Leucippus sekitar 430 SM dianggap sebagai orang yang pertama yang memikirkan teori atom. Murid dari Demokritus ini berasumsi bahwa ketika sebuah apel dibagi menjadi dua bagian, maka bagin tersebut masih dapat dibagi lagi dan seterusnya. Namun akan ada titik dimana bagian kecil dari apel ini tidak dapat dibagi lagi. Bagian ini disebut sebagai atom. Sejak teori tersebut diperkenalkan, perkembangan teori atom terus dikaji hingga saat ini teori model atom terus menerus berkembang.
Daftar isi
Perkembangan Teori Atom
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Teori atom pertama kali diajukan pada masa Yunani Kuno. Ada dua pendapat yang diajukan sebagai penggagas yakni Demokritus dan Leucippus yang merupakan murid dari Demokritus itu sendiri. Pendekatan yang digunakan untuk mendefeniskan sangatlah sederhana yakni dengan pengandaian membelah buah apel. Bagian dari apel yang terbelah ini masih dapat dibelah hingga mencapai sebuah keadaan dimana apel tersebut tidak dapat dibelah lagi. Keadaan ini dimana apel tidak dapat dibelah disebut sebagai atom.
Atom sendiri diambil dari bahasa yunani yakni a yang berarti tidak dan thomos berarti berarti terbagi. Dengan demikian athomos dapat dikatakan sebagai bagian (partikel) yang tidak dapat dibagi lagi. Teori ini dikemukanan berdasarkan rasionalitas semata tanpa ada bukti dukung yang kuat. Hal ini dianggap wajar mengingat pada masa tersebut ilmu pengetahuan belum berkembang.
Seiring dengan perkembangan ilmu pengatahuan, teknologi dan kaidah-kaidah sains selanjutnya disebut sebagai pendekatan saintifik, teori atom ikut berkembang. Diawali dari teori Dalton yang menyatakan bahwa emas terdiri dari atom emas yang berbeda dengan atom logam lain, kemudian Thomson memperkenalkan elektron dan proton hingga saat ini Teori Model Atom sudah masuk pada ranah Kuantum.
Lantas dengan demikian apa saja pengertian Atom? Apa saja landasan dan bagaimana atom tersebut dapat berkembang? Tulisan ini disusun untuk mengkaji topik tentang perkembangan teori Atom.
B. Rumusan Masalah
- Apa defenisi dari atom?
- Bagaimana proses perkembangan teori model atom?
- Apa saja model-model atom yang sudah dikembangkan?
Bab II. Pembahasan
A. Pengertian Atom
Atom berasal dari bahasa Yunani yakni atomos. Berdasarkan etimologinya, Atom bermakna partikel yang tidak dapat dibagi. Defenisi merujuk pada ada bagian dari benda yang sudah tidak dapat lagi terbagi bagian ini masih memiliki sifat dari benda secara keseluruhan. Misalkan logam emas memiliki atom emas yang sifatnya sama dengan emas itu sendiri.
Pada dasarnya Atom terdiri dari proton, neutron dan elektron namun jika elektron tersebut ditarik maka sifat dari atom asalnya hilang. Misalnya kita tarik elektron dari atom emas, maka elektron tersebut sama sekali tidak membawa sifat emas. Sehingga atom dibatasi pada bagian terkecil dari emas yang memiliki sifat emas itu sendiri.
B. Perkembangan Teori Atom
1. Teori Atom John Dalton
Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Pemahaman tentang atom adalah bagian terkecil dari sebuah materi merupakan landasan yang dipergunaka oleh John Dalton. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts).
Lavosier mennyatakan bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi”. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:
- Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi
- Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
- Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
- Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan
Kelebihan model atom Dalton dapat membangikitkan minat terhadap peneliti mengenai model atom dan menjelaskan apa yang tidak dijelaskan pada toeri atom Domocritus.
Kelemahan atom Dalton belum bisa menjelaskan tentang adanya tingkatan energi (kulit-kulit) dalam atom, lintasan, lintasan stasioner dalam atom, dan pancaran atau penyerapan energi dari masing-masing lintasan dalam atom. Atom merupakan bagian terkecil suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi, sedangkan pada kenyataannya atom masih dapat dibagi lagi menjadi sub-sub atom yang terdiri (proton, neutron, dan elektron) kenyataan ini dapat dibuktikan oleh Thomson melalui percobaannya.
2. Teori Atom J. J. Thomson
Setelah penemuan proton oleh Goldstein di tahun 1886 dan elektron oleh J.J. Thomson di tahun 1897. Kemudian pada tahun 1898 J.J Thomson mengemukakan model atomnya. Model atom Thomson menyatakan bahwa atom berbentuk bulat dimana muatan listrik positif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif yang berada di antara muatan positif.
Model atom Thomson didasarkan pada asumsi bahwa massa elektron lebih kecil dari massa atom, dan elektron merupakan partikel penyusun atom. Karena atom bermuatan netral, maka elektron yang bermuatan negatif akan menetralkan suatu muatan positif dalam atom. Hal ini mendukung keberadaan proton dalam atom. Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa: “Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektron”
Model atom ini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah dikelupas kulitnya. biji jambu menggambarkan elektron yang tersebar marata dalam bola daging jambu yang pejal, yang pada model atom Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal
Kelebihan teori atom Thomson ini adalah membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negative dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsure. Selain itu juga memastikan bahwa atom tersusun dari partikel yang bermuatan positif dan negative untuk membentuk atom netral. Juga membuktikan electron terdapat dalam semua unsure.
Kelemahannya adalah belum dapat menerangkan bagaimana susunan muatan positif dalam bola dan jumlah electron
3. Teori Atom Rutherford
Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas.
Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.
Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:
- Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
- Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
- Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
Kelebihan teori atom Ritherford adalah menyatakan bahwa atom tersusun dari inti atom dan electron yang mengelilingi inti.
Kelemahan Model Atom Rutherford Menurut hukum fisika klasik, elektron yang bergerak mengelilingi inti memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Akibatnya, lama-kelamaan elektron itu akan kehabisan energi dan akhirnya menempel pada inti.
- Model atom rutherford ini belum mampu menjelaskan dimana letak elektron dan cara rotasinya terhadap ini atom.
- Elektron memancarkan energi ketika bergerak, sehingga energi atom menjadi tidak stabil.
- Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H).
4. Teori Atom Bohr
Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:
- Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
- Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
- Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.
- Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.
Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebutkulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.
Kelemahan teori atom Rutherford diperbaiki oleh Neils Bohr yaitu :
- Elektron-elektron yang mengelilingi inti mempunyai lintasan dan energi tertentu.
- Dalam orbital tertentu, energi elektron adalah tetap. Elektron akan menyerap energi jika berpindah ke orbit yang lebih luar dan akan membebaskan energi jika berpindah ke orbit yang lebih dalam
Kelemahan model atom Bohr atom terdiri dari beberapa kulit/subkulit untuk tempat berpindahnya electron dan atom membentuk suatu orbit dimana inti atom merupakan positif dan disekelilignya terdapat elektron.
- Tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack.
- Tidak dapat menerangkan kejadian-kejadian dalam ikatan kimia dengan baik, pengaruh medan magnet terhadap atom-atom, dan spektrum atom yang berelektron lebih banyak.
5. Teori Atom Modern
Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “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”.
Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger. Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.
Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini.
Model atom mutakhir atau model atom mekanika gelombang
Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit. Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.
Mekanika kuantum sangat berguna untuk menjelaskan perilaku atom dan partikel subatomik seperti proton, neutron dan elektron yang tidak mematuhi hukum-hukum fisika klasik. Atom biasanya digambarkan sebagai sebuah sistem di mana elektron (yang bermuatan listrik negatif) beredar seputar nukleus atom (yang bermuatan listrik positif). Menurut mekanika kuantum, ketika sebuah elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi (misalnya dari n=2 atau kulit atom ke-2 ) ke tingkat energi yang lebih rendah (misalnya n=1 atau kulit atom tingkat ke-1), energi berupa sebuah partikel cahaya yang disebut foton, dilepaskan
Ciri Khas Model Atom Mekanika Gelombang :
- Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
- Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
- Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron
Kelemahannya Teori Atom Modern hanya dapat menerangkan atom-atom yang memiliki elektron tunggal seperti gas hidrogen tetapi tidak dapat menerangkan spektrum warna dari atom yang memiliki banyak elektron.
Kelebihannya Teori Atom Modern Mampu membuktikan bahwa adanya lintasan elektron untuk atom hidrogen.
Bab III. Penutup
A. Kesimpulan
Atom adalah pertikel penyusun semua benda yang berukuran sanga kecil. perkembangan teori atom diantaranya teori atom yang dikemukakan oleh John Dalton, J.J Thomson, Rutherford, Atom Bohr,dan teori atom modern (mekanika gelombang).
Kelemahan yang terdapat pada masing-masing teori atom yaitu teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.teori atom thomson tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut .teori atom rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh kedalam inti atom.teori atom bohr tidak dapat menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak dan pada teori atom modern(mekanika gelombang)sehingga lintasanya(orbitnya) tidak stasioner.
Kelebihan yang dimiliki oleh beberapa model teori atom: John dalton adalah dapat menerangkan hukum kekekalan massa (hukum lavoisier) dan menerangkan hukum perbandingan tetap (hukum proust). Thomson adalah menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel sub atomik dan dapat menerangkan sifat listrik atom. Rutherford adalah fenomena penghamburan sinar alfa oleh lempeng tipis emas dan mengemukakan keberadaan inti atom. Bohr adalah mengaplikasikan teori kuantum untuk menjawab kesulitan dalam model atom rutherford.
DAFTAR PUSTAKA
http://princesugeng06biologi.blogspot.com/2010/10/makalah-kimia-teory-atom.html
http://mashuri18.blogspot.com/2011/03/perkembangan-teori-atom.html
www.scribd.com/doc/55800992/makalah-fisika-teori-atom-dalton
A. PERKEMBANGAN TEORI ATOM
http://myblogiky.blogspot.com/2010/12/kelebihan-dan-kekurangan-pada-model.html#ixzz2hkWz0pLy
PERKEMBANGAN TEORI ATOM MODERN
http://princesugeng06biologi.com/2010/10/makalah-kimia-teory-atom.html
