Pendahuluan
Daftar Isi Artikel
Rumah boneka yang terdiri atas beberapa tingkat dan tiap tingkat terdiri atas beberapa kamar. Energi elektron dalam atom pun bertingkat-tingkat. Untuk menepatkan elektron ke setiap “kamar”, harus memenuhi aturan tertentu. Jika suatu batuan dihancurkan, batuan itu terpecahpecah menajdi partikel-partikel kecil.
Apa pun benda yang kit alihat tersusun dari bagian-bagian kecil materi. Sejak zaman purba, orang telah mencari satuan dasar dari materi.Pada zaman dahulu, orang-orang Yunani me nganggap bahwa materi tersusun dari berbagai gabungan dari empat unsur dasar, yaitu tanah, api, udara, dan air.
Akan tetapi, filsuf Yunani Demokritus memiliki teori lain. Ia mengemukakan bahwa materi tersusun dari partikel-partikel kecil yang disebut atom, yang berarti “tidak dapat dibagi-bagi”. Selama hampir 2.000 tahun, teori Demokritus diabaikan. Baru pada 1802, seorang kimiawan-fisikawan Inggris John Dalton, menghidupkan kembali teori atom itu.
-
Perkembangan Teori Atom
Istilah atom telah dikenal oleh bangsa Yunani sebelum Masehi. Ahli fisika Yunani bernama Leucippus pada abad ke-5 SM dan Democritus (460-370 SM) telah mengemukakan teori tentang atom. Mereka meng gambarkan atom sebagai materi terkecil yang sedemikian kecilnya sehingga tidak dibagi-bagi lagi.
-
Model Atom Dalton
Perkembangan selanjutnya yang dicatat sejarah ilmu pengetahuan adalah konsep atom yang dikemukakan oelh Joh Dalton (1766-1844). Dalton mengemukakan teorinya sebagai berikut.
- Atom merupakan zat yang tidak dapat dibagi-bagi.
- Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi unsur lain. Misalnya, atom aluminium tidak mungkin berubah menjadi atom besi atau sebaliknya.
- Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsur yang berlainan, dapat bersenyawa membentuk molekul. Misalnya atom hidrogen dan oksigen membentuk molekul air (H2 O).
- Atom-atom yang bersenyawa dalam molekul memiliki perbandingan tertentu dan jumlah keseluruhan yang tetap. Jumlah massa sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah sama.
- Jika dua atom membentuk dua senyawa atau lebih maka atom-atom yang sama dalam kedua senyawa itu memiliki perbandingan yang sederhana.
Model Atom Thomson
Perkembangan ilmu pengetahuan selanjutnya menunjukkan bahwa ternyata atom masih dapat dibagi lagi. Dengan sendirinya fakta tersebut menggugurkan teori atom Dalton karena tidak sesuai dengan fakta tersebut.
Penemuan elektron yang bermuatan lsitrik negatif oleh J.J. Thomson dengan menggunakan tabung sinar katode adalah salah satu fakta bahwa atom tersusun dari partikelpartikel penyusun atom. Thomson pun berhasil menemukan suatu partikel bermuatan positif dari percobaannya dengan menggunakan sinar katode yang berisi gas hidrogen bertekanan rendah.
Thomson menyebut partikel bermuatan positif tersebut sebagai proton. Atas dasar penemuan tersebut, ia kemudian menyusun model atom yang dikenal sebagai teori atom Thomson. Teori ini menyebutkan bahwa atom memiliki muatan-muatan listrik positif (proton) yang menyebar merata di seluruh bagian atom.
Adapun elektron merupakan partikel negatif yang tersebar di antara proton-proton dan berperan menetralkan muatan atom secara keseluruhan. Model atom Thomson ini sering dinamakan sebagai model kue puding prem atau roti kismis. Karena elektronelektron tersebar di seluruh atom sperti halnya kismis yang menempel pada roti.
Model Atom Rutherford
Teori atom Thomson pada 1911 diuji oleh seorang ahli fisika yang berasal dari Inggris, Ernest Rutherford. Ia menguji kebenaran teori Thomson dengan melakukan percobaan menggunakan partikel alfa yang ditembakkan pada sebuah keping logam emas yang sangat tipis. Partikel alfa adalah partikel yang dipancarkan oleh unsur radioaktif bermuatan listrik positif yang besarnya dua kali muatan elektron dan massanya empat kali massa proton.
Rutherford memiliki asumsi bahwa jika teori atom Thomson benar maka seluruh partikel alfa dengan energi yang besar harus menembus lurus keping tipis emas tersebut.
Sebab, atom-atom keping logam emas netral tidak menghalangi partikel alfa yang bermuatan listrik positif. Sebagian besar partikel alfa menembus keping logam tipis lurus mengenai layar. Akan tetapi, beberapa partikel alfa yang lainnya dibelokkan bahkan ada yang dipantulkan.
Setiap sudut pembelokkan dan pemantulan sinar alfa tersebut diukur oleh Rutherford. Fakta ini kemudian dianalisis oleh Rutherford sebagai berikut. Berdasarkan Hukum Colulomb, partikel alfa yang bermuatan positif hanya akan dibelokkan atau dipantulkan oleh suatu muatan sejenis yakni muatan positif. Berarti, dalam atom logam emas harus ada muatan listrik positif dan tidak tersebar di seluruh atom melainkan terpusat pada suatu tempat sehingga menolak partikel alfa.
Atas dasar fakta ini, Rutherford kemudian berkesimpulan sebagai berikut.
- Muatan listrik atom dan sebagian besar massa atom terpusat pada suatu titik yang disebut oleh Rutherford sebagai inti atom. Inti atom ini merupakan suatu daerah yang sangat kecil dengan diamater sekitar 10-14 m.
- Pada jarak yang relatif jauh dari inti atom tersebut, partikel bermuatan negatif atai elektron beredar mengelilingi inti. Muatan listrik positif yang berpusat di inti atom, nilai sama besar dengan jumlah muatan listrik negatif dari elektron-elektron yang mengelilinginya
Meskipun lebih baik daripada teori J.J. Thomson, namun teori atom Rutherford masih menyimpan kelemahan. Kelemahan teori atom Rutherford adalah sebagai berikut.
- Teori atom Rutherford tidak dapat menjelaskan spektrum cahaya yang dipancarkan oleh atom hidrogen ketika gas hidrogen tersebut dipanaskan atau dimasukkan ke dalam tabung dan diberi beda potensial listrik serah yang tinggi antara ujung-uung tabung tersebut.
- Teori atom Rutherford tidak dapat menjelaskan kestabilan atom. Berdasarkan hukum Coulomb, elektron yang berinteraksi dengan inti atom akan mengalami gaya Coulomb yang juga berfungsi sebagai
gaya sentripetal.Akibatnya, elektron mengalami percepatan (percepatan sentripetal). Menurut teori gelombang elektromagnetik yang dikemukakan oleh Maxwell jika muatan (elektron) mengalami percepatan maka muatan tersebut akan memancarkan gelombang elektromagnetik. Jika demikian maka energi elektron berkurang dan akhirnya akan jatuh ke inti atom, tetapi pada kenyataannya tidak demikian.
Model Atom Niles Bohr
Setelah Rutherford mengemukakan bahwa massa dan muatan positif ataom terhimpun pada suatu daerah kecil di pusat atom, ahli fisika asal Denmark, Niles Bohr, pada 1913 mengemukakan bahwa struktur atom mirip seperti sistem tata surya. Inti atom berada di pusat sistem atom dan elektron berada pada lintasan tertentu yang disebut kulit atom. Untuk menguatkan teori atom yang diusulkannya, Bohr menyusun dua postulat (dalil) tentang atom.
Postulat ini di kalangan para ilmuwan pada saat itu dipandang radikal. Berikut ini adalah kedua postulat yang dikemukakan Bohr.
Postulat Pertama
Berlawanan dengan teori elektromagnetik klasik, dalam suatu sistem atom, elektron tidak memancarkan radiasi ketika ia mengorbit inti atom. Lintasan-lintasan elektron mengorbit inti atom. Lintasan-lintasan elektron mengorbit tanpa memancarkan radiasi dinamakan lintasan stasioner atau orbit stasioner.
Postulat Kedua
Pemancaran dan penyerapan gelombang elektromagnetik dalam suatu atom berhubungan dengan transisi elektron dari dua lintasan stasioner.
Model atom hidrogen memperlihatkan bahwa sebuah elektron mengitari sebuah inti atom bermuatan positif. Jari-jari orbit lingkarannya r dan elektron bermassa m bergerak dengan laju linear tetap v. Gaya tarik Coulomb berperan memberikan percepatan sentripetal sehingga
demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai Model Atom Rutherford, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.
