Pernahkah kamu membayangkan jika sebuah benda dipotong kecil-kecil sampai menjadi bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi? Partikel apakah yang menyusun benda tersebut?
Pada abad ke-15, Democritus mengemukakan teori bahwa setiap materi tersusun dari partikel yang sangat kecil yang tidak dapat dibagi lagi yang disebut dengan atom. Namun, teori Democritus ini tidak dapat dibuktikan secara eksperimen hingga akhirnya pada awal tahun 1800 mulai banyak ilmuan yang mengembangkannya. Atom merupakan partikel dasar penyusun materi. Untuk mengetahui bagaimana perkembangan teori atom kamu dapat membaca pembahasannya berikut ini.
Daftar Isi
Teori Atom John Dalton
Pada awal tahun 1800-an, seorang ilmuan bernama John Dalton mengemukakan teori mengenai atom. John Dalton membuat rumusan yang pasti mengenai partikel dasar penyusun materi yang tidak dapat dibagi lagi yang disebut dengan atom. Berikut empat postulat mengenai teori atom Dalton.
- Setiap unsur tersusun dari partikel yang sangat kecil yaitu atom
- Semua atom dari satu unsur itu sama (massa dan sifatnya), tetapi berbeda dengan atom-atom dari unsur yang lain
- Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom dari unsur lain melalui reaksi kimia. Atom tidak dapat dibentuk atau dihancurkan dalam reaksi kimia
- Senyawa terbentuk dari atom-atom satu unsur atau lebih. Senyawa yang dihasilkan selalu memiliki jumlah atom dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana.
Teori Atom J.J. Thomson
Tahun 1897, J.J. Thomson mengemukakan teorinya mengenai atom berdasarkan percobaan tabung sinar katoda. Sebuah tabung berisi sepasang elektroda dialiri arus listrik dengan tegangan tinggi menghasilkan sebuah sinar yang disebut dengan sinar katoda. Ketika sebuah plat bermuatan negatif didekatkan pada sinar tersebut ternyata sinar menjauhi plat, dan ketika sebuah plat bermuatan positif didekatkan ternyata sinar mendekati plat. Dari hasil percobaan ini, J.J. Thomson menyimpulkan bahwa atom memiliki partikel bermuatan negatif yang disebut dengan elektron.
Untuk menetralkan muatan negatif pada atom akibat adanya elektron (karena atom bersifat netral), maka J.J. Thomson mengemukakan bahwa selain adanya partikel negatif pasti ada partikel yang bermuatan positif (pada saat itu proton belum ditemukan). J.J. Thomson kemudian membuat sebuah model atom yang dikenal dengan bentuk puding plum.
Teori Atom Rutherford
Tahun 1910, Ernest Rutherford melakukan percobaan penembakan sinar alfa pada kertas emas. Dari hasil percobaannya, sebagian besar sinar alfa diteruskan dan hanya sedikit yang dibelokkan.
Ruherford mengemukakan bahwa sebagian besar dari volume atom merupakan ruang kosong karena banyak sinar alfa yang diteruskan ketika ditembakkan pada kertas emas. Selain itu, karena sinar alfa bermuatan positif dan ada sebagian sinar alfa yang dibelokkan, Rutherford menyatakan bahwa terdapat pusat massa di atom yang disebut sebagai inti atom dan bermuatan positif. Inti atom tersebut dikelilingi oleh elektron yang bergerak.
Teori Atom Bohr
Niels Bohr mengemukakan teorinya mengenai atom didasarkan pada percobaan spektrum atom hidrogen. Percobaan ini dilakukan dengan mengalirkan listrik bertegangan tinggi pada tabung berisi gas hidrogen dan sepasang elektroda. Saat terjadi aliran elektron dari elektroda negatif ke elektroda positif, elektron bertumbukan dengan gas yang kemudian akan menghasilkan emisi cahaya dari atom. Emisi cahaya tersebut dipisahkan berdasarkan komponen warnanya menggunakan prisma sehingga dihasilkan spektrum diskrit.
Berdasarkan percobaan spektrum atom hidrogen, Bohr membuat postulat mengenai teori atom sebagai berikut.
- Elektron menempati orbit tertentu dengan energi yang spesifik, dengan kata lain energi dari elektron ini terkuantisasi
- Elektron yang berada pada orbit keadaan dasar tidak akan memancarkan energi
- Elektron dapat berpindah dari satu orbit ke orbit lain dengan menyerap atau melepas energi.
Mekanika Kuantum
Pada tahun 1924, Louis De Broglie mengemukakan dualisme sifat elektron yaitu sebagai partikel dan juga gelombang. Adanya sifat gelombang ini menyebabkan posisi keberadaan elektron tidak dapat ditentukan secara pasti.
Tahun 1926, Erwin Schrὅdinger merumuskan sebuah persamaan matematika yang dikenal sebagai fungsi gelombang (ψ) untuk menjelasakan sifat elektron. Fungsi gelombang ini tidak dapat menentukan posisi elektron dengan tepat tetapi dapat menentukan probabilitas ditemukannya elektron. Densitas elektron memberikan probabilitas bahwa elektron akan ditemukan pada suatu daerah di dalam atom. Daerah probabilitas ditemukannya elektron disebut dengan orbital.
Pemahaman Akhir
Dalam pengembangan teori atom, berbagai ilmuwan telah memberikan kontribusi penting untuk pemahaman kita tentang partikel penyusun materi. Teori atom John Dalton pada abad ke-19 menyatakan bahwa setiap unsur terdiri dari partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom. Dalton juga mengemukakan bahwa atom-atom dari unsur yang sama memiliki massa dan sifat yang sama, sedangkan atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki perbedaan.
Kemudian, J.J. Thomson melalui percobaan tabung sinar katoda pada akhir abad ke-19 menemukan adanya partikel bermuatan negatif yang disebut elektron. Thomson mengusulkan model atom puding plum yang menyatakan bahwa elektron terdistribusi secara merata dalam suatu matriks positif.
Percobaan penembakan sinar alfa oleh Ernest Rutherford pada tahun 1910 menghasilkan temuan yang mengejutkan. Rutherford menyimpulkan bahwa sebagian besar volume atom adalah ruang kosong dan terdapat inti atom yang padat dan bermuatan positif di pusat atom. Model atom Rutherford menunjukkan bahwa elektron mengelilingi inti atom.
Niels Bohr pada tahun 1913 mengusulkan model atom yang dikenal sebagai model Bohr berdasarkan percobaan spektrum atom hidrogen. Model Bohr menyatakan bahwa elektron menempati orbit tertentu dengan energi yang spesifik dan dapat berpindah antarorbit dengan menyerap atau memancarkan energi.
Pada akhirnya, dengan pengembangan mekanika kuantum oleh Louis De Broglie, Erwin Schrὅdinger, dan ilmuwan lainnya pada tahun 1920-an, ditemukan bahwa elektron memiliki sifat dualistik sebagai partikel dan gelombang. Fungsi gelombang Schrὅdinger digunakan untuk menjelaskan probabilitas keberadaan elektron dalam orbital atom.
Dengan demikian, perkembangan teori atom telah memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang struktur atom dan sifat partikel penyusun materi. Teori atom ini menjadi dasar penting dalam bidang kimia untuk memahami reaksi kimia, ikatan kimia, dan berbagai fenomena yang terjadi dalam dunia mikroskopis.
Demikianlah pembahasan mengenai teori atom. Sekarang pastinya kamu sudah mengetahui bagaimana perkembangannya dari mulai John Dalton, J.J. Thomson, Ernet Rutherford, Niels Bohr, sampai mekanika kuantum. Semoga pembahasannya bermanfaat. Untuk menambah pengetahuan kamu mengenai teori mekanika kuantum, kamu bisa membaca pembahasan lainnya mengenai bilangan kuantum di pembahasan selanjutnya ya.
Sumber:
Brown, Theodore L. (2011). Chemistry the Central of Science Edition.Pearson Prentince Hall.
Chang, Raymond. (2010). Chemistry 10th Edition. New York: McGraw-Hill.
Whitten. (2013). Chemistry 12th Edition. Brooks Cole.
http://large.stanford.edu/courses/2017/ph241/sivulka2/
