Perkembangan Model Atom

Kata “atom” berasal dari Bahasa Yunani, yaitu “atomos” yang artinya tidak dapat dibagi. Konsep atom pertama kali dikemukakan oleh Democritus pada awal abad ke-14 Sebelum Masehi. Para filsuf Yunani, diantaranya Leucippus dan Democritus berpendapat bahwa semua materi terdiri dari partikel–partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi. Menurut Democritus bentuk dari atom ini sepenuhnya padat, ada ruang kosong antar atom untuk memberikan ruang pergerakannya (seperti pergerakan dalam air dan udara), dan tidak memiliki struktur internal.

A. Teori Atom Dalton

Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan teori mengenai atom dalam bukunya “New Sistem of Chemical Philosophy”. Model atom Dalton berbentuk bulat seperti bola pejal. Menurut Dalton :

  1. Atom merupakan partikel terkecil suatu unsur yang tidak dapat dipecah lagi.
  2. Atom dari unsur yang sama memiliki berat, ukuran, dan sifat yang sama, sedangkan atom dari unsur yang berbeda memiliki berat, ukuran, dan sifat yang berbeda pula.
  3. Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain. Reaksi kimia hanya melibatkan penataan ulang atom-atom, sehingga tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia.
  4. Atom-atom bergabung membentuk senyawa memiliki perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya, air terdiri 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen.

Model atom Dalton ini menggambarkan atom suatu bulatan materi terkecil yang tidak dapat dibagi lagi dan disebut inti atom. Kemudian, setiap atom yang bergabung akan membentuk senyawa dan menjadi materi.Kekurangan model atom Dalton:

  1. Dalton menerangkan bahwa atom tidak bisa dibagi lagi, tapi setelah perkembangan ilmu pengetahuan dan ilmu teknologi diketahui bahwa dalam inti atom masih dapat dibagi lagi yang terbentuk dari partikel dasar yang lebih kecil daripada atom itu sendiri, yaitu elektron, neutron, dan proton.
  2. Dalton menerangkan bahwa atom tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan. Namun ketika atom itu diuji coba dengan reaksi nuklir akan menghasilkan satu atom menjadi suatu unsur atom yang lain.
  3. Dalton mengatakan bahwa setiap atom memiliki kesamaan dalam massa, ukuran, dan bentuk. Namun setelah adanya teori terkait Isotop, Isobar, dan Isoton, dimana setiap struktur atom mempunyai kesamaan dalam satu sisi tapi berbeda dalam sisi lainnya.
  4. Pendapat Dalton mengenai perbandingan suatu senyawa mempunyai bilangan bulat dan sederhana. Seiring perkembangan dari diketahui bahwa terdapat perbandingan bilangan yang tidak bulat seperti senyawa C18H35O2Na.
  5. Teori atom menurut Dalton ini belum mampu menerangkan bahwa larutan dapat menghantarkan arus listrik.

Kelebihan: John Dalton menjadi pelopor pertama dalam ilmuan yang menjelaskan terkait struktur atom dan model atom. Dengan dasar inilah para ilmuwan mulai meneliti dan melakukan eksperimen terkait struktur atom dan model atom.

Model Atom Dalton

B. Teori Atom Thomson

J. J Thomson menggunakan hasil penelitian dan penemuan tabung katode oleh William Crookers. Dari hasil percobaan tabung katode tersebut dipastikan bahwa sinar katode merupakan salah satu perikel penyusun dalam atom yang bermuatan negatif. Maka Thomson pun menyatakan bahwa “atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif (proton) dan didalamnya tersebar muatan negatif (elektron)”. Hasil penelitian ini juga sering disebut model atom roti kismis.

Kelemahannya: Thomson tidak dapat menjelaskan menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut. Kelebihan: Thomson membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom, sehingga atom bukan lah bagian terkecil dari suatu unsur

Model Atom Thomson

C. Teori Atom Rutherford

Pada tahun 1911 seorang peneliti bernama Ernest Rutherford mencoba mencari struktur atom yang benar, dengan dibantu dua orang muridnya, Hans Geider dan Ernest Marsden. Rutherford mencoba bereksperimen dengan menembakkan sinar alfa ke sebuah lempengan emas dengan partikel alfa. Hasilnya Rutherford menemukan bahwa sinar alfa yang ditembakkan menghasilkan sinar yang dibelokkan, dipantulkan, dan diteruskan. Rutherford menjelaskan bahwa :

  1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan.
  2. Jika lempengan emas dianggap sebagai satu lapisan atom emas, maka di dalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
  3. Partikel tersebut merupakan partikel penyusun inti atom. Hal ini didasarkan pada 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 dari ukuran atom keseluruhan.

Kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian dan percobaan dari teori atom Rutherford ini adalah bahwa “atom tersusun atas inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom. Atom bersifat netral sehingga jumlah muatan positif dalam inti (jumlah proton) harus sama dengan jumlah muatan negatif (jumlah elektron)”. Teori ini memberikan inspirasi pada penemuan baru berikutnya yaitu tentang lintasan atau kedudukan elektron yang selanjutnya dikenal sebagai kulit elektron.

Kekurangan: Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori gerak apabila elektron bergerak mengitari inti disertai pemancaran energi maka lama–kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti.

Model Atom Ruhterford

Kelemahan model atom Rutherford yaitu tidak mampu menerangkan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom akibat gaya tarik elektrostatis inti terhadap elektron.

D. Teori Atom Niels Bohr

Pada tahun 1913, seorang pakar fisikawan asal Denmark bernama Niels Bohr menyatakan bahwa teori atom rutherford dapat disempurnakan kembali menjadi teori atom yang lebih baik. Niels Bohr kemudian mengujinya lagi menggunakan teori kuantum dari Planck. Secara umum Bohr menjelaskan penemuannya sebagai berikut :

  1. Elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti pada lintasan–lintasan tertentu dan tidak memancarkan energi. Lintasan elektron itu disebut kulit atau tingkat energi elektron.
  2. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain.
  3. Perpindahan elektron dari tingkat energi tinggi ke rendah disertai pemancaran energi. Sedangkan perpindahan elektron dari tingkat energi rendah ke energi tinggi disertai penyerapan energi.
  4. Elektron yang bergerak pada lintasannya berada pada keadaan stasioner, artinya elektron tidak memancarkan atau menyerap energi.

Kelemahan teori atom Bohr ini tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack. Teori atom Bohr hanya dapat menerangkan spektrum atom yang saderhana, misal Hidrogen, dan tidak dapat menerangkan yang lebih rumit (nomor atom > 1). Selain itu juga teori Bohr tidak dapat menjelaskan pengaruh medan magnet dalam atom hidrogen.

Model Atom Niels Bohr

.

E. Teori Atom Mekanika Kuantum (Modern)

Teori Atom Mekanika Kuantum didasarkan pada dualisme sifat elektron yaitu sebagai gelombang dan sebagai partikel.

  • Menurut de Broglie, cahaya dapat berperilaku sebagai materi dan berperilaku sebagai gelombang (dikenal dengan istilah dualisme gelombang partikel).
  • Menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektron secara bersamaan, tetapi yang dapat ditentukan hanyalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.
  • Erwin Schrodinger mengajukan teori yang disebut teori atom mekanika kuantum ”Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti yang dapat ditentukan adalah kemungkinan menemukna elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom”.

Daerah dangan kemungkinan terbesar ditemukan elektron disebut orbital. Orbital digambarkan berupa awan, yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kemungkinan ditemukan elektron di daerah tersebut. Teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg melahirkan model atom mekanika kuantum sebagai berikut:

  1. Posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti.
  2. Atom mempunyai kulit elektron.
  3. Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron.
  4. Setiap subkulit elektron memiliki sub-sub kulit elektron.

Teori atom mekanika kuantum mirip dengan yang diajukan oleh model atom Bohr, yaitu memiliki inti bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan negatif. Perbedaannya terletak pada posisi elektron dalam mengelilingi inti atom. Menurut Bohr, keberadaan elektron-elektron dalam mengelilingi inti atom berada dalam orbit dengan jarak tertentu dari inti atom yang disebut jari-ari atom. Sedangkan menurut teori atom mekanika kuantum, posisi elektron dalam mengelilingi inti atom tidak dapat diketahui secara pasti sesuai prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Model Atom Mekanika Kuantum

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *