√ Struktur Atom || Perkembangan Teori Atom

Tujuan Pembelajaran:
Setelah mencar ilmu bahan ini kau dibutuhkan mampu:

1. Membandingkan perkembangan teori atom mulai dari teori atom Dalton hingga teori atom Niels Bohr.
2. Menuliskan lambang unsur.
3. Menjelaskan perbedaan isotop, isobar, dan isoton.

Konsep atom pertama kali dikemukakan oleh Democritus. Atom berasal dari kata atomos (dalam bahasa Yunani a = tidak, tomos = dibagi), jadi atom merupakan partikel yang sudah tidak sanggup dibagi lagi. Menurut Dalton konsep atom Democritus ini tidak bertentangan dengan Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Kekekalan Energi, sehingga Dalton menciptakan teori perihal atom yang salah satunya yakni bahan tersusun atas partikel-partikel terkecil yang tidak sanggup dibagi lagi. Tetapi konsep atom Dalton belum memuaskan para ilmuwan pada masa itu. Ditemukannya elektron, proton, neutron, dan radioaktivitas mengakibatkan timbulnya teori gres perihal atom. Mulai dari teori atom Thomson, Rutherford, Bohr, dan Mekanika Kuantum. Di kelas X akan dipelajari perkembangan teori atom dari teori atom Dalton hingga teori atom Bohr. Teori atom Mekanika Kuantum akan dipelajari di kelas XI.

A. Perkembangan Teori Atom

1. Teori Atom Dalton

Berdasarkan pemikiran bahwa konsep atom Democritus sesuai dengan Hukum Kekekalan Massa

(berbunyi: massa zat sebelum dan setelah reaksi sama) dan Hukum Perbandingan Tetap (berbunyi: perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa yakni tetap dan tertentu), maka John Dalton tahun 1803 merumuskan teori atom sebagai berikut.

a. Materi tersusun atas partikel-partikel terkecil yang disebut atom.

b. Atom-atom penyusun unsur bersifat identik (sama dan sejenis).

c. Atom suatu unsur tidak sanggup diubah menjadi atom unsur lain.

d. Senyawa tersusun atas 2 jenis atom atau lebih dengan perbandingan tetap dan tertentu.

e. Pada reaksi kimia terjadi penata ulangan atom-atom yang bereaksi. Reaksi kimia terjadi alasannya yakni pemisahan atom-atom dalam senyawa untuk kemudian bergabung kembali membentuk senyawa baru.

Dalam perkembangannya tidak semua teori atom Dalton benar, alasannya yakni pada tahun 1897 J.J.Thomson menemukan partikel bermuatan listrik negatif yang kemudian disebut elektron. Tahun 1886 Eugene Goldstein menemukan partikel bermuatan listrik positif yang kemudian disebut proton. Dan tahun 1932 James Chadwick berhasil menemukan neutron.

Salah satu hipotesis Dalton yakni reaksi kimia sanggup terjadi alasannya yakni penggabungan atom-atom atau pemisahan adonan atom. Misalnya, logam natrium bersifat netral dan reaktif dengan air dan sanggup mengakibatkan ledakan. Jika logam natrium direaksikan dengan gas klorin yang bersifat racun dan berbau merangsang, maka akan dihasilkan 

NaCl yang tidak reaktif terhadap air, tidak beracun, dan tidak berbau merangsang menyerupai logam natrium dan gas klorin. Karena ada banyak hal yang tidak sanggup diterangkan oleh teori atom Dalton, maka para ilmuwan terdorong untuk melaksanakan penyelidikan lebih lanjut perihal belakang layar atom.

2. Teori Atom Thomson

Setelah tahun 1897 Joseph John Thomson berhasil membuktikan dengan tabung sinar katode bahwa sinar katode yakni berkas partikel yang bermuatan negatif (berkas elektron) yang ada pada setiap bahan maka tahun 1898 J.J.Thomson menciptakan suatu teori atom. Menurut Thomson, atom berbentuk bundar di mana muatan listrik positif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh elektron-elektron yang berada di antara muatan positif. Elektron-elektron dalam atom diumpamakan menyerupai butiran kismis dalam roti, maka Teori Atom Thomson juga sering dikenal Teori Atom Roti Kismis.

Gambar 1.4 Tabung sinar katode dengan medan listrik yang tegak lurus 

dengan arah sinar katode dan medan magnetik luar. Lambang U dan

 S menandakan kutub utara  dan selatan magnet. Sinar katode akan 

menumbuk ujung tabung di A dengan adanya medan listrik, di C 

dengan adanya medan listrik, dan di B di mana tidak ada medan 

luar atau ketika imbas medan listrik dan medan magnetik 

saling menghilangkan.

3. Teori Atom Rutherford

Pada tahun 1903 Philipp Lenard melalui percobaannya membuktikan bahwa teori atom Thomson yang menyatakan bahwa elektron tersebar merata dalam muatan positif atom yakni tidak benar. Hal ini mendorong Ernest Rutherford (1911) tertarik melanjutkan eksperimen Lenard. Dengan proteksi kedua muridnya Hans Geiger dan Ernest Marsden, Rutherford melaksanakan percobaan dengan hamburan sinar 􀁄. Partikel 􀁄 bermuatan positif. Berdasarkan percobaan tersebut disimpulkan bahwa:

a. Sebagian besar ruang dalam atom yakni ruang hampa; partikel 􀁄 diteruskan (panah a).

b. Di dalam atom terdapat suatu penggalan yang sangat kecil dan padat yang disebut inti atom; partikel 􀁄 dipantulkan kembali oleh inti atom (panah b).

c. Muatan inti atom dan partikel 􀁄 sejenis yaitu positif; sebagian kecil partikel 􀁄 dibelokkan (panah b).

Hasil percobaan tersebut menggugurkan teori atom Thomson. Kemudian Rutherford mengajukan teori atom sebagai berikut: atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif sebagai sentra massa dan dikelilingi elektron-elektron yang bermuatan negatif. Massa atom berpusat pada inti dan sebagian besar volume atom merupakan ruang hampa. Atom bersifat netral, alasannya yakni itu jumlah muatan positif dalam atom (proton) harus sama dengan jumlah elektron. Diameter inti atom berkisar 10–15 m, sedang diameter

atom berkisar 10–10 m. Teori atom Rutherford hanya bisa menjelaskan bahwa elektron-elektron yang beredar mengelilingi 

inti atom berada dalam ruang hampa, tetapi belum bisa menjelaskan distribusi elektron-elektron secara jelas.

Kelemahan teori atom Rutherford: 

• Tidak sanggup menjelaskan bahwa atom bersifat stabil. Teori atom Rutherford bertentangan dengan Hukum Fisika Maxwell. Jika partikel bermuatan negatif (elektron) bergerak mengelilingi partikel bermuatan berlawanan (inti atom bermuatan positif), maka akan mengalami percepatan dan memancarkan energi berupa gelombang elektromagnetik. Akibatnya energi elektron semakin berkurang. Jika demikian halnya maka lintasan elektron akan berupa spiral. Pada suatu ketika elektron tidak bisa mengimbangi gaya tarik inti dan balasannya elektron jatuh ke inti. Sehingga atom tidak stabil padahal kenyataannya atom stabil.
• Tidak sanggup menjelaskan bahwa spektrum atom hidrogen berupa spektrum garis (diskrit/diskontinu). Jika elektron berputar mengelilingi inti atom sambil memancarkan energi, maka lintasannya berbentuk spiral. Ini berarti spektrum gelombang elektromagnetik yang dipancarkan berupa spektrum pita (kontinu) padahal kenyataannya dengan spektrometer atom hidrogen memberikan spektrum garis.

4. Teori Atom Bohr

Diawali dari pengamatan Niels Bohr terhadap spektrum atom, adanya spektrum garis memberikan bahwa elektron hanya beredar pada lintasan-lintasan dengan energi tertentu. Dengan teori Mekanika Kuantum Planck, Bohr (1913) memberikan 2 postulat untuk menjelaskan kestabilan atom. Dua Postulat Bohr:

a. Elektron mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu yang stasioner yang disebut orbit/kulit. Walaupun elektron bergerak cepat tetapi elektron tidak memancarkan atau menyerap energi sehingga energi elektron konstan. Hal ini berarti elektron yang berputar mengelilingi inti atom memiliki lintasan tetap sehingga elektron tidak jatuh ke inti.

b. Elektron sanggup berpindah dari kulit yang satu ke kulit yang lain dengan memancarkan atau menyerap energi. Energi yang dipancarkan atau diserap ketika elektron berpindah-pindah kulit disebut foton. Besarnya foton dirumuskan:

Energi yang dibawa foton ini bersifat diskrit (catu). Jika suatu atom menyerap energi, maka energi ini dipakai elektron untuk berpindah kulit dari tingkat energi rendah ke tingkat energi tinggi. Pada ketika elektron kembali ke posisi semula akan dipancarkan energi dengan besar yang sama. Jadi, hanya elektron pada kulit tertentu dengan tingkat energi tertentu yang sanggup bergerak, sehingga frekuensi cahaya yang ditimbulkan juga tertentu. Hal inilah yang dipakai untuk menjelaskan spektrum diskrit atom hidrogen.

Kelemahan teori atom Bohr:

a. Hanya bisa menjelaskan spektrum atom hidrogen tetapi tidak bisa menjelaskan spektrum atom yang lebih kompleks (dengan jumlah elektron yang lebih banyak).

b. Orbit/kulit elektron mengelilingi inti atom bukan berbentuk lingkaran melainkan berbentuk elips.

c. Bohr menganggap elektron hanya sebagai partikel bukan sebagai partikel dan gelombang, sehingga kedudukan elektron dalam atom merupakan kebolehjadian.

5. Teori Atom Mekanika Kuantum

Konsep Bohr perihal tingkat-tingkat energi mendasari perkembangan teori atom Mekanika Kuantum. Elektron terletak pada orbital-orbital. Orbital merupakan suatu ruang di mana kebolehjadian ditemukannya elektron. Pembahasan lebih lanjut perihal teori atom Mekanika Kuantum di kelas XI.

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

Bagikan Artikel ini