Teori Atom : Perkembangan Pemahaman Struktur Atom

  • Whatsapp
STRUKTUR ATOM
STRUKTUR ATOM

Teori Atom, masih ingatkah kalian materi apa ini ketika duduk di bangku sekolah dahulu? Yap Kimia. Ternyata Atom ikut berperan didalam tubuh manusia, misalnya otak manusia yang terdiri atas jutaan bahkan miliaran sel-sel yang terus tumbuh, berkembang, dan beregenerasi.

Jutaan sel yang membangun otak manusi tersusun oleh atom. Atom-atom ini terus bergerak untuk mempertahankan kehidupan. Ukuran atom sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat denga mata telanjang. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu alat untuk melihatnya, misalnya dengan mikroskop elektron.

Baca juga : Mikroskop : Pembahasan, Fungsi, Serta Bagian-bagiannya

Atom tidak hanya menyusun otak manusia, tetapi bagian tubuh manusia yang lain serta benda-benda disekitar kita. Apakah sebenarnya atom itu? Apa sajakah penyusun atom? Bagaimana atom dapat ditemukan? Simaklah uraian berikut dengan seksama.

Perkembangan Pemahaman Mengenai Struktur Atom

Konsep atom pertama kali ditemukan oleh Democritus. Kata Atom itu sendiri berasal dari bahasa Yunani dengan induk kata atomos yang dapat diartikan sebagai berikut a berarti tidak, dan tomos berarti dibagi, jadi atom dapat diartikan sebagai partikel yang sudah tidak dapat lagi dibagi.

Menurut Dalton, konsep atom Democritus sesuai dengan Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Kekekalan Energi, sehingga Dalton membuat teori tentang atom yang salah satunya adalah materi tersusun atas partikel-pertikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Namun konsep atom Dalton ini pada masa itu tidak bisa memuaskan para ilmuwan.

Dengan ditemukannya electron, proton, neutron, dan juga radioaktivitas menimbulkan munculnya teori baru tentang atom. Teori baru yang mulai bermunculan adalah seperti teori atom dari Thomson, Rutherford, Bohr, dan Mekanika Kuantum.

Teori Atom Dalton

Berdasarkan pada pemikiran dari konsep atom Democritus yang sesuai dengan Hukum Kekekalan Massa yang berbunyi “massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama” dan juga berdasarkan Hukum Perbandingan Tetap yang berbunyi bahwa “perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap dan tertentu“, oleh karena itu John Dalton pada tahun 1803 merumuskan sebuah teori atom baru sebagai berikut:

  1. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur yang tidak dapat dibagi lagi.
  2. Atom-atom unsur yang sejenis mempunyai sifat yang sama meliputi volume, bentuk, maupun massanya. Namun sebaliknya, atom-atom yang unsur tidak sejenis mempunyai sifat yang berbeda.
  3. Di Dalam reaksi kimia, terjadi proses penggabungan atau proses pemisahan atom. Kemudian selanjutnya atom-atom tersebut ditata ulang sehingga akan membentuk komposisi tertentu. Hal ini berdasarkan pada Hukum Kekekalan Massa oleh Lavoisier, yakni massa sebelum dan sesudah reaksi sama. Oleh sebab itu tidak ada atom yang hilang ataupun tercipta di dalam suatu reaksi kimia. Perubahan yang terjadi hanyalah berupa pemisahan dan juga penggabungan antaratom.
  4. Atom bisa bersatu dengan atom lain untuk menciptakan suatu molekul dengan angka perbandingan yang bulat dan juga sederhana. Ini adalah konsep dasar molekul, yakni antara atom dapat bergabung membentuk suatu molekul, atom yang bergabung dapat sejenis atau tidak sejenis. Penggabungan atom-atom sejenis membentuk molekul unsur. Penggabungan atom tidak sejenis membentuk molekul senyawa.
Model Atom Dalton
Model Atom Dalton

Model atom oleh Dalton ini dianalogikan atau di ibaratkan seperti hanyalah sebuah bola pejal. Dalam perkembangannya tidak semua teori atom Dalton dinyatakan benar, karena selang beberapa waktu, tepatnya pada tahun 1897 J.J.Thomson menemukan sebuah partikel yang bermuatan listrik negative (-) yang kemudian disebut dengan elektron.

Baca juga : Tabel Periodik Unsur Logam Dan Non Logam

Pada tahun 1886 ilmuan Eugene Goldstein menemukan sebuah partikel bermuatan listrik positif di dalam sebuah atom yang kemudian partikel disebut dengan proton. Kemudian pada tahun 1932 James Chadwick berhasil menemukan sebuah partikel yang di sebut neutron. Karena begitu banyak hal yang tidak bisa diterangkan oleh teori atom Daltom, maka pada saat itu para ilmuwan terdorong guna melakukan penelitian yang lebih lanjut dan mendalam mengenai atom.

Teori Atom Thompson

Pada tahun 1897 J.J.Thompson berhasil membuktikan dengan tabung sinar katode bahwa sinar katode adalah verkas partikel yang bermuatan negative (berkas electron) yang ada pada setiap materi.

Berdasarkan penemuannya tersebut, kemudian Thomson mengajukan teori atom baru yang dikenal dengan sebutan model atom Thompson. Model atom dari Thomson ini di ibaratkan atau dianalogikan seperti hanyalah sebuah roti kismis, dimana atom itu sendiri terdiri atas materi bermuatan positif dan juga di dalamnya tersebar electron bagaikan kismis yang ada di dalam sebuah roti kismis.

Di karenakan muatan positif dan juga muatan negatif bercampur menjadi satu dengan jumlah yang sama, maka secara keseluruhan atom menurut Thompson bersifat netral.

Model Atom Thompson
Model Atom Thompson

Teori Atom Rutherford

Seorang Ilmuan bernama Philip Lenard, pada tahun 1903 melalui sebuah percobaan yang bermaksud untuk membuktikan bahwa teori atom oleh Thompson yang mengatakan bahwa electron tersebar merata di dalam muatan positif atom adalah tidaklah benar adanya.

Hal ini kemudian menarik minat Ernest Rutherford (1911) untuk melanjutkan eksperimen dari ilmuan sebelumnya yaitu Philip Lenard dengan dibantu oleh kedua muridnya yang bernama Hans Geiger dan juga Ernest Marsden.

Rutherford kemudian melakukan percobaan dengan menggunakan hamburan sinar α (bermuatan positif) pada sebuah pelat emas yang sangat tipis. Sebagian besar sinar alfa yang du hamburkan itu berjalan lurus tanpa adanya gangguan, tetapi sebagian kecil dari sinar tersebut dibelokkan dengan sudut yang cukup besar, bahkan ada pula yang dipantulkan kembali ke arah sumber sinar.

Baca juga : Lingkungan Hidup, Pengertian, Unsur, Jenis, Serta Contohnya Di Bumi

Berdasarkan percobaan tersebut Ernest Rutherford menafsirkan sebagai berikut:

  • Sebagian besar dari partikel sinar alfa yang di tembakkan dapat menembus pelat emas karena melalui daerah hampa.
  • Partikel sinar alfa yang mendekati inti atom dapat dibelokkan karena mengalami gaya tolak inti.
  • Partikel sinar alfa yang menuju ke inti atom dapat dipantulkan karena inti bermuatan positif dan sangat massif.
Percobaan Rutherford Menembakkan Sinar Alfa Pada Lempengan Emas Tipis
Percobaan Rutherford Menembakkan Sinar Alfa Pada Lempengan Emas Tipis

Kemudian tepatnya pada tahun 1911, Ernest Rutherford mengungkapkan teori atom Modern miliknya yang lebih dikenal sebagai Model Atom Rutherford.

Model Atom rutherford
Model Atom rutherford

Kelemahan Teori Atom Rutherford.

Pada dasarnya teori atom Rutherford telah menjawab kelemahan dari teori atom Thompson, tetapi belum mampu menjelaskan distribusi electron-elektron secara jelas. Berikut kelemahan dari teori atom Rutherford.

Tidak dapat menjelaskan bahwa atom bersifat stabil.

Teori atom Rutherford bertentangan dengan Hukum Fisika Maxwell. Jika partikel bermuatan negative atau (electron) bergerak mengelilingi pertikel bermuatan positif, maka akan mengalami percepatan dan memancarkan energy berupa gelombang elektromagnetik. Akibatnya energy electron semakin berkurang.

Jika demikian halnya maka lintasan electron akan berupa spiral. Pada suatu saat electron tidak mampu mengimbangi gaya tarik inti dan akhirnya electron jatuh ke inti. Sehingga atom tidak stabil padahal kenyataannya atom stabil.

Tidak dapat menjelaskan bahwa spectrum atom Hidrogen berupa spectrum garis (diskrit/diskontinu).

Jika electron berputar mengelilingi inti atom sambil memancarkan energy, maka lintasannya berbentuk spiral. Hal ini menjelaskan bahwa spectrum gelombang elektromagnetik yang dipancarkan ialah berupa spectrum pita atau (kontinu) padahal kenyataannya dengan menggunakan spectrometer atom hydrogen menunjukkan spectrum garis (diskrit).

Baca juga : Tujuan Pendidikan Nasional Demi Pembentukan Karakter Yang Berdasar Pada Pancasila!

Teori Atom Bohr

Teori ini bermula dari pengamatan seoarang ahli bernama Niels Bohr terhadap spectrum atom. Adanya spectrum garis yang menunjukkan bahwasannya electron hanya beredar atau berkeliling pada lintasan-lintasan dengan energy tertentu.

Kemudian Niels Bhor pada tahun 1913 mengajukan sebuah teori atom Bohr yang diterangkan sebagai berikut:

  1. Elektron-elektron di dalam  atom hanya bisa melewati lintasan-lintasan tertentu yang lebih kita kenal dengan sebutan kulit-kulit atau tingkatan-tingkatan energy, yaitu lintasan di mana electron berada pada keadaaan stationer, yang artinya tidak memancarkan energy.
  2. Electron dapat berpindah dari kulit yang satu ke kulit yang lain dengan memancarkan aau menyerap energy. Energy yang dipancarkan atau diserap ketika electron berpindah-pindah kulit disebut foton. Besarnya foton dirumuskan:
Rumus Energi Foton
Rumus Energi Foton

Model atom Bohr ini dapat di ibaratkan atau dianalogikan seperti hanyalah sebuah tata surya mini. Dimana pada sistem tata surya, terdapat planet-planet yang beredar mengelilingi matahari, letak perbedanya yakni pada system tata surya, setiap lintasan atau (orbit) hanya ditempati oleh 1 planet saja, sedangkan pada atom setiap lintasan atau (kulit) dapat ditempati oleh lebih dari 1 elektron.

Model Atom Bohr

Kelemahan teroi atom Bohr:

  1. Hanya mampu menjelaskan spectrum atom Hidrogen tetapi tidak mampu menjelaskan sepktrum atom yang lebih kompleks (dengan jumlah electron yang lebih banyak)
  2. Orbit/kulit electron mengelilingi inti atom bukan berbentuk lingkaran melainkan berbentuk elips
  3. Bohr beranganggapan bahwa electron hanya berperan sebagai partikel bukan berperan sebagai partikel dan juga gelombang, sehingga kedudukan electron di dalam atom merupakan kebolehjadian.

Teori Mekanika Kuantum

Teori atom modern atau teori mekanika kuantum merupakan perbaikan dan pengembangan dari teori atom Bohr yang dibangun oleh beberapa ilmuwan seperti Louis de Broglie, Wolfgang Pauli, Erwin SchrÖdinger dan Werner Heisenberg.

Elektron yang terdapat di dalam atom, dapat juga dipandang sebagai gelomnang dan partikel hal ini berdasarkan Teori Dualisme. Dengan dasar ini Heisenberg mengemukakan teori ketidakpatian yang menyatakan bahwa kedudukan dan kecepatan gerak elekron tidak dapat ditentukan secara pasti yang dapat ditentukan hanyalah kemungkinan terbesarnya atau probabilitasnya. Dengan demikian kecepatan dan kedudukan gerakan elektron di dalam atom ditemukan dalam ruang tertentu dalam atom yang juga disebut dengan orbital.

Erwin SchrÖdinger menyelesaikan suatu persamaan fungsi gelombang guna menggambarkan batas kemungkinan dapat ditemukannya elektrorn dalam 3 dimensi. Model atom dengan orbital lintasan elektron ini juga disebut dengan model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku hingga saat ini.

Baca juga : Ilmu Ekonomi: Pengertian, Sejarah, Metodologi Hingga Aspek Di Dalamnya

Partikel Penyusun Atom

Walaupun pada awalnya atom dapat diartikan sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, tetapi dalam perkembangannya ternyata ditemukan bahwa atom tersusun atas tiga partikel sub-atom (partikel dasar), yaitu proton, elektron, dan neutron.

Partikel Penyusun Atom

Partikel-partikel penyusun atom secara sistematis disajikan dalam tabel berikut:

Pertikel Penemu Massa (sma) Muatan Lambang
Elektron J.J. Thompson 0 -1
Proton Goldstein 1 +1
Neutron J. Chadwick 1 0

Sumber:

Wulandari, Erna Tri., Margono, Narum Yuni., Rufaida, Anis Dyah. 2016. Kimia Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: Intan PAriwara.

Utami, Budi. 2009. Kimia 1: Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

Harnanto, Ari dan Ruminten. 2009. Kimia 1: Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

1 comment