Atom

A. PENGERTIAN ATOM

Kata atom berasal dari bahasa Yunani “Atomos” yang berarti tidak dapat dibagi-bagi. Semua material di dunia ini memiliki bagian yang kecil-kecil, sehingga jika bagian tersebut dibagi lagi, maka terdapatlah bagian paling kecil yang tidak dapat dibagi lagi, hal itulah yang disebtu dengan atom. Atom adalah penyusun materi terkecil dari segala materi yang ada.

Atom terdiri dari nucleus (inti atom), dan dikelilingi oleh elektron yang memiliki muatan negative. Pada inti atom, terdapat proton yang berumatan positif dan neutron yang tidak memiliki muatan (netral). Atom memiliki diameter sekitar 6-30 nm. Partikel-partikel seperti proton, neutron dan electron terikat dengan atom oleh karena adanya suatu gaya elektormagnetik.

Karena gaya elektromagnetik pula, atom dapat bergabung bersama dengan atom-atom yang lain sehingga membentuk sebuah molekul. Sampai dengan saat ini, belum ada satupun alat atau teknologi yang dapat melihat atom.

Beberapa pengertian atom menurut para ahli yaitu :

§ Leucipus dan Democritus mengatakan bahwa atom adalah bagain terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi menjadi bagian-bagian tertentu. atom merupakan penyusun segala materi yang ada di dunia ini.

§ John Dalton, mengatakan bahwa atom ialah partikel terkecil daripada suatu zat yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi partikel yang lebih kecil melalui reaksi kimia biasa.

§ Joseph John Thompson berpendapat bahwa atom merupakan sebuah bola yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh electron seperti roti kismis

§ Ernest Rutherford berpendapat bahwasanya atom ialah atom merupakan partikel yang terdiri dari neutron dan proton serta dikelilingi oleh electron.

Terdapat penekanan yang harus dimengerti oleh setiap orang bahwasanya atom yang tidak dapat dibagi lagi memiliki artian bahwa atom yang masih dapat dibagi seperti halnya atom oksigen yang dipisah dari partikel dasar proton, neutron dan elektron bukan merupakan sebuah atom lagi, melainkan sudah menjadi ion. Artinya, jika atom tersebut dipisahkan dengan zat atau partikel dasarnya, maka zat tersebut tidak dapat dikatakan atom lagi, sudah menjadi ion.

B. SEJARAH PENEMUAN ATOM

Sejarah tentang penemuan atom dimulai ketika John Dalton mengggas sebuah teori tentang atom pad atahun 1803. Kemudian, terdapat beberapa penelitian yang mendukung teori atom yang dikemukakan oleh John Dalton, speerti Michael Faraday yang menemukan teori pemecahan molekul menggunakan elektrolisis pada tahun 1832, dan J.Plucker yang menemukan tabung katoda pada tahun 1839.

Kemudian diikuti penemuan Dmitri Mendelev tentang hukum periodic pada tahun 1869, lalu John C.Maxwell pada tahun 1873 yang melakukan penelitian tentang listrik dan medan listrik. Setelah itu terdapat Sir Willian Crookes yang pada tahun 1870 melalui penelitian eksperimental menemukan bahwa suatu electron memiliki massa tertentu melalui percobaan penembakan sinar katoda.

Lalu ada penelitian dari E.Goldstein yang menemukan proton bermuatan positif. Kemudian G.J Stoney yang berhasil menemukan partikel penyusun atom yang bermuatan negative yaitu electron. Dan kemudian penelitian oleh Wilhelm Roentgen yang menemukan X-Ray.

Rutherford kemudian membuat hipotesis berdasarkan penelitiannya yang mengatakan bahwa terdapat suatu inti atom selain proton yang menjaga keseimbangan atom. Hipotesis Rutherford ini kemudian dibuktikan oleh James Chadwik pada tahun 1932 dengan menemukan partikel atom yang bermuatan netral yang disebut dengan neutron.

C. TEORI – TEORI ATOM

Teori-teori atom selalu mengalami perkembangan-perkembangan dari waktu ke waktu sesuai dengan penemuan-penemuan baru yang ditemukan oleh para ahli. Teori tentang atom telah dimulai sejak abad sebelum masehi. Seorang ahli filsafat Yunani yang bernama Demokritus berpendapat bahwa sebuah materi bersifat diskontinu, jika materi tersebut dibelah secara terus-menerus, maka akan didapatkan bagian yang tidak dapat dibelah lagi. Bagian tersebut dinamakan dengan atom.

1. Teori Atom Dalton

Teori ini disapampaikan oleh John Dalton pad atahun 1803 M. ia berpendapat berdasarkan dua hukum yang diambil, yaitu hukum kekekalan massa (Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum Prouts). Dalam hukum kekekalan massa, lavosier mengatakan bahwa “massa total zat-zat sebelum reaksi sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi”. Begitu juga dengan hukum susunan tetap, Prouts berpendapat “perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Dari kedua hukum itu, maka Dalton menarik kesimpulannya yaitu :

§     Atom merupakan bagian terkecil materi yang tidak dapat dibagi lagi

§     Atom berbentuk mirip seperti bola pejal yang snagat kecil, suatu atom memiliki unsur-unsur memiliki atom-atom yang identikdan berbeda dengan unsur yang berbeda

§     Atom-atom jika bergabung maka akan membentuk suatu senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana.

§     Reaksi kimia merupakan pemisahan ataupun penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan

Teori atom Dalton memunculkan satu kelemahan, yaitu tidak dapat menjelaskan bagaimana suatu materi dapat menghantarkan listrik. Bagaimana mungkin sebuah bola pejal menghantarkan listrik, karena listrik itu dihantarkan oleh electron yang bergerak.

TEORI ATOM DALTON

2. Teori Atom Thomson

Teori ini dikemukakan oleh Joseph John Thomson. Berawal dari penemuan tabung katode oleh William Crooker, maka Thompson kemudian meneliti lebih lanjut tentang sinar katode. Ia menemukan bahwasanya sinar katode merupakan sebuah partikel, karena sinar ini dapat memutar baling-baling yang diletakkan antara katode dan anode. Dari hasil inilah ia menyusun kesimpulan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom yang bermuatan negative dan selanjutnya disebut dengan electron.

Lebih lanjut, ia berpendapat bahwa atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena electron bermuatan negative, maka harus ada suatu partikel lain yang mampu untuk menteralkan hal tersebut, yaitu partikel positif.

Teori atom Thomson berbunyi “Atom merupakan partikel yang berbentuk seperti bola pejal dengan muatan positif, dan dialamnya tersebar muatan negatif”. Bola atom ini dapat diumpakan seperti jambu biji yang terkelupas kulitnya. Electron di dalam atom persis seperti biji jambu yang tersebar merata di dalam jambu. Teori Thompson memperbaiki kelemahan dari teori atom Dalton.

TEORI ATOM THOMSON

3. Teori Atom Rutherford

Rutherford dibantu oleh dua orang muridnya yaitu Hans Geigerden dan Erners Masreden melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa di suatu lempeng emas tipis. Sebelum dilakukan percobaan ini, terlebih dahulu sudah ditemukan partikel alfa yang bersifat positif dan bergerak lurus, serta berdaya tembus besar, sehingga dapat menembus lembaran tipis emas.

Dari hasil penelitian ini, mereka menemukan bahwasanya ketika ditembakkan sinar alfa ke lempengan tipis emas, maka sebagian partikel alfa akan diteruskan (walaupun terdapat penyimpangan sudut kurang dari 1`), tetapi dari pengamatan Marsden ditemukan bahwa satu dari 20.000 partikel alfa akan membelok dengan sudut 90` atau bahkan lebih.

Jadi, dapat ditarik kesimpulan bahwa :

§     Atom bukan berbentuk bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan

§     Jika lempeng emas itu dianggap sebagai lapisan atom-atom emas, maka di dalam atom emas didapat partikel yang sangat kecil bermuatan positif

§     Partikel positif itu merupakan partikel penyusun inti atom, dan ukuran inti atom lebih kecil 10.000 kali dari ukuran atom

TEORI ATOM RUTHERFORD

4. Teori Atom Bohr

Pada tahun 1913, seorang pakar fisika bernama Neils Bohr berusaha untuk memperbaiki teori yang dikemukakan oleh Rutherford. Ia melakukan sebuah percobaan yang dikenal dengan spectrum atom hydrogen. Dalam percobaan ini, ia berhasil menemukan gambaran mengenai bagaimana keadaan electron yang menempati daerah inti atom. Teori Bohr menggabungkan antara teori mekanika kuantum yang ditemukan oleh Planck dengan teori Rutherford yang dikemukakan oleh Rutherford. Kemudian, Bohr mengungkapkan empat postulatnya, yaitu :

§     Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang boleh bagi satu electron dalam satu atom hydrogen. Orbit ini dikenal dengan orbit stationer (menetap) electron dan merupkaan lintasan melingkar di sekeliling inti

§     Selama electron berada di lintasan stationer, energy elektorn akan tetap sehingga tidak ada energy dalam bentuk radiasi yang dipancarkan atau diserap

§     Elektron dapat berpindah dari satu lintasan stationer ke lintasan stationer yang lain. Perpindahan ini juga akan memakan energy sesuai dengan persamaan Plank E2-E1 =hf

§     Lintasan stationer yang dibolehkan memiliki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut.

Bohr juga mengungkapkan bahwa electron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentuyang disebut kulit electron atau kulit energy. Tingkat energy yang paling rendah adalah kulit electron yang paling dalam, dan semakin besar nomor kulitnya, maka semakin besar tingkat energinya.

D. PARTIKEL DASAR ATOM (PROTON, NEUTRON DAN ELEKTRON)

Seperti yang telah disebutkan di atas, atom sebenarnya dikelilingi oleh proton yang ebrmuatan positif, neutron yang bermuatan netral, dan electron yang bermuatan negative. Adanya partikel dasar ini tidak terlepas dari pengaruh gaya elektromagnetik yang mengikat partikel-pertikel ini. Pengertian dari masing-masing partikel dasar suatu atom adalah :

1. Proton

Proton merupakan partikel dasar yang memiliki muatan positif (+1) dan memiliki diameter hanya 1/3 diameter electron. Akan tetapi, proton memiliki massa sekitar 1840 kali electron

2. Neutron

Neutron merupakan partikel dasar yang tidak memiliki muatan (netral), dan memiliki massa yang sama dengan gabungan antara massa proton dan massa electron

3. Elektron

Merupakan partikel dasar yang memiliki muatan negative (-1) dan memiliki massa paling ringan diantara partikel lainnya yang hanya 1/1840 kali massa proton atau neutron.

PARTIKEL DASAR ATOM

E. Partikel-Partikel Atom

1. Partikel Subatom

Walaupun definisi atom menyebutkan bahwa atom ialah bagian terkecil dari material yang tidak dapat dibagi lagi, dalam ilmu modern, atom sendiri tersusun atas beberapa partikel subatom. Partikel subatom ini meliputi proton, elektron dan neutron.

2. Inti Atom

Inti atom terdiri dari proton dan neutron yang terikat di inti atom oleh suatu gaya elektromagnetik. Proton dan nutron itu disebut dengan nucleon (penyusun inti). Inti atom memiliki diameter berkisar 10-15 nm. Atom dari unsur kimia yang sama memiliki jumlah proton yang sama pula. Suatu unsur dapat memiliki variasi jumlah neutron yang disebut dengan isotop.

3. Awan Elektron

Awan partikel merupakan suatu daerah dalam sumur potensi dimana tiap-tiap electron menghasilkan sejenis gelombang diam (gelombang yang tidak bergerak).

F. Sifat-Sifat Atom

1. Sifat Nuklir

Sifat nuklir (radioaktif) hanya dimiliki oleh unsur-unsur atom yang memiliki nomor atom lebih dari 82. Dari sekitar 339 nuklida yang sudah ditemukan secar alami di bumi, sebanyak 269 diantaranya belum terpantau secara menyeluruh. Pada unsur kima, 80 dari unsur yang diketahui memiliki satu atau lebih isotope stabil. Unsur 43, 63, dan semu aunsur yang memiliki nomor atom lebih dari 82 tidak memiliki isotope stabil. Hal inilah yang menyebabkan unsur tersebut memiliki sifat radioaktif.

2. Massa Atom

Jumlah keseluruhan dari partikel dasar dalam suatu atom disebut dengan nomor massa. Massa atom dalam keadaan diam dinilai dengan menggunakan satuan Dalton. Massa atom dalam unsur yang berbeda memiliki massa yang bervariasi. Massa tersebut tergantung dari jumlah proton dan neutron dalam intinya. Semakin besar massa atom, maka semakin kecillah atom tersebut.

3. Nomor Atom

Atom-atom dalam zat yang berbeda memiliki jumlah proton yang tidak sama dalam intinya. Jumlah proton dalam inti ini disebut dengan nomor atom.

4. Gaya Atom

Gaya elektromagnetik menjaga elektron yang bermuatan negatif agar tetap berada orbit sekeliling inti muatan positif. Terdapat gaya tarik inti yang merupakan gaya paling kuat yang menjaga proton dan neutron tetap berada dalam inti atom. Gaya inti seratus kali lebih kuat daripada gaya elektromagnetik.