PERKEMBANGAN TEORI ATOM

Atom merupakan partikel terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat kimia unsur tersebut. Atom terdiri atas partikel-partikel kecil yang lebih kecil, yaitu proton (p), elektron (e), dan neutron (n). Proton adalah partikel dari atom yang bermuatan positif. Elektron adalah partikel dari atom yang bermuatan negatif, sedangkan neutron adalah partikel dari atom yang tidak bermuatan. Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif (proton dan neutron) dan kulit atom dimana tedapat awan elektron.

PERKEMBANGAN TEORI ATOM dapat dijelaskan oleh beberapa model yang dikemukakan oleh ahli-ahli sebagai berikut:

1. TEORI ATOM DALTON

Teori atom Dalton diperkenalkan pada tahun 1808, menjelaskan tentang perilaku atom. Teori ini umumnya masih berlaku. Teori ini menyatakan bahwa:

· Semua zat tersusun atas partikel kecil yang disebut atom.

· Atom tidak dapat diciptakan, dimusnahkan, atau dibagi. (ini sudah disanggah berdasarkan radioaktivitas, yang dikenal dengan proses peluruhan radioaktif yaitu proses disintegrasi berantai (suatu rangkaian peluruhan) yang dialami inti suatu unsur radioaktif untuk menjadi inti unsur lain yang stabil).

· Semua atom unsur yang sama mempunyai sifat dan massa yang sama (ini disanggah melalui penjelasan mengenai isotop, yaitu suatu atom dari sebuah unsur yang jumlah neutronnya berbeda dengan atom lain dari unsur yang sama. Isotop suatu unsur mempunyai nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda. Isotop dibedakan dengan penulisan nomor massa, dengan nama atau lambang unsur, contoh: ¹²C, ¹³C, ¹⁴C).

· Atom dari unsur yang berbeda mempunyai perbedaan sifat dan perbedaan massa.

· Ketika senyawa terbentuk, atom unsur yang terlibat akan berkombinasi dalam perbandingan bilangan bulat sederhana. (meskipun kita tahu, ada molekul organik besar tidak selalu berkombinasi dalam perbandingan angka yang bulat).

2. MODEL ATOM THOMSON

Menurut Thomson: atom merupakan bola bermuatan positif, ditempat tertentu terdapat elektron (penemuan elektron).

3. MODEL ATOM RUTHERFORD

Dari percobaan penghamburan sinar alfa oleh lempeng logam dan pembelokan sinar alfa oleh oleh inti atom seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut:

Dari gambar dapat disimpulkan:

· Atom terdiri dari:

1. Inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif.

2. Elektron merupakan bagian dari atom yang mengelilingi inti dan bermuatan negatif.

· Jari-jari inti lebih kecil (±10^-13 cm) dibandingkan dengan jari-jari atom (10^-8 cm).

· Inti bermuatan positif karena mengandung proton. Pada atom netral jumlah proton sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti.

Kelemahan model atom Rutherford, yaitu tidak dapat menerangkan mengapa elektron dapat stabil mengelilingi inti atom. Teori ini disempurnakan dengan teori Bohr.

4. MODEL ATOM BOHR

Model atom menurut Bohr dinyatakan sebagai berikut:

· Elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi. Momen sudut elektron adalah kelipatan:

, dengan h= konstanta planck

· Energi akan dipancarkan atau diserap jika elektron berpindah dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain, sesuai dengan persamaan:

E₁ – E₂ = hv

Dengan, E₁ > E₂ : elektron memancarkan energi

E₁ <>2 : elektron menyerap energi

Elektron berpindah ketingkat yang lebih tinggi dengan menyerap energi, sebaliknya elektron berpindah ketingkat yang lebih rendah dengan memancarkan energi.

Model atom Bohr dan Rutherford berhasil menjelaskan terjadinya garis-garis spektrum atom hidrogen, tetapi gagal meramalkan terjadinya spektrum yang dipancarkan atom-atom lain.

Teori-teori diatas disempurnakan dengan teori atom modern berdasarkan mekanika kuantum.

5. MODEL ATOM MODERN

Model atom ini memperkenalkan pengertian orbital dan konfigurasi elektron.

I. Konsep Orbital

Menurut Louis De Broglie ( ahli fisika Perancis) materi yang bergerak mempunyai ciri-ciri gelombang. Sifat partikel yang sama dengan sifat gelombang, dirumuskan:

Dengan:

h = tetapan planck (kg m²/s)

v = kecepatan (m/s)

m = massa partikel (kg)

teori ini menunjukkan dualisme sifat dari elektron, yakni sebagai massa dan sebagai gelombang. Pada teori Bohr, gelombang tidak bergerak lurus, tapi menyebar pada daerah tertentu.

Werner heisenberg (Jerman; 1927-1976) mengemukakan teori keboleh jadian menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya, karena tidak mungkin menentukan posisi atau momentum yang pasti dari suatu atom. Daerah dalam ruang disekitar inti dengan kebolehjadian menemukan elektron disebut orbital.

Erwin Schrodinger (ahli fisika Austria) merumuskan persamaan gelombang untuk mengambarkan bentuk dan tingkat orbital (mekanika gelombang) dalam bentuk bilangan kuantum.

II. Bilangan Kuantum

Untuk menentukan posisi suatu orbital diperlukan 3 bilangan kuantum, yaitu: bilangan kantum utama (n), bilangan kuantum azmut (l), dan bilangan kuantum magnetik (m). Kedudukan elektron ditentukan oleh bilangan kuantum spin (s).

1. Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum ini menyatakan nomor kulit tempat elektron berlokasi, jumlah elektron maksimum untuk masing-masing kulit 2n² .

Kulit K (n=1), kulit L (n=2), kulit M (n=3), kulit N (n=4).

2. Bilangan Kuantum Azimut (l)

Bilangan kuantum ini menyatakan jenis subkulit (sub tingkat energi), tempat elektron berada juga menentukan bentuk orbital.

l = n-1, dengan l = 0, 1, 2, 3 ....

3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Bilangan kuantum ini menyatakan orbital tempat elektron berlokasi.

m = -l,... 0 ....+l

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan kuantum ini menyatakan arah rotasi elektron dalam orbital, s = ψ/2. Dengan komponen bilangan kuantum spin m_s = +1/2 dan m_s = -1/2.