Pada beberapa periode sebelum masehi, filsuf-filsuf Yunani, di antaranya Leucippus & Democritus beropini bahwa semua bahan terdiri dr partikel-partikel kecil yg tak terbagi. Democritus menyatakan bahwa jika sebuah materi dibagi menjadi belahan yg lebih kecil kemudian terus dibagi lagi maka akan sampai pada suatu saat di mana didapat belahan yg sungguh kecil yg tak dapat dihancurkan atau dibagi lagi yg disebut atom (‘atomos’ dlm bahasa Yunani yg artinya ‘tak terbagi’).
Namun, ajaran filosofis tersebut tak begitu diterima pada saat itu hingga pada awal era ke-18, John Dalton merumuskan teori atom yg sukses menjelaskan aturan-hukum dasar kimia – aturan kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, & aturan kelipatan perbandingan.
Perkembangan model atom dr waktu ke waktu
(Sumber: Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2nd edition). New York: W.H. Freeman and Company)
Teori Atom Dalton
Teori atom Dalton menyatakan bahwa:
- Setiap unsur tersusun dr partikel yg sungguh teramat kecil yg disebut atom.
- Semua atom dr satu unsur yg sama yaitu identik, namun atom unsur satu berbeda dgn atom unsur-unsur lainnya.
- Atom dr satu unsur tak dapat diubah menjadi atom dr unsur lain lewat reaksi kimia; atom tak mampu diciptakan ataupun dimusnahkan dlm reaksi kimia.
- Senyawa terbentuk dr variasi atom-atom dr unsur-unsur yg berlawanan dgn rasio atom yg spesifik.
Teori atom Dalton ini memperlihatkan citra model atom seperti model bola pejal atau versi bola billiard.
Teori Atom J.J. Thomson
Pada tahun 1897, J.J. Thomson melakukan eksperimen dgn sinar katoda. Eksperimen tersebut memperlihatkan bahwa sinar katoda terdefleksi (terbelokkan) oleh medan magnet maupun medan listrik. Hal ini memperlihatkan bahwa sinar katoda merupakan radiasi partikel yg bermuatan listrik. Pada eksperimen dgn medan listrik, sinar katoda terbelokkan menuju ke arah kutub bermuatan positif. Hal ini memperlihatkan bahwa sinar katoda merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Selanjutnya, partikel sinar katoda ini disebut selaku elektron. Penemuan elektron ini kemudian mengacu pada kesimpulan bahwa di dlm atom terdapat elektron yg bermuatan negatif. Menurut versi atom Thomson, elektron bermuatan negatif tersebar dlm bola bermuatan positif mirip versi roti kismis, di mana kismis-kismis yaitu elektron-elektron, & roti adalah bola bermuatan positif.
Teori Atom Rutherford
Pada tahun 1911, Ernest Rutherford melakukan eksperimen menembakkan partikel α — partikel bermuatan positif — pada lempeng emas tipis. Ia menemukan bahwa sebagian besar partikel-partikel α tersebut menembus melalui lempeng emas, tetapi ada sebagian yg mengalami pembelokan bahkan terpantulkan. Hal ini mengacu pada kesimpulan versi atom Rutherford: model inti, di mana dlm atom yg sebagian besar merupakan ruang kosong terdapat inti yg padat pejal & masif bermuatan positif yg disebut sebagai inti atom; & elektron-elektron bermuatan negatif yg mengitari inti atom.
Teori Atom Bohr
Pada tahun 1913, Niels Bohr mengajukan model atom untuk menerangkan fenomena penampakan sinar dr unsur-unsur tatkala dikenakan pada nyala api ataupun tegangan listrik tinggi. Model atom yg ia usikan dengan-cara khusus merupakan model atom hidrogen untuk menerangkan fenomena spektrum garis atom hidrogen. Bohr menyatakan bahwa elektron-elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom bermuatan positif pada jarak tertentu yg berlainan-beda mirip orbit planet-planet mengitari matahari. Oleh alasannya itu, versi atom Bohr disebut pula versi tata surya. Setiap lintasan orbit elektron berada tingkat energi yg berlawanan; kian jauh lintasan orbit dr inti, semakin tinggi tingkat energi. Lintasan orbit elektron ini disebut pula kulit elektron. Tatkala elektron jatuh dr orbit yg lebih luar ke orbit yg lebih dalam, sinar yg diradiasikan bergantung pada tingkat energi dr kedua lintasan orbit tersebut.
Teori Atom Mekanika Kuantum
Pada tahun 1924, Louis de Broglie menyatakan hipotesis dualisme partikel-gelombang — semua bahan mampu memiliki sifat seperti gelombang. Elektron memiliki sifat seperti partikel & pula sifat mirip gelombang. Pada tahun 1926, Erwin Schrödinger merumuskan persamaan matematis yg kini disebut persamaan gelombang Schrödinger, yg memperhitungkan sifat mirip partikel & seperti gelombang dr elektron. Pada tahun 1927, Werner Heisenberg mengajukan asas ketidakpastian Heisenberg yg menyatakan bahwa posisi elektron tak dapat ditentukan dengan-cara pasti, namun hanya mampu diputuskan potensi posisinya. Teori-teori — dualisme partikel gelombang, asas ketidakpastian Heisenberg, & persamaan Schrödinger—ini kemudian menjadi dasar dr teori atom mekanika kuantum. Penyelesaian persamaan Schrödinger menciptakan fungsi gelombang yg disebut orbital. Orbital lazimnya digambarkan mirip awan elektron, di mana kerapatan awan tersebut memperlihatkan potensi posisi elektron. Semakin rapat awan elektron maka semakin tinggi kesempatan elektron, begitu juga sebaliknya. Oleh karena itu, versi atom mekanika kuantum disebut pula versi awan elektron.
Sebelumnya, pada tahun 1919, Rutherford berhasil mendapatkan partikel bermuatan positif, yg disebut proton, dr eksperimen penembakkan partikel α pada atom nitrogen di udara. Lalu, pada tahun 1932, James Chadwick memperoleh partikel netral, yg disebut neutron, dr eksperimen bombardir partikel α pada aneka macam unsur. Dengan demikian, mampu disimpulkan bahwa dlm model awan elektron, awan elektron terdiri dr elektron-elektron bermuatan negatif yg bergerak sungguh cepat mengelilingi inti atom yg tersusun dariproton yg bermuatan positif & neutron yg tak bermuatan.
Referensi
– Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
– Jenkins, et al. 2003. Nelson Chemistry 12. Toronto: Thomson Nelson.
– Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.
– Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk Sekolah Menengan Atas Kelas X. Jakarta: Erlangga.
– Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill
– Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2nd edition). New York: W.H. Freeman and Company
– Tro, Nivaldo J. 2011. Introductory Chemistry (4th edition). Illinois: Pearson Prentice Hall.
Judul Artikel: Teori Atom
Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia UI
Materi Sosiologiku.com yang lain: