TEORY PERKEMBANGAN ATOM DARI MASA KE MASA

Sejak beberapa abad yang lalu,para ahli berdebat tentang bagian benda yang paling kecil.menurut mereka,ada sebuah materi yang menjadi bagian terkecil dari sebuah benda.Demokritus,seorang ahli filsafat yunani,menamakan bagian tersebut sebagai atomos.Pendapat itu mengawali munculnya teori atom dan menimbulkan kontroversi.Ada yang setuju dan ada pula yang tidak setuju.Bagaimana perkembangan teori atom ini selanjutnya.Benarkah atom adalah bagian terkecil dari sebuah benda?

Ø  SEJARAH PERKEMBANGAN DAN STRUKTUR ATOM

Teori atom selalu mengalami perkembangan dari waktu ke waktu sesuai dengan penemuan penemuan terbaru mengenai atom.Pada bahasan ini kita akan mempelajari secara singkat perkembangan teori atom mulai dari yang sederhana hingga teori teori yang dikembangkan berdasarkan penemuan penemuan secara experimen.Teori terbaru merupakan perbaikan atau perkembangan dari teori sebelumnya.
Teori atom telah lama berkembang mulai dari beberapa abad sebelum masehi.Teori ini telah 

menjadi pertanyaan besar dikalangan para ahli filsafat yunani.”Demokritus ( 464SM ) berpendapat bahwa suatu materi bersifat diskontinu,artinya jiak suatu materi dibelah belah secara terus menerus,akan diperoleh materi yang tidak dapat dibelah lagi. Bagian terkecil tidak dapat dibelah lagi tersebut dinamakan ATOMOS. Generasi penerusnya,seperti Plakto dan Aristoteles tidak meneruskan pemikiran itu.Menurut mereka,materi bersifat kontinu yang berarti materi dapat dibelah terus menerus”.Perbedaan pendapat ini terus berkembang hingga muncul teori teori atom Dalton yang mulai berpijak pada penemuan secara eksperimen.

1.      TEORY ATOM DALTON

Jhon Dalton adalah seorang guru kebangsaan inggris. Dia mengemukakan teori berdasarkanHUKUM KEKEKALAN MASSA yang dikemukakan oleh Antonie Lavoiser yang menyatakan bahwa dalam suatu reaksi, massa sebelum dan massa sesudah reaksi adalah sama dan HUKUM PERBANDINGAN TETAP yang dikemukakan oleh Joseph Proust yang menyatakan bahwa dalam suatu zat kimia murni, perbandingan massa unsur unsur dalam tiap senyawa dalah tetap.

Pokok Pokok teori atom Dalton yaitu:

a.       Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi.

b.      Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil.Suatu unsur memiliki bil

bulat dan sederhana     

c.       Atom atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana .misalnya air terdiri dari atom atom hidrogen dan atom atom oksigen.

d.      Atom-atom bergabung dengan perbandingan yang sederhana

Kelebihan Teory Atom Dalton.

a.       Dapat menerangkan Hukum kekekalan Massa(Hukum Lavioser).

b.      Dapat menerangkan Hukum perbandingan Tetap(Hukum Proust).

Kelemahan Teory Atom Dalton

a.       Tidak dapat menerangkan sifat listrik atom.

b.      Pada kenyataannya atom dapat dibagi menjadi partikel yang lebih kecil yang disebut partikel subatom.

2. TEORY ATOM J.J.THOMSON

Teori atom Dalton cukup lama dianut oleh para ahli saat ini hingga ditemukan nya elektron yang bermuatan negatif oleh J J THOMSON pada tahun 1897. Penemuan elektron ini mematahkan teori dalton bahwa atom merupakan materi terkecil. oleh karena elektron bermuatan negatif, maka thomson berfikir bahwa ada muatan positif sebagai penyeimbang.Dengan demikian atom 

bersifat netral. Model atom Thomson menggambarkan bahwa atom merupakan suatu bola yang bermuatan positif. Sementara itu, elektron (yang negatif) tersebar merata dipermukaan bola seperti kismis pada roti kismis.

Thomson memperlihatkan electron dengan teorynya sebagai berikut.

a.       Atom merupakan bola yang bermuatan positif, pada tempat-tempat tertentu ada electron yang bermuatan negative

b.      Jumlah muatan positif sama dengan muatan negative

Kelebihan Teory Atom Thomson

a.       Membuktikan adanya partikel lain dalam atom yaitu elektron yang bermuatan negative,  sehingga atom bukan partikel terkecil lagi.

b.      Dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatom.

c.       Dapat menerangkan sifat listrik Atom.

Kelemahan Teory Atom Thomson

a.       Belum dapat menerangkan bagaimana susunan muatan positif dalam bola dan jumlah electron.

b.      Tidak dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas yang dikemukakan oleh Rutherford

3. TEORY ATOM RUTHERFORD

Latar belakang teori atom Rutherford. Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geiger dan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas.

Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipant

atau dibelokkan.Dari pengamatan mereka didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Masreden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.

Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesimpulan beberapa berikut

a.       Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan

b.      Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisan atom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.

c.       Partikel tersebut merupakan partikel yang menyusun suatu inti atom,berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan , Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford.

Rutherford yang menyatakan bahwa:

a.       Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif.

b.      Rutherford menduga bahwa di dalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.

c.       Massa atom terpusat pada inti atom

d.       Elektron beredar mengelilingi inti pada orbitnya atau kulitnya

e.       Ukuran atom sekitar 10-8 cm dan inti atom 10-13 cm

Kelebihan Teory Atom Rutherford

a.       Dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas.

b.      Mengemukakan keberadaan inti atom,yang bermuatan positif dan merupakan pusat massa atom.

c.       Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti.

            Kelemahan Teory Atom Rutherford

a.       Bertentangan dengan teori electron dinamika klasik,dimana suatu partikel bermuatan listrik apabila bergerak akan memancarkan energy.

b.      Elektron bermuatan negative yang beredar mengelilingi inti akan kehilangan energy terus menerus,sehingga akhirnya akan membentuk lintasan spiral dan jatuh ke inti.Pada kenyataannya hal ini tidak terjadi,sehingga electron tetap stabil pada lintasannya.

4. TEORY ATOM NEILS BOHR

Kelemahan dari Rutherford diperbaiki oleh Niels Bohr denganpercobaannya menganalisa spektrum warna dari atom hidrogen yang berbentuk garis.
Hipotesis Bohr adalah:
a. Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.
b. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang laindengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan berkurang.Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi.Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah maka akan memancarkan energi.

Kelebihan Teory Atom Bohr

     Menjawab kelemahan dalam model atom Rutherford dengan mengaplikasikan teori kuantum.

a.       Menerangkan dengan jelas garis spectrum pancaran atau serapan dari atom hydrogen

Kelemahan Teory Atom Bohr

b.      Terjadinya penyimpangan untuk atom yang lebih besar dari hydrogen.

c.       Tidak dapat menerangkan efek zaman yaitu spektum atom yang lebih rumit apabila atom ditempatkan pada medan magnet

5. TEORI ATOM MODERN

Kulit kulit atom bukan merupakan kedudukan yang pasti dari suatu elektron, melainkan hanyalah sutu kebolehjadiannya. Teori ini sesuai dengan teori ketidakpastian yang dikemukakan Heisenberg. Teori ketidakpastian Heisenberg menyatakan bahwa kedudukan dan kecepatan gerak elektron tidak dapat ditentukan secara pasti, yang dapat ditentukan hanyalah kemungkinana terbesarnya atau probabilititasnya. Dengan demikian kedudukan dan kecepatan gerakan elektron dalam atom berada diruang tertentu dalam atom tersebut yang disebut orbital. teori mengenai elektron berada dalam orbital diseputar inti atom inilah yang merupakan pokok teori atom modern.

1.            Struktur Atom

Atom adalah partikel terkecil penyusun materi. Atom terdiri atas beberapa partikel dasar, yaitu elektron, proton, dan neutron. Adanya partikel-partikel inilah yang menyebabkan atom mempunyai sifat listrik, sebab elektron bermuatan negatif, proton bermuatan positif, dan neutron tidak bermuatan.

Atom unsur yang satu berbeda dengan atom unsur yang lain disebabkan adanya perbedaan susunan partikel subatom yang menyusunnya.

                   a.      Elektron

Tahun 1838, Michael Faraday mengemukakan bahwa atom memupnyai muatan listrik. Atom-atom gas hanya dapat menghantarkan listrik dan menyala terang  pada tekanan rendah dan tegangan tinggi.

Tahun 1858, Heinrich Geissler dan  Julius Plucker membuat percobaan dengan mengunakan dua plat logam. Plat yang bermuatan positif disebut anode dan plat yang bermuatan negatif disebut katode. Kedua plat kemudian ditempatkan dalam tabung gelas yang dihampakan, dimana kemudian kedalamnya dimasukkan gas bertekanan rendah. Ketika dihubungkan dengan listrik tegangan tinggi, maka timbullah pancaran sinar dari katodemenuju anode. Sinar itulah yang disebut sinar katode.

Pada tahun 1891, George J. Stoney menamakan partikel sinar katode dengan nama elektron. Selanjutnya pada tahun 1897, Joseph John Thomson mengganti katode yang digunakan Geissler dan Plucker dengan berbagaimacam logam yang ternyata menghasilkan sinar katode yang sama. Hal ini membuktikan bahwa memang betul bahwa elektron merupakan partikel penyusun atom.            J.J Thomson juga berhasil menemukan perbandingan antara muatan dengan massa elektron yaitu  C g^-1. Hasil eksperimen Thomson ditindaklanjuti oleh Robert Andrew Millikan pada tahun 1908 yang dikenal dengan Model Percobaan Tetes Minyak Millikan, yang berhasil menemukan muatan elektron yaitu sebesar 1,6.10^-19 Coulumb.

Berdasarkan ekperimen tersebut di atas, maka massa elektron (m) dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut :

maka

Massa elektron (m)      =      

                           =       9,11.10^-28 g

Sehingga massa elektron adalah 9,11.10^-28 gram, harga ini kira-kira  massa atom hidrogen.

Dari beberapa percobaan yang dilakukan diketahui beberapa sifat sinar katode yaitu sebagai berikut :

1.      Dipancarkan oleh plat bermuatan negatif dalam tabung hampa apabila dilewati listrik bertegangan tinggi.

2.      Berjalan dalam garis lurus

3.      Dapat memendarkan berbagai jenis zat termasuk gelas

4.      Bermuatan negatif sehingga dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet

5.      Memiliki sifat cahaya dan sifat materiTidak tergantung pada jenis gas dan jenis elektrode.

                   b.      Proton

Tahun 1886, Eugene Goldstein membuat percobaan yang sama seperti yang dilakukan J.J Thomson, tetapi dengan memberi lubang pada katode dan mengisi tabung dengan gas hidrogen. Dari percobaan ini didapat sinar yang diteruskan merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif (dalam medan listrik dibelokkan ke kutub negatif) yang disebut sinar anode. Sinar anode yang bermuatan positif ini selanjutnya disebut proton.

Beberapa sifat sinar anode yang dapat diketahui adalah sebagai berikut :

1.      Dibelokkan dalam medan listrik dan medan magnet

2.      Merupakan radiasi partikel

3.      Bermuatan positif

4.      Bergantung pada jenis gas dalam tabung

Apabila muatan proton adalah 1,6022.10^-19 C, maka massa proton dapat ditentukan sebagai berikut :

 maka

Massa proton (m)         =      

                           =       1,6726.10^-24 g

Sehingga massa proton adalah 1,6726.10^-24 gr

c.      Neutron

Tahun 1932, James Chadwick melakukan ekperimen/percobaan dengan menembakkan partikel alfa (a) pada lempeng berilium (Be), ternyata setelah ditembakkan dengan partikel tersebut, berilium memancarkan suatu partikel yang berdaya tembus besar dan tidak dipengaruhi oleh medan listrik, hal ini membuktikan bahwa ada partikel inti yang massanya sama dengan proton, tetapi tidak mempunyai muatan sehingga partile itu ia beri nama sebagai neutron. Proton dan elektron adalah partikel penyusun inti atom yang dikenal dengan istilah nukleon.