TEORI ATOM

Halo selamat datang diblog saya, sebelum masuk ke pembahasan inti yaitu perkembangan struktur atom mari kita renungkan apa sih ilmu kimia itu ? Hmm Semua pasti sudah tau apa itu kimia. Kimia adalah suatu pelajaran yang sangat amat menyenangkan (bagi para umat yang mencintai kimia). Sebenarnya materi tentang kimia itu seru kok, tapi kadang kendalanya cuma pada males aja.

Kalau tahu caranya, semua materinya enak dipelajari dan asik, apalagi saat melakukan praktikum. tetapi bagaimana dengan teori dan rumus-rumusnya? Banyak yang bilang kimia itu menyusahkan dan membuat pernyataan "KAMI BENCI KIMIA" (pengalaman sendiri).

Coba kita pikirkan dimanapun kita berada pasti tidak ada terlepas dengan yang namanya kimia, sayang bangetkan kalo kita tidak paham tentang ilmu kimia. Jangan mengeluh sama kimia, mengeluh itu dapat membuat kita putus asa sehingga yang sebenarnya mudah malah terlewatkan. Kita harus optimis karena optimistis bisa membuat hal yang mudah menjadi lebih mudah dan hal yang sulit menjadi mudah. Nah daripada pembahasannya tambah panjang lebar yuk belajar tentang perkembangan struktur atom.

Perkembangan Model Atom

Kalian pasti tahu ada beberapa unsur dalam kehidupan sehari-hari. Unsur tersebut dapat mengalami perubahan materi yaitu perubahan kimia. Ternyata perubahan kimia ini disebabkan oleh partikel terkecil dari unsur tersebut. Partikel terkecil itulah yang disebut atom.

Seandainya kita memotong satu butir beras menjadi dua bagian, kemudian dipotong lagi menjadi dua bagian dan seterusnya hingga tidak dapat lagi. Bagian terkecil yang tidak dapat dipotong lagi, inilah awal mulanya berkembangnya konsep atom.

Konsep atom itu dikemukakan oleh Demokritos yang tidak didukung oleh eksperimen yang meyakinkan, sehingga tidak dapat diterima oleh beberapa ahli ilmu pengetahuan dan filsafat.

Pada abad ke 5 Sebelum Masehi di India telah ada pendapat yang menyatakan bahwa tiap unsur benda terdiri atas satu sampai lima atom. Abad ke 8, seorang ilmuwan muslim yaitu Jabir menyatakan bahwa “materi dibentuk oleh partikel dasar bermuatan yang menyerupai petir dan partikel, yang tidak dapat dibagi-bagi”.

Selanjutnya perkembangan atom setelah abad ke-19 mulai bermunculan, dari model atom John Dalton (1805), kemudian dilanjutkan oleh Thomson (1897), Rutherford (1911) Niels Bohr (1914). hingga mekanika kuantum (modern).

Hasil eksperimen yang memperkuat konsep atom ini menghasilkan gambaran mengenai susunan partikel-partikel tersebut di dalam atom. Gambaran ini berfungsi untuk memudahkan dalam memahami sifat-sifat kimia suatu atom.

Marilah kita pelajari satu persatu masing-masing konsep/model atom tersebut.

1. Model Atom Dalton

John Dalton mengemukakan hipotesa tentang atom berdasarkan hukum kekekalan massa (Lavoisier) dan hukum perbandingan tetap (Proust).
Teori yang diusulkan Dalton :

1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.
3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.
4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti ada tolak peluru.

Model atom Dalton, seperti bola pejal

Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Bagaimana mungkin suatu bola pejal dapat menghantarkan listrik, padahal listrik adalah elektron yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menyebabkan terjadinya daya hantar listrik.

  

         2.Model Atom  Joseph John Thomson

Kelemahan dari Dalton diperbaiki oleh JJ. Thomson, eksperimen yang dilakukannya dengan tabung sinar kotoda. Hasil eksperimennya menyatakan ada partikel bermuatan negatif dalam atom yang disebut elektron.

Thomson mengusulkan model atom seperti roti kismis atau kue onde-onde. Suatu bola pejal yang permukaannya dikelilingi elektron dan partikel lain yang bermuatan positif sehingga atom bersifat netral. 

Model atom Thomson seperti roti kismis

 Kelemahan model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut. 

           3.Model Atom Rutherford

Eksperimen yang dilakukan Rutherford adalah penembakan lempeng tipis dengan partikel alpha. Ternyata partikel itu ada yang diteruskan, dibelokkan atau dipantulkan. Berarti di dalam atom terdapat susunan-susunan partikel bermuatan positif dan negatif.

Hipotesa dari Rutherford adalah atom yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom. 

Model atom Rutherford seperti tata surya

Kelemahan dari Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama-kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti.

Ambilah seutas tali dan salah satu ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu sedangkan ujung yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Benar. Lama kelamaan putarannya akan pelan dan akan mengenai kepala Anda karena putarannya lemah dan Anda pegal memegang tali tersebut.

Karena Rutherford kita telah dikenalkan lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit.

4. Model Atom Niels Bohr

Kelemahan dari Rutherford diperbaiki oleh Niels Bohr dengan percobaannya menganalisa spektrum warna dari atom hidrogen yang berbentuk garis.

Hipotesis Bohr adalah :

a.       Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.

b.      Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan berkurang. Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah maka akan memancarkan energi.

Model atom Bohr digambarkan sebagai berikut :

Model atom Bohr

Kelebihan atom Bohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.

Kelemahan model atom ini adalah: tidak dapat menjelaskan spekrum warna dari atom berelektron banyak. Sehingga diperlukan model atom yang lebih sempurna dari model atom Bohr.

       5.     Model Perkembangan Mekanika Kuantum

Teori Atom Mekanika Kuantum didasarkan pada dualisme sifat elektron yaitu sebagai gelombang dan sebagai partikel.

 

Menurut de Broglie, cahaya dapat berperilaku sebagai materi dan berperilaku sebagai gelombang (dikenal dengan istilah dualisme gelombang partikel).

 

Menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektron secara bersamaan, tetapi yang dapat ditentukan hanyalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.

Kemudian Erwin Schrodinger mengajukan teori yang disebut teori atom mekanika kuantum ”Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti yang dapat ditentukan adalah kemungkinan menemukna elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom”.

Daerah dangan kemungkinan terbesar ditemukan elektron disebut orbital. Orbital digambarkan berupa awan, yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kemungkinan ditemukan elektron di daerah tersebut.

Elektron bergerak mengelilingi inti pada orbital. Orbital menggambarkan daerah kebolehjadian ditemukannya elektron.

Kemudian Werner Heisenberg mengemukakan bahwa metode eksperimen yang digunakan untuk menemukan posisi atau momentum suatu partikel seperti elektron dapat menyebabkan perubahan, baik pada posisi, momentum atau keduanya.

Teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg melahirkan model atom mekanika kuantum sebagai berikut:

1. Posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti.

2. Atom mempunyai kulit elektron.

3. Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron.

4. Setiap subkulit elektron memiliki sub-sub kulit elektron.

Menurut teori atom mekanika kuantum, elektron tidak bergerak pada lintasan tertentu. Berdasarkan hal tersebut maka model atom mekanika kuantum adalah sebagai berikut:

1. Atom terdiri atas inti atom yang mengandung proton dan neutron, dan elektronelektron mengelilingi inti atom berada pada orbital-orbital tertentu yang membentuk kulit atom, hal ini disebut dengan konsep orbital. 
2. Dengan memadukan asas ketidakpastian dari Werner Heisenberg dan mekanika gelombang dari Louis de Broglie, Erwin Schrodinger merumuskan konsep orbital sebagai suatu ruang tempat peluang elektron dapat ditemukan. 
3. Kedudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan dengan bilangan kuantum.

Kelebihan dan Kekurangan Model Atom Mekanika Kuantum

Teori dan model atom mekanika kuantum yang diajukan oleh Erwin Schrodinger berhasil menyempurnakan beberapa kelemahan yang ada dalam teori atom Niels Bohr sekaligus membuka pemahaman baru mengenai struktur atom dan pergerakan elektron di dalam atom.

Berikut ini beberapa keunggulan atau kelebihan teori atom mekanika kuantum (modern):

1. Dapat menjelaskan posisi kebolehjadian ditemukannya elektron. 
2. Dapat menjelaskan posisi elektron saat mengorbit. 
3. Dapat mengukur perpindahan energi eksitasi dan emisinya. 
4. Mengidentifikasi proton dan neutron pada inti sedangkan elektron pada orbitalnya.

Teori atom mekanika kuantum memiliki kelemahannya sebagai berikut :

1. Rumusan persamaan gelombang hanya dapat diterapkan secara eksak untuk partikel dalam kotak dan atom dengan elektron tunggal. 
2. Model atom mekanika kuantum sulit diterapkan untuk sistem makroskopis (skala lebih besar) dengan kumpulan atom misalnya pada tumbuhan, hewan dan manusia.

 Sumber :

https://id.wikipedia.org/wiki/Kimia
https://www.studiobelajar.com/teori-atom/