TEORI ATOM MENURUT PARA AHLI

TEORI ATOM DALTON

Istilah atom tentu tidak asing lagi bagi Anda. Atom didefinisikan sebagai partikel terkecil dari unsur. Atom-atom dari unsur  yang sama mempunyai sifat dan ukuran yang sama, tetapi berbeda dari atom unsur  lain. Dunia sekitar kita terdiri dari berbagai jenis materi. Materi tersebut dapat mengalami perubahan, misalnya berkarat, membusuk, terbakar, atau berubah warna. Dalam rangka untuk menjelaskan hakikat dan perubahan materi, para pemikir masa lalu menduga bahwa materi terbentuk dari suatu bahan dasar. Democritus (460-370 SM) dan beberapa filsuf pada masa itu mengemukakan bahwa materi terbentuk dari partikel yang sudah tak terbagi yang mereka namai atom (Yunani : atomos = tak terbagi). Namun, filsuf lain mempunyai pendapat berbeda. Plato dan Aristoteles berpendapat bahwa tidak ada yang tak terbagi. Oleh karena Aristoteles termauk orang yang sangat berpengaruh pada masa itu, gagasan tentang atom memudar dan tidak mengalami perkembangan selama berabad-abad.

Pemikiran tentang keberadaan atom kembali muncul di Eropa pada abad ke-17, ketika para ilmuwan mencoba menjelaskan sifat-sifat gas. Meski tidak terlihat udara terdir dari sejenis partikel yang senantiasa bergerak. Kita dapat merasakannya, misalnya ketika terjadi angin. Isaac Newton (1642-1727), seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh pada masa itu, mengemukakan dukungannya tentang keberadaan atom. Selanjutnya pada abad ke-18, para kimiawan mulai melakukan pengukuran massa zat- zat yang terlibat dalam reaksi. Pada tahun 1774, Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), seorang kimiawan asal Perancis, menemukan bahwa dalam reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa. Penemuan ini kita kenal sebagai Hukum Kekekalan Massa. Kemudian pada tahun 1799, Joseph Louis Proust (1754-1826), juga asal Perancis, menemukan Hukum Perbandingan Tetap yang menyatakan bahwa unsur-unsur bergabung dengan perbandingan tertentu. Berdasarkan berbagai penemuan pada masa  itu, John Dalton merumuskan teori atom yang pertama sekitar tahun 1803-1807, yang kita kenal sbagai teori atom Dalton. Berikut adalah postulat-postulat dalam teori atom Dalton.

1.      Setiap unsur terdiri atas partikel yang sudah tak terbagi yang dinamai atom

2.      Atom-atom dari suatu unsure adalah identik. Atom-atom dari unsure yang berbeda mempunyai sifat-sifat yang berbeda, termasuk mempunyai massa yang berbeda.

3.      Atom dari suatu unsure tidak dapat diubah menjadi atom unsure lain, tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Reaksi kimia hanya merupakan penataan ulang atom-atom.

4.      Senyawa terbentuk ketika atom-atom dari dua jenis unsur atau lebih bergabung dengan perbandingan tertentu.

Pada perkembangan selanjutnya diketahui beberapa postulatdalam teori atom Dalton ternyata kurang tepat, misalnya :

1.      Ternyata atom bukanlah sesuatu yang tak terbagi, melainkan terdiri dari berbagai partikel subatom.

2.      Meski mempunyai sifat-sifat yang sama, atom-atom dari unsur-unsur yang sama, teapi massanya berbeda disebut isotop

3.      Memalui reaksi nuklir, atom dari suatu unsur dap diubah menjadi atom unsur lain.

4.      Beberapa unsur tidak terdiri atas atom-atom melainkan molekul-molekul. Molekul unsur terbentuk dari atom-atom sejenis dengan jumlah-jumlah tertentu

Meskipun demikian, Dalton telah meletakkan anak tangga pertama bagi perkembangan teori atom selanjutnya. Hal paling penting dari teori atom Dalton yang hingga kini dapat diterima yaitu :

1.      Atom adalah unit pembangun dari segala macam materi.

2.      Atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat sama dengan unsurnya.

3.      Dlam reaksi kimia, atom tidak dimusnahkan, tidak diciptakan, dan tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain. Reaksi kimia hanyalah penataan ulang susunan atom-atom yang terlibat dalam reaksi.

Dalton menyimpulkan teori atomnya berdasarkan data eksperimen yang ada pada masa itu. Dalton dan orang-orang setelahnya tidak pernah mengamati keberadaan atom. Jaaadi, teori atom Dalton hanyalah sebuah model untuk mewakili atom yang sebenarnya tidak dapat dilihat. Teori atom Dalton dapat menjelaskan Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan Tetap dengan baik. Namun demikian, Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain.

1.      Tidak dapat menjelaskan sifat listrik meteri

2.      Tidak dapat menjelaskan ara atom-atom saling berikatan

Kelemahan-kelemahan yang dikemukakan seperti yang di atas dapat terpecahkan setelah percobaan-percobaan lebih lanjut yang dikemukakan para ahli menunjukkan bahwa atom bukanlah sesuatu yang tidak terbagi, melainkan terdiri atas beberapa jenis partikel subatom. Tiga diantaranya adalah proton, elektron, dan neutron.

Proton adalah pertikel bermuatan positif dengan massa sebesar 1,6726231 x 10^-24 gram. Untuk menghindari penggunaan bilangan yang sangat kecil demi keprakatisan, para ahli menggunaka satuan massa khusus untuk pertikel, yaitu satuan massa atom (sma). Jika dinyatakan dalam sma, maka massa sebutir proton adalah 1,0073 sma, atau biasa dibulatkan menjadi 1 sma.

1 sma = 1,66 x 10^-19 gram

Muatan partikel dasar biaanya dinyatakan sebagai muatan relatif terhadap muatan elektron (e). hal ini juga untuk membuat penulisan menjadi lebih praktis. Dengan begitu, muatan 1 proton = +1 yang artinya sama dengan +1,60217733 x 10^-19 coulomb.

Muatan 1 elektron = e = 1,6o217733 x 10^-19 coulomb

Neutron mempunyai masa yang kira-kira sama dengan proton, yaitu sekitar 1 sma, tetapi neutron tidak bermuatan.

Sifat-sifat ketiga jenis partikel tersebut diberikan pada tabel.

tabel 2.1 Sifat-sifat Partikel Subatom

Partikel	Lambang	Massa		Muatan	Penemu
		gram	sma
Proton	p	1,6726231 x 10-24	1	+1	Goldstein / Rutherford
Elektron	E	9,1093897 x 10-28	1/1840	-1	J.J Thomson
Neutron	n	1,672492716 x 10-24	1	netral	J. Chadwick

      PENEMUAN ELEKTRON DAN TEORI ATOM THOMSON

a.       Penemuan Elektron

Electron ditemukan oleh Joseph John Thomson pada tahun 1900. Penemuan electron berkaitan dengan percobaan-percobaan tentang hantaran listrik melalui tabung hampa. Anda tentu telah mengetahui bahwa gas pada tekanan normal bukanlah penghantar listrik. Itulah sebabnya kita tidak terkena sengatan listrik ketika melintas di bawah kabel listrik tegangan tinggi. Namun pada tahun 1821 Sir Humphry Davy, seorang ahli fisika dari Inggris, menemukan bahwa gas menjadi penghantar yang lebih baik pada tekanan rendah. Sejak saat itu, banyak percobaan dilakukan dengan tabung hampa yang disebut tabung pengawan muatan (distharges tube) terutama oleh William Crookes.

Hakikat sinar katode menjadi jelas setelah percobaan yang dilakukan oleh J.J Thomson pada tahun 1897. Berdasarkan besarnya simpangan sinar katode dalam medan listrik, Tomson dapat menentukan nisbah muatan terhadap massa (nilai e/m) dari partikel sinar katode sebesar 1,76 x 10⁸ C g^-1.

e/m = 1,76 x 10⁸ C g^-1

Selanjutnya, Thomson menemukan bahwa partikel sinar katode, yang kemudian dinamakan elektron, tidak bergantung pada jenis electrode maupun jenis gas dalam tabung. Berdasarkan hal itu, Thomson menyimpulkan bahwa electron merupakan partikel dasar penyusun atom.

b.      Percobaan Tetes Minyak Millikan

Setelah harga e/m untuk electron diketahui melalui percobaan yang dilakukan oleh Thomson, selanjutnya diperlukan percobaan lain untuk menentukan nilai e atau m. Jika salah satu nilai itu dapat diketahui, maka nilai yang satu lagi dapat ditentukan. Pada tahun 1909, Robert Andrews Millikan dari Univeritas Chicago, dapat memecahkan dilewma tersebut melalui percobaan yang dikenal dengan percobaan tetes minyak. Melalui percobaan tersebut, Millikan menemukan bahwa muatan tetes-tetes minyak selalu merupakan kelipatan bulat dari suatu muatan tertentu, yaitu 1,602 x 10^-19 coulomb. Millikan menyimpulkan bahwa muatan tersebut adalah muatan dari suatu electron. Perbedaan muatan antar tetesan terjad karena satu tetesan dapat mengikat 1,2, 3 atau lebih electron.

e = 1,602 x 10^-19 coulomb

Dengan telah diketahuinya muatan electron, maka massanya dapat dihitung sebagai berikut.

Thomson : 1,76 x 10⁸ C gram^-1

Millikan   : 1,602 x 10^-19 C

Maka massa electron, m = 9,11 x 10^-28 gram

c.       Teori Atom Thomson

Setelah penemuat electron, maka teori atom Dalton yang mengatakan bahwa atom adalah partikel yang tak terbagi, tidak dapat diterima lagi. Pada tahun 1900, J.J. Thomson mengajukan model atom yang menyerupai roti kismis. Menurut Thomson, atom terdiri dari materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar electron bagaikan kismis dalam roti kismis.

PENEMUAN INTI ATON DAN TEORI ATOM RUTHERFORD

a.       Penemuan Inti Atom

Pada tahun 1910, Ernest Ruterford bersama dua orang asistennya, yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui lebih banyaktentag susunan atom. Mereka menembaki lempeng emas yang sangat tipis dengan partikel sinar alfa berenergi tinggi. Sinar alfa adalah salah satu jenis radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Partikel sinar alfa bermuatan +2 san bermassa 4 sma. Mereka menemukan bahwa sebagian besar partikel alfa dapat menembus lempeng emas tanpa pembelokan yang berarti, seolah-olah lempeng emas itu tidak mengalami pembelokan yang cukup besar, bahkan beberapa diantaranya dipantulkan.

b.      Teori Atom Rutherford

Adanya partikel alfa yang terpantul pada penembakan lem[peng emas tipis dengan sinar alfa mengejutkan Rutherford. Partikel alfa yang terpantul itu pastilah telah menabrak sesuatu yang sangat padat dalam atom. Fakta ini tidak sesuai dengan model yang dikemukakan oleh J.J. Thomson di mana atom digambarkan bersifat homogen pada seluruh bagiannya (tidak mengindikasikan adanya bagian yang lebih padat). Pada tahun 1911, Rutherford dapat menjelaskan penghamburan sinar alfa dengan mengajukan gagasan tentang inti atom. Menurut Rutherford, sebagian besar dari massa dan muatan positif atom terkonsentrasi pada bagian pusat atom yang selanjutnya disebut inti atom. Electron beredar mengitari inti pada jarak yang relative sangat jauh. Lintasan electron itu disebut kulit atom. Jarak dari inti ke kuliat atom disebut jari-jari atom. Dengan model seperti itu, penghamburan sinar alfa oleh lempeng emas tipis dapat dijelaskan sebagai berikut.

1.      Sebagian besar partikel sinar alfa dapat tembus karena melalui daerah hampa.

2.      Partikel alfa yang mendekati inti atom dibelokkan karena mengalami gaya tolak inti.

3.      Partikel alfa yang menuju inti atom dipantulkan karena inti bermuatan positif dan sangat pejal.

TEORI ATOM NIELS BOHR

Dilihat dari kandungn energi elektron, ternyata model atom Rutherford mempunyai kelemahan. Ketika elektron – elektron mengelilingi inti atom, mereka mangalmi percepatan terus – menerus, sehingga elektron harus membebaskan energi. Lama kelamaan energi yang dimiliki elektron makin berkurang dan elektron akan tertarik makin dekat ke arah inti. Tetapi pada kenyataannya, seluruh elektron dalam atom tidak pernah jatuh ke inti. Jadi, model atom Rutherford harus disempurnakan.

            Dua tahun berikutnya, yaitu tahun 1913, seorang ilmuan dari Denmark yang bernama Niels Henrik David Bohr (1885-1962) menyempurnakan model atom Rutherford. Model atom yang diajukan Bohr di kenal sebagai atom Rutherford – Bohr, yang dapat diterangkan sebagai berikut:

                 1). Elektron – elektron dalam atom hanya dapat melintasi lintasan – lintasan yang disebut kulit – kulit atau tingkat – tingkat energi, yaitu lintasan dimana elektron berada pada keadaan stasioner, artinya tidak memancarkan energi.

                  2). Kedudukan elektron dalam kulit – kulit, tingkat – tingkat energi dapat disamakan dengan kedudukan seseorang yang berada pada anak – anak tangga. Seseorang hanya dapat berada pada anak tangga pertama, kedua, ketiga, dan seterusnya. Tetapi ia tidak dapat berada di antara anak tangga – anak tangga tersebut.

TEORI ATOM MODERN

Teori atom mekanika kuantum mempunyai persamaan dengan teori atom Niels Bohr dalam hal tingkat – tingkat energi atau kulit – kulit atom, tetapi berbeda dalam hal bentuk lintasan atau orbital tersebut. Dalam teori atom mekanika, posisi elektron adalah tidak pasti. Hal yang dapat ditentukan mengenai keberadaan elektron di dalam atom adalah daerah dengan peluang terbesar untuk menemukan elektron tersebut. Daerah dengan peluang terbesar itu disebut orbital.