PERKEMBANGAN TEORI ATOM BESERTA KELEBIHAN DAN KEKURANGANNYA

Istilah “atom” berasal dari kata a = tidak dan tomos = dapat dibagi. Istilah atom tersebut pertama kali dikemukakan oleh filsuf Yunani Democritus (460 – 370 SM) untuk menyatakan keberadaan partikel terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi. Seiring dengan perkembangan peralatan eksperimen, maka setelah 2000 tahun berlalu teori atom berkembang dengan pesat.

• TEORI ATOM DALTON

Pada tahun 1808 ilmuwan berkebangsaan Inggris, John Dalton, mengemukakan teorinya tentang materi atom yang dipublikasikan dalam A New System of Chemical Philosophy, yang memuat lima pernyataan berikut.

1. Materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi.
2. Semua atom dari unsur kimia tertentu mempunyai massa yang sama begitu pula semua sifat lainnya.
3. Unsur kimia lain akan memiliki jenis atom yang berbeda.
4. Atom tidak dapat dihancurkan dan tidak dapat diubah selama reaksi kimia.
5. Suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya melalui penggabungan atom yang tidak sejenis dengan perbandingan yang sederhana.

Kelemahan:

- Tidak dapat menerangkan sifat listrik atom.

- Pada kenyataannya atom dapat dibagi lagi menjadi partikel yang lebih kecil yang disebut partikel subatomik.

Kelebihan:

- Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier). 

- Dapat menerangkan Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust). 

• MODEL ATOM THOMSON

Pada tahun 1897 seorang fisikawan Inggris, Joseph John Thomson menemukan elektron, yaitu suatu partikel yang bermuatan negatif yang lebih ringan daripada atom. Dia memperlihatkan bahwa electron merupakan partikel subatomik. Dari penemuannya ini J.J. Thomson mengemukakan hipotesis sebagai berikut: “karena electron bermuatan negatif, sedangkan atom bermuatan listrik netral, maka haruslah dalam atom ada muatan listrik positif yang mengimbangi muatan electron tersebut”. Maka diusul-kanlah suatu model atom yang dikenal dengan model atom roti kismis sebagai berikut.

1. Atom berbentuk bola pejal bermuatan positif yang homogen.
2. Electron bermuatan negatif terbesar di dalamnya (seperti kismis yang tersebar di dalam roti).

Kelemahan:

- Tidak dapat menerangkan fenomena penghamburan sinar alfa pada lempeng tipis emas.

Kelebihan:

- Dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatomik.

- Dapat menerangkan sifat listrik atom.

• MODEL ATOM RUTHERFORD

Pada tahun 1911, ahli fisika Inggris, Ernest Rutherford beserta koleganya Geiger dan Marsden melakukan eksperimen yang dikenal dengan penghamburan sinar alfa oleh lempeng tipis emas. Hasil dari percobaan tersebut mengungkapkan bahwa:

1. Sebagian besar partikel alfa menembus lempeng tipis emas, hal ini berarti sebagian besar atom adalah ruang kosong.
2. Sedikit dari partikel alfa (yang bermuatan positif) dibelokkan oleh sesuatu, hal ini menunjukan adanya sesuatu yang bermuatan positif yang dapat membelokkan partikel alfa.
3. Sedikit dari partikel alfa itu terpantul dari emas, hal ini menunjukkan adanya sesuatu yang sangat kecil (belakangan disebut sebagai inti) namun massa terpusat di sana sehingga partikel alfa yang menumbuk pusat massa itu akan terpantulkan.

Dari fenomena percobaan di atas, maka Rutherford mengusulkan suatu model atom yang dikenal dengan Model Atom Nuklir Rutherford, sebagai berikut:

1. Atom terdiri dari inti atom bermuatan positif dan hampir seluruh massa atom terpusat pada inti.
2. Elektron beredar mengelilingi inti.
3. Jumlah muatan inti sama dengan jumlah muatan electron, sehingga atom bersifat netral.
4. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruang kosong.

Kelemahan:

- Bertentangan dengan teori elektrodinamika klasik, dimana suatu partikel bermuatan listrik apabila bergerak akan memancarkan energi. Electron yang beredar mengelilingi inti akan kehilangan energi terus menerus, sehingga akhirnya akan membentuk lintasan spiral dan jatuh ke inti. 

Kelebihan:

- Dapat menerangkan fenomena penghamburan sinar alfa oleh lempeng tipis emas.

- Mengemukakan keberadaan inti atom.

• MODEL ATOM BOHR

Neils Hendrik David Bohr adalah seorang ahli fisika Denmark.pada tahun 1913 mengemukakan teori tentang atom yang bertitik tolak dari model atom nuklir Rutherford dan teori kuantum Planck. Model atom Bohr berdasarkan asumsi sebagai berikut:

1. Electron beredar mengelilingi inti pada lintasan-lintasan (orbit) tertentu.
2. Electron yang beredar pada lintasannya tidak memancarkan energi, linatasan electron ini disebut stasioner.
3. Bila electron pindah dari lintasan dengan tingkat energy rendah ke lintasan dengan tingkat energy lebih tinggi, maka electron akan menyerap energy, peristiwa ini disebut eksitasi. Sebaliknya bila electron pindah dari dari lintasan dengan tingkat energy tinggi ke lintasan dengan tingkat energy yang lebih rendah, maka electron akan memancarkan energy, peristiwa ini disebut deeksitasi.

Energy yang diserap/dipancarkan pada peristiwa transisi electron ini dinyatakan dengan persamaan:

ΔE = hv

ΔE: perbedaan tingkat energy

h: tetapan planck (6,6 x 10ˉ³⁴ J/s) v: frekuensi radiasi

Energy yang dipancarkan/diserap ketika terjadi transisi electron terekam sebagai spectrum atom.

Kelemahan:

- Terjadi penyimpangan untuk atom yang lebih besar dari hydrogen.

- Tidak dapat menerangkan efek Zeeman, yaitu spectrum atom yang lebih rumit bila atom ditempatkan pada medan magnet.

Kelebihan:

- Mengaplikasikan teori atom kuantum untuk menjawab kesulitan dalam model atom Rutherford.

- Menerangkan dengan jelas garis spectrum pancaran (emisi) atau serapan (absorpsi) dari atom hydrogen.

• MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG (Model Atom Modern)

Pada tahum 1920 Louis Victor de Broglie (ahli fisika Perancis, dengan teori sifat gelombang dari materi), Werner Karl Heseinberg (ahli fisika Jerman, dengan prinsip ketidakpastian) dan Erwin Schrodinger (ahli fisika Austria, dengan persamaan gelombang partikel) berhasil menemukan teori atom modern adalah sebagai berikut.

1. Electron dalam mengelilingi inti bergerak seperti gelombang.
2. Karena gerak gelombang dari electron ini maka kedudukan electron di sekeliling inti menjadi tak tertentu (prinsip ketidakpastian Heisenberg).
3. Suatu daerah di sekitar inti dimana keboleh jadian menemukan electron besar disebut orbital electron, orbital electron dapat diketahui dengan menyelesaikan persamaan gelombang Schrodinger akan menghasilkan bilangan kuantum.

Kelemahan:

- Persamaan gelombang Schrodinger hanya dapat diterapkan secara eksak untuk partikel dalam kotak dan atom dengan electron tunggal.

Kelebihan:

- Mengetahui dimana keboleh jadian menemukan electron (orbital).

- Mengetahui dimana posisi electron yang sedang mengorbit.

- Bisa mengukur perpindahan energy eksitasi dan emisinya.

Demikian penjelasan Perkembangan Teori Atom.  Dengan ini saya berharap pembaca dapat memahami dan mengenal model-model atom yang berkembang dari masa ke masa. 

Jika ada pendapat atau masukan yang ingin diberikan, silakan tinggalkan komentar. Terima kasih telah berkunjung :)