√ Struktur Atom Dalton, Thompson, Rutherford, Dan Niels Bohr

Pernahkah Anda berpikir bagaimana seandainya sepotong besi dipotong menjadi dua, kemudian setiap belahan dipotong lagi menjadi dua, kemudian setiap belahan yang kecil dipotong menjadi dua lagi, dan seterusnya hingga bentuk yang terkecil. 

Kira-kira apa yang akan Anda peroleh? Pernahkah juga Anda berpikir hamparan pasir di pantai yang dari kejauhan tampak menyerupai hamparan permadani, tetapi saat didekati dan dipegang ternyata hanya butiran-butiran kecil.

Nah, menyerupai itulah juga semua zat yang ada di dunia ini yang juga tersusun atas partikel-partikel paling kecil yang menyusun zat yang lebih besar. Partikel terkecil yang menyusun setiap zat di dunia ini oleh para ilmuwan dikenal dengan sebutan atom.

Untuk mengawali pelajaran kimia di kelas X ini, Anda akan mempelajari ihwal struktur atom, bagaimana bentuk atom itu, apa saja partikel penyusun atom, berapa banyak atom di dunia ini, bagaimana upaya para hebat untuk mengelompokkan atomatom tersebut semoga gampang dipelajari, dan lain-lain. 

Selamat memasuki dunia ilmu kimia yang penuh dengan keajaiban dan keindahan serta penuh pelajaran untuk kemaslahatan hidup di dunia.

Struktur Atom

Perkembangan Pemahaman Mengenai Struktur Atom

Setiap materi di alam semesta ini tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil yang oleh para hebat dikenal dengan nama atom. Sejak dahulu kala pertama insan berpikir ihwal zat penyusun setiap materi, kemudian dirumuskannya teori atom dan hingga kini di zaman yang serba canggih ini, keberadaan atom sudah diterima semua orang, tetapi bagaimana bentuk bersama-sama atom tersebut serta penyusunnya belum diketahui secara pasti.

Para hebat hanya mereka-reka berdasarkan pengamatan di laboratorium terhadap tanda-tanda yang ditimbulkan bila suatu materi diberi perlakukan tertentu. Dari pengamatan gejala-gejala tersebut para hebat kemudian menciptakan teori ihwal atom dan memperkirakan bentuk atom tersebut yang dikenal dengan sebutan modelatom.

Model-model atom yang diusulkan oleh para hebat mengalami per-kembangan hingga kini dan akan terus berkembang seiring dengan semakin canggihnya instrumen laboratorium yang ditopang oleh kemajuan iptek yang luar biasa.

1. Model Atom Dalton

Tahukah Anda bahwa di dunia ilmu kimia ini patut dikenang satu nama sebagai pelopor teori atom modern yang asli. Dia yaitu seorang guru dan hebat kimia berkebangsaan Inggris berjulukan John Dalton (1776 – 1844). Sumbangan Dalton merupakan keunikan dari teorinya yang mencakup dua hal:

a. Dia yaitu orang pertama yang melibatkan insiden kimiawi menyerupai halnya insiden fisis dalam merumuskan gagasannya ihwal atom.

b. Dia mendasarkan asumsinya pada data kuantitatif, tidak memakai pengamatan kualitatif atau untung-untungan.

Teori atom Dalton dikemukakan berdasarkan dua hukum, yaitu aturan kekekalan massa dan aturan perbandingan tetap. Teori atom Dalton dikembangkan selama periode 1803-1808 dan didasarkan atas tiga perkiraan pokok, yaitu:

a. Setiap unsur kimia tersusun oleh partikel-partikel kecil yang tidak sanggup dihancurkan dan dipisahkan yang disebut atom. Selama mengalami perubahan kimia, atom tidak sanggup diciptakan dan dimusnahkan.

b. Semua atom dari suatu unsur mempunyai massa dan sifat yang sama, tetapi atom-atom dari suatu unsur berbeda dengan atom-atom dari unsur yang lain, baik massa maupun sifat-sifatnya yang berlainan.

c. Dalam senyawa kimiawi, atom-atom dari unsur yang berlainan melaksanakan ikatan dengan perbandingan angka sederhana.

2.  Model Atom Thompson

Pada tahun 1897 J. J. Thompson menemukan elektron. Berdasarkan penemuannya tersebut, kemudian Thompson mengajukan teori atom gres yang dikenal dengan sebutan model atom Thompson. Model atom Thompson dianalogkan menyerupai sebuah roti kismis, di mana atom terdiri atas materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis. Karena muatan positif dan negatif bercampur jadi satu dengan jumlah yang sama, maka secara keseluruhan atom berdasarkan Thompson bersifat netral (Martin S. Silberberg, 2000).

3.  Model Atom Rutherford

Antoine Henri Becquerel (1852-1908), seorang ilmuwan dari Perancis pada tahun 1896 menemukan bahwa uranium dan senyawa-senyawanya secara impulsif memancarkan partikel-partikel. Partikel yang dipancarkan itu ada yang bermuatan listrik dan mempunyai sifat yang sama dengan sinar katode atau elektron.

Unsur-unsur yang memancarkan sinar itu disebut unsur radioaktif, dan sinar yang dipancarkan juga dinamai sinar radioaktif. Ada tiga macam sinar radioaktif, yaitu:

a. sinar alfa (α), yang bermuatan positif

b. sinar beta (β), yang bermuatan negatif

c. sinar gama(γ), yang tidak bermuatan

Sinar alfa dan beta merupakan radiasi partikel. Setiap partikel sinar alfa bermuatan +2 dengan massa 4 sma, sedangkan partikel sinar beta sama dengan elektron, bermuatan –1 dan massa 1 1.840 sma (dianggap sama dengan nol). Adapun sinar gama yaitu radiasi elektromagnet, tidak bermassa, dan tidak bermuatan.

Pada tahun 1908, Hans Geiger dan Ernest Marsden yang bekerja di laboratorium Rutherford melaksanakan eksperimen dengan menembakkan sinar alfa (sinar bermuatan positif) pada pelat emas yang sangat tipis.

Sebagian besar sinar alfa itu berjalan lurus tanpa gangguan, tetapi sebagian kecil

dibelokkan dengan sudut yang cukup besar, bahkan ada juga yang dipantulkan kembali ke arah sumber sinar.

Dari hasil percobaan kedua asistennya itu, Ernest Rutherford menafsirkan sebagai berikut.

a. Sebagian besar partikel sinar alfa sanggup menembus pelat sebab melalui tempat hampa.

b. Partikel alfa yang mendekati inti atom dibelokkan sebab mengalami gaya tolak inti.

c. Partikel alfa yang menuju inti atom dipantulkan sebab inti bermuatan positif dan sangat massif (Martin S. Silberberg, 2000).

Beberapa tahun kemudian, yaitu tahun 1911, Ernest Rutherford mengungkapkan teori atom modern yang dikenal sebagai model atom Rutherford.

a. Atom tersusun dari:

1) Inti atom yang bermuatan positif.

2) Elektron-elektron yang bermuatan negatif dan mengelilingi inti.

b. Semua proton terkumpul dalam inti atom, dan menimbulkan inti atom bermuatan positif.

c. Sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong. Hampir semua massa atom terpusat pada inti atom yang sangat kecil. 

Jari-jari atom sekitar 10–10 m, sedangkan jari-jari inti atom sekitar 10–15 m.

d. Jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti, sedangkan atom bersifat netral.

4. Model Atom Niels Bohr

Dilihat dari kandungan energi elektron, ternyata model atom Rutherford mempunyai kelemahan. Ketika elektron-elektron mengelilingi inti atom, mereka mengalami percepatan terus-menerus, sehingga elektron harus membebaskan energi. Lama kelamaan energi yang dimiliki oleh elektron makin berkurang dan elektron akan tertarik makin bersahabat ke arah inti, sehingga balasannya jatuh ke dalam inti. Tetapi pada kenyataannya, seluruh elektron dalam atom tidak pernah jatuh ke inti.

Jadi, model atom Rutherford harus disempurnakan. Dua tahun berikutnya, yaitu pada tahun 1913, seorang ilmuwan dari Denmark yang berjulukan Niels Henrik David Bohr (1885- 1962) menyempurnakan model atom Rutherford.

Model atom yang diajukan Bohr dikenal sebagai model atom Rutherford- Bohr, yang sanggup diterangkan sebagai berikut.

a. Elektron-elektron dalam atom hanya sanggup melintasi lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit-kulit atau tingkattingkat energi, yaitu lintasan di mana elektron berada pada keadaan stationer, artinya tidak memancarkan energi.

b. Kedudukan elektron dalam kulit-kulit, tingkat-tingkat energi sanggup disamakan dengan kedudukan seseorang yang berada pada belum dewasa tangga. Seseorang hanya sanggup berada pada anak tangga pertama, kedua, ketiga, dan seterusnya, tetapi ia mustahil berada di antara anak tangga-anak tangga tersebut.

Model atom Bohr tersebut sanggup dianalogkan menyerupai sebuah tata surya mini. Pada tata surya, planet-planet beredar

mengelilingi matahari. Pada atom, elektronelektron beredar mengelilingi atom, hanya bedanya pada sistem tata surya, setiap lintasan (orbit) hanya ditempati 1 planet, sedangkan pada atom setiap lintasan (kulit) sanggup ditempati lebih dari 1 elektron. 

Dalam model atom Bohr ini dikenal istilah konfigurasi elektron, yaitu susunan elektron pada masing-masing kulit. Data yang dipakai untuk menuliskan konfigurasi elektron yaitu nomor atom suatu unsur, di mana nomor atom unsur menyatakan jumlah elektron dalam atom unsur tersebut.

Sedangkan elektron pada kulit terluar dikenal dengan sebutan elektron valensi. Susunan elektron valensi sangat memilih sifat-sifat kimia suatu atom dan berperan penting dalam membentuk ikatan dengan atom lain.

Untuk memilih konfigurasi elektron suatu unsur, ada beberapa patokan yang harus selalu diingat, yaitu:

a. Dimulai dari lintasan yang terdekat dengan inti, masing-masing lintasan disebut kulit ke-1 (kulit K), kulit ke-2 (kulit L), kulit ke-3 (kulit M), kulit ke-4 (kulit N), dan seterusnya.

b. Jumlah elektron maksimum (paling banyak) yang sanggup menempati masing-masing kulit adalah:

Kulit K sanggup menampung maksimal 2 elektron.

Kulit L sanggup menampung maksimal 8 elektron.

Kulit M sanggup menampung maksimal 18 elektron, dan seterusnya.

c. Kulit yang paling luar hanya boleh mengandung maksimal 8 elektron.

SOAL:

Tulislah konfigurasi elektron dari unsur-unsur berikut.

a. Helium dengan nomor atom 2

b. Nitrogen dengan nomor atom 7

c. Oksigen dengan nomor atom 8

d. Kalsium dengan nomor atom 20

e. Bromin dengan nomor atom 35

Jawab:

 Kata Kunci: elektron, proton, neutron, atom, dalton, niels bohr, thompson, rutherford

Sumber: 

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

Bagikan Artikel ini