Postingan Keempat – Atom (I)

Didunia ini terdapat berbagai jenis materi. Ada yang berbentuk padat, cair, bahkan ada yang tak berwujud namun bisa dirasakan, seperti udara dan gas. Pernahkah kamu berpikir bagaimana semuanya terbentuk? Mengapa wujud dan karakteristiknya dapat berbeda?

Seluruh materi yang ada di dunia, tersusun dari satuan terkecil yang disebut Atom. Nah, di blog ini saya akan menuangkan dan membagikan kepada teman-teman pemahaman serta ilmu yang saya dapat pada perkuliahan saya mengenai atom.

A. Pengertian  Atom
Atom merupakan sebuah kalimat yang berasal dari Bahasa Yunani, yakni ATOMOS yang berarti tidak dapat dibagi lagi. Atom sendiri merupakan satuan terkecil penyusun seluruh materi. Iya gengs, seluruh materi di jagat raya ini disusun oleh atom. Tetapi atom memiliki jenis yang beragam sehingga setiap materi memiliki ciri khas dan sifatnya masing-masing.

 B. Sejarah Atom
Atom yang sempurna ditemukan dengan proses Panjang dan waktu yang cukup lama. Disetiap pengembangannya tentu tidak bisa diabaikan. Saya katakan tidak bisa diabaikan karena setelah saya mempelajarinya, saya menangkap satu hal; yakni walaupun atom itu dikembangkan oleh orang yang berbeda, tetapi masing-masing pendapat para penemu itu memiliki keterkaitan. Nah, mari kita bahas satu persatu.

1. Democritus

Democritus adalah seorang ilmuwan yang lahir di kota Abdera, Yunani Utara. ia hidup sekitar 460-370 SM. Ia merupakan seorang filsof Yunani. Democritus memiliki pemikiran bahwa ketika sebuah benda dibelah menjadi suatu unit yang terkecil, maka benda itu akan memiliki akhir. unit terkecil yang menjadi penyusun sebuah materi disebutnya dengan Atom. Democritus menggambarkan atom sebagai suatu partikel kecil, keras, dan memiliki berbagai bentuk dan ukuran.

Sebagai seorang filsof, ia tidak menggambarkan atom melalui penelitian. melaikan melalui analogi. atom dianalogikan oleh Democrtius sebagai butiran pasir dipantai, sedangkan pantai digambarkannya sebagai materi yang terlihat solid dan padu. Teori Democritus ini bertahan hingga 2000 tahun lamanya.

2.       John Dalton

Pada tahun 1803, John Dalton merumuskan teori atom baru untuk menjelaskan reaksi kimia, didasarkan pada konsep bahwa setiap unsur terdiri dari ciri unik tersendiri dari atom yang tak dapat dibagi lagi (The Museum of Science and Industry in Manchester, 2001). Semasa hidupnya, Dalton lebih condong mengamati gas. Untuk perumusan teori atom oleh Dalton sendiri, terjadi saat ia melakukan penelitian mengenai tekanan gas pasial. Pada tahun yang sama pula, Dalton mulai menulis dan mendaftarkan simbol-simbol atomnya.

 

 Gambar 2.1 simbol atom yang dituliskan Dalton

Lima tahun kemudian, yakni pada tahun 1808, Dalton menulis sebuah buku yang bertajuk “New System of Chemical Philosophy” yang berisi tentang gagasannya mengenai atom. Kurang lebihnya sebagai berikut :

a.       Setiap material tersusun oleh atom, dan atom adalah unit terkecil dari suatu material

b.       Antar atom saling terikat dan tarik menarik

c.       Atom memiliki bentuk tertentu dan tidak bisa dibagi-bagi lagi karena merupakan unit terkecil dan tidak dapat pula dihancurkan

d.       Dalam suatu unsur, atom memiliki jenis dan bentuk yang sama

e.       Unsur sejenis memiliki sifat yang sama sedangkan unsur tak sejenis akan berbeda.

Namun sayang, teori atom krusial Dalton tidak mampu menjawab mengapa 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.

3.       Joseph John Thomson

Kelemahan dari teori atom Dalton membuat Thomson melakukan sebuah penelitian. Penelitian ini dimulai J.J Thomson pada tahun 1987. Pada saat itu, ia dan timnya melakukan penelitian dengan  tabung sinar katoda. Pada saat melakukan penelitian, J.J Thomson melihat ketika arus listrik memasuki tabung, ada cahaya berkilau yang bergerak berlawanan arah dengan plat positif. Dari kegiatan ini, Thomson menyimpulkan bahwa ada zat negative didalam atom. Dan dari kejadian itu, Thomsonlah yang menemukan bahwa electron terdapat didalam atom. Jika kita analogikan, atom Thomson ini seperti roti kismis. Dimana kismis yang tersebar didalam atom adalah electron.

Setelah penemuan electron oleh Dalton, timbulah banyak pertanyaan dibenak para peneliti. Atom adalah suatu unit yang bermuatan netral, jika hanya terdapat electron didalamnya, tentu atom tidak bisa dikatakan sebagai suatu yang netral. Maka dari itu, seorang ilmuan yang bernama Goldstein melakukan penelitian dan mulai menemukan kejanggalan dalam percobaan Thomson. Ternyata, tidak seluruh cahaya membalik dari plat positif. Ada juga cahaya yang dapat diteruskan oleh plat positif. Itulah pertanda, bahwa ada partikel positif atau proton didalam atom. Akhirnya, pertanyaan mengenai keseimbangan teori atom Thomson dilengkapi oleh Goldstein.

4.       Rutherford

Rutherford mengemukakan teori atomnya dengan melakukan sebuah percobaan penembakan sinar alpha pada lempeng tipis. Setelah melakukan percobaan, ternyata sinar tersebut ada yang dibelokkan, merambat lurus, dan ada juga yang dipantulkan. Dari sini, Rutherford berpendapat bahwasannya didalam atom tak hanya ada partikel electron dan proton saja. Namun ada juga inti dari atom serta electron pasti memiliki lintasan. Lebih gampangnya, kita dapat membayangkan atom seperti tata surya di teori ini.

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 (Materi, P., Cahyana, U., & Si, M. STRUKTUR ATOM.)

5.       Niels Bohr

Niels Bohr berusaha melengkapi kekurangan teori atom Rutherford. ia mengamati spektrum warna pada hidrogen. Spektrum warna hydrogen berbentuk garis.  Dari sini, Bohr menyimpulkan bahwa inti atom mengandung proton dan kulit-kulit atom digambarkan sebagai lintasan electron atau bisa disebut orbit. Keberadaan elektron baik di orbit yang rendah maupun yang tinggi sepenuhnya tergantung oleh tingkatan energi elektron. Sehingga elektron di orbit yang rendah akan memiliki energi yang lebih kecil daripada elektron di orbit yang lebih tinggi. Elektron juga dapat berpindah dari kulit sat uke kulit yang lain menurut teorinya. Namun, kelemahan dari teori Bohr adalah ia tidak bisa menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack.

1.       Model Atom Modern (Mekanika Kuantum)

Dasar dari teori ini adalah dualism sifat electron, yaitu sebagai gelombang dan sebagai partikel. Pengemuka teori ini adalah de Broglie, Heisenberg, dan Erwin Schodinger.

a.       Menurut de Broglie

Louis de Broglie meneliti keberadaan gelombang melalui eksperimen difraksi berkas elektron. Dari hasil penelitiannya inilah diusulkan “materi mempunyai sifat gelombang di samping partikel”, yang dikenal dengan prinsip dualitas. (Modul, N., & XI, K. TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM DAN SISTEM PERIODIK.)

b.       Menurut Heinsenberg

Werner Heinsenberg merupakan seorang ahli dari jerman yang mengembangkan teori mekanika kuantum. Heinsenberg mengatakan bahwasannya Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom.

c.       Erwin Schodinger

Erwin Schodinger merumuskan bentuk dan tingkat energi orbital. Ia juga memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

Dari keseluruhan atom yang telah dikemukakan, inilah gambaran atom dari Dalton hingga mekanika kuantum :

Daftar Pustaka :
Farida, I. (2009). Analisis Sejarah Perkembangan Model Atom Berdasarkan Paradigma Kuhn.

Modul, N., & XI, K. TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM DAN SISTEM PERIODIK.

BOHR, T. A. TEORI ATOM BOHR.