Introduction for Atomic Theory

Sebelumnya maaf ya, ini resumenya telat😀

Langsung aja.. kita bahas Pendahuluan tentang bahasan Kimia : Atom Ion dan Molekul Di postingan kali ini, akan dibahas tentang Perkembangan Teori Atom. Sebelumnya, simak video berikut. sekalian contoh project kelas 8 yaa^^..

Udah ada bayangan sedikit tentang Teori Atom? Nah, markimul belajar tentang sejarah perkembangan teori atom, terutama perkembangan penemuan strukturnya.

Penemuan Atom

400-an SM — Democritus, yunani : materi tersusun atas partikel-partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagiyang disebut atom (= tidak, tomos = terbagi) Democritus juga memberi ilustrasi struktur atom tergantung pada sifat fisiknya. Ia berpendapat bahwa air terbentuk dari butiran-butiran kecil yang memiliki 20 sisi sehingga tidak menimbuklan rasa sakit ketika mengenai tubuh.  Sedangkan api terbentuk dari piramida-piramida kecil sehingga terasa sakit ketika mengenai tubuh karena terkena ujung-ujung piramida tersebut. Tanah tersusun atas kubus-kubus yang tersusun rapat sehingga sulit bergerak. Namun semua teori yang diutarakan oleh Democritus hanyalah pemikiran filosofis tanpa bukti ilmiah dari eksperimen.

300-an SM pemikiran Aristoteles dari Staigera Yunani, dan gurunya, Plato menolak konsep atom Democritus. Demikian pula beberapa pemikir semasanya. Umumnya mereka memandang materi merupakan satu kesatuan yang utuh (kontinu) dapat dibagi terus-menerus menjadi bagian sekecil-kecilnya tanpa batas.  Pemikiran ini berdasar pula pada keyakinan mereka terhadap alam semesta yang terdiri dari 4 elemen, yaitu tanahapiudara dan air.

Pemikiran Aristoteles dan Plato sangat mudah diterima masyarakat pada masanya karena Ia dan gurunya termasuk tokoh paling berpengaruh di belahan eropa saat itu, selain dengan kedekatannya dengan pemerintahan yang cenderung Geosentris dan tidak bertentangan dengan ajaran agama (kristen ortodoks).

1808 — John Dalton. Selama seribu tahun lebih melewati masa kegelapan peradaban sains, istilah atom tenggelam, seperti semua orang sudah yakin bahwa apa yang dikatakan Pak Aristoteles adalah kebenaran yang selama ini dicari tentang“tersusun oleh materi apakah suatu zat?”. Tetapi ternyata pada tahun 1808 ada seorang guru SMA di Inggris yang masih penasaran tentang atom. Dengan mendasarkan pada teori Aristoteles, pada sore hari yang cerah, Dalton pun menemukan bukti dan ide-ide mendasar tentang teorinya. Ia mengemukakan pendapatnya mengenai teori atom yang berdasarkan atas dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Detailnya nanti belajar di Fisika kelas IX atau SMA yaa^^ I

ntinya Lavosier menyatakan bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi”. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:

  • atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi (sesuai dengan pendapat Democritus)
  • Atom mempunyai ukuran, massa, dan sifat kimia yang khas (untuk setiap unsur). Atom yang sejenis akan membentuk suatu unsur dan memiliki karakter yang berbeda dengan atom dari unsur lain.
  • Atom tidak dapat dimusnahkan, reaksi kimia hanya merupakan pemisahan dan penyusunan kembali atom-atom.
  • Atom-atom dari unsur yang berbeda dapat bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya senyawa air terdiri dua atom hidrogen dan  satu atom oksigen

Dalton memberikan ilustrasi struktur atom sebagai bola pejal dan masif yang sangat kecil, tidak punya muatan, dan tidak dapat dibagi lagi (bayangkan bola kelereng yang padat dan keras). Kelemahan Teori Atom Dalton adalah Dalton tidak bisa menjelaskan bagaimana materi seperti logam melakukan penghantaran arus listrik jika materi tidak punya muatan.

Sehingga ada dua ilmuwan yang menyempurnakan Teori Atom Dalton. Mereka adalah Sir Humphry Davy (1778-1892) dan Michael Faraday (1791-1867). Untuk membuktikan bahwa atom memiliki muatan, mereka melakukan eksperimen perubahan kimia ketika arus listrik melewati larutan elektrolit, atau biasa disebut elektrolisis. Begitu menakjubkan, Faraday menemukan bahwa jumlah zat yang dihasilkan di elektroda-elektroda saat elektrolisis sebanding dengan jumlah arus listrik.

1898 — JJ Thomson menemukan partikel penyusun atom atau disebut partikel subatomik bermuatan negatif yang disebut elektron melalui percobaan menggunakan tabung sinar katode (tabung hampa udara dan di masing-masing ujung tabung diberi sinar katode).  

Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.

Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positif untuk menetralkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa:

“Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamnya tersebar muatan negatif elektron

Model atom ini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah dikelupas kulitnya. Biji jambu menggambarkan elektron yang tersebar marata dalam bola daging jambu yang berwarna merah muda dan pejal, yang pada model atom Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal. Model atom Thomson dapat digambarkan sebagai berikut:

 

Kelemahan Model Thomson ini struktur muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut belum dapat menjelaskan mekanisme reaksi kimia yang terjadi antar atom dalam membentuk senyawa yang lebih kompleks.

Setelah Thomson mengemukakan teorinya, pada 1909 Ernest Rutherford melakukan eksperimen dengan menembakkan partikel alfa pada lempeng emas tipis. Partikel alfa adalah partikel yang bermuatan positif (+) dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas.

Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan (karena memiliki muatan yang sama) atau akan ditangkap oleh muatan negatif elektron.

Namun hasil pengamatan memberikan fakta bahwa partikel alfa yang ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis tersebut sebagian besar diteruskan (tidak dibelokkan), dan dari pengamatan muridnya, Marsde,n diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.

Hal ini menjelaskan dua hal sekaligus yang menumbangkan model struktur Thomson. Pertama, Atom bukanlah bola pejal bermuatan positif, melainkan bola yang sebagian besar berupa ruang kosong.  Kedua, berdasarkan pengamatan dimana ditemukan adanya 1 diantara 20.000 partikel alfa yang dibelokkan maupun dipantulkan, hal ini menginformasikan bahwa ada ‘sesuatu’ yang cukup berat dibandingkan elektron, yang mampu membelokkan atau memantulkan partikel alfa.

Partikel alfa sangat berat, dan memiliki massa sekitar 8.000 kali dari elektron. Partikel-partikel alfa ditembakkan dengan kecepatan yang sangat tinggi terhadap lempeng emas, sehingga dibutuhkan kekuatan yang besar untuk mengarahkan partikel alfa yang bermuatan ‘sangat berat’ (untuk ukuran partikel). Sudut di mana partikel-partikel alfa memantul menunjukkan bahwa mayoritas massa atom terkonsentrasi di satu wilayah kecil, yang Rutherford kemudian menyebutnya nukleus (inti atom).Dia beralasan bahwa inti memegang semua muatan positif, sedangkan elektron menempati sebagian besar ruang atom.

Dalam istilah sederhana, atom terdiri dari ruang sebagian besar kosong, yang mengapa sebagian besar partikel alfa melewati lempeng emas. sedangkan Partikel-partikel yang dibelokkan harus memukul sesuatu sehingga terpental. Sesuatu ini adalah inti atom. Karena partikel alfa bermuatan positif, maka inti atom ini diperkirakan juga bermuatan positif (muatan sejenis bersifat saling tolak-menolak), yang kemudian disebut proton.

 

Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif

Jangan tertukar dengan model Bohr yaa.. Pada model atom Rutherford, tidak ada pembagian KULIT. Elektron mengelilingi inti dalam lintasan tanpa pembagian kulit.

Kelemahan Teori Atom Rutherford adalah struktur atom tidak stabil. Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa bagaimana atom bisa stabil karena berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini akan disertai pemancaran energi (elektromagnetik) yang kelama-lamaan menyebabkan elektron kehabisan energi dan jatuh ke dalam inti atom.

Hal ini bertentangan dengan sifat atom yang stabil dan tidak dapat dimusnahkan.

Dalam perkembangannya, model atom Rutherford disempurnakan oleh Niels Bohr, seorang pakar fisika asal Denmark pada 1911-1913. Bohr memperbaiki kegagalan Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempari daerah disekitar inti atom.

Bohr menyatakan bahwa elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu yang tetap. lintasan ini dinamakan orbit atau kulit. Lintasan ini seperti lintasan planet mengitari matahari.

Kelemahan model atom Bohr tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak.

Model Atom Modern

model atom ini adalah penyempurnaan dari model atom Bohr. Erwin Schrodinger (1926) penggagas model atom modern mengatakan bahwa lintasan electron itu tidak berbentuk bulat mengelilingi inti namun menyerupai gelombang.

Oleh karena itu, posisinya tidak dapat diketahui secara pasti. Teori atom mekanika kuantum memiliki persamaan dengan teori Niels bohr mengenai tingkat-tingkat energi atau kulit atom, tetapi berbeda dalam hal lintasan atau orbit tersebut.

Model atom yang diusulkannya disebut sebagai model atom awan elektron:

Penemuan Neutron

Seperti udah dijelasin di kelas, bahwa dari hasil pengukuran oleh para ilmuwan didapati bahwa massa elektron sangat kecil. Oleh karena itu, maka massa atom seharusnya sama dengan jumlah massa proton. Namun pada kenyataannya tidak demikian. Dari eksperimen didapati bahwa massa atom selalu lebih besar dari jumlah massa proton. Berarti, ada suatu partikel dengan massa yang cukup besar di dalam atom, selain proton dan elektron.

Setelah penelitian lebih lanjut, James Chadwick pada 1932 berhasil membuktikan keberadaan neutron. Letaknya di inti atom.

Dengan ditemukannya partikel subatom Neutron, maka struktur atom menjadi semakin jelas.

  • atom mempunyai inti yang terletak di bagian tengah. Inti atom terdiri dari proton dan neutron
  • elektron bergerak mengelilingi inti atom dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya
  • sebagian besar bagian dalam atom merupakan ruang kosong

~~~

Sampai sini penjelasan tentang Teori Atom.. Di postingan selanjutnya akan dibahas tentang Konfigurasi Elektron, Nomor Atom, Nomor Massa, Isotop Isobar Isoton, dan Massa Atom Relatif (Ar)

Smangat terus!!😀

One thought on “Introduction for Atomic Theory

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s