MAPEL IPA KONFIGURASI ELEKTRON

 

Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron adalah susunan penyebaran (pengisian) elektron-elektron dalam. Seperti yang telah dibahas dalam bab Struktur Atom, di dalam atom terdapat partikel subatomik neutron dan proton yang terdapat pada inti atom, dan elektron yang bergerak mengelilingi inti atom tersebut pada kulit-kulit elektron (level-level energi) yang tertentu.

Lintasan peredaran elektron ini disebut juga kulit elektron. Kulit pertama yang terdekat dengan inti atom disebut kulit K, kemudian kulit kedua disebut kulit L, kulit ketiga disebut kulit M, dan seterusnya berurut berdasarkan alfabet sebagaimana kulit menjauhi inti atom. Kulit elektron ini juga dapat dinyatakan dengan bilangan kuantum utama (n), dimulai dari 1 untuk kulit K, 2 untuk kulit L, dan seterusnya.

Semakin besar nilai n, semakin jauh kulit elektron dari inti atom dan semakin besar energi elektron yang beredar di kulit terkait. Elektron-elektron akan mengisi kulit-kulit elektron pada atom dimulai dari kulit K yang merupakan level energi terendah. Setiap kulit elektron hanya dapat terisi sejumlah tertentu elektron. Jumlah maksimum elektron yang dapat terisi pada kulit elektron ke-n adalah 2n2. Namun, jumlah maksimum elektron pada kulit terluar dari suatu atom adalah 8.

Lebih jelasnya, perhatikan ilustrasi pada Gambar 1 dan Tabel 1.

Gambar 1. Ilustrasi konfigurasi elektron atom Li, B, O, Ne, Na, dan K berdasarkan kulit elektron
(Sumber: Spencer, James N., Bodner, George M., & Rickard, Lyman H. 2011. Chemistry: Structure and Dynamics (5th edition). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.)

Untuk atom unsur golongan transisi, konfigurasi elektron nya tidak dapat ditentukan dengan metode penentuan berdasarkan kulit elektron untuk atom unsur golongan utama seperti di atas. Penentuan konfigurasi elektron atom unsur golongan transisi didasarkan pada orbital atom. Setiap orbital dalam atom akan ditandai dengan satu set nilai bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik (m) yang khusus. Lalu, setiap orbital maksimum terisi 2 elektron, yang masing-masing memiliki bilangan kuantum spin (s) tersendiri. Keempat bilangan kuantum tersebut digunakan untuk men-‘deskripsi’-kan energi elektron, sebagaimana seperti ‘alamat’ elektron dalam sebuah atom untuk menemukan keberadaan elektron dalam atom tersebut.

Bilangan kuantum utama (n) mendeskripsikan ukuran dan tingkat energi orbital. Nilai n yang diperbolehkan adalah bilangan bulat positif.
Bilangan kuantum azimuth (l) mendeskripsikan bentuk orbital. Nilai l yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari 0 hingga n−1.
Bilangan kuantum magnetik (m) mendeskripsikan orientasi orbital. Nilai m yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari −l hingga +l.
Bilangan kuantum spin (s) mendeskripsikan arah spin elektron dalam orbital. Nilai s yang diperbolehkan adalah +½ atau−½.

Aturan penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital:

1. Asas Aufbau: Elektron menempati orbital-orbital dimulai dari tingkat energi yang terendah, dimulai dari 1s, 2s, 2p, dan seterusnya seperti urutan subkulit yang terlihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Urutan tingkat energi subkulit
(Sumber: Spencer, James N., Bodner, George M., & Rickard, Lyman H. 2011. Chemistry: Structure and Dynamics (5th edition). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.)

2. Asas larangan Pauli: Tidak ada dua elektron dalam satu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yang sama. Setiap orbital maksimum diisi oleh 2 elektron yang memiliki spin yang berlawanan.

3. Kaidah Hund: Jika ada orbital dengan tingkat energi yang sama, konfigurasi elektron dengan energi terendah adalah dengan jumlah elektron tak berpasangan dengan spin paralel yang paling banyak.

Gambar 3. Diagram orbital dan konfigurasi elektron berdasarkan orbital dari 10 unsur pertama
(Sumber: Gilbert, Thomas N.et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3rd edition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.)

Contoh Soal Konfigurasi Elektron

Tentukan konfigurasi elektron dan jumlah elektron dalam setiap kulit elektron atom unsur berikut.

a. Ni (Z = 28)                                                   b. Sr(Z = 38)

Jawab:

1. Ni (Z = 28) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 atau [Ar] 4s2 3d8; K = 2 ; L = 8 ; M = 16 ; N = 2
2. Sr (Z = 38) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2atau [Kr] 5s2; K = 2 ; L = 8 ; M = 18 ; N = 8 ; O = 2

Berdasarkan eksperimen, terdapat anomali konfigurasi elektron dari aturan-aturan di atas. Subkulit d memiliki tendensi untuk terisi setengah penuh atau terisi penuh. Contohnya, Cr (Z = 24) : [Ar] 4s1 3d5 lebih stabil dibanding [Ar] 4s2 3d4 ; dan juga Cu (Z = 29) : [Ar] 4s1 3d10 lebih stabil dibanding [Ar] 4s2 3d9.

Untuk ion monoatomik (seperti Na+, K+, Ca2+, S2-, Br–) dapat ditentukan dari konfigurasi elektron atom netralnya terlebih dahulu. Pada kation (ion bermuatan positif) monoatomik Ax+ yang bermuatan x+, sebanyak x elektron dilepas (dikurangi) dari kulit elektron terluar atom netral A. Pada anion (ion bermuatan negatif) monoatomik By– yang bermuatan y-, sebanyak y elektron ditangkap (ditambahkan) pada orbital level energi terendah yang masih belum penuh oleh elektron.

MAPEL IPA BAB 4 PARTIKEL PENYUSUN BENDA MATI DAN MAKHLUK HIDUP

 Zat-zat yang ada di alam ini tersusun atas materi yang sangat kecil yang disebut atom.

            Proses fotosintesis pada tumbuhan tersebut memerlukan zat-zat sederhana, antara lain gas karbondioksida (CO₂) dan air (H₂O). Pada proses fotosintesis tumbuhan menyerap sinar matahari sebagai sumber energi untuk menjalankan reaksi fotosintesis yang mengubah gas karbondioksida dan air menjadi glukosa (C₆H₁₂O₆). Sedangkan klorofil sendiri merupakan senyawa yang tersusun atas beberapa atom di antaranya karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan magnesium (Mg).

            Glukosa (C6H12O6) mempunyai atom-atom penyusun yaitu karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Atom-atom penyusun glukosa tersebut sama seperti atom-atom yang terdapat dalam karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Bagaimana atom-atom ini dapat mengalami penyusunan kembali untuk membentuk senyawa yang baru? Melalui reaksi kimia, zat-zat bereaksi membentuk zat baru yang mempunyai sifat kimia yang berbeda dengan zat-zat asalnya, contohnya yaitu pembentukan glukosa. Glukosa yang terbentuk pada proses fotosintesis mempunyai sifat kimia dan sifat fisika yang berbeda dengan zat-zat pembentuknya yaitu gas karbondioksida dan air. Misalnya saja, gula berbentuk kristal dan berasa manis, sedangkan karbondioksida berupa gas dan tidak berasa sedangkan air berwujud cair dan juga tidak berasa.

A.       Molekul dalam Benda Mati dan Makhluk Hidup

      Tubuh makhluk hidup tersusun dari milyaran atom-atom, atom-atom itu berikatan satu sama lain membentuk senyawa yang tersusun sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk tertentu. Misalnya rambut kita yang tersusun dari molekul-molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N), dan sulfur (S), serta tulang kita antara lain mengandung unsur kalsium (Ca), fosfor (P), dan oksigen (O).

      Selain pada makhluk hidup, benda mati seperti kayu, plastik, air, udara, kain pakaian, dan benda-benda yang lain merupakan zat kimia yang tersusun atas molekul-molekul tertentu. Dalam senyawa, molekul-molekul tertata sedemikian rupa sehingga memberikan sifat-sifat tertentu. Misalnya plastik bersifat lentur karena molekul-molekul penyusunnya mempunyai rantai panjang, sedangkan arang mudah patah karena susunan antar atom-atom penyusunnya banyak terdapat ruang-ruang kosong. Tubuh kita dan tubuh makhluk hidup yang lainnya juga tersusun atas berbagai molekul kimia. Molekul ukurannya sangat kecil sehingga tidak dapat diamati dengan kasat mata dan bahkan tidak dapat diamati dengan mikroskop biasa.

      Selain disusun oleh molekul yang berbeda, sifat-sifat suatu materi yang berbeda juga dapat disebabkan oleh perbedaan susunan molekul-molekul dalam materi itu. Misalnya kita ambil contoh kayu yang dibuat pensil dan amilum yang ada pada umbi kentang. Pada umbi kentang (contoh lainnya adalah umbi ketela pohon, talas, dan beras) juga mengandung pati atau amilum yang dapat kita makan untuk digunakan sebagai sumber energi. Pati disusun oleh molekul-molekul berantai panjang. Rantai panjang tersebut disusun oleh unit-unit molekul yang lebih sederhana yang disebut glukosa. Antara molekul glukosa yang satu dengan yang lainnya dihubungkan oleh atom oksigen dengan ikatan glikosida.

Perbedaan Struktur Senyawa: (a) Amilum pada Kentang dan (b) Selulosa pada Pensil.

Molekul glukosa yang menyusun amilum tersusun dari atom C, H, dan O dengan perbandingan tertentu. Kayu yang ada pada pensil tersusun atas selulosa yang juga mempunyai rantai panjang. Molekul panjang tersebut terdiri atas molekul-molekul glukosa sama seperti pada pati. Selulosa dan amilum mempunyai molekul penyusun sama yaitu glukosa tetapi jenis ikatan antarmolekul glukosanya berbeda. Selulosa merupakan zat yang keras tetapi jika dimakan oleh manusia tidak dapat dicerna oleh tubuh. Sedangkan amilum dapat dicerna dan digunakan sebagai bahan makanan. Mengapa hal itu dapat terjadi? Keadaan itu menunjukkan bahwa tidak hanya jumlah dan jenis atom-atom penyusun molekul yang menyebabkan sifat zat berbeda, tetapi pola susunan dan jenis ikatan antarmolekul penyusun materi juga dapat menyebabkan zat atau materi itu mempunyai sifat-sifat kimia dan sifat-sifat fisika yang berbeda.

Masing-masing senyawa mempunyai rumus molekul tertentu. Rumus molekul menunjukkan jenis atom yang menyusun suatu molekul dan perbandingannya. Molekul air (H2O) yang sudah dicontohkan sebelumnya terdiri atas satu atom O dan dua atom H. Bila dua atom O mengikat dua atom H maka akan terbentuk senyawa yang berbeda yaitu hidrogen peroksida (H2O2). Hal itu menunjukkan bahwa perbandingan jumlah dan jenis atom dalam suatu molekul akan menghasilkan senyawa yang sifat dan jenisnya sangat berbeda. 

B.      Atom dan Partikel Penyusunnya
1. Partikel Subatom

Walaupun atom merupakan unit terkecil penyusun molekul, materi yang sudah sangat kecil ini ternyata tersusun dari bagian yang lebih kecil lagi yang disebut partikel subatom.

Amati warna lampu-lampu neon. Masing-masing lampu tersebut berisi gas mulia berturut-turut helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), dan xenon (Xe).

Warna Lampu yang Berisi Gas Mulia Helium (He), Neon (Ne), Argon(Ar), Kripton (Kr), dan Xenon (Xe) Lampu-lampu tersebut mengeluarkan cahaya berwarna-warni setelah dialiri arus listrik. Gas-gas yang dilewati oleh aliran listrik tersebut berpendar sehingga menghasilkan cahaya berwarna-warni. Cahaya itu disebabkan oleh loncatan elektron-elektron yang menyusun atom-atom gas. Elektron adalah partikel subatom yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagai e-. Contoh lain adalah kembang api. Kita sering melihat cahaya berwarna-warni dari kembang api ketika dibakar. Mengapa cahaya yang muncul berwarna-warni? Jika pada lampu-lampu, cahaya disebabkan oleh aliran listrik, maka pada kembang api cahaya itu dihasilkan dari terbakarnya unsur-unsur yang ada dalam kembang api tersebut. Akibat temperatur yang tinggi, elektron-elektron dari atom-atom penyusun unsur itu akan berpindah dari kulit atom yang lebih tinggi ke kulit atom yang lebih rendah.  Kulit atom adalah daerah di mana dapat menemukan elektron. Kulit atom berjumlah 7. Para kimiawan menggunakan  huruf K, L, M, N, O, P, dan Q untuk menyatakan kulit atom. Kulit  K adalah kulit pertama yang paling dekat dengan inti, Kulit L : 2, kulit M : 3, Kulit N : 4, Kulit O : 5, Kulit P : 6 dan Kulit Q : 7 adalah kulit terjauh. Atom tersusun atas partikel-partikel penyusun atom atau partikel subatom yaitu neutron (n), proton (p), dan elektron (e). Neutron dan proton membentuk inti atom. Elektron menempati kulit-kulit atom yang ada di sekitar inti. Elektron-elektron tersebut mengelilingi inti dengan kecepatan tinggi membentuk awan elektron. Elektron dan proton merupakan partikel subatom yang mempunyai muatan berlawanan, sedangkan neutron tidak bermuatan. Elektron memiliki muatan negatif sedangkan proton memiliki muatan positif. Model Sederhana Atom Helium (He) Pada atom netral, jumlah proton dan jumlah elektron sama banyaknya. Masing-masing partikel penyusun subatom tersebut mempunyai massa. Elektron mempunyai massa sangat kecil dibandingkan dengan massa proton dan neutron. Oleh sebab itu massa atom akan terpusat pada inti atom saja. Para ilmuwan telah mempelajari atom sejak ratusan tahun lalu. Para ilmuwan tersebut mengemukakan teori-teori tentang atom. Teori yang satu akan runtuh atau ditolak ketika ada data atau fakta baru yang ditemukan tentang atom sehingga melahirkan teori atom yang baru.  Berikut ini merupakan perkembangan teori atom. Penemu/Teori Atom Model Penjelasan John Dalton Atom sebagai bola pejal dan merupakan bagian terkecil 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. Joseph John Thomson Atom merupakan bola bermuatan positif dan di tempat-tempat tertentu terdapat elektron-elektron yang bermuatan negatif seperti kismis dalam roti. Ernest Rutherford Atom sebagai bola yang di tengahtengahnya terdapat inti atom yang merupakan pusat muatan positif dan pusat massa. Sedangkan elektron-elektron berputar mengelilingi inti. Niels Bohr Atom terdiri 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, elektron tidak memancarkan energi. Modern (Mekanika Gelombang) Atom tersusun atas partikel sub atom yaitu neutron (n), proton (p), dan elektron (e). Neutron dan proton menjadi satu membentuk inti yang padat disebut nukleus atau inti atom. Elektron bergerak disekeliling inti hampir dalam kecepatan cahaya membentuk awan elektron. Sumber : (Menteri Pendidikan dan Kebudayaan, 2015: 177) Teori atom yang paling kini adalah teori atom mekanika gelombang.  Menurut Bohr, atom mempunyai kulit-kulit atom tempat elektron mengelilingi inti atom. Kulit atom yang paling dekat dengan inti atom mempunyai energi paling rendah. Kulit atom yang lebih di luar mempunyai energi lebih tinggi. Elektron yang berada pada kulit atom paling dalam dapat berpindah ke kulit atom yang lebih luar bila menyerap energi dari luar atom. Energi itu dapat berasal dari panas pembakaran atau dari energi listrik yang melewati atom-atom itu. Elektron yang terletak pada kulit atom paling luar akan mendapatkan gaya tarik yang lemah dari inti atom. Oleh karena itu elektron pada kulit atom paling luar mudah lepas dari kulit itu, sehingga atom dapat kehilangan elektron. Bila jumlah elektron dan jumlah proton dalam suatu atom tidak sama maka atom tersebut akan bermuatan atau menjadi ion. Proses pembentukan ion disebut ionisasi. 2. Nomor Atom dan Nomor Massa Unsur merupakan zat tunggal (murni) yang tidak dapat diubah lagi menjadi bahan lain dengan reaksi kimiawi, seperti emas, besi, perak, oksigen, dan masih banyak yang lain. Saat ini ada sekitar 105 unsur yang ditemukan di alam. Masing-masing unsur tersebut memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki jumlah partikel subatom yang berbeda. Semua atom dalam suatu unsur tertentu memiliki jumlah proton yang sama di dalam intinya. Jumlah proton ini unik untuk setiap unsur. Nomor massa suatu atom ditentukan oleh jumlah dari neutron, proton, dan elektron. Namun, karena massa elektron sangat kecil, maka dapat diabaikkan. Atom yang satu berbeda dengan atom yang lain karena mempunyai elektron, proton, dan neutron yang berbeda jumlahnya. Jika massa atomnya berbeda maka jari-jari bola atom itu akan berbeda pula. Hubungan nomor atom, nomor massa, dan jumlah neutron dalam suatu atom yang netral (tidak bermuatan) dapat dituliskan dengan persamaan berikut. Nomor atom = Jumlah proton (p) dalam suatu atom = jumlah elektron (e) Nomor massa = Jumlah proton (p) + Jumlah neutron (n) Pada penulisan lambang unsur, nomor atom ditulis subscrip (turun) di kiri lambang unsur, sedangkan nomor massa ditulis superscrip (naik) di kiri atas lambang unsur, sebagaimana berikut.                                                      Keterangan: X = lambang unsur; A = nomor massa; Z = nomor atom                                                       Atom dan Partikel Penyusunnya Sumber : (Mentri Pendidikan dan Kebudayaan, 2015: 183) Keterangan: e = elektron; p = proton; n = neutron; Z = nomor atom A = nomor massa

MAPEL IPA BAB 3 KEPENDUDUKAN DAN LINGKUNGAN

 A. DINAMIKA PENDUDUK

Jumlah penduduk dunia semakin meningkat dari tahun ke tahun. Perubahan jumlah penduduk di suatu daerah dari waktu ke waktu disebut dinamika penduduk.

Dinamika penduduk dipengaruhi oleh 3 faktor, yaitu:

1. Jumlah kelahiran ( natalitas)

2. Jumlah kematian ( mortalitas)

3. Jumlah perpindahan (migrasi)

1. KELAHIRAN

 Kelahiran mendorong terjadinya pertumbuhan populasi penduduk. Tingkat kelahiran digunakan untuk mengukur banyaknya bayi lahir, dan dinyatakan dalam angka yang disebut angka kelahiran atau natalitas. Natalitas adalah jumlah kelahiran bayi yang hidup tiap 1000 penduduk per tahun.

Kriteria angka kelahian adalah sebagai berikut.

a. Natalitas tinggi bila angka kelahiran >30

b. Natalitas sedang bila angka kelahiran antara 20-30

c. Natalitas rendah bila angka kelahiran <20

2. KEMATIAN

 Angka kematian (mortalitas) dihitung dari jumlah kematian tiap 1000 penduduk per tahun. Laju kematian penduduk erat kaitannya dengan keadaan negara, misalnya dengan tingkat kemakmuran, kesehatan atau peperangan. Negara yang kaya dan maju, penduduknya dapat memlihara kesehatan baik sehingga angka kematiannya rendah.

Kriteria angka kematian adalah sebagai berikut.

a. Mortalitas tinggi jika angka kematian > 18

b. Mortalitas sedang jika angka kematian antara 14-18

c. Mortalitas rendah jika angka kematian < 14

3. MIGRASI

Migrasi adalah perpindahan penduduk dari suatu tempat ke tempat lain. Migrasi pada umumnya dipengaruhi oleh keadaan yang terus menerus berubah-ubah.

Faktor- faktor yang mendorong terjadinya migrasi adalah sebagai berikut.

a. Keadaan ekonomi yang sulit dan rendahnya pendapatan di daerah asal.

b. Keadaan sosial budaya di daerah asal, misalnya karena adanya kawin paksa, atau lingkungan budaya yang dianggap terlalu mengikat.

c. Sarana pendidikan di daerah asal belum lengkap.

d. Kesempatan kerja di daerah tujuan lebih banyak dan mudah.

e. Adanya kesempatan di daerah tujuan untuk mendapatkan pendidikan atau karir yang lebih baik.

f. Ada pendapat bahwa kegiatan hidup di kota besar lebih menarik sebab tersedia banyak sarana rekreasi, hiburan, dan pusat pembudayaan.

Menurut macamnya migrasi dapat dibedakan dalam 5 kelompok berikut.

a. Emigrasi adalah perpindahan penduduk dari dalam negeri ke luar negeri.

b. Imigrasi adalah perpindahan penduduk dari luar negeri ke dalam negeri.

c. Transmigrasi adalah perpindahan penduduk dari pulau yang padat penduduknya ke pulau yang kurang padat penduduknya.

d. Urbanisasi adalah perpindahan penduduk dari desa ke kota.

e. Remigrasi adalah perpindahan penduduk untuk kembali ke negeri asal.

*Pertumbuhan penduduk di suatu negara akan meningkat bila natalitas lebih besar dari pada mortalitas atau imigrasi lebih besar daripada emigrasi.

B. DAMPAK PERKEMBANGAN PENDUDUK BAGI LINGKUNGAN

1. Tingkat Kesejahteraan Menurun

Tingkat kesejahteraan penduduk ditentukan oleh gizi dan kesehatan yang baik, pendidikan yang memadai, dan pemukiman yang layak. Usaha pemerintah untuk meningkatkan kesejahteraan sangat besar, yaitu dengan cara sebagai berikut.

a. Usaha Perbaikan Gizi Keluarga(UPGK) yang terpadu dengan usaha kesehatan dan kesejahteraan keluarga, yaitu dengan didirikannya BKIA ( Balai Kesehatan Ibu dan Anak).

b. Meningkatkan pendapatan perkapita, khususnya pada golongan masyarakat yang memiliki kemampuan ekonomi dan kesejahteraan sosial rendah.

c. Untuk meningkatkan kualitas fisik manusia, pemerintah melakukan program peningkatan produksi pangan.

d. Meningkatkan pendidikan dengan memberantas buta huruf melalui kejar paket A dan mencanangkan program wajib belajar 9 tahun bebas SPP.

2. Berkurangnya Ketersediaan Udara Bersih

Udara bersih merupakan kebutuhan mutlak bagi kelangsungan hidup manusia. Udara bersih banyak mengandung oksigen. Semakin banyak jumlah penduduk berarti semakin banyak oksigen yang diperlukan. Bertambahnya pemukiman, alat transportasi, dan kawasan industri yang menggunakan bahan bakar fosil (minyak bumi, bensin, solar, dan batu bara) mengakibatkan kadar CO2 dan CO di udara semakin tinggi. Berbagai kegiatan industri juga menghasilkan gas-gas pencemar seperti oksida nitrogen (NOx) dan oksida belerang (SOx) di udara. Zat-zat sisa itu dihasilkan akibat dari pembakaran yang tidak sempurna.

3. Ketersediaan Pangan Berkurang

Untuk bertahan hidup, manusia membutuhkan makanan. Dengan bertambahnya jumlah populasi penduduk, maka jumlah makanan yang diperlukan juga semakin banyak. Ketidakseimbangan antara bertambahnya jumlah penduduk dengan bertambahnya produksi pangan sangat mempengaruhi kualitas hidup manusia. Akibatnya penduduk dapat kekurangan gizi atau bahkan kurang pangan.

Thomas Robert Maltus seorang sosiolog Inggris, mengemukakan teori yang berjudul “Essay on The Principle of  Population”. Maltus menyimpulkan bahwa pertambahan penduduk mengikuti deret ukur, sedangkan pertambahan produksi pangan mengikuti deret hitung. Jadi semakin meningkat pertumbuhan penduduk, semakin tinggi pula kebutuhan pangan. Oleh karena itu peningkatan produksi pangan perlu digalakkan. Penduduk yang kekurangan makanan akan menyebabkan gangguan pada fungsi kerja tubuh dan dapat terjangkit penyakit seperti busung lapar, anemia, dan beri-beri.

 

4. Berkurangnya Ketersediaan Lahan

Kepadatan penduduk mendorong peningkatan kebutuhan lahan, baik lahan untuk tempat tinggal, sarana penunjang kehidupan, industri, tempat pertanian, dan sebagainya.

5. Berkurangnya Ketersediaan Air Bersih

- Berikut ini ciri-ciri air tercemar:

a. Adanya perubahan suhu

b. Adanya perubahan pH

Pada kondisi normal pH air adalah netral, yaitu berkisar 7. Pada kondidi tercemar, pH air berkisar antara 4 – 6 atau 8 – 9.

c. Adanya perubahan bau, warna, dan rasa

d. Adanya endapan atau bahan terlarut berasal dari polutan

e. Adanya mikroorganisme yang mungkin bersifat patogen (pembawa penyakit).

- Untuk menjaga ketersediaan air, langkah-langkah yang dapat dilakukan adalah:

a. Menghemat pemakaian air.

b. Memelihara tumbuh-tumbuhan di sekitar kita yang berfungsi menyerap air.

c. Membuat sumur-sumur resapan.

d. Melestarikan danau, telaga,dan waduk dan daerah resapannya.

6. Pencemaran lingkungan

Kepadatan penduduk yang tinggi dapat mengakibatkan timbulnya berbagai pencemaran lingkungan dan kerusakan ekosistem

C. SOLUSI UNTUK MENGHINDARI DAMPAK PERKEMBANGAN PENDUDUK BAGI LINGKUNGAN

Adapun cara-cara untuk menghindari dampak perkembangan penduduk bagi lingkungan adalah sebagai berikut:

1) Adanya Penanaman Kembali hutan yang diubah menjadi lahan perkotaan agar terbebas dari Pencemaran udara.

2) Jangan membuang sumber daya alam secara sia-sia dan gunakanlah dengan bijak dan sesuai keperluan dan kecukupannya.

3) Kurangi Lahan perindustrian dan lahan perumahan yang sebenarnya ingin dibuat namun tidak jadi dibuat karena masalah biaya dan masalah lainnya.

4) Adanya Pembudidayaan Tanaman dengan membudidayakan tanaman di tempat lahan yang tersedia.

5) Adanya Penanaman pepohonan untuk menurunkan tingkat pencemaran udara .

6) Menggalakan Produksi pangan sehingga bisa mencegah terjadinya orang yang busung lapar dan kurang gizi.

7) Kurangi lahan perindustrian dan usahakan agar tidak mencemari lingkungan.

8) Adanya sistem KB untuk mengurangi angka kelahiran dengan motto dua anak lebih baik.

Klik LINK untuk mengerjakan PR Bab 3

Klik LINK untuk mengerjakan QUIZ

MAPEL IPA BAB 2 REPRODUKSI PADA TUMBUHAN DAN HEWAN

REPRODUKSI PADA TUMBUHAN

1.  Reproduksi Aseksual/Vegetatif

          Reproduksi aseksual/vegetatif merupakan cara reproduksi (perbanyakan diri) tanpa melewati proses peleburan dua gamet. Artinya, satu induk tumbuhan dapat memperbanyak diri menghasilkan keturunan yang memiliki sifat identik dengan induk. Reproduksi vegetatif dapat terjadi secara alami dan buatan (artifisial).

a.Reproduksi Vegetatif Alami

          Reproduksi vegetatif alami merupakan cara perbanyakan yang dilakukan tumbuhan tanpa melibatkan bantuan manusia. Berikut ini beberapa bagian tumbuhan yang berperan dalam reproduksi vegetatif alami.
• Rhizoma
Rhizoma (rimpang, akar tinggal) merupakan batang yang tumbuh menjalar secara horizontal di dalam tanah menyerupai akar. Contohnya kunyit, temulawak, jahe, lengkuas, alang-alang, dan lain-lain.
• Stolon
Stolon (geragih) merupakan batang yang tumbuh menjalar di atas tanah. Jika batang tersebut tertimbun tanah, bagian buku-buku (ruas) stolon akan tumbuh menjadi individu baru. Contohnya arbei (stroberi), dan daun kaki kuda (Centela asiatica).
• Umbi Lapis
Umbi lapis (bulbus) merupakan batang berukuran pendek di dalam tanah yang dikelilingi oleh berlapis-lapis daun tebal. Tunas umbi lapis tumbuh ke arah sampingdari bagian tubuh induk, biasanya dinamakan siung. Jika siung dipisahkan dari induknya, siung tersebut akan tumbuh menjadi tumbuhan baru. Contohnya bawang merah (Allium cepa).
• Tunas
Tunas merupakan bagian yang memiliki bakal tunas yang dapat tumbuh menjadi tunas dan individu baru. Perkembangan tunas menjadi individu baru dipengaruhi oleh lingkungan (kelembapan, suhu, pH, dan cadangan makanan). Contohnya bamboo dan kelapa.
• Umbi Batang
Umbi batang merupakan batang yang membengkak di dalam tanah dan mengandung cadangan makanan. Pada umbi batang terdapat mata (kuncup) sehingga pada saat ditanam dapat tumbuh membentuk tunas dan akar baru. Contohnya ubi jalar dan kentang.
• Kuncup Adventif Daun
Daun merupakan organ utama tumbuhan. Pada beberapa tumbuhan tertentu, daun berfungsi sebagai alat reproduksi. Pada daun demikian terutama bagian pinggirnya terdapat jaringan meristem yang dapat tumbuh membentuk tunas dan akar (individu baru). Contohnya cocor bebek.

b.Reproduksi Vegetatif Buatan

             Reproduksi vegetatif buatan merupakan cara perbanyakan tumbuhan yang sengaja dilakukan oleh manusia. Cara perbanyakan ini dapat dilakukan dalam waktu relatif lebih singkat dibandingkan dengan secara alami. Beberapa usaha perbanyakan yang tergolong pada reproduksi vegetatif buatan adalah

• Mencangkok
Mencangkok merupakan usaha perbanyakan yang bertujuan untuk mendapatkan keturunan yang sama seperti induknya dan cepat berbuah. 

 Contoh tanaman yang bisa dicangkok Mangifera indica (mangga), Citrus sp.(jeruk), Psidium sp. (jambu), Tamarindus indica (asam), Manilkara sp. (sawo), dan Nephelium lappaceum (rambutan).

• Menempel (Okulasi)
Menempel merupakan usaha perbanyakan yang bertujuan untuk mendapatkan keturunan yang memiliki sifat berbeda dalam satu pohon. Misalkan tanaman yang satu memiliki akar yang kuat, tahan penyakit, tapi bunganya kurang baik, sedangkan tanaman yang lain (biasanya berbeda dalam varietas) memiliki bunga yang baik, tetapi akarnya kurang baik. Tumbuhan yang kedua ini dapat ditenpelkan pada tumbuhan yang pertama (tumbuhan dasar). Contohnya mawar (Rosa sp.), terung-terungan (Solanaceae), jeruk, mangga, dll.

• Menyambung
Menyambung merupakan usaha perbanyakan yang dilakukan dengan cara menyambung dua batang tanaman yang masih tergolong satu spesies, satu genus, atau satu famili. Dalam menyambung kita memindahkan ujung ranting, ujung batang, atau ujung cabang secara keseluruhan (tanaman atas) kepada tanaman dasar. Kemudian pada tempat sambungan tersebut diikat dengan tali. Contohnya Hevea braziliensis (karet), dan pohon buah-buahan.

• Menyetek
Setek merupakan usaha perbanyakan yang paling banyak dikenal dalam masyarakat. Menyetek dilakukan dengn cara menanam potongan batang tanaman. Setek dengan kekuatannya sendiri akan menumbuhkan akar dan daun sehingga berkembang menjadi individu baru. Perbanyakan dengan setek meliputi setek batang, setek daun, setek akar, setek pucuk, dan setek umbi.
Contoh tanaman yang dapat disetek misalnya Manihot sp. (ketela pohon), Pluchea indica (beluntas), Manihot utilissima (ubi kayu), Dahlia variabilis (dahlia), Kalanchoe pinnata (cocor bebek), Saccharum officinarum (tebu),dll.

• Merunduk
Merunduk merupakan usaha perbanyakan yang dilakukan dengan cara merundukkan (melengkungkan) cabang tanaman, kemudian ditimbun dengan tanah. Sementara itu, ujung cabang dibiarkan muncul di permukaan tanah. Bagian tanaman yang dirundukkan (ditimbun) terlebih dahulu harus dikupas. Pada bagian yang ditimbun tersebut akan tumbuh akar dan tunas. Contohnya pada tanaman Alamanda (Alamanda cathartica), tebu (Saccharum officinarum), dll.

• Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan usaha tanaman dengan memanfaatkan sifat totipotensi tanaman. Totipotensi dalah kemampuan beberapa sel tanaman yang masih dalam proses pertumbuhan untuk membentuk individu tanaman dalam proses kultur jaringan. Melalui kultur jaringan dapat diperoleh bibit tanaman dengan jumlah yang banyak dalam waktu yang bersamaan.
Kultur jaringan biasa dilakukan di tempat yang steril, seperti laboratorium khusus kultur jaringan. Selin itu, alat, bahan, dan pelaku kultur jaringan juga harus dalam keadaan steril. Alat dan bahan dapat disterilkan dengan menggunakan autoklaf selama 15 menit pada suhuC. Sementara itu, pelaku terutama bagian tangan harus disemprot dengan alcohol sebelum bekerja.
Jaringan yang akan dikultur dapat berupa irisan yang sangat tipis dari ujung akar, tunas, dan daun muda tanaman. Kemudian irisan tipis tersebut ditumbuhkan pada suatu medium dengan cukup nutrisi. Untuk memacu proses pembelahan sel, para peneliti biasanya memberikan hormone pertumbuhan (misalnya auksin). Sel-sel harus dapat membelah dan tumbuh dalam media tumbuh membentuk embrio dan tunas hingga menjadi individu baru yang sama dengan induknya. Contoh tanaman yang telah dikembangbiakan melalui kultur jaringan antara lain anggrek dan wortel.

2.Reproduksi Seksual/Generatif
Reproduksi seksual/generatif merupakan cara reproduksi yang melibatkan proses peleburan gamet jantan dan gamet betina. Proses peleburan dua gamet induk ini biasa disebut pembuahan. Reproduksi generatif terjadi pada tumbuhan berbiji , baik gimnospermae (berbiji terbuka) maupun angiospermae (berbiji tertutup).

1.Alat Reproduksi Tumbuhan

Alat reproduksi pada kebanyakan tumbuhan berbiji adalah bunga. Bunga umumnya terdiri atas kelopak, mahkota, benang sari, dan putik. Kelopak dan mahkota merupakan perhiasan bunga, sedangkan benang sari dan putik merupakan alat kelamin bunga. Bunga yang memiliki keempat bagian bunga tersebut disebut bunga lengkap.
Benang sari/stamen merupakan alat kelamin jantan. Benang sari terdiri atas kepala sari (antena) dan tangkai sari (filamen). Benang sari menghasilkan gamet jantan (serbuk sari;polen). Gamet jantan terletak di dalam kantong sari yang merupakan bagian dari kepala sari.
Putik/pistil merupakan alat kelamin betina. Putik terdiri atas 3 bagian, yaitu kepala putik (stigma), tangkai putik (stilus), dan bakal buah (ovula). Dalam bakal buah terdapatbakal biji yang di dalamnya mengandung gamet betina(sel telur; ovum).

2.Penyerbukan

Penyerbukan atau polinasi merupakan proses awal sebelum terjadinya pembuahan. Pada angiospermae, penyerbukan adalah proses melekatnya serbuk sari di kepala putik, sedangkan pada gimnospermae, penyerbukan adalah peristiwa melekatnya serbuk sari pada bakal biji.

Macam-macam penyerbukan

Macam penyerbukan dapat dibedakan berdasarkan asal serbuk sari dan faktor yang membantu proses penyerbukan.

1.Penyerbukan berdasarkan asal serbuk sari
Serbuk sari dapat berasal dari beberapa sumber. Berdasarkan asal serbuk sari dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu :

A. Otogami/penyerbukan sendiri
Otogami merupakan proses penyerbukan oleh serbuk sari yang berasal dari bunga yang sama (satu bunga). Pada saat terjadi otogami, dapat saja terjadi beberapa gangguan yang menghalangi pertemuan antara serbuk sari dan putik. 

 B. Geitonogami/penyerbukan tetangga

Geitonogami merupakan proses penyerbukan oleh serbuk sari yang berasal dari bunga lain , tetapi masih dalam satu individu.

C. Alogami/penyerbukan silang

Alogami atau xenogami merupakan proses penyerbukan oleh serbuk sari yang berasal dari individu lain , namun masih dalam satu jenis.

D. Bastar/hibridogami
Bastar merupakan proses penyerbukan oleh serbuk sari yang berasal dari bunga tumbuhan beda jenis.

2. Penyerbukan berdasarkan faktor yang membantu
Penyerbukan ini dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu:

• Anemogami
Anemogami merupakan proses penyerbukan dengan bantuan angin.
Ciri-cirinya, yaitu:
• Serbuk sari banyak, ringan, kecil, kering, dan permukaannya halus.
• Kepala sari mudah bergoyang.
• Tidak mempunyai perhiasan/mahkota bunga (jika ada berukuran kecil).
• Kepala putik besar.
• Letak serbuk sari bergantungan/bertangkai panjang.
• Bunga tidak berbau.
• Tidak mempunyai kelenjar madu.
• Putik melekat di tengah, berbentuk spiral sehingga membentuk permukaan yang lebih besar untuk memudahkan menangkap serbuk sari.
• Bunga tidak berwarna cerah dan biasanya hijau.
Contohnya Gramineae (rumput), Oryza sativa (padi), Saccharum officinarum (tebu),dan Imperata Cylindrica (alang-alang).

• Hidrogami

Hidrogami merupakan proses penyerbukan dengan bantuan air. Jenis penyerbukan ini biasanya terjadi pada tumbuhan yang hidup di air. Misalnya hidrila (Hydrilla verticilata).

• Zodiogami

Zoidiogami merupakan proses penyerbukan dengan bantuan hewan.
Berdasarkan nama hewannya, tipe penyerbukan ini dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu:
– Entomogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan serangga. Saat mengisap madu, tubuh serangga tertempel serbuk sari, dan jika serangga berpindah ke bunga lain atau menyentuh kepala putik bunga yang sama, serbuk sari akan tertinggal di kepala putik tersebut sehingga terjadi penyerbukan.
Ciri-cirinya:
– Bunga berbau khas.
– Mahkota bunga berwarna menarik/mencolok.
– Mempunyai kelenjar madu.
– Benang sari di dalam bunga.
– Kepala sari bersatu di bagian dasar atau belakangnya.
– Serbuk sari sedikit, besar, seperti tepung, berat, lengket.
– Putik lengket dan kecil.

– Ornitogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan burung.
Biasanya bunga mengandung madu dan air, serta mengandung unsur warna merah karena burung peka terhadap warna ini.

Reproduksi Pada Hewan

a.    Reproduksi Aseksual (Vegetatif)

Reproduksi yang terjadi tanpa proses peleburan sel gamet. Individu baru muncul dari bagian tubuh induk. Beberapa hewan melakukan reproduksi aseksual, karena bagian dari siklus hidupnya, dan beberapa karena pengaruh lingkungan yang ekstreme. Sifat individu yang terbentuk dari reproduksi aseksual adalah 100% mirip dengan induk. Oleh karena itu, terdapat sedikit variasi genetik yang ditemukan pada individu hasil reproduksi ini. Macam-macam reproduksi aseksual:

1.    Tunas (Budding)

-Pemisahan individu baru dari tubuh induk. Individu ini terbentuk dari tonjolan pada bagian tubuh induk. Seperti karakteristik dari pertunasan pada umumnya, individu akan tumbuh disekitar posisi induk, sehingga akan terbentuk koloni dari hewan tersebut. Pertunasan biasanya terjadi pada hewan yang sesil (menempel di dasar perairan).

- Contoh: porifera, Hydra,  dan karang terumbu.

2.    Fragmentasi

-Terbentuknya individu baru dari potongan-potongan tubuh induk. Hewan yang mampu melakukan fragmentasi memilki daya regenerasi yang tinggi, sehingga tiap potongan dapat tumbuh menjadi individu baru. 

-Contoh: spons, cacing pipih, dan hewan invertebrata lainnya.

3.    Membelah Diri 

=Memisahnya tubuh induk menjadi dua individu yang sama besar.

 

b.    Reproduksi Seksual (Generatif)

Reproduksi atau perkembangbiakan secara generatif melibatkan peleburan (fertilisasi) dua macam sel gamet, sperma (gamet jantan) dan ovum (gamet betina). Individu yang terbentuk akan mewarisi kedua sifat induk yang akan memunculkan sifat yang menonjol. Kombinasi genetik pada reproduksi seksual meningkatkan variasi genetik pada tingkat spesies. Reproduksi seksual menghasilkan individu baru yang tidak sama persis dengan induk. Berdasarkan tempat bertemunya sel gamet, reproduksi dibedakan menjadi;
1.    Fertilisasi Internal

Peleburan sel gamet jantan dan sel gamet betina terjadi di dalam tubuh hewan betina. Pada mekanisme ini hewan akan dilengkapi dengan alat kopulasi. Alat kopulasi ini akan membantu menghantarkan pertemuan sel gamet.Hewan jantan melepaskan berjuta-juta sel gamet melalui alat kopulasi ke dalam alat reproduksi betina. Kemudian sel-sel sperma ini akan “berlari” mencari keberadaan ovum, hanya satu sperma yang dapat membuahi satu telur. Berdasarkan cara perkembangan embrio dibedakan menjadi:

•    Bertelur (OVIPAR)

-Embrio akan berkembang di luar tubuh induk dengan struktur yang bercangkang. Telur embrio akan dikeluarkan dari tubuh induk. Cangkang ini tersusun atas zat kapur yang melindungi telur embrio dari kehilangan air. Berkembang diluar tubuh tidak mennghalangi perkembangan embrio. Telur embrio telah dilengkapi dengan kantung kuning (yolksacs) yang merupakan nutrisi untuk menyuplai perkembangan embrio selama di dalam cangkang. Hewan memiliki waktu yang bervariasi dalam perkembangan embrionya, hal ini dapat ditujukan dengan ukuran telurnya. Semakin besar ukuran telur maka kantung kuning semakin besar, artinya perkembangan embrio semakin lama. Dibutuhkan panas dalam proses pertumbuhan embrio di dalam cangkang, oleh karena itu, induk akan melakukan suatu cara untuk menghangatkan anaknya di dalam telur. 

-Beberapa induk mengerami telurnya (ayam, burung, unggas lainnya) dan beberapa menguburnya di dalam pasir atau tumpukan serah-serah daun (penyu, ular, dll). Beberapa induk akan menunggu sampai anaknya menetas, dan ada yang meninggalkan anaknya. 

•    Melahirkan (VIVIPAR)

-Embrio berkembang di dalam tubuh induk betina (rahim). Embrio akan mendapat suplai makanan dari pembuluh darah induk melalui hubungan plasenta. Embrio akan berkembang di dalam rahim induk betina dalam masa mengandung yang waktunya sangat bervariasi pada tiap-tiap hewan. 
-Contoh: sebagian besar mamalia, termasuk manusia.

•    Bertelur melahirkan (OVOVIVIPAR)

-Suatu kombinasi antara bertelur dengan melahirkan. Pada perkembangan ini, embrio disimpan dalam telur tak bercangkang di dalam tubuh. Telur-telur ini dilengkapi dengan kantung kuning untuk menyuplai perkembangan embrio. Sampai waktu yang ditentukan, telur-telur ini pecah di dalam tubuh induk betina, dan keluar dari tubuh betina. 
-Contoh: beberapa reptil (kadal, dll).

Teknologi Reproduksi

A. Pembastaran (Perkawinan Silang/Hibridisasi)

Hasil Hibridisasi

B. Inseminasi Buatan (Kawin Suntik)

Inseminasi Buatan

C. Kultur Jaringan

Kultur Jaringan

                                                    LINK untuk mengerjakan PR IPA BAB 2 

                                    

                                     LINK untuk mengerjakan QUIZ IPA bab 2 

                                                                    waktu pengerjaan sd jam 10.30 AM