Teori Atom

Perkembangan Teori Atom
Pemikiran manusia tentang bagian terkecil penyusun suatu benda telah dimulai sejak zaman Aristotle yang menyatakan bahwa “setiap benda dapat dibelah menjadi bagian yang lebih kecil terus-menerus sampai tak terhingga”.
Pada selang waktu yang tidak lama kemudian, Democritus menyatakan konsep atomnya yang pertama, yaitu “setiap benda dapat dipecah terus-menerus sampai bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi”. Bagian terkecil itulah yang dinamakan atom (atomos). Ungkapan Democritus tentang atom adalah hasil pemikiran yang sama sekali tidak didasari hasil suatu percobaan.
Setelah waktu yang cukup lama, barulah konsep atom diungkapkan berdasarkan pendekatan empiris melalui suatu percobaan dan penelitian. Para ahli yang mengungkapkan konsep atomnya yaitu :
a. John Dalton
b. J.J. Thomson
c. Ernest Rutherford
d. Niels Bohr
Dimana para ilmuwan-ilmuwan menyatakan konsep atomnya dengan teori atom yang berbeda-beda, diantara teori-teori atom yang dinyatakan para ilmuwan tersebut memiliki kelebihan dan kelemahan. Teori atom yang mereka nyatakan sangat kuat karena didukung oleh hasil penelitian dan percobaan. Semakin baru teori yang muncul maka semakin terperinci juga penjelasan akan teori atom.

A. Teori Atom Menurut John Dalton
John Dalton adalah seorang guru Inggris, yang mengembangkan teori modern yang pertama mengenai atom-atom sebagai partikel terkecil unsur dan molekul-molekul adalah partikel terkecil senyawa. Untuk menerangkan sifat unsur, ia mengembangkan gagasan bahwa suatu unsur mengandung hanya satu macam atom dan bahwa suatu atom merupakan partikel sederhana yang tidak dapat dirusak (dari) materi. Unsur, katanya, tak dapat diubah menjadi zat yang lebih sederhana, karena atom-atom mereka tidak dapat dipecah.
Dalton menerangkan bahwa susunan yang tetap (dari) senyawa dengan teori bahwa atom unsur-unsur digabung untuk membuat partikel yang lebih kompleks yang disebut molekul, yang merupakan satuan-satuan tersederhana dari suatu senyawa. Menurut Dalton, kombinasi atom yang dipilih untuk hanya dua unsur agaknya adalah 1 : 1. Karena semua molekulnya identik, senyawa akan memiliki susunan yang konstan, yang mengandung persentase bobot besar untuk unsur yang atomnya lebih berat. Beberapa diagram atom dan molekul dari zaman dahulu ditunjukkan dalam gambar berikut :

Hukum pelestarian massa juga mudah diterangkan. Teori itu mengatakan bahwa dalam reaksi kimia apa saja atom-atom dapat berganti pasangan, atau bahkan molekul-molekul dapat dipecah menjadi atom-atom, tetapi banyaknya atom dalam pereaksi akan sama dengan banyaknya atom dalam hasil reaksi. Jika atom tidak dapat dimusnahkan, maka tak ada massa yang tercipta ataupun musnah dalam suatu reaksi kimia.
Hukum perbandingan berganda dengan mudah diterangkan jika diandaikan bahwa pada sesuatu kondisi dua macam atom bersenyawa dalam suatu kombinasi 1 : 1, dan pada kondisi yang lain bersenyawa dengan kombinasi 1 : 2 atau 1 : 3 atau 2 : 3 atau sesuatu yang lain. Jika kita kembali ke contoh mengenai dua oksida karbon, kita akan ingat bahwa angka banding bobot-bobot oksigen yang bersenyawa dengan sejumlah tertentu karbon pada dua kondisi yang berlainan ialah 2 : 1. Dengan diagram seperti diagram Dalton dapatlah ditunjukkan dengan jelas bahwa bobot oksigen per bobot karbon dapat menjadi dua kali lebih besar dari yang lain, jika diandaikan bahwa pada satu kasus kombinasi atom ialah 1 : 1 dan pada kasus lain kombinasi itu adalah 1 : 2, seperti ditunjukkan secara bagan dalam Gambar 2. Dalam lambang modern molekul oksida pertama diberi rumus CO dan dinamai karbon monoksida. Rumus untuk sebuah molekul oksida kedua adalah CO2, dan senyawa ini disebut karbon dioksida.

Gambar 2.

Dalton mempostulatkan bahwa dalam satu oksida karbon, satu atom oksigen bersenyawa dengan satu atom karbon
; dan bahwa dalam oksida lain, dua atom oksigen bersenyawa dengan satu atom karbon

Teori atom Dalton dapat diringkas dengan mencantumkan pengandaian berikut :
a. Semua materi terbuat dari partikel-partikel satuan kecil dan tak pernah dimusnahkan, yang disebut atom.
b. Atom-atom suatu unsur tertentu adalah sama.
c. Selama reaksi kimia atom-atom dapat bergabung, atau kombinasi atom-atom dapat pecah menjadi atom-atom yang terpisah, tetapi atom-atom itu sendiri tak berubah.
d. Bila atom membentuk molekul, atom-atom ini bergabung dengan angka banding berbilangan bulat-kecil, seperti 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3; 2 : 3.
Meskipun beberapa pengandaian ini belakangan terbukti tidak benar, teori Dalton merupakan azas pembanding selama satu abad penemuan-penemuan kimia yang cemerlang.

Model Atom Menurut John Dalton
Pada tahun 1808, John Dalton (ahli kimia bangsa Inggris) mengemukakan gagasannya tentang atom sebagai partikel penyusun materi. Gagasannya adalah sebagai berikut :
a. Atom merupakan partikel terkecil yang tak dapat dipecah lagi.
b. Atom suatu unsur sama segala sifatnya, sedangkan atom unsur berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya.
c. Senyawa terbentuk bila atom bergabung satu sama lain.
d. Reaksi kimia hanya melibatkan penataulangan atom-atom sehingga tidak atom yang berubah akibat reaksi kimia.
Model atom Dalton, adalah gagasan tentang partikel materi, bahwa materi terdiri atas butiran-butiran yang sangat kecil, yaitu atom. Model ini telah menghapus pendapat yang mengatakan bahwa pembagian materi bersifat kontinu. Walaupun kini ternyata bahwa atom terdiri atas partikel-partikel subatom, tetapi atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang mempunyai sifat yang sama dengan unsur itu. Atom adalah unit terkecil dari suatu unsur yang terlibat dalam suatu reaksi. Jika suatu atom diuraikan atas proton, neutron dan elektron, maka tidak ada lagi unsur-unsur yang kita kenal sekarang dan kenyataannya tidak mudah menguraikan suatu atom menjadi partikel-partikel subatomnya.
Gambar 3 menunjukkan model atom Dalton. Model ini dianggap sebagai model atom ilmiah yang pertama kali dikemukakan, sebab dilandasi fakta temuan eksperimen, yakni hukum kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap.
Sesungguhnya gagasan tentang atom sebagai partikel terkecil materi telah dilontarkan jauh hari sebelum Dalton hidup, misalnya oleh Democritus, seorang filsuf Yunani yang hidup sekitar 400 tahun SM. Namun pandangan Democritus tidak dianggap sebagai pandangan ilmiah karena tidak dilandasi fakta-fakta empiris.

Gambar 3

Model atom Dalton

Kelebihan Dari Teori Atom Dalton
Seperti yang kita ketahui bahwa Dalton merupakan salah satu ilmuwan pertama yang melakukan percobaan dan penelitian tentang atom, meskipun sebelumnya ada ilmuwan juga yang bernama Democritus yang menyatakan konsep tentang atom tetapi hasil pemikirannya sama sekali tidak didasari hasil suatu percobaan.
Beberapa teori atom yang dinyatakan John Dalton memiliki beberapa kelebihan, diantaranya yaitu :
- Bahwa seperti kenyataannya, dua buah atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsur yang sama maupun yang tidak sama dapat membentuk suatu molekul.
Contoh : * Untuk unsur-unsur yang sama
O2, H2, N2, O3, dll.
* Untuk unsur-unsur yang berbeda
H2O, H2SO4, HCl, dll.
- Teori atom yang menyatakan bahwa atom-atom yang bersenyawa membentuk molekul mempunyai perbandingan tertentu, sehingga melahirkan hukum kekekalan massa Lavoiser (jumlah massa sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap).
- Memotivasi para ilmuwan yang lain untuk mengkaji lebih dalam tentang atom, sehingga muncullah teori-teori atom yang lebih lengkap, seperti : teori atom Thomson, teori atom Rutherford, dan teori atom Niels Bohr.
- Dll.
Meskipun kelebihan teori atom Dalton hanya sedikit tetapi teori Dalton dianggap sebagai teori penyulut yang dapat memotivasi para ilmuwan untuk mengkaji lebih dalam lagi tentang atom.

Kelemahan Dari Teori Atom Dalton
Dari teori-teori atom yang dinyatakan John Dalton selain memiliki kebaikan/kelebihan juga memiliki kekurangan/kelemahan, diantaranya yaitu :
- Menurut John Dalton atom merupakan bagian terkecil suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi, sedangkan pada kenyataannya atom masih dapat dibagi lagi menjadi sub-sub atom yang terdiri (proton, neutron, dan elektron) kenyataan ini dapat dibuktikan oleh Thomson melalui percobaannya.
- Dalam teori John Dalton belum dapat menjelaskan gagasan tentang inti atom sesuai/seperti yang dinyatakan Rutherford, dari hasil percobaannya dengan menggunakan sumber partikel Alfa.
- Teori yang dinyatakan John Dalton mengenai atom asih sangat sederhana dan masih banyak kekurangannya, dimana teori John Dalton belum bisa menjelaskan tentang adanya tingkat-tingkat energi (kulit-kulit) dalam atom, lintasan-lintasan stasioner dalam atom, dan pancaran atau penyerapan energi dari masing-masing lintasan dalam atom.
- Dalam perkembangan zaman dan seiring kemajuan teknologi mungkin akan lebih banyak pembuktian bahwa teori atom yang dinyatakan John Dalton masih sangat sederhana dan masih banyak pula kelemahannya. Contoh dari pendapat Dalton yang salah :
“Atom-atom pada suatu unsur tertentu adalah identik, artinya memiliki massa, ukuran dan sifat-sifat yang sama”, tapi para ilmuwan lain dapat menunjukkan bahwa atom-atom dari unsur yang sama dapat memiliki massa dan ukuran yang berbeda.

Bobot Atom Relatif Menurut Teori Atom Dalton
Teori atom Dalton, yang berpasangan dengan penentuan susunan banyak senyawa, menghasilkan perkembangan suatu skala bobot relatif atom-atom. Perhatikan contoh karbon monoksida. Untuk membentuk senyawa ini 1,00 g karbon bersenyawa dengan 1,33 g oksigen. Jika kita andaikan bahwa 2,33 g karbon monoksida merupakan kumpulan bermilyar-milyar molekul. Semuanya dengan rumus CO, maka dari hubungan bobot 1,00 g C setara dengan 1,33 g O dapatlah disimpulkan bahwa tiap atom oksigen 1/3 lebih berat daripada atom karbon. Seandainya bobot salah satu atom itu, maka bobot atom lain dapat dihitung.
Tak mungkin bagi Dalton dan rekan sejamannya untuk menentukan bobot sebuah atom atau bahkan membuktikan secara meyakinkan bahwa atom itu memang ada. Namun mereka mengandaikan bahwa atom-atom memang mempunyai bobot-bobot yang pasti, dan memberikan bobot atom relatif kepada atom-atom itu, yang cocok dengan susunan yang dikenal (dari) senyawa-senyawa itu.
Beberapa tahun setelah karya awal Dalton, atom-atom oksigen dipilih sebagai standar, karena unsur ini mudah bereaksi dengan unsur lain, sehingga memungkinkan pembandingan langsung bobot-bobot yang bersenyawa. Atom oksigen secara sembarang diberi bobot relatif 16, agar bobot atom teringan, hidrogen, mempunyai bobot relatif mendekati 1. Bobot atom-atom lain dibandingkan dengan oksigen, dengan menganalisis sebanyak mungkin senyawa dan mereka-reka rumus yang paling mungkin untuk senyawa-senyawa ini. Dalam hal tiga unsur hidrogen, karbon dan oksigen, bobot relatif H : C : O ialah 1 : 12 : 16. Namun metode kimia lama ini dalam menentukan bobot atom relatif tidak lagi digunakan, karena ditemukan suatu metode modern yang lebih cermat.

Lambang Unsur Atom Menurut John Dalton
Ahli kimia abad pertengahan menggunakan lambang-lambang untuk unsur, seperti suatu bulan sabit untuk perak (warna keperakan bulat), suatu lingkaran untuk emas (lambang matahari keemasan dan kesempurnaan). Dalton membuat lambang-lambang lain seperti tertera dalam Gambar 1. Sistem kita dewasa ini yang menggunakan huruf sebagai lambang, dimulai oleh rekan sezaman Dalton, ahli kimia Swedia J.J. Berzelius (1779 – 1848). Ia mulai dengan menggunakan huruf pertama nama sebagai lambang. Contoh yang telah disebut di depan : H untuk hidrogen, O untuk oksigen dan C untuk karbon. Karena beberapa unsur mempunyai nama dengan huruf pertama yang sama, maka Berzelius merasa perlu menggunakan dua huruf dalam beberapa lambang. Jadi karbon, kalsium, klor dan kobalt dinyatakan masing-masing oleh lambang C, Ca, Cl, dan Co. Perhatikan bahwa huruf pertama lambang adalah huruf besar, dan huruf kedua tidak. Dalam beberapa hal, lambang yang dewasa ini digunakan dihubungkan dengan nama-nama Latin berabad-abad yang lalu. Misalnya perak (Ag), tembaga (Cu) dan besi (Fe) masing-masing diturunkan dari nama Latin argentum, cuprum dan ferrum.
Mungkin penggunaan terpenting lambang-lambang unsur ialah dalam rumus untuk merekam susunan dari lebih dari 4 juga senyawa yang dikenal. Rumus suatu senyawa menunjukkan macam dan banyaknya atom yang bergabung secara kimia dalam satuan terkecil senyawa itu; rumus ini menggunakan lambang-lambang. Perhatikan rumus untuk glukosa, C6H12O6. Rumus itu membawakan informasi dalam partikel terkecil gula mengandung 24 atom yang bersenyawa kimia, 6 atom karbon, 12 atom hidrogen dan 6 atom oksigen.

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:
1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi
2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:

B. Teori J. J. Thomson

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

Kelemahan:
Kelemahan model atom Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
Kelemahan dari Dalton diperbaiki oleh JJ. Thomson, eksperimen yang
dilakukannya tabung sinar kotoda. Hasil eksperimennya menyatakan ada partikel
bermuatan negatif dalam atom yang disebut elektron. Thomson mengusulkan model atom seperti roti kismis atau kue onde-onde. Suatu bola pejal yang permukaannya dikelilingi elektron dan partikel lain yang bermuatan positif sehingga atom bersifat netral. Pada tahun 1904, J.J. Thomson mengemukakan model atomnya sebagai berikut: “Atom berbentuk bola dan bermuatan positif yang tersebar merata ke seluruh bagian atom dan dinetralkan oleh electron yang melekat pada permukaannya”

C. Teori Rutherford
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:
1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
3. 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.
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.
Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai beriukut:

Bila lintasan elektron dianggap lingkaran, maka energi total elektron:
E = Ek + Ep
E = – k e²/2r tanda (-) menunjukkan keterikatan terhadap inti
(menunjukkan bahwa untuk mengeluarkan elektron
diperlukan energi).
r = jari-jari orbit elektron
k = 9 x 109 newton.m²/cou
Jadi jika r membesar maka E juga membesar, sehingga elektron pada kulit paling luar memiliki energi terbesar.
Kelemahan teori Rutherford:
1. Elektron dapat “runtuh” ke inti atom karena dipercepat dan memancarkan energi.
2. Spektrum atom hidrogen berupa spektrum kontinu (kenyataannya spektrum garis).
3. Tidak dapat menjelaskan spectrum cahaya yang dipancarkan atom hidrogen.
4. Menurut teori ini, karena memancarkan gelombang elektromagnetik maka energi total electron akan semakin berkurang sehingga akhirnya akan jauh ke inti.
D. Teori Atom Bohr
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:
1. 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.
2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3. 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.
4. 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.

Kelemahan:
Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak.

Tentang rbtmp3

aq pendiem, mini, 'gembeng'. LOVE FISIKA ! LOVE SASUKE !
Tulisan ini dipublikasikan di Tak Berkategori. Tandai permalink.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s