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.
13C6 =
13 – 6 = 7
31P15
= 31 – 15 = 16 
Ar
Unsur X = massa rata – rata 1 atom unsur X
Ar
Unsur X = massa rata – rata 1 atom unsur X
