PERKEMBANGAN TEORI ATOM DARI MASA KE MASA

Konsep atom pertama kali diperkenalkan oleh John Dalton (1805), kemudian dilanjutkan oleh J.J. Thomson (1897), E. Rutherford (1911), dan disempurnakan oleh Niels Bohr (1914). Eksperimen yang memperkuat konsep atom ini menghasilkan gambaran mengenai susunan partikel-partikel di dalam atom.

1.    Model Atom Dalton

 Teori atom Dalton merupakan teori atom pertama yang dilandasi data ilmiah. Pokok-pokok teori atom Dalton sebagai berikut.

• Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi

• Suatu unsur tersusun dari atom-atom identik, sedangkan senyawa tersusun dari atom-atom yang berbeda sesuai unsur penyusunanya.

• Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misal senyawa  H₂O (air) terdiri atas atom hidrogen dan atom oksigen dengan perbandingan 2 : 1.

• Reaksi kimia merupakan pemisahan, penggabungan, atau penyusunan kembali atom-atom sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

 Hipotesis Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti bola tolak peluru. Kelebihan  model atom Dalton adalah mampu membangkitkan minat terhadap penelitian tentang model atom. Berdasarkan serangkaian eksperimen, model atom Dalton tidak dapat dijadikan acuan karena ditemukan banyak kelemahan. Kelemahan-kelamahan  tersebut sebagai berikut.

•  Atom bukanlah sesuatu yang tidak dapat terbagi, melainkan terdiri dari berbagai partikel subatom (proton, neutron dan elektron).

• Meskipun mempunyai sifat sama, atom-atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda. Atom-atom dari unsur yang sama, tetapi mempunyai massa yang disebut isotop.

• Atom dari suatu unsur dapat diubah menjadi atom unsur lain melalui reaksi nuklir.

• Beberapa unsur tidak terdiri atas atom melainkan molekul. Molekul unsur terbentuk dari atom-atom sejenis dengan jumlah tertentu.

 

2.    Model Atom Thomson

 Thomson menggambarkan model atomnya setelah menemukan sinar katode. Sinar katode merupakan partikel penyusun atom yang bermuatan negatif. Oleh karena atom merupakan netral, maka menurut Thomson harus ada partikel lain yang bermuatan positif untuk menetralkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuan tersebut Thomson berhasil menemukan partikel subatom, yaitu elektron dan memperbaiki kelemahan teori atom Dalton. 

 Thomson menggambarkan atom sebagai sebuah bola bermuatan positif yang memuat beberapa partikel bermuatan negatif yang disebut elektron. Elektron-elektron tersebut tersebar pada bola seperti kismis pada roti (model roti kismis). Akan tetapi, pada perkembangannya muatan positif pada atom terpusat pada inti atom.

3.     Model Atom Rutherford

 Teori atom Rutherford muncul berdasarkan eksperimen hamburan sinar alfa dari uranium dan berhasil mencetuskan inti atom yang bermuatan positif untuk pertama kalinya. Berdasarkan percobaan tersebut Rutherford membuat beberapa kesimpulan sebagai berikut.

• Atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom.

• Atom bersifat netral karena jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif.

• Selama mengelilingi inti, gaya sentripetal pada elektron terbentuk dari gaya tarik-menarik antara elektron dengan gaya inti atom (gaya Coulomb).

 Kelemahan dari teori atom Rutherford yaitu tidak dapat menjelaskan penyebab elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi. Oleh karenanya, energi elektron lama-kelamaan akan berkurang dan lintasannya semakin lama semakin mendekati inti kemudian jatuh ke dalam inti.

4.    Model Atom Niels Bohr

 Niels Bohr, seorang fisikawan, melakukan percobaan spectrum hidrogen untuk memperbaiki teori atom Rutherford. Hasil percobaan Bohr menyimpukan beberapa hal berikut.

• Elektron bergerak pada orbit melingkar mengelilingi inti dengan pergerakan yang mengikuti hukum fisika klasik.

• Elektron  memiliki suatu set orbit tertentu yang disebut kondisi stasioner. Selama elektron berada pada orbitnya energi yang dimilikinya akan tetap dan elektron tidak memancarkan energi apapun.

• Elektron dapat berpindah  naik dan turun dari satu orbit ke orbit lainnya. Jika elektron berpindah ke lintasan yang lebih tinggi (eksitasi), elektron akan menyerap energi. Jika beralih yang lebih rendah (deeksitasi), elektron akan memancarkan energi.

 Kelemahan dari atom Bohr adalah hanya dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen dan tidak mampu menjelaskan spektrum atom-atom berelektron banyak. Namun, pada perkembangan selanjutnya, teori atom Bohr menjadi acuan bagi beberapa ilmuwan dalam melahirkan teori atom modern.

5.    Model Atom Modern

Menurut teori atom modern, elektron tidak bergerak pada lintasan tertentu. Kulit-kulit atom bukan kedudukan yang pasti dari suatu elektron. Dengan menggabungkan asas ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan bahwa kedudukan dan momentum suatu elektron tidak dapat ditentukan secara bersamaan dan mekanika gelombang  Louis de Broglie yang menyatakan asas dualisme gelombang, Schrodinger merumuskan konsep Orbital (suatu tempat peluang elektron dapat ditemukan). Teori ini merupakan teori pokok atom modern dan digunakan hingga sekarang.