Sejarah mencatat terdapat banyak ilmuwan yang meneliti perkembangan
atom. Ada beberapa ilmuwan yang menemukan sifat-sifat atom dan
dicetuskan dalam teorinya. Ilmuwan-ilmuwan tersebut adalah :
1.
John Dalton
John Dalton adalah pencetus teori atom. Ia terkenal karena teorinya
yang membangkitkan kembali istilah "atom". Dalam buku
karangannya yang berjudul New System of Chemical Philosophy ia
berhasil merumuskan hal tentang atom sekitar tahun 1803. John Dalton
hidup pada masa 1766-1844. Ia menyatakan bahwa materi terdiri atas
atom yang tidak dapat dibagi lagi. Tiap-tiap unsur terdiri atas atom-
atom dengan sifat dan massa identik, dan senyawa terbentuk jika atom
dari berbagai unsur bergabung dalam komposisi yang tetap.
John Dalton-lah ilmuwan Inggris yang di awal abad ke-19 mengedepankan
hipotesa atom ke dalam kancah ilmu pengetahuan. Dengan perbuatan ini,
dia menyuguhkan ide kunci yang memungkinkan kemajuan besar di bidang
kimia sejak saat itu.
Meskipun terminologinya agak sedikit berbeda dengan yang kita gunakan
sekarang, Dalton dengan jelas mengemukakan konsep tentang atom,
molekul, elemen dan campuran kimia. Dia perjelas itu bahwa meski
jumlah total atom di dunia sangat banyak, tetapi jumlah dari pelbagai
jenis yang berbeda agak kecil. (Buku aslinya mencatat 20 elemen atau
kelompok atom; kini sedikit di atas 100 elemen sudah diketahui).
Meskipun perbedaan tipe atom berlainan beratnya, Dalton tetap
berpendapat bahwa tiap dua atom dari kelompok serupa adalah sama
dalam semua kualitasnya, termasuk "mass" (kuantitas
material dalam suatu benda diukur dari daya tahan terhadap perubahan
gerak). Dalton memasukkan di dalam bukunya satu daftar yang mencatat
berat relatif dari pelbagai jenis atom yang berbeda-beda, daftar
pertama yang pernah disiapkan orang dan merupakan kunci tiap teori
kuantitatif atom.
Dalton juga menjelaskan dengan gamblang bahwa tiap dua molekul dari
gabungan kimiawi yang sama terdiri dari kombinasi atom serupa.
(Misalnya, tiap molekul "nitrous oxide" (N2O) terdiri dari
dua atom nitrogen dan satu atom oxygen). Dari sini membentuk sesuatu
gabungan kimiawi tertentu --tak peduli bagaimana bisa disiapkan atau
di mana diperoleh-- senantiasa terdiri dari elemen yang sama dalam
proporsi berat yang sepenuhnya sama. Ini adalah "hukum proporsi
pasti," yang telah diketemukan secara eksperimentil oleh Joseph
Louis Proust beberapa tahun lebih dulu.
Begitu meyakinkan cara Dalton menyuguhkan teori ini, sehingga dalam
tempo dua puluh tahun dia sudah diterima oleh mayoritas ilmuwan.
Lebih jauh dari itu, ahli-ahli kimia mengikuti program yang diusulkan
oleh bukunya: tentukan secara persis berat relatif atom; analisa
gabungan kimiawi dari beratnya; tentukan kombinasi yang tepat dari
atom yang membentuk tiap kelompok molekul yang punya kesamaan ciri.
Keberhasilan dari program ini sudah barang tentu luar biasa.
Hasil perenungan Dalton menyempurnakan teori atom Democritus.
Bayangan Dalton dan Democritus adalah bahwa benda itu berbentuk
pejal. Dalam perenungannya Dalton mengemukakan postulatnya tentang
atom.
Setiap unsur terdiri dari partikel yang sangat keci yang dinamakan
dengan atom
Atom dari unsur yang sama memiliiki sifat yang sama
Atom dari unsur berbeda memiliki sifat yang berbeda pula
Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain
dengan reaksi kimia, atom tidak dapat dimusnahkan dan atom juga
tidak dapat dihancurkan
Atom-atom dapat bergabung membentuk gabungan atom yang disebut
molekul
Dalam senyawa, perbandingan massa masing-masing unsur adalah tetap.
Teori atom Dalton mulai membangkitkan minat terhadap penelitian
mengenai model atom. Namun, teori atom Dalton memiliki kekurangan,
yaitu tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus
listrik. Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus
listrik padahal listrik adalah elektron yang bergerak. Berarti ada
partikel lain yang dapat menghantarkan arus listrik.
2.
Joseph John Thomson
Kelemahan dari teori yang diajukan Dalton diperbaiki oleh JJ.
Thomson. Dia memfokuskan pada muatan listrik yang ada dalam sebuah
atom. Dengan eksperimen menggunakan sinar kotoda, membuktikan adanya
partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom dan partikel tersebut
adalah elektron. Thomson juga memastikan bahwa atom bersifat netral,
sehingga diadalam atom juga terdapat partikel yang bermuatan positif.
Selanjutnya Thomson mengajukan model atom, yang dinyatakan bahwa atom
merupakan bola yang bermuatan positif, dan elektron tersebar
dipermukaannya, seperti roti ditaburi kismis atau seperti kue
onde-onde dimana permukaannya tersebar wijen.
Model atom Thomson didasarkan pada asumsi bahwa massa elektron lebih
kecil dari massa atom, dan elektron merupakan partikel penyusun atom.
Karena atom bermuatan netral, maka elektron yang bermuatan negatif
akan menetralkan suatu muatan positif dalam atom. Hal ini mendukung
keberadaan proton dalam atom .
Model atom Thomson diuji oleh penelitian yang dilakukan oleh Philipp
Lenard pada tahun 1903, yang mempelajari tentang pengaruh
fotolistrik. Ia mengamati perilaku elektron yang menembus lempeng
alumunium yang sangat tipis dengan cara memodifikasi tabung sinar
katode dan menempatkan lempeng tersebut di dalamnya. Jika model atom
Thomson benar, maka akan ada banyak berkas elektron yang dibelokkan
setelah menembus lempeng alumunium, hal ini disebabkan elektron telah kehilangan energi yang banyak karena menabrak elektron
yang tersebar merata dalam muatan positif atom. Akan tetapi, ia
mengamati bahwa sebagian besar elektron tidak dibelokkan. Hal ini
membuktikan bahwa model atom Thomson yang menyatakan bahwa elektron
tersebar merata dalam muatan positif atom, adalah tidak benar.
3.
Ernest Rutherford
Pada tahun 1911 Ernest Rutherford bermaksud melanjutkan penelitian
Philipp Lenard, hanya saja Rutherford mengganti partikel elektron
dengan partikel dan lempeng alumunium dengan lempeng
emas.
Setelah penembakan partikel terhadap lempeng emas, Rutherford
menyimpulkan:
Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa/kosong. Hal ini
didasarkan adanya berkas partikel yang tidak dibelokkan atau tetap
diteruskan.
Adanya suatu bagian yang sangat kecil dan padat dalam atom yang
disebut inti atom. Hal ini dibuktikan oleh partikel yang dipantulkan
kembali oleh atom dengan jumlah yang kecil.
Adanya muatan inti yang sejenis
dengan muatan partikel yaitu muatan positif (proton). Hal ini
didasarkan adanya berkas partikel yang dibelokkan akibat terjadi
gaya tolak- menolak dengan muatan listrik yang sejenis.
Hasil penelitian Rutherford sekaligus menggantikan model atom
Thomson, Rutherford mengajukakan model atom yang menyatakan bahwa
atom tersusun dari inti yang bermuatan positif dikelilingi oleh
elektron-elektron yang bermuatan negatif, seperti planet mengelilingi
matahari. Massa atom terpusat pada inti dan sebagian besar volum atom
merupakan ruang hampa/kosong. Karena atom bersifat netral, maka
jumlah muatan positif dalam inti (proton) harus sama dengan jumlah
elektron.
Tidak beberapa lama Rutherford mengajukan model atomnya, ternyata
terdapat beberapa kelemahan. Model atom Rutherford bersifat tidak
stabil karena bertentangan dengan hukum fisika klasik Maxwell.
Berdasarkan hukum tersebut, jika ada partikel bermuatan (elektron)
mengelilingi inti atom yang memiliki muatan yang berlawanan (proton)
maka elektron akan memiliki percepatan dan memancarkan energi berupa
gelombang elektromagnetik, dengan demikian lama kelamaan elektron
akan kehilangan energinya. Akibatnya, jari-jari lintasan semakin
kecil, hingga suatu saat elektron akan bergabung inti atom. Padahal
kenyataannya, atom bersifat stabil sehingga elektron tidak bergabung
dengan inti atom.
4.
Niels Bohr
Niels Henrik David Bohr yang lahir 7 Oktober 1885 di Kopenhagen.
Beliau meinggal 18 November 1962 pada umur 77 tahun. Dia meraih gelar
doktor fisika dari Universitas Copenhagen pada 1911. Tak lama sesudah
itu dia pergi ke Cambridge, Inggris. Di situ dia belajar di bawah
asuhan J.J. Thompson, ilmuwan kenamaan yang menemukan elektron. Hanya
dalam beberapa bulan sesudah itu Bohr pindah lagi ke Manchester,
belajar pada Ernest Rutherford yang beberapa tahun sebelumnya
menemukan nucleus (bagian inti) atom. Adalah Rutherford ini yang
menegaskan (berbeda dengan pendapat- pendapat sebelumnya) bahwa atom
umumnya kosong, dengan bagian pokok yang berat pada tengahnya dan
elektron di bagian luarnya. Tak lama sesudah itu Bohr segera
mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta radikal tentang
struktur atom.
Teori Bohr memperkenalkan atom sebagai sejenis miniatur planet
mengitari matahari, dengan elektron-elektron mengelilingi orbitnya
sekitar bagian pokok, tetapi dengan perbedaan yang sangat penting:
bilamana hukum-hukum fisika klasik mengatakan tentang perputaran
orbit dalam segala ukuran, Bohr membuktikan bahwa elektron- elektron
dalam sebuah atom hanya dapat berputar dalam orbitnya dalam ukuran
spesifik tertentu. Atau dalam kalimat rumusan lain: elektron-elektron
yang mengitari bagian pokok berada pada tingkat energi (kulit)
tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi. Elektron dapat
berpindah dari lapisan dalam ke lapisan luar jika menyerap energi.
Sebaliknya, elektron akan berpindah dari lapisan luar ke lapisan
lebih dalam dengan memancarkan energi.
Teori Bohr memperkenalkan perbedaan radikal dengan gagasan teori
klasik fisika. Beberapa ilmuwan yang penuh imajinasi (seperti
Einstein) segera bergegas memuji kertas kerja Bohr sebagai suatu
"masterpiece," suatu kerja besar; meski begitu, banyak
ilmuwan lainnya pada mulanya menganggap sepi kebenaran teori baru
ini. Percobaan yang paling kritis adalah kemampuan teori Bohr
menjelaskan spektrum dari hydrogen atom. Telah lama diketahui bahwa
gas hydrogen jika dipanaskan pada tingkat kepanasan tinggi, akan
mengeluarkan cahaya. Tetapi, cahaya ini tidaklah mencakup semua
warna, tetapi hanya cahaya dari sesuatu frekuensi tertentu. Nilai
terbesar dari teori Bohr tentang atom adalah berangkat dari hipotesa
sederhana tetapi sanggup menjelaskan dengan ketetapan yang
mengagumkan tentang gelombang panjang yang persis dari semua garis
spektral (warna) yang dikeluarkan oleh hidrogen. Lebih jauh dari itu,
teori Bohr memperkirakan adanya garis spektral tambahan, tidak
terlihat pada saat sebelumnya, tetapi kemudian dipastikan oleh para
pencoba. Sebagai tambahan, teori Bohr tentang struktur atom
menyuguhkan penjelasan pertama yang jelas apa sebab atom punya ukuran
seperti adanya. Ditilik dari semua kejadian yang meyakinkan ini,
teori Bohr segera diterima, dan di tahun 1922 Bohr dapat,hadiah Nobel
untuk bidang fisika.
Demikianlah Penjelasan Tentang Perkembangan Teori Dasar Atom, Semoga bermanfaat ....