TEORI ATOM
1. Teori Atom John Dalton
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.
Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada
tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:
Kelemahan:
Teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar
arus listrik.
2. Teori Atom 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 atomini 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.
3. Teori Atom 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:
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.
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:
Kelemahan:
Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.
4. 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:
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.
Kelemahan:
Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron
banyak.
5. 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.
Persamaan Schrodinger.
x,y dan z : posisi dalam 3 dimensi
Y : Fungsi gelombang
m : Massa
Ñ’ : h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14
E : Energi total
V : Energi potensial
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.
Ciri khas
model atom mekanika gelombang
Gerakan
elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak
stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi
gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling
besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
Bentuk dan
ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron
yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
Posisi
elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang
pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron