Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Viewers also liked
Similar to Teori Atom dari Democritus hingga Neutron
Similar to Teori Atom dari Democritus hingga Neutron (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (20)
Teori Atom dari Democritus hingga Neutron
- 1. Chem_Magz Chemistry Magazine Sekitar 2,5 abad yang lalu, ahli filsafat Yunani Leucippus berpendapat bahwa materi tersusun dari butiran butiran kecil. Pendapat ini dikembang- kan oleh Democritus muridnya, bahwa materi tersusun dari partikel- partikel terkecil yang ti- dak dapat dibagi lagi. Menurut Democritus jika sebuah batu dibelah dua, kemudian setiap hasil pembelahan tersebut dibe- lah lagi dan demikian se- terusnya hingga tidak da- pat dibelah lagi, setiap belahan batu mempunyai sifat yang sama dengan batu asal, Democritus menyebut bagian dari be- lahan batu yang paling kecil itu dengan istilah atomos. (A = tidak, TOMos =dipotong potong) yang artinya invisible (tidak terlihat) Konsep atom tersebut masih berupa pemikiran filosofis dan tidak didu- kung oleh bukti atau be- lum teruji sehingga belum memberikan arti yang cukup di bidang keilmuan. Baru setelah perumusan Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Perbandin- gan tetap, yang meru- pakan hasil pengamatan terhadap suatu reaksi ki- mia, konsep atom mulai dipikirkan lagi, oleh seo- rang ahli kimia Inggris bernama John Dalton Dalton Sang Pencetus Teori Atom John Dalton (1766-1844) berpendapat bahwa kon- sep atom Democritus benar karena tidak bertentangan dengan hu- kum kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap. Berdasarkan pemikiran tersebut, di tahun 1803 ia meru- muskan teori atomnya sebagai berikut : 1. Materi tersusun dari partikel partikel yang disebut atom 2. Unsur adalah materi yang tersusun dari atom atom sejenis den- gan massa dan sifat yang sama 3. Unsur yang berbeda mempunyai atom-atom dengan massa dan sifat yang berbeda 4. Senyawa adalah materi yang tersusun seti- daknya 2 jenis atom dari unsur –unsur ber- beda, dengan perband- ingan tetap dan ter- tentu. Dalam senyawa atom-atom tersebut berikatan melalui ika- tan antar atom 5. Atom tidak dapat dimusnahkan. Reaksi kimia hanyalah pena- taan ulang atom-atom yang bereaksi. John Dalton Adalah ilmuwan Inggris. Meski Dalton buta warna, hal ini tidak mengha- langinya untuk terus medalami ilmu kimia dan metereologi.(Kebutaan warna merah-hijau dikenal sebagai Daltonisme) Pendapat Democritus 1 Dalton Sang penetus Teori Atom 1 Akhir Cerita Teori Atom Dalton 2 Penemuan Partikel Sub- atomik : Elektron 2 Thomson Sang Pemba- haru Dalton 3 Berapa Massa Elektron ? 3 Penemuan Partikel Sub- atomik : Proton 3 Lahirnya Model Atom Rutherford 4 Model Atom Rutherford 4 Penemuan Partikel Sub- atomik : Neutron 4 Jadi Bagaimana Struk- tur Atom Itu ? 5 Massa Dan Muatan Par- tikel 5 Tokoh Tokoh Kita 5 Kritik Terhadap Atom Rutherford 6 Lahirnya Teori Atom Bohr 6 Berita Kelemahan Atom Bohr 6 Teori Mekanika Kuan- tum menjawab Kele- mahan Bohr 7 Sketch Perkembangan Model atom 7 Daftar isi Pendapat Democritus Teori Atom Edition Chem_Magz || Media Belajar Kimia Kita || 03 September 2015
- 2. Dalam perkembanganya tidak se- mua isi teori atom Dalton adalah benar. Perkembanganya teori atom menyebutkan bahwa atom ternyata masih dapat dibagi lagi menjadi par- tikel-partikel yang lebih kecil yang disebut partikel-partikel subatomic. Hal ini berkat penemuan metode elektrolisis yang dapat mengurai senyawa stabil menjadi atom atom bermuatan dengan bantuan arus listrik. Fakta bahwa atom atom da- pat mengandung muatan listrik mendorong ilmuwan memikirkan kembali tentang gambaran struktur atom, yakni keberadaan partikel subatomik dalam atom. Model atom Dalton berbentuk bola bulat dan padat Akhir Cerita Teori Atom Dalton katode bermuatan negative . Lebih lanjut ia berpikir, apakah partikel tersebut atom, molekul, atau par- tikel kecil yang merupakan bagian dari atom. Ia berhasil menghitung perbandin- gan e/m dimana m (massa) dan e (muatan) . Nilai e/m dihitung ber- dasarkan data banyaknya sinar yang dapat dibelokkan oleh medan magnet dan energy yang dibawanya. Thomson mengumpulkan data nilai e/m menggunakan tabung dan gas yang berbeda beda. Nilai e/m ternyata selalu sama yaitu -1,76 x 108 Coulomb /gram . Dari Hasil pengamatan tersebut Thomson menyimpulkan bahwa si- nar katode adalah berkas partikel bermuatan negative (berkas elec- tron ) dan ada dalam setiap materi. Penemuan partikel subatomik, yakni electron diawali dari penelitian ten- tang arus listrik pada gas berte- kanan rendah (vakum) yang diberi tegangan tinggi. Di tahun 1897, Joseph John Thom- son (1856-1940) dari Inggis berhasil menunjukan bahwa sinar katode adalah berkas partikel. Ia mengam- bil tabung sinar katode khusus ke- mudian meletakkan medan listrik dan medan magnet untuk melaku- kan pengukuran kuantitatif dari sinar katode Simak skema tabung sinar katode Thomson dan cara ker- jannya berikut Di bawah pengaruh medan mag- net, sinar katode akan dibelokkan ke atas (Sinar A) Jika pengaruh medan listrik dan medan magnet dihilangkan, sinar ketode tidak dibelokkan (Sinar B). Dibawah pengaruh medan listrik, sinar katode dibelokkan ke bawah (sinar C) Thomson mengamati dalam medan listrik, sinar katode dibelokkan ke arah plat logam positif. Jadi sinar Penemuan Partikel Subatomik: Elektron Page 2 Teori Atom Edition
- 3. Dengan penemuan elekton ditahun 1898 J.J Thomson mengemukakan model atom yang dikenal dengan model atom roti kismis. Thomson berpendapat bahwa atom berbentuk bulat dimana muatan listrik positif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh electron- electron yang bermuatan negative yang berada di antara muatan positif. Elektron-elektron dalam atom dium- pamakan seperti butiran kismis dalam roti . -atom lainya merupakan kelipatan dari massa partikel positif atom H. Massa muatan positif sekitar 1,673 x 10-27 kg, jauh lebih besar dari massa elektron (~ 1835 kali massa elek- tron). Pada saat itu istilah proton belum digunakan, baru di tahun 1919, par- tikel bermuatan positif dari atom H diberi nama proton. (Proton dari bahasa Yunani ‘proteios’ artinya Pada tahun 1906, Ernest Rutherford dari Inggris menggunakan spec- trometer massa (modifikasi tabung sinar katode ) untuk membuktikan keberadaan partikel bermuatan posi- tif. Apabila elektron dipindahkan dari atom, maka akan diperoleh par- tikel yang bermuatan positif. Rutherford mendapati bahwa atom Hydrogen (H) menghasilkan partikel bermuatan positif yang paling rin- gan. Massa partikel positif dari atom ‘yang terpenting’). Penemuan par- tikel positif (proton) telah men- dorong lahirnya model atom Ruther- ford. Thomson Sang Pembaharu Dalton Penemuan Partikel Subatomik : Proton Elektron kemudian diikat oleh tete- san minyak. Dari percobaan tetes minyak, milikan menemukan bahwa muatan tetes minyak (q) selalu berupa keli- patan bilangan bulat dari –1,6 x 10- 19 C. Dengan mengetahui besarnya muatan elektron , harga massa elek- tron dapat dihitung : Jadi massa elektron hasil perhitun- gan adalah 9,8 x 10-28 gram atau 0,00054859 sma Berapakah massa yang dimiliki oleh electron ? Percobaan Thomson tidak dapat menjawab pertanyaan terse- but. Thomson hanya berhasil menen- tukan muatan electron dan mem- perkirakan bahwa massa electron lebih kecil dari pada massa atom. Ahkirnya pertanyaan itu dapat di- jawab oleh Robert Milikan pada ta- hun 1909 . Milikan melakukan per- cobaan tetes minyak. Minyak disem- protkan hingga tetesan minyak jatuh melalui celah yang terdapat pada pelat bagian atas, tetesan min- yak memasuki ruang di antara dua pelat logam yang dipasang sejajar. Jika molekul gas (misalnya helium) yang diletakan diantara kedua pelat itu disinari dengan sinar X, maka gas He akan melepaskan electron. Berapakah Massa Elektron ? Chem_Magz || Media Belajar Kimia Kita || Page 3
- 4. Pada tahun 1911, Ernest Rutherford bersama mahasiswanya Geiger dan Marsden melakukan eksperimen yang dikenal dengan hamburan si- nar α yang ditembakkan ke lempeng tipis emas. Dari eksperimen terse- but, Rutherford menyimpulkan bahwa : Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa. Hal ini di- karenakan sebagian besar partikel α diteruskan, atau tidak men- galami pembelokan. Terdapat suatu bagian yang san- gat kecil tetapi sangat padat dalam atom yang disebut inti atom. Hal ini ditunjukan oleh adanya partikel α yang dapat di- pantulkan kembali oleh inti atom dengan fraksi yang sangat kecil. Muatan inti atom sejenis dengan muatan partikel α, yaitu bermua- tan positif. Hal ini dikarenakan adanya sebagian kecil partikel α yang dibelokan. Pembelokan ini terjadi akibat gaya tolak menolak antara muatan listrik sejenis. Hasil eksperimen tersebut meng- gugurkan model atom Thomson. Se- bagai gantinya, Rutherford mengaju- kan model atom Rutherford . neutron. Penembakan partikel α ke pelat ber- ilium menghasilkan suatu radiasi yang tidak bermuatan. Bukti adanya Eksperimen Rutherford mengawali penemuan neutron. Pada tahun 1920 William Draper Harkins menduga adanya partikel lain dalam inti atom selain proton. Partikel tersebut mempunyai massa yang hampir sama dengan proton, tetapi tidak bermuatan. Ia menamakan partikel tersebut neutron. Oleh karena par- tikel tersebut tidak bermuatan, maka keberadaanya sulit dibukti- kan. Baru pada tahun 1932, James Chadwick dari Inggris berhasil membuktikan keberadaan partikel radiasi ini ditunjukkan sbb. Apabila materi padat yang men- gandung banyak atom hydrogen seperti lilin ditempatkan sebagai penghalang, maka radiasi tidak ber- muatan tersebut akan mengakibat- kan proton dalam atom hydrogen terlempar keluar. Chadwik menun- jukan bahwa radiasi tidak bermua- tan mengandung partikel partikel tidak bermuatan yang memiliki massa 1,675 x 10-27 kg, yang hampir sama dengan massa proton (1,673 x 10 –27 kg) Lahirnya Model Atom Rutherford Penemuan Partikel Subatomik : Neutron harus sama dengan jumlah elek- tron. Selanjutnya Rutherford berhasil memperkirakan jari jari inti atom yakni sekitar 10-15 m (~1/10.000 jari jari atom yang berkisar 10-10 m). Model atom Rutherford baru menye- butkan bahwa elektron-elektron berada dalam ruang hampa dan ber- gerak mengelilingi inti, tetapi belum menyatakan distribusi/ susunan elektron-elektron di luar inti atom.Model atom menurut Rutherford : Atom tersusun dari inti yang ber- muatan positif dikelilingi oleh elek- tron-elektron yang bermuatan nega- tive, seperti halnya planet-planet yang mengelilingi matahari. Massa atom terpusat pada inti dan se- bagian besar volum atom meru- pakan ruang hampa. Karena atom bersifat netral, maka jumlah muatan positif dalam inti (jumlah proton) Model Atom Rutherford Page 4 Teori Atom Edition
- 5. Struktur atom menjadi semakin je- las dengan penemuan neutron. Atom tersusun dari inti atom yang dikelil- ingi oleh elektron yang bermuatan negative. Inti atom sendiri terdiri dari proton yang betmuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan. Kedua partikel penyusun inti atom ini disebut juga nucleon. Oleh karena atom bersifat netral, maka jumlah proton yang bermuatan posi- tif harus sama dengan jumlah elek- tron yang bermuatan negative. Ernest Rutherford lahir di selandia baru. Ditahun 1895, ia sempat belajar dengan J.J. Thom- son di Inggris. Tiga Tahun kemudian, Ia mendalami kera- dioaktifan di Universitas McGill. Di Tahun 1907, ia pindah ke Univer- sitas Manchester dan mendalami struktur atom. Joseph John Thom- son menerima hadiah nobel fisika di Tahun 1906 atas pembuktian bahwa elektron adalah partikel. Anaknya George Paget Thomson berhasil menunjukan- bahwa selain sebagai partikel, elek- tron adalah gelombang. George men- dapat Nobel fisika di Tahun 1937 . N i e l s B o h r dilahirkan di Denmark. Setelah menye lesai kan sekolahnya, ia sempat bergabung d e n g a n J . J . Thomson dan R u t h e r f o r d s e b e l u m mengembangkan model atomnya. Ia memperoleh nobel fisika di Tahun 1922 Jadi Bagaimana Struktur Atom Itu ? Tokoh Tokoh Kita Massa dan muatan partikel elektron, proton dan neutron Chem_Magz || Media Belajar Kimia Kita || Page 5 3e- + n + n n +n Partikel Lambang Massa (kg) Muatan Satuan Coulomb Elektron e- 9,019 x 10-31 -1 1,6 x 10-19 Proton p 1,673 x 10-27 +1 1,6 x 10-19 Neutron n 1,675 x 10-27 0 0
- 6. Para ilmuwan menyadari bahwa model atom Rutherford bersifat ti- dak stabil karena bertentangan den- gan hukum fisika klasik dari Max- well. Menurut hokum tersebut jika partikel bermuatan, dalam hal ini elektron bergerak mengelilingi inti atom yang mempunyai muatan ber- lawanan; maka elektron tersebut akan mengalami percepatan dan memancarkan energy berupa gelom- bang elektromagnetik. Hal ini men- yebabkan energy elektron akan se- makin berkurang.Akibatnya, jari jari lintasan elektron menjadi semakin kecil dan elektron mendekati inti. Lintasan ini menyerupai spiral. Pada suatu saat elektron tidak mampu lagi mengimbangi gaya tarik oleh inti sehingga akan bergabung ke inti. Pada kenyataanya, elektron tidak bergabung ke inti dan atom bersifat stabil. benar karena orbit yang ber- bentuk elips dimungkinkan ada. 3. Model Atom Bohr tidak dapat menjelaskan adanya garis garis halus pada spectrum atom hidrogen. Hal ini di- karenakan Bohr menganggap elektron hanya sebagai par- tikel. Model atom Bohr dapat menjelaskan kestabilan atom dan spektrum atom hydrogen. Akan tetapi model ini mempunyai kelemahan, antara lain : 1. Model atom Bohr hanya dapat menjelaskan spectrum atom hydrogen secara akurat, tetapi gagal menjelaskan spectrum atom yang lebih kompleks. 2. Asumsi bahwa elektron mengelilingi inti dalam orbit melingkar tidak sepenuhnya Teori atom selanjutnya menngguna- kan sifat dualisme elektron. Yaitu elektron sebagai partikel dan elek- tron sebagai gelombang. Sifat ini meyebabkan posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti akan tetapi merupakan kebolehjadian. Kritik Terhadap Teori Atom Rutherford Berita Kelemahan Atom Bohr 2. Meski Elektron mengalami percepatan, namun pada or- bitnya elktron tidak meman- carkan atau menyerap Energi sehingga energinya konstan. 3. Elektron dapat berpindah dari orbit yang satu ke orbit yang lain dengan memancarkan atau menyerap energy . Pada tahun 1913 Niels Bohr men- yempurnakan tori Ruthrford dengan menerapkan teori kuantum Planck dan Einstein. Postulat Bohr adalah sebagai beri- kut : 1. Setiap Elektron dalam atom menglilingi inti dalam linta- san tertentu yang stasioner yang disebut orbit atau kulit. Lahirnya Teori Atom Bohr Page 6 Teori Atom Edition
- 7. Ketidakmampuan teori atom Bohr menerangkan model atom selain atom hidrogen di sempurnakan oleh Louis de Broglie. Menurut de Broglie, selain bersifat partikel, elek- tron dapat bersifat gelombaang, se- dangkan Neils Bohr berpendapat bahwa elektron adalah partikel. Pen- dapat de Broglie dikembangkan oleh Erwin Schrodinger dan Werner He- seinberg melahirkan teori atom mod- ern yang dikenal dengan teori mekanika kuantum. Prinsip dasar teori tersebut adalah gerakan elektron dalam mengelilingi inti bersifat seperti gelombang. Teori mekanika kuantun digunakan untuk menjelaskan sifat atom dan molekul. Berdasarkan teori mekanika kuan- tum, keberadaan elektron dalam lintasan tidak dapat ditentukan den- gan pasti, yang dapat diketahui hanya daerah kebolehjadian ditemu- kan elektron. Teori tersebut dikemu- kakan oleh ahli fisika Jerman, Werner Heisenberg yang dinamakan prinsip ketidakpastian Heisenberg. Menurut Heisenberg, elekton yang bergerak menimbulkan perubahan dalam posisi dan momentum setiap saat sehingga posisi dan kecepatan elektron yang bergerak secara ber- sama sama tidak dapat diukur dan dilakukan secara tepat. Teori Atom Modern Menjawab Kelemahan Bohr Skecth Model Perkembangan teori Atom Chem_Magz || Media Belajar Kimia Kita || Page 7 Dalton (1803) : Atom adalah partikel terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi Atom-atom unsur yang sama mempunyai massa yang sama Thomson (1898) : Muatan positif tersebar merata dalam atom Menemukan elektron bermuatan negatif yang berada diantara muatan positif sehingga atom menjadi netral Rutherford (1911) Menemukan proton bermuatan positif yang berada dalam inti Elektron mengelilingi inti dalam jumlah yang sama dengan proton Bohr ( 1913) Elektron bergerak mengelilingi inti dalam orbitnya Elektron dapat berpindah dari orbit yang satu ke orbit lainya dengan menyerap atau memancarkan energi Teori Atom Modern (1924) : K eberadaan elektron dalam lintasan tidak dapat ditentukan den- gan pasti, yang dapat diketahui hanya daerah kebolehjadian ditemukan elektron.