Ilustrasi atom
KOMPAS.com - Hingga hari ini, atom yang diyakini sebagai unit terkecil di alam semesta masih menjadi misteri. Perkembangan mengenai teori atom berlangsung sejak dua abad lalu.
Simak soal UAS tentang perkembangan teori atom dan pembahasannya:
1. Model atom yang menyerupai roti kismis karena elektronnya tersebar seperti kismis, dikemukakan oleh…
a. Bohrb. Daltonc. Thomsond. Goldstein
e. Rutherford
Jawaban: C
Model atom roti kismis atau plum pudding dikemukakan oleh JJ Thomson pada tahun 1904. Disebut model roti kismis karena muatan negatifnya (elektron) tersebar didalam bentuk bulat atom yang bermuatan positif.
2. Jelaskan kelebihan dan dari kekurangan dari model atom John Dalton dan Rutherford!
Jawaban:
- Dilansir dari AzChemistry, kelebihan model atom Dalton adalah:
a. Orang pertama yang dapat menjelaskan perbedaan dari unsur dan senyawa
b. Mampu menjelaskan hukum kekekalan massa, hukum proporsi konstan, dan hukum proporsi ganda.
KOMPAS.com/Gischa Prameswari
Ilustrasu teori Rutherford
KOMPAS.com – Atom adalah substansi dasar penyusun materi. Dalam penemuan serta perkembangannya, ada beberapa model atom yang dicetuskan oleh para ilmuan.
Salah satunya adalah Teori Atom Rutherford yang dikemukakan oleh Ernest Rutherford yang dibantu oleh Hans Geiger, dan Ernest Marsden pada tahun 1911.
Dilansir dari Lumen Learning, Rutherford mengemukakan bahwa semua muatan positif dan sebagian massa atom terkonsentrasi di ruang yang sangat kecil bernama nukleus (inti atom) di bagian dalam atom. Di dalam nukleus terdapat proton dan juga neutron yang berkontribusi pada hampir semua massa atom.
Rutherford juga mengemukakan bahwa sebagian volume atom diisi oleh substansi bernama elektron. Elektron yang bermuatan negatif terdistribusi disekitar inti atom, membentuk sebagian besar volume atom.
Baca juga: Partikel-Partikel Penyusun Atom: Proton, Elektron, Neutron
Inti atom tersebut didapatkan melalui percobaan hamburan sinar alfa. Disadur dari Encyclopedia Britannica, teori atom Rutherford merupakan hasil percobaan menembak lapisan tipis emas dengan partikel alfa.
Rutherford memperhatikan bahwa partikel alfa yang dipancarkan melalui lubang pada pelat fotografi akan menghasilkan gambar yang tajam, sedangkan partikel alfa yang dipancarkan melalui mika akan terlihat buram.
Dilansir dari Khan Academy, eksperimen sinar alfa foil emas Rutherford menunjukkan bahwa atom sebagian besar adalah ruang kosong dengan inti kecil, padat, dan bermuatan positif.
Hal ini mematahkan teori atom J.J. Thomson yang menyatakan bahwa elektron berada dalam lautan bermuatan positif.
Kelebihan teori atom Rutherford
Berikut kelebihan dari teori atom Rutherford, yaitu:
- Menemukan inti atom atau nukleus dari eksperimennya
- Menemukan atom merupakan inti (terdiri dari proton dan neutron) yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif
- Menggambakan gerak elektron di sekitar inti atom
- Menemukan jari-hari inti atom dan juga jari-jari atom
- Menemukan bahwa inti atom sangat kecil namun berkontribusi sebagai hampir keseluruhan massa atom
- Menemukan bahwa elektron sangat ringan namun berkontribusi sebagai hampir keseluruhan volume atom
- Mudah dipahami untuk menggambarkan struktur atom yang rumit
Baca juga: Soal UAS Kimia: Perkembangan Teori Atom
Kekurangan teori atom Rutherford
Kekurangan teori atom Rutherford adalah:
- Tidak bisa menjelaskan spektrum garis atom hidrogen
- Tidak bisa menjelaskan stabilitas atom
Stabilitas atom yaitu pertanyaan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom? Padahal elektron yang bermuatan negatif dan inti yang bermuatan positif akan saling tarik-menarik. Gaya tarik tersebut menyebabkan percepatan gerak elektron yang pada akhirnya akan membuat elektron jatuh ke inti atom.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link //t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.Baca berikutnya
Partikel dasar penyusun atom adalah proton, netron dan elektron. Inti atom terdiri dari proton dan netron dikelilingi elektron yang terletak pada kulit atom Atom bersifat netral berarti jumlah proton (muatan positif) sama dengan jumlah elektron (muatan negatif)
Susunan Elektron Dalam Atom
Elektron yang selalu bergerak mengelilingi inti atom ternyata berada pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut sebagai kulit-kulit atom.
Konfigurasi elektron ialah penyusunan atau pengaturan elektron berdasarkan tingkat energinya dalam suatu atom. Tingkat energi paling dekat dengan inti atau tingkat energi pertama (n=1) diberi lambang K atau disebut kulit K. Tingkat energi kedua diberi lambang L, ketiga M dan seterusnya.
Jumlah elektron maksimum yang dapat menempati setiap tingkat energi sesuai dengan 2n2(akan diterangkan lebih rinci di kelas 3), sehingga jumlah elektron dalam tiap-tiap tingkat energi utama dapat anda lihat pada tabel di bawah ini.
Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan 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
- Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
- Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
- Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Baca Juga : Blok Barat dan Blok Timur
Kelemahan
Teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.
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 positifuntuk menetrallkan 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 didalamya tersebar muatan negatif elektron”.
Kelemahan
Kelemahan model atom Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu 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 yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.
Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:
- Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
- Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
- Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan 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 daripada ukuran atom keseluruhan.
Baca Juga : Cerita Putri Kemarau
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
Kelemahan:
Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom
Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:
- Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
- Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
- Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.
- Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.
Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.
Baca Juga : Kerajaan Kutai
Kelemahan:
Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak.
Teori Atom Modern
Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.
Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.
Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.
Demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai Teori Atom : Dalton, Rutherford, Thomson, Bohr, Modern, Perkembangan, semoga artikel ini bemanfaat bagi anda semuanya.