Apa itu Atom?
Atom merupakan bagian terkecil penyusun suatu unsur. Umumnya atom terdiri atas partikel proton,
neutron, dan elektron. Neutron dan proton terletak di dalam inti atom sedangkan
elektron beredar mengelilingi inti.
Bagaimana Perkembangan Sejarah Model Atom?
Beberapa tahun yang lalu sebelum Masehi para ahli filsafat
Yunani telah mengutarakan gagasan
tentang partikel materi, yaitu
bahwa materi terdiri dari partikel-partikel yang tak terbagi-bagi lagi yang
dinamakan atom (atomos = tak terbagi). Namun demikian teori tentang atom
tersebut hanya merupakan spekulasi filsafat saja dan pengertiannya masih sangat
kabur. Seiring dengan perkembangan ilmu
pengetahuan dan teknologi (iptek), pemahaman para ahli tentang atom juga mengalami
perkembangan.
Dalam artikel ini akan dibahas perkembangan model atom mulai dari model atom Dalton
hingga model atom Niels Bohr.
1. Model Atom John Dalton (1803)
Pada permulaan abad ke-19 John Dalton
memperkenalkan teori tentang atom .
Model atom Dalton adalah gagasan tentang partikel materi. Dalton
merupakan orang pertama yang secara ilmiah menyatakan bahwa materi terdiri atas
partikel, yang disebutnya sebagai atom. 
Pokok-pokok teori Dalton adalah sebagai berikut :
a.
Bagian terkecil suatu unsur adalah atom.
b.
Atom adalah suatu partikel yang pejal, keras,
tak dapat ditembus tak dapat terbagi
lagi, tak dapat diubah menjadi zat lain,
tak dapat diciptakan dan tak dapat dimusnahkan.
c.
Atom-atom sejenis mempunyai sifat-sifat kimia
dan sifat-sifat fisika yang sama.
d.
Atom-atom berbeda jenis mempunyai sifat-sifat
kimia dan sifat-sifat fisika yang berbeda.
e.
Suatu reaksi kimia adalah perubahan susunan atom
dari zat-zat dalam reaksi itu.
Teori Dalton mempunyai kelebihan dan kelemahan, diantaranya:
Ø
Kelebihan teori atom Dalton
Teori atom Dalton dapat menjelaskan dua hukum dasar ilmu kimia (Hukum
Kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan Tetap).
Ø
Kelemahan teori atom Dalton
Teori atom Dalton tak dapat menjelaskan kenapa pada reaksi pembentukan
air, dua atom Hidrogen harus bergabung
dengan satu atom Oksigen, sedangkan pada pembentukan Hidrogen Klorida
diperlukan masing-masing satu atom Hidrogen dan satu atom Klorida.
Teori
atom Dalton juga tak dapat menjelaskan mengapa senyawa-senyawa ionik terdiri
dari ion-ion.
1. Model Atom Joseph John Thomson (1897)
Menurut
J.J. Thomson , atom terdiri dari materi bermuatan positif dan didalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti
kismis. J.J. Thomson menemukan elektron melalui
percobaan dengan tabung sinar katode. Setelah ternyata bahwa elektron-elektron adalah partikel dengan muatan listrik negatif
dan dengan massa yang jauh lebih kecil dari pada seperseribu massa 1 atom
Hidrogen dan bahwa logam-logam dengan
pengaruh sinar UV (panas) dapat juga membebaskan elektron-elektron , maka dapat
disimpulkan bahwa elektron-elektron adalah partikel-partikel yang berasal dari
atom atau partikel-partikel pembentuk atom.
Pokok-pokok
teori Thomson adalah sebagai berikut :
a.
Atom merupakan bola yang bermuatan positif dan
pada tempat tertentu elektron bermuatan negatif tersebar bagaikan kismis pada
roti kismis.
b.
Secara keseluruhan atom bersifat netral, yaitu
jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif.
Teori Thomson mempunyai kelebihan dan kelemahan, diantaranya
:
Ø
Kelebihan teori atom Thomson
Mengemukakan model atom yang menyerupai
roti kismis.
Ø
Kelemahan teori atom Thomson
Model
atom dari Thomson tidak dapat dipertahankan sebab bertentangan dengan
hasil percobaan dari Geiger dan Marsden. Pada percobaan itu sinar alfa (inti Helium) dijatuhkan
pada lembaran tipis suatu logam (metafoil) dan hasilnya sebagian besar sinar
itu diteruskan dengan lurus, sebagian kecil dibelokkan dengan kuat dan sebagian
kecil lainnya dipantulkan kembali. Jika model atom Thomson benar, maka semua
sinar alfa harus dibelokkan dengan sudut penyimpangan yang berbeda-beda.
1. Model Atom Ernest Rutherford (1910)
Pada tahun 1910 Ernest Rutherford bersama 2 orang
asistennya Hans Geiger dan Ernest Marsden melakukan serangkain percobaan untuk
mengetahui lebih banyak tentang susunan atom. Berdasarkan hasil ekspresimennya
Rutherford menyatakan bahwa atom terdiri
dari ruang hampa yang didalamnya terdapat inti atom yang bermuatan positif dan
netron yang tak bermuatan. Elektron tersebar dalam atom dan bergerak
mengelilingi inti seperti halnya planet mengelilingi matahari. Massa atom
terpusat pada inti atom. Elektron beredar mengitari inti pada jarak yang
relatif sangat jauh. Lintasan elektron itu disebut kulit atom. Jarak dari inti
hingga kulit atom disebut jari-jari atom. Ukuran jari-jari atom adalah sekitar 10 -8 cm, sedangkan jari-jari inti
atom adalah sekitar 10 -13 cm. Jadi sebagian atom merupakan ruang
hampa. 
Pokok-pokok
teori atom Rutherford adalah sebagi berikut :
a.
Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan
positif dan elektron yang bemuatan negatif yang mengelilingi inti atom.
b.
Atom bersifat netral.
c.
Ukuran atom 10 -8 cm dan inti atom 10
-13 cm.
Teori
atom Rutherford juga memiliki kelebihan dan kelemahan diantaranya:
Ø
Kelebihan teori atom Rutherford
Rutherford dapat menjelaskan penghamburan sinar alfa sesuai dengan hasil
percobaan Geiger dan Marsden. Jika seberkas sinar alfa dipancarkan pada sehelai
logam yang tipis, maka akan terjadi :
a.
Sebagian besar dapat menembus dengan lurus
karena praktis tak terpengaruh oleh elektron-elektron.
b.
Sebagian kecil dipantulkan kembali karena tepat
bertumbukan dengan inti atom.
c.
Sebagian kecil masih dapat menembus tetapi
dibelokkan karena lintasannya terlalu dekat dengan inti atom sehingga
terpengaruh oleh gaya tolak.
Ø
Kelemahan teori atom Rutherford
a.
Belum dapat menjelaskan bagaimana
elektron-elektron tersusun di sekeliling inti atom tidak pernah jatuh ke inti.
b.
Belum dapat
menjelaskan tentang kestabilan suatu atom dan adanya garis-garis
spektrum yang tajam (spektrum diskontinu) yang dipancarkan oleh atom-atom yang
diaktifkan (excited).
Atom Hidrogen dengan nomor atom 1 misalnya terdiri dari 1 elektron yang
bergerak mengelilingi inti atom. Akibat
gaya tarik inti atom , gerakan elektron tersebut mendapat percepatan ke arah
inti atom. Menurut hukum-hukum elektrodinamika
gerakan elektron yang seperti itu
menyebabkan elektron tersebut memancarkan sinar sehingga kehilangan energi dan
terpaksa semakin mendekati inti atom. Dengan demikian lintasan elektron harus
berbentuk spiral ke arah inti atom sehingga atom itu tidak mungkin stabil. Lagi
pula sinar yang dipancarkan oleh elektron tersebut mempunyai frekuensi yang
semakin lama semakin besar, sehingga spektrumnya harus kontinu, sedangkan
spektrum dari atom-atom yang diaktifkan adalah diskontinu.
1. Model
Atom Niels Bohr (1913)
Karena
model atom Rutherford bertentangan dengan hukum-hukum elektrodinamika klasik, maka hanya ada satu
alternatif yaitu ditinggalkan atau diberi sifat-sifat yang bertentangan dengan
hukum-hukum tersebut. Untuk mengatasi problema itu Niels Bohr memilih
penyelesaian yang kedua dengan jalan memberi sifat-sifat khusus pada atom
berdasarkan teori kuantum dari Max
Planck dan teori Einsten tentang
efek fotoelektrik dan kuantum sinar (foton).
Oleh
Bohr ditentukan postulat-postulat kuantum berikut :
a.
Suatu atom
mempunyai beberapa orbit yang
stabil atau keadaan stasioner dimana
suatu elektron dapat bergerak
tanpa memancarkan energi sinar. Pada setiap keadaan stasioner atau tingkatan energi maka suatu atom mempunyai nilai energi tertentu.
Dari sekian keadaan stasioner tersebut
bagi suatu atom selalu ada satu keadaan dasar atau keadaan normal dimana
atom itu mempunyai nilai energi yang minimal sehingga keadaannya paling stabil.
Jika tidak dalam keadaan dasar dikatakan bahwa atom itu diaktifkan atau
“excited” karena kelebihan energi.
b.
Dalam keadaan diaktifkan suatu elektron dapat meloncat dari tingkat energi
yang tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah dan selisih energi antara kedua
tingkatan itu sama dengan energi kuantum sinar yang dipancarkan.
c.
Jika suatu elektron mempunyai orbit yang
berbentuk lingkaran maka berlaku hukum-hukum
dari mekanika dan elektrostatiska asal momentum sudutnya (mvr) adalah
kelipatan bulat dari h/2π.
Teori atom Bohr juga memiliki kelebihan dan kelemahan,
diantaranya:
Ø
Kelebihan teori atom Bohr
Hitungan teoritis dari Bohr tentang bilangan gelombang garis-garis spektrum atom Hidrogen
yang diaktifkan (excited) sesuai dengan hasil eksperimen dari Balmer, Lyman,
Paschen, dan Brackett.
Ø
Kelemahan teori tom Bohr
a.
Percobaan garis-garis spektrum mengalami
kegagalan pada atom yang berisi lebih dari satu elektron.
b.
Teori Bohr bertentangan dengan azas
ketidakpastian Heisenberg yang
menyatakan bahwa posisi suatu orbit dan kecepatan elektron di dalamnya tidak mungkin
ditetapkan dengan pasti.
Selain keempat teori atom di atas, masih ada teori atom dari
teori Sommerfeld dan teori Mekanika Kuantum yang akan dibahas pada artikel
Sejarah Model Atom (Bagian 2) .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar