Rumus kimia

**Rumus Kimia** atau **rumus molekul** adalah sistem notasi simbolis yang menggunakan lambang unsur dan angka untuk merepresentasikan komposisi atau struktur entitas kimia seperti atom, molekul, ion dan unit formula, yang berfungsi sebagai penyebutan ilmiah, alat identifikasi, dan basis prediksi sifat material. Rumus kimia memberikan informasi mengenai perbandingan atom-atom yang menyusun suatu senyawa kimia tertentu, menggunakan sebaris simbol zat kimia, nomor, dan kadang-kadang simbol yang lain juga, seperti tanda kurung, kurung siku, dan tanda plus (+) dan minus (-).

Dalam perkembangannya sejak awal abad ke-19 seorang kimiawan berkebangsaan Swedia abad ke-19 bernama Jöns Jacob Berzelius adalah orang yang menemukan sistem penulisan rumus kimia.

Rumus kimia yang paling sederhana dari adalah rumus empiris, yang hanya menggunakan huruf dan angka. senyawa molekular, rumus ini mengidentifikasikan setiap unsur kimia penyusun dengan simbol kimia dan menunjukkan jumlah atom dari setiap unsur yang ditemukan pada masing-masing molekul diskrit dari senyawa tersebut. Jika suatu molekul mengandung lebih dari satu atom unsur tertentu, kuantitas ini ditandai dengan subskrip setelah simbol kimia (walaupun buku-buku abad ke-19 kadang menggunakan superskrip). Untuk senyawa ionik dan zat non-molekular lain, subskrip tersebut menandai rasio unsur-unsur dalam rumus empiris.Dalam praktik kontemporer, rumus kimia juga menjadi format data terstruktur (SMILES, InChI, Molfile) yang memungkinkan pertukaran informasi antar basis data dan perangkat lunak secara digital. 

## Entitas kimia

**Entitas kimia** atau **entitas molekul** adalah setiap atom, molekul, ion, konformer atau bentuk lain yang dapat diidentifikasi sebagai entitas terbedakan secara terpisah. 
Sedangkan Spesi kimia merujuk pada himpunan atau kumpulan entitas molekuler. Penulisan seperti H2O, Na+, atau NaCl, simbol-simbol tersebut dapat merujuk pada entitas tunggal atau pada spesi kimia sebagai kumpulan. Tingkat presisi yang diperlukan untuk mendeskripsikan suatu entitas molekuler sangat bergantung pada konteks. Untuk beberapa tujuan, menyebut "molekul hidrogen" sudah memadai sebagai definisi entitas molekuler tertentu.

### Atom

Atom adalah entitas kimia terkecil yang terdiri dari inti bermuatan positif yang dikelilingi oleh satu atau lebih elektron. Dalam rumus kimia, atom direpresentasikan dengan simbol unsur seperti H untuk hidrogen, C untuk karbon, atau Na untuk natrium, dengan variasi isotop ditulis sebagai superskrip seperti 14C. Prinsip ketidakpastian Heisenberg menempatkan batasan fundamental secara makroskopik untuk mengetahui secara simultan posisi dan momentum elektron, sehingga atom dalam rumus kimia selalu merupakan penyederhanaan atas realitas kuantum yang jauh lebih kompleks.

### Molekul

**Molekul** adalah dua atau lebih atom yang saling terikat bersama dan diikat oleh ikatan kimia. Mereka merupakan gugusan yang secara elektris netral. Molekul dibedakan dari ion berdasarkan ketiadaan muatan listrik. Namun, dalam fisika kuantum, kimia organik, dan biokimia, istilah *molekul* sering digunakan dengan agak longgar, juga digunakan untuk ion poliatomik. Suatu molekul dapat homonuklir, yaitu, mengandung atom-atom dari satu unsur kimia, misalnya oksigen (O2); atau dapat pula berupa heteronuklir, suatu senyawa kimia yang tersusun dari lebih dari satu unsur, misalnya air (H2O). Atom dan kompleks yang terhubung melalui ikatan non kovalen, seperti ikatan hidrogen atau ikatan ionik, umumnya dianggap sebagai molekul tunggal.

### Ion

Ion adalah suatu atom atau molekul yang memiliki muatan listrik total tidak nol (jumlah total elektron tidak sama dengan jumlah total proton). Kation adalah ion bermuatan positif, sedangkan anion adalah ion bermuatan negatif. Oleh karena itu, sebuah molekul kation memiliki sebuah proton hidrogen tanpa elektron, sedangkan anion memiliki elektron ekstra. Oleh karena muatan listriknya yang berlawanan, kation dan anion saling tertarik satu sama lain dan mudah membentuk senyawa ionik.

Ion yang hanya berisi satu atom disebut ion monoatomik atau ion atomik, sementara yang berisi dua atau lebih atom membentuk ion molekuler atau ion poliatomik. Dalam hal ionisasi fisik dalam suatu media, misalnya gas, "pasangan ion" tercipta dari tumbukan ion, di mana masing-masing pasangan yang terbentuk mengandung elektron bebas dan ion positif. Ion juga tercipta melalui interaksi kimia, misalnya pelarutan garam dalam cairan, atau dengan cara lain, melewatkan arus searah melalui larutan penghantar yang melarutkan anode melalui ionisasi.

### Unit Formula

Unit formula adalah rumus empiris dari senyawa padatan berikatan kovalen atau ionik yang digunakan sebagai entitas independen untuk perhitungan stoikiometrik. Ini adalah rasio jumlah keseluruhan terendah dari ion yang diwakili dalam senyawa ionik. Dalam mineralogi, karena mineral hampir secara eksklusif bersifat ionik atau padatan jaringan, unit formula digunakan. Jumlah unit formula (Z) dan dimensi sumbu kristalografi digunakan dalam mendefinisikan sel satuan.

## Rumus empiris

Rumus empiris adalah ekspresi sederhana jumlah relatif setiap jenis atom (unsur kimia) yang dikandungnya. Suatu formula empiris tidak memberikan gambaran mengenai isomer, struktur, atau jumlah absolut atom. Formula empiris adalah standar bagi senyawa ion, seperti CaCl<sub>2</sub>, dan makromolekul, seperti SiO2. Sebagai contoh, n-heksana, memiliki rumus molekul CH3CH2CH2CH2CH2CH3, menyatakan bahwa senyawa ini memiliki struktur rantai lurus, 6 atom karbon dan 14 atom hidrogen. Formula kimia heksana karenanya adalah C6H14, sedangkan rumus empirisnya adalah C3H7 menunjukkan rasio C:H sejumlah 3:7.

## Graf Molekular

Graf molekuler atau graf kimia adalah bentuk dari rumus struktur suatu senyawa kimia dalam kerangka teori graf. Graf kimia merupakan graf berlabel yang simpul-simpulnya berkorespondensi dengan atom-atom senyawa tersebut dan sisi-sisinya berkorespondensi dengan ikatan kimia. Simpul-simpulnya diberi label sesuai jenis atom yang bersesuaian dan sisi-sisinya diberi label sesuai jenis ikatannya.

## Geometri molekul dan rumus struktur

Konektivitas dari sebuah molekul akan sangat berpengaruh pada sifat-sifat fisik dan kimianya. 2 molekul yang tersusun atas atom yang sama dengan jumlah yang sama (misalnya sepasang isomer) dapat memiliki sifat yang sama sekali berbeda jika atom-atomnya tersambung berbeda atau posisinya berpindah. Dalam beberapa kasus, rumus struktur cukup berguna karena dapat menggambarkan atom mana yang tersambung pada atom mana.

Rumus kimia dapat menjelaskan informasi tentang tipe dan susunan ikatan dalam senyawa tersebut. Misalnya, etana terdiri dari 2 atom karbon yang berikatan tunggal satu sama lain, dengan tiap atom karbon juga berikatan dengan 3 atom hidrogen. Rumus kimianya dapat dituliskan CH3CH3. Contoh lainnya, etena mempunyai ikatan rangkap dua di antara atom karbonnya (sehingga tiap atom karbon hanya berikatan dengan 2 atom hidrogen). Rumus kimia etena adalah: CH2CH2, dapat juga dituliskan H2C=CH2 atau H2C**::**CH2. Gambar 2 garis atau 2 pasang titik dua menunjukkan ikatan rangkap. Untuk ikatan rangkap tiga, dapat dilambangkan dengan tiga garis atau tiga titik dua (**:::**). Setiap garis atau titik dua melambangkan satu ikatan.

## Kristalografi dan Mineralogi

Dalam kristalografi dan mineralogi, rumus kimia merupakan representasi formal yang menghubungkan komposisi kimia suatu kristal dengan struktur geometris periodik. Penentuan struktur kristal baru melalui difraksi sinar-X mensyaratkan pengetahuan awal tentang rumus kimia, karena interpretasi peta kerapatan elektron memerlukan identifikasi jenis atom dan perbandingan stoikiometri. Analisis elemental atau spektroskopi dilakukan sebelum analisis difraksi untuk menetapkan rumus kimia, yang kemudian menjadi masukan utama dalam pemodelan struktur. Proses refinemen struktur kristal menggunakan rumus kimia sebagai kendala (constraint) untuk memastikan konsistensi antara model atom dan stoikiometri yang diketahui; jika rumus kimia menunjukkan tiga atom oksigen per unit formula, model akhir harus mengandung kelipatan bilangan bulat dari tiga atom oksigen tersebut dalam sel unit.

Dalam mineralogi, rumus kimia berfungsi sebagai kriteria diagnostik utama untuk membedakan spesies mineral seperti kuarsa (SiO₂) dan feldspar (misalnya (K,Na)AlSi₃O₈) memiliki rumus kimia berbeda yang mencerminkan perbedaan fundamental dalam komposisi dan struktur kristalnya.Variasi komposisi dalam larutan padat (solid solution) direpresentasikan melalui rumus kimia dengan tanda kurung yang menunjukkan substitusi parsial, seperti (Mg,Fe)₂SiO₄ untuk olivin yang mengindikasikan bahwa magnesium dan besi dapat saling menggantikan dalam proporsi bervariasi tanpa mengubah struktur kristal.

## Referensi