Perkembangan Model Atom

1. Teori Atom

Menurut para ahli:

– Teori Democritus: Atom diibaratkan dengan batu. jika batu itu dibelah menjadi 2, kemudian setiap hasil pembelahan tersebut dibelah lagi, setiap belahan batu mempunyai sifat yang sama dengan batu asal. Democritus menyebut bagian dari belahan batu yang paling kecil itu dengan istilah atomos (A= tidak, TOMos = dipotong-potong), yang artinya “invisible (tidak terlihat)”. Berdasarkan teorinya juga, atom menyusun setiap zat berbeda satu sama lain. Namun teori ini ditolak oleh Aristoteles dan Plato, 2 orang filsuf Yunani kuno. Aristoteles lebih menyetujui teori Empedokles yang mengatakan bahwa batu tersusun atas api, air, tanah, dan udara.

– Teori Atom Dalton

Atom adalah bagian yang paling kecil, berbentuk bola yang sangat kecil, tidak dapat diciptakan. Unsur yang sama mengandung atom-atom yang sama. Atom-atom dari unsur yang berbeda dapat bergabung menyusun senyawa dgn perbandingan tetap yang bulat dan sederhana.

– Teori Atom Thomson

 Elektron tersebar merata di luar permukaan atom bagaikan kismis pada roti (percobaan tabung sinar katoda)

Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan William Crookes (1875). Hasil eksperimennya adalah ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katoda menuju ke anoda yang disebut sinar katoda.

George Johnstone Stoney (1891) yang memberikan nama sinar katoda disebut “elektron”. Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengertian atom dalam suatu unsur memiliki sifat yang sama sedangkan unsur yang berbeda akan memiliki sifat berbeda, padahal keduanya sama-sama memiliki elektron.

Antoine Henri Becquerel (1896) menentukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur Radioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron.

Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda

– Teori Rutherford

Hasil penelitian Rutherford sekaligus menggantikan model atom Thomson, Rutherford mengajukakan model atom yang menyatakan bahwa atom tersusun dari inti yang bermuatan positif dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif, seperti planet mengelilingi matahari. Massa atom terpusat pada inti dan sebagian besar volum atom merupakan ruang hampa/kosong. Karena atom bersifat netral, maka jumlah muatan positif dalam inti (proton) harus sama dengan jumlah elektron.
Tidak beberapa lama Rutherford mengajukan model atomnya, ternyata terdapat beberapa kelemahan. Model atom Rutherford bersifat tidak stabil karena bertentangan dengan hukum fisika klasik Maxwell. Berdasarkan hukum tersebut, jika ada partikel bermuatan (elektron) mengelilingi inti atom yang memiliki muatan yang berlawanan (proton) maka elektron akan memiliki percepatan dan memancarkan energi berupa gelombang elektromagnetik, dengan demikian lama kelamaan elektron akan kehilangan energinya. Akibatnya, jari-jari lintasan semakin kecil, hingga suatu saat elektron akan bergabung inti atom. Padahal kenyataannya, atom bersifat stabil sehingga elektron tidak bergabung dengan inti atom.

– Teori Atom Niels Bohr

Menurut Bohr, electron menggelilingi inti pada orbit tertentu. Di dalam atom terdapat orbit luar dan orbit dalam. Orbit dalam adalah orbit electron didekat inti Orbit luar dapat menampung lebih banyak electron. Elektron pada orbit luar menentukan sifat-sifat kimia atom.Kadang-kadang electron pada orbit luar melompat ke orbit dalam. Pada waktu melompat electron itu mengeluarkan cahaya.

Niels Bohr mengusulkan, pada 1913, apa yang sekarang disebut model atom Bohr. Gagasan itu adalah

1. Dalam elektron terdapat lintasan-lintasan tertentu tempat elektron dapat mengorbit inti tanpa disertai pemancaran atau menyerap energi. lintasan itu, yang juga disebut kulit atom, adalah orbit berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu. Setiap lintasan ditandai dengan satu bilangan bulat yang disebut bilangan kuantum utama (n), mulai dari 1, 2, 3, 4, dan seterusnya, yang dinyatakan dengan lambang K, L, M, N, dan seterusnya. Lintasan pertama, dengan n = 1, dinamai kulit K, dan seterusnya.

Bilangan kuantum (n)	1	2	3	4	Dan seterusnya
Lambing kulit	K	L	M	N	Dan seterusnya

Semakin besar harga n (makin jauh dari inti), makin besar energi elektron yang mengorbit pada kulit itu. Jadi tingkat energi kulit L lebih besar daripada kulit K,tingkat energi kulit M lebih besar daripada kulit L dan seterusnya. Kulit yang ditempati electron apakah kulit K,L,M atau yang lainnya bergantung pada energi electron itu.

2. Elektron hanya boleh berada pada lintasan-lintasan yang diperbolehkan (lintasan yang ada), dan tidak boleh berada di antara dua lintasan. lintasan yang akan ditempati oleh elektron bergantung pada energinya. pada keadaan normal (tanpa pengaruh luar), elektron menempati tingkat energi terendah. keadaan seperti itu disebut tingkat dasar (ground state). Apabila suatu atom mendapatkan energi dari luar (misalnya dipanaskan atau disinari), maka electron akan menyerap energi yang sesuai sehingga berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan demikian disebut keadaan tereksitasi (excited state).

Keadaan tereksitasi merupakan keadaan yang tidak stabil dan hanya berlangsung dalam waktu yang singkat. Elektron akan segera kembali ke tingkat energi yang lebih rendah disertai pelepasan energi berupa gelembong electromagnet.Oleh karena perpindahan electron ini berlangsung antara kulit yang sudah tertentu tingkat energinya, maka ataom hanya akan memancarkan radiasi dengan tingkat energi tertentu pula. Dengan demikian dapat dijelaskan mengapa unsure berupa spectrum garis.

3. Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu energi. perpindahan elektron ke kulit lebih dalam akan disertai penyerapan energi. sebaliknya, perpindahan elektron ke kulit lebih dalam akan disertai pelepasan energi.

Gambar 1. Model Atom Niels Bohr

Dalam penjelasannya bohr, menggunakan ataom hidogen sebagai model. Bohr berhasil merumuskan jari-jari lintasan dan energi electron pada tom hydrogen sebagai berikut

• Lintasan yang diizinkan untuk elektron dinomori n = 1, n = 2, n =3 dst. Bilangan ini dinamakan bilangan kuantum, huruf K, L, M, N juga digunakan untuk menamakan lintasan

• Jari-jari orbit diungkapkan dengan 12, 22, 32, 42, …n2. Untuk orbit tertentu dengan jari-jari minimum a0 = 0,53 Å

• Jika elektron tertarik ke inti dan dimiliki oleh orbit n, energi dipancarkan dan energi elektron menjadi lebih rendah sebesar

Gambar 2. Model atom Hidrogen menurut Niels Bohr

Model atom hidrogen Bohr dapat menjelaskan spektrum gas hidrogen yang ditemukan dari percobaan. Misalnya pemancaran sinar merah oleh gas hidrogen terjadi ketika elektron berpindah dari kulit ketiga (n=3) ke kulit kedua (n=2).

Meskipun model atom Bohr dapat menjelaskan spektrum hidrogen dan spektrum dari spesi lain berelektron tunggal tetapi model tersebut tidak dapat menjelaskan spektrum dari atom yang lebih kompleks. Oleh karena itu para ahli tetap berupaya mencari penjelasan yang lebih sempurna. Ide penting yang sangat berharga dari teori Bohr adalah gagasab tentang tingkat energi dalam atom yaitu gagasab tentang kulit-kulit atom.

– Model Atom Modern

Dikembangkan berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli :

a)      Louis Victor de Broglie

Menyatakan bahwa materi mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagai gelombang.

b)      Werner Heisenberg

Mengemukakan prinsip ketidakpastian untuk materi yang bersifat sebagai partikel dan gelombang. Jarak atau letak elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya dapat ditentukan dengan kemungkinan – kemungkinan saja.

c)      Erwin Schrodinger (menyempurnakan model Atom Bohr)

Berhasil menyusun persamaan gelombang untuk elektron dengan menggunakan prinsip mekanika gelombang. Elektron-elektron yang mengelilingi inti terdapat di dalam suatu orbitalyaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar.

Share: