Materi Penjelasan Tentang Perkembangan Teori Dasar Atom

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.

1. Setiap unsur terdiri dari partikel yang sangat keci yang dinamakan dengan atom
2. Atom dari unsur yang sama memiliiki sifat yang sama
3. Atom dari unsur berbeda memiliki sifat yang berbeda pula
4. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur ain dengan reaksi kimia, atom tidak dapat dimusnahkan dan atom juga tidak dapat dihancurkan
5. Atom-atom dapat bergabung membentuk gabungan atom yang disebut molekul
6. 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:

1. Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa/kosong. Hal ini didasarkan adanya berkas partikel yang tidak dibelokkan atau tetap diteruskan.
2. 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.
3. 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 e 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 Materi Penjelasan Tentang Perkembangan Teori Dasar Atom, ini saya sampaikan, Semoga Bermanfaat ...