Dunia di sekitar kita, dari udara yang kita hirup hingga gunung yang menjulang, tersusun dari partikel-partikel yang sangat kecil. Atom dan molekul adalah blok bangunan fundamental dari semua materi. Memahami apa itu atom dan bagaimana mereka bergabung membentuk molekul adalah kunci untuk memahami alam semesta kita. Ini adalah dasar dari ilmu kimia.
Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih mempertahankan sifat-sifat unsur tersebut. Bayangkan sebuah unsur seperti emas; atom emas adalah unit terkecil yang masih memiliki semua karakteristik emas. Setiap atom memiliki inti padat (nukleus) yang dikelilingi oleh elektron yang bergerak cepat.
Inti atom terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan. Elektron, yang bermuatan negatif, berputar mengelilingi inti dalam “awan” elektron. Jumlah proton menentukan identitas suatu unsur; misalnya, semua atom hidrogen memiliki satu proton.
Atom dan molekul adalah dua entitas yang berbeda. Molekul terbentuk ketika dua atau lebih atom bergabung bersama melalui ikatan kimia. Ikatan ini bisa sangat kuat, seperti pada berlian, atau lebih lemah, seperti pada gas mulia yang jarang membentuk ikatan.
Contoh paling sederhana dari molekul adalah air (H2O), yang terdiri dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen yang terikat bersama. Contoh lain adalah oksigen yang kita hirup (O2), yang merupakan dua atom oksigen yang berikatan.
Ada berbagai jenis ikatan kimia yang memungkinkan atom saling berinteraksi. Ikatan kovalen, di mana atom berbagi elektron, dan ikatan ionik, di mana elektron ditransfer antar atom, adalah dua jenis yang paling umum, menentukan sifat material.
Sifat-sifat suatu zat sangat ditentukan oleh jenis atom yang menyusunnya dan bagaimana atom-atom tersebut berikatan membentuk molekul. Sebagai contoh, susunan atom karbon yang berbeda dapat menghasilkan grafit yang lunak atau berlian yang sangat keras, sebuah perbedaan yang mencolok.
Atom terus-menerus bergerak, bahkan dalam benda padat sekalipun. Gerakan ini lebih cepat pada suhu tinggi dan lebih lambat pada suhu rendah. Pemahaman tentang gerakan ini menjelaskan mengapa materi bisa berubah wujud dari padat ke cair atau gas.