Pengertian Ekuinok, Konstelasi dan Zodiak, Obyek Langit dalam kondisi Circumpolar Konsep Waktu dan Kalender : Waktu Matahari, Waktu Sideris, Kalender Bulan (Hijriah) Tata Surya : Matahari, Komponen Tata Surya, Periode Sideris dan Sinodis Planet, Teori Pembentukan Tata Surya. Fenomena Astronomi (Sistem Bumi, Bulan, Matahari) : Fasa Bulan dan Hilal, Periode Sideris dan Sinodis Bulan, Gerhana, Musim di Bumi, Aurora, Hujan Meteor Bintang Galaksi dan Kosmologi Dasar Praktek (OSN) : Pengamatan dengan mata telanjang atau secara visual (tergantung kondisi cuaca) : Rasi Bintang, Mengenal Bintang Terang dan Planet Tampak, Mengenal Ekliptika dan Kutub Ekliptika, Mengenal Ekuator Galaksi Bimasakti, Mengenal Ekuator Langit. Pengamatan dengan Teleskop dan detektor Atronomi : Mengarahkan dan menjalankan teleskop sesuai instruksi, merekam dan mengolah data.
6.	Komputer	Komponen utama materi uji tertulis : Analitik dan Logika, Aritmatika dan Algoritma. Ketiga komponen ini kemudian dijabarkan dalam sejumlah aspek sebagai berikut : menguji deskripsi soal : kemampuan memahami dan mensimulasikan algoritma dalam cerita, deduksi berdasarkan input menghasilkan output, deduksi berdasarkan test case menghasilkan pemahaman proses, menemukan kasus ekstrim, optimasi. menguji pemahaman algoritma : memahami konsep elemen konstruksi (if-then-else, loop dan variasinya), kemampuan membaca algoritma secara menyeluruh, mengeksekusi (termasuk rekursif) dan process tracing yang terjadi, kemampuan coding. menguji kemampuan dasar logika : implikasi, jika dan hanya jika, kalkulus preposisi, induksi-deduksi. menguji kemampuan dasar aritmatika : model matematis, sifat dari deret bilangan, model keterkaitan (graf) menguji kemampuan dasar penunjang : Himpunan, Aljabar Logika, Sifat Bilangan dan Deret, Finite State Machine, Kombinatorik.
7.	Kebumian	Teori :  Geologi - Geofisika (Geosfer) : Pembentukan Bumi, Struktur Dalam Bumi, Tektonik Lempeng, Pembentukan dan Siklus Batuan, Geologi Struktur dan Geomorfolofi, Paleontologi dan Geologi Sejarah, Sumberdaya dan Bencana Geologi. Meteorologi - Klimatologi (Atmosfer) : Struktur Atmosfer, Komposisi dan Sirkulasi Udara, Pembentukan Awan dan Hujan, Iklim Global, Bencana Meteorologi/Klimatologi Astronomi (Sistem Planet) : Sistem dan Evolusi Tata Surya, Fisika dan Gerak Planet, Koordinat Horizon, Ekuator dan Ekliptika, Fisika Matahari dan Pengaruhnya Terhadap Bumi, Teropong dan Peta Bintang Geohidrologi dan Oseanografi (Hidrosfer) : Siklus Hidrologi, Geohidrologi Air Permukaan dan Bawah Tanah, Geologi dan Fisiografi Laut, Komposisi dan Sirkulasi Air Laut Praktek (OSN) : Geologi : Mineralogi dan Petrologi, Geologi Struktur dan Geomorfologi, Paleontologi dan Sejarah Geologi, Peta Geologi Meteorologi - Klimatologi : Peta - Peta Meteorologi Astronomi (Sistem Planet) : Teropong dan Peta Bintang
8.	Ekonomi	OSK : Seluruh Materi Kelas XI SMA, dengan komposisi 70% Ekonomi dan 30% Akuntansi, 70% Soal berbahasa Indonesia sisanya berbahasa Inggris, Bentuk Soal pilihan ganda OSP : Seluruh Materi Kelas XI SMA (tingkat kesulitan meningkat), dengan komposisi 75% Ekonomi dan 25% Akuntansi, 60% Soal berbahasa Indonesia sisanya berbahasa Inggris, Bentuk Soal pilihan ganda ditambah 2 soal uraian masing-masing ekonomi dan akuntansi. OSN : Seluruh Materi Kelas XI dan XII SMA (tingkat kesulitan meningkat), dengan komposisi 80% Ekonomi dan 20% Akuntansi, 50% Soal berbahasa Indonesia sisanya berbahasa Inggris, Bentuk Soal pilihan ganda ditambah 5 soal uraian (4 soal ekonomi dan 1 soal akuntansi) dan siswa harus mampu menyusun dan mempresentasikan karya tulis ilmiah bidang ekonomi dengan bahasa indonesia yang baik dan benar. Selain itu juga ada game dan simulasi perdagangan.
9.	Geografi	Iklim dan perubahannya Bencana dan manajemen kebencanaan Sumber daya dan manajemen sumber daya Geografi lingkungan dan perencanaan pembangunan berkelanjutan Geomorfologi Geografi pertanian dan permasalahan pangan  Kependudukan dan dinamikanya Geografi ekonomi dan globalisasi Geografi pembangunan Geografi kota dan perencanaan kota dan wilayah Pariwisata dan manajemen pariwisata Geografi budaya dan identitas regional Tata guna lahan Geografi regional Keterampilan pemetaan Keterampilan analisis data

Sumber: Pelatihan-osn.com