Sejarah Perkembangan Teori Atom Menurut Para Ahli - Perkembangan Teori atom Menurut para Ahli.
Melalui teori atomnya Dalton dapat menjelaskan prilaku materi yang mengalami perubahan kimia ( Hukum dasar kimia ).
Hukum lavoiser ( Hukum kekekalan massa ) berbunyi:
”Pada reaksi kimia, massa zat sebelum dan setelah reaksi adalah sama”
Teori atom Dalton menjelaskan bahwa atom tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan atau diubah menjadi atom lain. Dengan kata lain jenis dan jumlah atom sebelum dan sesudah reaksi sama (tidak ada perubahan massa)
Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap) berbunyi:
“Dalam suatu senyawa perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya selalu tetap“
Menurut Dalton senyawa terbentuk dari penggabungan atom-atom dengan perbandingan tertentu. Karena atom-atom suatu unsur identik maka jika perbandingan jumlah atomnya tertentu maka perbandingan massanya pun tertentu pula.
Pada perkembangan selanjutnya, ditemukan berbagai fakta yang tidak dapat dijelaskan oleh teori atom Dalton, seperti masalah sifat listrik dari materi, spektrum unsur, masalah pembentukan ikatan kimia dan lain-lain sebagainya.
Pada tahun 1897 ditemukanlah adanya elektron dalam atom oleh Joseph John Thomson melalui percobaannya yang menggunakan tabung pengawa muatan. Menurut Thomson:
Pada awalnya gagasan tentang atom dikemukakan oleh Demokritus dan Leukipos. Mereka menganggap bahwa pembagian materi bersifat diskontinu, jika suatu materi dibagi dan dibagi lagi maka pada akhirnya akan diperoleh partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, partikel kecil tersebut disebut atom (a = tidak ; tomos = terbagi).
2000 tahun kemudian (1803) barulah John Dalton menempatkan konsep atom secara kokoh menjadi konsep pokok keilmuan kimia. Menurut Dalton:
2000 tahun kemudian (1803) barulah John Dalton menempatkan konsep atom secara kokoh menjadi konsep pokok keilmuan kimia. Menurut Dalton:
- Atom berupa bola yang amat kecil, tidak dapat dibelah, tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat diciptakan.
- Atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur
- Suatu unsur terdiri dari atom-atom yang identik
- Atom-atom suatu unsur berbeda dengan atom-atom dari unsur lain
- Dalam reaksi kimia, atom-atom tidak mengalami perubahan, yang berubah hanyalah susunan atom-atom.
Melalui teori atomnya Dalton dapat menjelaskan prilaku materi yang mengalami perubahan kimia ( Hukum dasar kimia ).
Hukum lavoiser ( Hukum kekekalan massa ) berbunyi:
”Pada reaksi kimia, massa zat sebelum dan setelah reaksi adalah sama”
Teori atom Dalton menjelaskan bahwa atom tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan atau diubah menjadi atom lain. Dengan kata lain jenis dan jumlah atom sebelum dan sesudah reaksi sama (tidak ada perubahan massa)
Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap) berbunyi:
“Dalam suatu senyawa perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya selalu tetap“
Menurut Dalton senyawa terbentuk dari penggabungan atom-atom dengan perbandingan tertentu. Karena atom-atom suatu unsur identik maka jika perbandingan jumlah atomnya tertentu maka perbandingan massanya pun tertentu pula.
Pada perkembangan selanjutnya, ditemukan berbagai fakta yang tidak dapat dijelaskan oleh teori atom Dalton, seperti masalah sifat listrik dari materi, spektrum unsur, masalah pembentukan ikatan kimia dan lain-lain sebagainya.
Pada tahun 1897 ditemukanlah adanya elektron dalam atom oleh Joseph John Thomson melalui percobaannya yang menggunakan tabung pengawa muatan. Menurut Thomson:
- Elektron merupakan komponen pokok penyusun materi
- Semua atom mengandung elektron
- Atom terdiri atas materi bermuatan positif dan elektron tersebar merata didalamnya. Secara keseluruhan atom bersifat netral.
Model atom Thomson ini disebut juga model ”plum-pudding” (roti kismis).
Kemudian pada tahun 1910 Ernest Rutherford bersama kedua orang asistennya, Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui lebih banyak tentang susunan atom. Mereka menembak lempeng logam tipis (emas) dengan partikel sinar alfa berenergi tinggi. Dari pecobaan mereka menemukan bahwa sebagian besar partikel alfa dapat menembus logam tanpa mengalami pembelokan yang berarti, sebagian kecil mengalami pembelokan yang cukup besar, dan beberapa diantaranya dipantulkan. Penemuan ini spontan menyebabkan gugurnya teori atom Thomson.
Dari penemuannya Rutherford berasumsi:
Kemudian pada tahun 1910 Ernest Rutherford bersama kedua orang asistennya, Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui lebih banyak tentang susunan atom. Mereka menembak lempeng logam tipis (emas) dengan partikel sinar alfa berenergi tinggi. Dari pecobaan mereka menemukan bahwa sebagian besar partikel alfa dapat menembus logam tanpa mengalami pembelokan yang berarti, sebagian kecil mengalami pembelokan yang cukup besar, dan beberapa diantaranya dipantulkan. Penemuan ini spontan menyebabkan gugurnya teori atom Thomson.
Dari penemuannya Rutherford berasumsi:
- Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif yang berada pada pusat atom. Massa atom terpusat pada inti.
- elektron bergerak mengitari inti seperti halnya tata surya.
Akan tetapi teori atom Rutherford ini tidak sesuai dengan teori dinamika klasik yang menyatakan:
”Jika partikel bermuatan bergerak cepat maka partikel tersebut akan kehilangan energi dalam bentuk radiasi. Jadi, jika elektron bergerak mengelilingi inti, maka lama kelamaan elektron tersebut akan jatuh ke inti”.
Karena belum bisa mejelaskan kestabilan elektron mengelilingi inti atom mengakibatkan teori atom Rutherford belum diterima pada saat itu.
Selanjutnya teori atom Rutherford disempurnakan oleh Neils Bohr. Dengan menerapkan teori kuantum Planck, Bohr menerangkan spektrum atom Hidrogen. Menurut Bohr:
”Jika partikel bermuatan bergerak cepat maka partikel tersebut akan kehilangan energi dalam bentuk radiasi. Jadi, jika elektron bergerak mengelilingi inti, maka lama kelamaan elektron tersebut akan jatuh ke inti”.
Karena belum bisa mejelaskan kestabilan elektron mengelilingi inti atom mengakibatkan teori atom Rutherford belum diterima pada saat itu.
Selanjutnya teori atom Rutherford disempurnakan oleh Neils Bohr. Dengan menerapkan teori kuantum Planck, Bohr menerangkan spektrum atom Hidrogen. Menurut Bohr:
- Elektron mengelilingi inti pada lintasan tertentu, yaitu lintasan yang memberikan momentum sudut sebesar
, dimana h = tetapan Planck = 6,63 x 10-34J/s. - Energi elektron dalam lintasan berbanding lurus dengan jarak lintasan dari inti. Makin jauh lintasan dari inti, makin tinggi tingkat energi lintasan. Selama elektron berada pada lintasannya elektron tidak melepas dan menyerap energi.
- Jika elektron menyerap energi maka elektron pindah ke lintasan yang tingkat energinya lebih tinggi. Dan jika elektron pindah dari lintasan dengan tingkat energi tinggi ke lintasan dengan tingkat energi rendah, maka elektron akan memancarkan energi dalam bentuk radiasi.
Teori atom Bohr ini menjadi penting karena telah dapat menggambarkan adanya tingkat tingkat energi dalam atom. Akan tetapi, teori atom Bohr tidak dapat menjelaskan spektrum atom berelektron banyak, efek Zeeman dan sifat keperiodikan unsur.
Untuk menerangkan kelemahan teori atom Bohr, maka lahirlah teori atom baru ”teori atom mekanika kuantum” yang ditopang oleh hipotesa De Broglie dan Azas ketidakpastian Heisenberg.
Hipotesa De Broglie berbunyi:
”elektron dalam atom dapat dipandang sebagai partikel dan sebagai gelombang”
Azas ketidakpastian Heisenberg berbunyi:
”tidak mungkin menentukan kecepatan sekaligus posisi yang pasti dari elektron dalam ruang, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti”
Daerah kebolehjadian menemukan elektron disebut orbital. Pada tahun 1926, Erwin Schrodinger berhasil merumuskan persamaan gelombang yang menggambarkan orbital, dimana setiap orbital mempunyai bentuk dan energi tertentu. Satu orbital dapat ditempati oleh maksimal 2 elektron.
Kedudukan elektron dalam atom dijelaskan oleh 4 bilangan kuantum:
1. bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan tingkat energi
2. bilangan kuantum azimuth (l) yang menyatakan orbital
3. bilangan kuantum magnetik (m) yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang
4. bilangan kuantum spin (s) yang menyatakan spin elektron.
Untuk menerangkan kelemahan teori atom Bohr, maka lahirlah teori atom baru ”teori atom mekanika kuantum” yang ditopang oleh hipotesa De Broglie dan Azas ketidakpastian Heisenberg.
Hipotesa De Broglie berbunyi:
”elektron dalam atom dapat dipandang sebagai partikel dan sebagai gelombang”
Azas ketidakpastian Heisenberg berbunyi:
”tidak mungkin menentukan kecepatan sekaligus posisi yang pasti dari elektron dalam ruang, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti”
Daerah kebolehjadian menemukan elektron disebut orbital. Pada tahun 1926, Erwin Schrodinger berhasil merumuskan persamaan gelombang yang menggambarkan orbital, dimana setiap orbital mempunyai bentuk dan energi tertentu. Satu orbital dapat ditempati oleh maksimal 2 elektron.
Kedudukan elektron dalam atom dijelaskan oleh 4 bilangan kuantum:
1. bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan tingkat energi
2. bilangan kuantum azimuth (l) yang menyatakan orbital
3. bilangan kuantum magnetik (m) yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang
4. bilangan kuantum spin (s) yang menyatakan spin elektron.