Perkembangan Teori Atom

Ayobelajarsains.com- Hai para pembaca ayobelajarsains.com kali ini kita akan membahas perkembangan teori atom,namun sebelumnya apakah anda mengetahui bahwa manusia pada dasarnya memiliki sifat penasaran?. Mungkin anda juga memiliki sifat ini, anda suka dengan hal yang misterius yang belum anda pahami. Terlebih dari pada ilmuan dari sejak dulu kala. Mereka penasaran sekali untuk melihat dan mengetahui sesuatu yang sulit dan tidak mudah untuk dilihat dan dideteksi. Hal ini jugalah yang dirasakan oleh filsuf besar pada abad ke-5 SM. Anda pasti mengenal dengan pemikir ini, yup dialah orang yang mengawali dari perkembangan teori atom  Democritus namanya. Filsuf Yunani ini menyatakan bahwa semua meteri terdiri atas partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi lagi, yang dinamakan atomos (atomos yang memiliki makna tidak dapat ibelah atau dibagi) (Chang, 2003).

Perkembangan Teori Atom

Pendapat dari Democritus ini tidak diterima oleh banyak kalangan termasuk oleh kawan-kawan pemikir lainya baik plato dan Aristoteles. Namun, kita harus menghargai pendapat Democritus ini oleh karenanya perkembangan teori atom dimulai. Hal ini dikarenakan pada zaman filsuf ini, mereka memberikan sebuah teori tanpa diserta dengan pembuktian dan percobaan secara ilmiah. Teori yang mereka dapatkan berasalkan dari pemikiran, perdebatan antar pemikir yang lain. Hal ini sangat wajar jika pendapat dari pemikir yang satu di tolak oleh filsuf yang lain. Padangan atomos ini diuji oleh berbagai bukti percobaan dan tetap bertahan sehingga menghasilkan definisi modern tentang unsur dan senyawa.

Butuh waktu yang sangat lama teori atom untuk mengalami perkembangan. Setelah abad ke-18 kembali memperdebatkan keberadaan atom. Para ilmuan melakukan percobaan tentang materi dan perubahan materi. Para ilmuan menempatkan zat yang berbeda bersama-sama dan mengambilnya kembali. Dari percobaan ini, mereka menyimpulkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dipecahkan menjadi lebih sederhana. Dari sini para ilmuan menyadari bahwa semua materi terdiri dari unsur-unsur.

Teori Atom Dalton

Pada tahun 1808 merupakan kelanjutan dari perkembangan teori atom. Dialah seorang guru yang bernama John Dalton. John Dalton mengemukakan ide dan gagasan dengan mengombinasi tentang ide tentang unsur dengan teori atom pendahulunya. John Dalton mengemukakan ide dan gagasan tentang materi dan kemudian gagasan ini dikenal dengan istilah Teori Atom Dalton.

Teori atom Dalton didasarkan pemikiran bahwa konsep atom Democritus sesuai dengan Hukum Kekekalan Massa (berbunyi: massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama) dan Hukum Perbandingan Tetap (berbunyi: perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap dan tertentu), maka John Dalton tahun 1803 merumuskan teori atom sebagai berikut.

  1. Materi tersusun atas partikel-partikel terkecil yang disebut atom.
  2. Atom-atom penyusun unsur bersifat identik (sama dan sejenis).
  3. Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain.
  4. Senyawa tersusun atas 2 jenis atom atau lebih dengan perbandingan tetap dan tertentu.
  5. Pada reaksi kimia terjadi penataulangan atom-atom yang bereaksi. Reaksi kimia terjadi karena pemisahanatom-atom dalam senyawa untuk kemudian bergabung kembali membentuk senyawa baru.

Dalton mengusulkan ide-ide gagasan tentang materi sebagai berikut: (1) Materi terdiri dari atom, (2) atom tidak dapat dibagi menjadi potongan-potongan kecil, (3) semua atom dari unsur yang persis sama, dan (4) elemen yang berbeda yang terbuat dari berbagai jenis atom. Atom Dalton digambarkan  sebagai bola keras yang sama di seluruh bagian (Horton et al, 2005).

Berdasarkkan teori atom diatas kita, kita dapat mendefinisikan atom sebagai unit terkecil dari suatu unsur yang dapat bergabung. Pandangan Dalton bahwa atom itu sangat kecil dan tidak dapat dibagi lagi mulai dipatahkan. Pada tahun 1850-an dan dilanjutkan pada abda ke-19 ditemukan bahwa atom memiliki partikel yang lebih kecil lagi. Dari sinilah dimulainya perkembangan teori atom selanjutnya.

Teori Atom Thomson

Pandangan Atom Dalton mulai ditinggalkan setelah pada tahun 1890-an ditemukkannya elektron. Seorang fisikawan Inggris, J. J. Thomson menggunakan tabung sinar katoda dan teori elektromagnetik untuk menentukan perbandingan muatan listrik terhadap masa elektron tunggal. Selanjutnya, R. A. Milikian menentukan muatan sebuah elektron. Dari sini disimpulkan bahwa ada bagian kecil lain pada atom yaitu elektron.

Tabung sinar katoda

Gambar Tabung Sinar Katoda

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 pengaruh medan listrik dan medan magnetik saling menghilangkan.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 pengaruh medan listrik dan medan magnetik saling menghilangkan.

Pada tahun 1898 J.J.Thomson membuat suatu teori atom berdasarkan penemuannya tersebut. Menurut Thomson yang dikenal dengan Teori Atom Thomson menyatakan bahwa atom berbentuk bulat 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 seperti butiran kismis dalam roti, maka Teori Atom Thomson juga sering dikenal Teori Atom Roti Kismis. Pernahkah anda membuat roti kismis? yup seperti itulah model atom thomson.

Pada percobaan mereka, kita sudah memiliki dua karakteristik atom, bahwa atom mengandung elektron, dan atom secara listrik bermuatan netral. Hal ini berarti, atom harus mengandung muatan positif dan negatif dengan jumlah yang sama. Hal ini yang menjadi dasar J.J Thomson mengajukan pandangan mengenai teori atom bahwa atom dapat dibayangkan sebagai suatu materi yang seragam dan bermuatan positif dengan elektron-elektron menempel padanya. Model Atom Thomson ini dikenal dengan Model Roti Kismis (Chang, 2003).

Teori Atom Rutherford

Pandangan terhadap teori atom Thomson diterima selama bertahun-tahun. Akhirnya pada tahun 1903 Philipp Lenard melalui percobaannya membuktikan bahwa teori atom Thomson yang menyatakan bahwa elektron tersebar merata dalam muatan positif atom adalah tidak benar. Pada tahun 1910, Seorang fisikawan Ernest Rutherford. Percobaan Rutherford menggunakan lempengan atau lembaran emas yang tipis dan logam lainnya kemudian ditembakkan partikel alfa. Dari hasil percobaan ini, Rutherford menemukkan bahwa terdapat partikel alfa yang diteruskan tanpa membelok, ada juga partikel alfa dipantulkan kembali, dan partikel alfa dibelokkan sedikit. Hasil penemuan yang besar bahwa menurut Model Atom Thomson menyatakan bahwa muatan positif tersebar sehingga diperkirakan partikel alfa akan menembus dengan sedikit pembelokkan. Namun yang ditemukan Rutherford, ada partikel alfa yang dipantulkan kembali.

Berdasarkan hal ini, Rutherford mengemukakan model baru untuk struktur atom bahwa sebagian besar dari atom terdiri dari ruang kosong dan inti. Rutherford menyatakan bahwa atom merupakan ruang hampa di mana proton dan neutron berada di tengah atom (inti atom)  hal ini yang menyebabkan partikel alfa dipantulkan kembali dan elektron mengelilingi inti.

Rancangan percobaan hamburan sinar

Gambar Rancangan percobaan hamburan sinar α yang dilakukan oleh Rutherford.

Berdasarkan percobaan tersebut Rutherford menyimpulkan sebagai berikut yang menjadi dasar teori atom yang akan dikemukakannya bahwa:

  1. Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa; partikel α diteruskan (panah a).
  2. Di dalam atom terdapat suatu bagian yang sangat kecil dan padat yang disebut inti atom; partikel α dipntulkan kembali oleh inti atom (panah b).
  3. Muatan inti atom dan partikel α sejenis yaitu positif; sebagian kecil partikel α dibelokkan (panah b).

Hasil percobaan Rutherford tersebut tentunya telah menggugurkan teori atom Thomson. Kemudian Rutherford mengajukan teori atom baru berdasarkan hasil percobaannya yang dikenal sebagai Teori Atom Rutherford sebagai berikut: atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif sebagai pusat massa dan dikelilingi elektron-elektron yang bermuatan negatif.

Menurut Chang (2003) bahwa model atom Rutherfor menyisakkan masalah yang belum dipecahkan. Bahwa Hidrogen atom yang paling sederhana hanya mengandung satu proton dan helium mengandung dua proton. Jadi perbandingan atom helium dan hidrogen aalah 2:1. Tapi berdasarkan fakta ditemukan bahwa perbandingan keduanya adalah 4:1. Berdasarkan hal ini Rutherford mempostulatkan bahwa ada partikel suatomik yang lain dalam inti atom.

Pernyataan Rutherford tentang jenis partikel lain selain elektron dan proton ditemukan oleh Chadwick. Partikel ini diberinama neutron. Dari sini era baru tentang perkembangan teori atom berkembang kembali.

Teori Atom Bohr

Teori atom selanjutnya adalah Teori Atom Bohr. Teori Atom Bohr menyatakan bahwa atom terdiri dari inti yang berisi proton dan neutron sebagai pusat massa dan elektron bergerak mengelilingi inti pada tingkat lintasan tertentu. Bohr menganalogikannya atom dengan sistem tata surya. Inti atom yaitu proton dan neutron sebagai matahari dan bumi sebagai elektron.

Bisa kita prediksi bahwa Model Bohr tidaklah sempurna. Model atom bohr tidak dapat memprediksi atom multielektron, model ini hanya menjelaskan garis spektrum hidrogen. Untuk menjelaskan atom dengan multielektron munculah teori atom mekanika kuantum (wikipedia.org, 2016).

Dengan teori Mekanika Kuantum Planck, Bohr (1913) menyampaikan 2 postulat untuk menjelaskan kestabilan atom. Berikut ini dua Postulat Bohr:

  1. 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 mempunyai lintasan tetap sehingga elektron tidak jatuh ke inti.
  2. Elektron dapat 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

Teori Atom Mekanika Kuantum

Model atom modern menjelaskan posisi elektron dalam atom sebagai suatu probabilitas yang memiliki arti bahwa posisi elektron tidak dapat ditentukan secara pasti. Konsep Bohr tentang tingkat-tingkat energi mendasari perkembangan teori atom Mekanika Kuantum. Elektron terletak pada orbital-orbital. Orbital merupakan suatu ruang di mana kebolehjadian ditemukannya elektron.

Demikianlah ulasan singkat tentang Perkembangan Teori Atom, dimulai dari teori yang dikemukakan Democritus, Teori atom Dalton. Teori atom Thomshon, Teori Atom Rutherford, Teori atom Bohr sampai dengan mekanika Kuantum. Semoga bermanfaat dan perlu dikoreksi jika ada kesalahan yang saya tuliskan.

Sumber Rujukkan

  1. Chang, R. (2003). Kimia Dasar. Jakarta: Penerbit Erlangga
  2. Horton et al. (2005). The nature of matter. United States of America: The McGraw-Hill Companies, Inc
  3. Anonim. (2016). Teori Atom. [Online] tersedia pada https://id.wikipedia.org/wiki/Teori_atom diakses pada tanggal 29 April 2016
  4. Harnanto, A dan Ruminten.(2009). Kimia 1. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional
Ingin mengutip artikel ini dalam esai, tulisan, atau laporan Anda? Gunakan format berikut: pencarituhan, "Perkembangan Teori Atom," [Online]Tersedia di Ayo Belajar Sains, April 29, 2016, http://www.ayobelajarsains.com/perkembangan-teori-atom/.

Jika anda mencantumkan sumber ini, berarti anda mengharga karya seseorang.

 

One Response

  1. Putu Darmayasa

Reply