Perkembangan Teori Atom

 1. Teori Atom Dalton

            Istilah atom sebenarnya telah dikemukakan oleh filsuf Yunani yang bernama Democritus (460-370 SM). Menurut Democritus, materi tidak dapat dibelah terus-menerus. Maksudnya, pembelahan materi sampai pada suatu tingkat tidak dapat dibagi lagi. Bagian yang tidak dapat dibagi lagi disebut atom. Kata ini berasal dari bahasa Yunani  atomos; a = tidak dan tomos = terbagi.

            Pada tahun 1803, John Dalton (1776-1844) mengemukakan postulat mengenai atom. Isi postulat Dalton adalah sebagai berikut.

a.    Materi tersusun atas sejumlah partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi. Partikel itu disebut atom.

b.    Atom-atom suatu unsur identik dalam segala hal, baik volume, bentuk, maupun massanya dan berbeda dengan atom-atom penyusun unsur lain.

c.    Dalam reaksi kimia, terjadi penggabungan atau pemisahan atom. Selanjutnya, atom-atom itu ditata ulang sehingga membentuk komposisi tertentu.

d.   Atom dapat bergabung dengan atom lain untuk membentuk suatu molekul dengan perbandingan bulat dan sederhana.

Postulat Dalton pertama mempertegas pendapat Democritus yang menyatakan jika suatu materi terus dibagi, suatu saat akan sampai pada suatu partikel yang tidak dapat dibagi lagi. Partikel itu disebut atom.

Postulat kedua merupakan gagasan baru dari Dalton. Menurut Dalton, atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur itu.

            Postulat ketiga didasarkan pada hukum kekekalan masa dari Lavoisier, yaitu massa sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Oleh karena itu, tidak ada atom yang hilang atau tercipta dalam suatu reaksi kimia. Perubahan yang terjadi hanyalah berupa pemisahan dan penggabungan antaratom.

            Postulat keempat merupakan konsep molekul, yaitu antaratom dapat bergabung membentuk suatu molekul. Atom yang bergabung dapat sejenis atau tidak sejenis. Penggabungan atom-atom sejenis membentuk molekul unsur. Penggabungan atom tak sejenis itu membentuk molekul senyawa.

 

 

2. Teori Atom Thomson

            Teorinya didasarkan atas eksperimennya yang berhasil menemukan elektron. Thomson merasa perlu membuat teori atom karena teori atom yang dikemukakan oleh Dalton tidak mencantumkan muatan listrik.

            Menurut Thomson, atom harus mengandung elektron. Karena atom bersifat netral maka dalam atom harus mengandung muatan positif dan negatif dalam jumlah yang sama. Oleh karena itu, menurut teori atom Thomson, atom terdiri atas materi bermuatan positif yang didalamnya tersebar elektron seperti roti kismis.

            Teori atom Thomson tidak dapat bertahan lama. Hal itu disebabkan teori atom Thomson tidak menjelaskan adanya inti atom. Inti atom dikemukakan oleh Rutherford.

 

 

                              Gambar Model atom Thomson

 

 

3. Teori Atom Rutherford

            Pada tahun 1909, Ernest Rutherford dan dua muridnya yang bernama Hans Geiger dan Ernest Marsden melakukan serangkaian eksperimen untuk mengetahui struktur atom. Eksperimen itu mereka lakukan dengan menembakkan partikel alfa berenergi tinggi pada lempeng logam tipis. Mula-mula logam yang digunakan adalah emas. Dari eksperimen itu, mereka menemukan bahwa sebagian besar partikel alfa diteruskan tanpa mengalami pembelokan yang berarti. Seolah-olah partikel alfa melewati ruang kosong. Namun, jika diperhatikan secara saksama, ternyata ada sebagian kecil partikel alfa yang dibelokan. Bahkan, ada yang dipantulkan.

 

 

Gambar  Rutherford dan percobaannya

 

            Adanya partikel yang dipantulkan itu sangat mengejutkan Rutherford. Oleh karena itu, Rutherford menyimpulkan bahwa partikel alfa pasti menabrak sesuatu yang padat dalam atom. Berdasarkan hasil percobaannya itu, Rutherford mengajukan teori atom. Menurut Rutherford, massa atom bermuatan positif dan terkonsentrasi pada bagian pusat atom. Bagian itu disebut inti atom. Dengan kata lain, inti atom adalah bagian kecil dari atom yang pejal dan bermuatan positif.

            Secara sederhana, teori atom Rutherford dapat dijelaskan sebagai berikut.

a.    Sebagian besar atom terdiri atas ruang hampa. Hal itu didasarkan pada hasil eksperimennya, yaitu sebagian besar partikel alfa diteruskan ketika dilewatkan pada lempeng emas tipis.

b.    Partikel yang mengalami pembelokan adalah partikel alfa yang mendekati inti atom. Hal itu disebabkan keduanya bermuatan positif.

c.    Partikel yang dipantulkan adalah partikel alfa yang menabrak inti atom.

Karena tiap atom bermuatan netral, muatan positif pada inti atom harus diimbangi oleh muatan negatif. Muatan negatif disebut elektron. Nama elektron merupakan hasil eksperimen yang dilakukan oleh Thomson pada tahun 1897. Elektron beredar mengelilingi inti atom pada jarak yang relatif jauh. Jarak inti atom dengan garis edar elektron paling luar disebut jari-jari atom. Jari-jari atom jauh lebih besar daripada jari-jari intinya. Besar jari-jari atom ±10^-8 cm, sendangkan jari-jari inti atom ± 10^-13 cm

            Dengan ditemukannya inti atom, gugurlah teori atom Thomson. Menurut teori atom Rutherford, atom terdiri atas inti atom bermuatan positif dikelilingi oleh elektron bermuatan negatif. Sebagian atom terdiri atas ruang kosong dan massanya terpusat pada inti. Jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif karena atom bersifat netral.

            Sebagaimana teori sebelumnya, teori atom Rutherford juga tidak mampu menjelaskan gejala alam, terutama penjelasan mengenai elektron yang tetap pada orbitnya. Padahal, menurut Maxwell suatu partikel yang bermuatan dan bergerak melingkar akan memancarkan energi dalam bentuk radiasi. Jika teori atom Rutherford benar, suatu saat elektron akan jatuh keinti. Dengan kata lain, kedudukan elektron menurut teori atom Rutherford tidak stabil. Hal itu bertentangan dengan kenyataan. Kenyataannya, atom bersifat stabil.

4. Teori Atom Bohr

          Kelemahan teori atom Rutherford dalam menjelaskan spektrum garis atom hidrogen berhasil diperbaiki oleh ahli fisika Denmark yang bernama Niels Bohr, pada tahun 1913. Berdasarkan teori atom Rutherford dan teori kuantum Planck, Bohr mengajukan postulat tentang model atom sebagai berikut.

a.    Elektron-elektron pada atom mengelilingi inti pada lintasan tertentu yang disebut lintasan stasioner. Pada lintasan ini, elektron tidak menyerap atau melepaskan energi dan elektron mempunyai sudut yang besarnya merupakan kelipatan dari  .

b.    Elektron akan melepaskan energi (berupa foton) jika elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah (dari lintasan luar kelintasan dalam) dan elektron akan menyerap energi ketika berpindah dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi (dari lintasan dalam kelintasan luar).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    Gambar Model atom Bohr