Struktur dan Teori Atom

Diposting pada

Pengertian Atom

struktur-atom

Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Sekumpulan atom demikian pula dapat berikatan satu sama lainnya, dan membentuk sebuah molekul.

Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagai ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron yang terdapat pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.

Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani (ἄτομος/átomos, α-τεμνω), yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep atom sebagai komponen yang tak dapat dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani.

Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa ‘atom’ tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang digunakan para fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom.[1]
Dalam pengamatan sehari-hari, secara relatif atom dianggap sebuah objek yang sangat kecil yang memiliki massa yang secara proporsional kecil pula.

Atom hanya dapat dipantau dengan menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop gaya atom. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom,[catatan 1] dengan proton dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak stabil, yang dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi, yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti.[2] Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur, dan memengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.


Teori Atom

  • Teori Atom John Dalton

Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya tentang atom. 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:

  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.

Kelemahan:  Teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.


  • Teori Atom J. J. Thomson

Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.

Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positifuntuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, 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 atomini 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. Model atom Thomson dapat digambarkan sebagai berikut:

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


  • 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:

  1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
  2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
  3. 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.

Kelemahan: Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.


  • 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:

  1. 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.
  2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
  3. 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.
  4. 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 disebut kulit 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: Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak.


  • 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 dan Struktur Atom

Konsep atom yang dikemukakan diawal abad kelima oleh Democritus yang menyatakan bahwa atom adalah bagian terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi menjadi bahan pertanyaan bagi para ilmuan pada zaman tersebut. Sebagian ilmuan seperti Aristoteles dan Plato tidak dapat menerima konsep ini.

Pada perkembangan selanjutnya beberapa ilmuan (kimiawan dan fisikawan) melakukan percobaan terkait hal ini. Dari mulai John Dalton, J.J Thomson, Rutherford, Neils Bohr hingga ahli fisika seperti Erwin Schrodinger bahkan hingga Albert Einstein dan beberapa ilmuan lainnya terus melakukan penelitian untuk menyempurnakan konsep atom. Pada    saat

ini terdapat 5 teori dan model atom yang terkenal sepanjang sejarah penemuan atom :


  • Struktur dan Model Atom John Dalton

Pada tahun 1808, John Dalton (seorang ilmuan Inggris) mengemukakan pendapatanya tentang atom. Dalton merumuskan sesuatu yang menyusun materi yang tidak dapat dibagi lagi yang kita sebut atom. Konsep atom versi Dalton jauh lebih rinci dan spesifik dibandingkan konsep Democritus. Hasil karya Dalton ini menandai awal era kemajuan kimia terutama dibidang atom dan unsur.

Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts).Hipotesis  tentang  sifat  materi  yang  merupakan  landasan  teori  atom  Dalton       dapat dirangkum sebagai berikut :

  1. Unsur tersusun atas partikel yang sangat kecil yang disebut atom. Suatu unsur ,misalnya oksigen memiliki atom yang identik baik ukuran, massa maupun sifat kimianya. Setiap unsur tersusun atas atom yang berbeda misalnya  atom yang  menyusun  unsur    natrium(Na) berbeda dengan atom yang menyusun unsur oksigen (O). Dalton tidak menggambarkan struktur atau susunan atom-atom, dia belum tahu bagaimana sebenarnya struktur dari atom tapi Dalton menyadari terdapat perbedaan sifat unsur-unsur   yang berbeda sehingga Dalton menyimpulkan bahwa atom-atom penyusunnya berbeda.
  2. Senyawa tersusun atas atom-atom dari dua unsur atau lebih dengan perbandingan bilangan bulat atau pecahan sederhana. Pada pembentukan senyawa tidak hanya dibutuhkan atom-atom dari unsur yang sesuai tetapi juga jumlah yang spesifik dari atom-atom tersebut. Ide ini adalah perluasan dari hokum  perbandingan tetap yang dikemukakan oleh Proust “ sampel-sampel yang berbeda dari senyawa yang sama selalu tersusun atas unsur-unsur dengan perbandingan massa yang sama ”. Sebagai contoh senyawa air (H2O) yang tersusun dari 2 atom H dan 1 atom O dengan perbandingan 2:1
    dan perbandingan ini akan selalu sama untuk air yang diambil dari tempat yang berbeda. Selain hukum perbandingan tetap hipotesis Dalton ini juga mendukung hukum perbandingan berganda yang menyatakan “ jika dua unsur dapat bergabung membentuk lebih dari satu senyawa, maka massa-massa dari unsur yang pertama dengan suatu massa tetap dari unsur yang kedua akan berbanding sebagai bilangan bulat yang kecil ”. Contohnya atom karbon (C) dapat membentuk senyawa dengan atom oksigen (O) menjadi CO dan CO2 dengan perbandingan oksigen pada CO dan CO2 (CO: CO2 adalah 1:2).
  3. Atom tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan. Reaksi kimia hanyalah pemisahan, penggabungan atau penyusunan ulang atom-atom. Hipotesis ini sejalan dengan hokum kekekalan massa yang menyatakan “materi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan”. Karena materi tersusun dari atom-atom yang tidak dapat berubah dalam reaksi kimia maka atom pun harus bersifat kekal.

Untuk memperjelas ketiga teori Dalton tentang atom diatas dapat diilustrasikan dengan gambar dibawah ini :

Konsep dan model atom John Dalton Sehingga dapat digambarkan model atom yang digagas oleh Dalton adalah sebagai berikut :

 


  • Struktur dan Model Atom J.J Thomson

Pada tahun 1980-an beberapa ilmuan meneliti radiasi yaitu pemancaran dan perambatan energi melalui ruang dalam bentuk gelombang. Salah satu alat yang digunakan untuk meneliti radiasi adalah tabung katoda, yaitu sebuah tabung kaca yang udaranya disedot keluar. Pada tabung ini terdapat dua lempeng yang dihubungkan dengan sumber tegangan tinggi. Lempeng yang bermuatan positif disebut anoda dan lempeng yang bermuatan negatif
disebut katoda.

Pada tahun 1897, JJ Thomson adalah seorang fisikawan Inggris yang menggunakan tabung sinar katoda dalam penelitiannya. Thomson meletakkan lempeng bermuatan listrik diluar tabung katoda dan menemukan bahwa sinar dipantulkan oleh lempeng negative dan ditarik oleh lempeng bermuatan positif. Sehingga disimpulkan bahwa terdapat muatan negative dalam atom yang disebut electron.

Dari penemuan ini sudah cukup jelas bahwa atom mengandung elektron yang bermuatan negative, namun secara kelistrikan bermuatan netral maka mesti terdapat muatan positif yang jumlahnya sama dengan jumlah electron untuk membuatnya netral. Thomson kemudian mengajukan pandangannya tentang atom “ atom dapat dibayangkan sebagai suatu materi yang seragam dan bermuatan positif dengan elektron-elektron menempel padanya ” yang
kemudian dikenal sebagai model atom roti kismis.

Struktur dan Model Atom J.J Thomson

Dari penelitian ini Thomson juga menetapkan rasio dari muatan adalah 1,7584 x 1011 coulomb/kilogram. Percobaan Thomson ini membawa perkembangan pada konsep atom dengan ditemukannya elektron sehingga atom bukan lagi yang terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Dalam perkembangannya Robert A. Milikan berhasil menemukan bahwa muatan sebuah electron adalah 1,6022 x 10-19 coulomb.


  • Struktur dan Model Atom Ernest Rutherford

Pada tahun 1910 fisikawan Selandia baru Ernest Rutherford bersama Hans Geiger dan mahasiswanya Ernest Marsden melakukan percobaan dengan menggunakan partikel alpha yang ditemukan oleh Becqruel untuk mengetahui struktur atom. Rutherford dan tim menggunakan lembaran emas tipis dan logam lain sebagai plat sasaran partikel alpha (α) yang bermuatan positif dari radioaktif. Mereka menemukan bahwa sebagian besar partikel α menembus lembaran tanpa membelok atau dengan sedikit belokan; sebagian dibelokkan dengan sudut yang cukup besar dan ada beberapa partikel α yang dipantulkan kembali kearah datangnya. Lebih jelas tentang percobaan ini terlihat pada gambar dibawah ini

Struktur dan Model Atom Ernest Rutherford Penemuan ini sangat mengejutkan, sebab jika mengacu pada model atom Thomson dimana muatan positif tersebar maka seharusnya partikel alpha (α) seharusnya menembus dengan sedikit pembelokkan. Untuk menjelaskan hasil percobaan ini Rutherford membuat model struktur atom dimana sebagian besar dari atom berupa ruang kosong sehingga partikel α dapat melewatinya tanpa pembelokkan. Lebih jelas lagi Rutherford menyatakan bahwa muatan positif atom seluruhnya terkumpul dalam inti, yaitu suatu inti pusat yang padat yang terletak didalam atom. Partikel α yang mendekati inti terhambur dengan pembelokkan yang jauh dan partikel α yang menuju inti ditolak dengan gaya besar sehingga berbalik arah kearah datangnya.

Muatan positif ini kemudian disebut proton, yang selanjutnya didapatkan bahwa massanya yaitu 1,67262 x 10-24 gram sekitar 1840 kali masa electron. Ukuran jari-jari atom adalah ± 100 pm, sedangkan jari-jari inti atom ± 5 x 10-3 pm.

Model struktur atom Rutherford ini menyisakan masalah yang belum terjawab. Diketahui atom hydrogen memiliki 1 proton dan helium memiliki 2 proton, seharusnya perbandingan massa antara hidrogen : helium adalah 1:2, namun pada kenyataannya perbandingan masanya adalah 1:4. Sehingga Rutherford dan teamnya mempostulatkan bahwa terdapat partikel netral dalam inti atom (nucleus) yang disebut neutron.

Berikut struktur model atom yang di postulatkan Rutherford :
Struktur dan Model Atom Ernest Rutherford


  • Struktur dan Model Atom Bohr

Sebelum membahas lebih jauh tentang penemuan Bohr sedikit kita bahas tentang teori quantum yang mendasari penemuan Bohr ; Pada tahun 1900, Max Planck memperkenalkan bahwa materi memancarkan dan menyerap energy hanya pada kuantitas diskret tertentu yang disebutnya quanta. Planck memberi nama kuantum untuk kuantitas energy terkecil yang dapat dipancarkan atau diserap oleh atom dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Energy E dari suatu kuantum ditrumuskan :

E=hv

Dimana h adalah konstanta planck (6,67 x 10-34 J.s). Menurut teori kuantum Planck, energi selalu dipancarkan dengan kelipatan hv , misalnya hv , 2 hv , 3 hv dan seterusnya. Pada tahun 1905, Albert Einstein mengembangkan konsep quantum Planck pada cahaya. Ia melakukan beberapa percobaan dan menemukan bahwa elektron dipancarkan dari permukaan logam-logam tertentu yang disinari cahaya dengan frekuensi minimum tertentu yang disebut frekuensi ambang. Einstein kemudian menyarankan berkas cahaya ini disebut foton. Setiap foton harus memiliki energi

E=hv

Foton hanya mampu melepaskan elektron dari orbitnya apabila energinya lebih besar dari energi ikat electron dalam logamnya. Sehingga dapat dirumuskan

hv=EK + EB EK =hv−EB

dimana EK adalah energi kinetek elektron yang dikeluarkan dan EB adalah energi ikat elektron dalam logam. Semakin besar frekuensi atau energi foton maka semakin besar pula energy kinetic electron yang dikeluarkan.
Pada tahun 1913 seorang fisikawan Denmark, Niels Bohr sangat tertarik dan mempertanyakan model atom solar system . yang menjadi pertanyaannya adalah apa yang menentukan ukuran dan energy orbit electron; mengapa orbital electron tidak menghasilkan radiasi elektromagnetik. Untuk menjawab pertanyaan diatas Bohr  menggabungkan konsep kuantum yang dikemukakan oleh Planck dan Einstein dengan model atom Rutherford untuk menjelaskan electron terluar dari atom. Teori Bohr dapat dijelaskan sebagai berikut :

  1. Electron mengitari inti atom pada orbit-orbit tertentu yang berbentuk lingkaran yang kita kenal sebagai kulit atom, K, L, M dan sterusnya.
  2. Selama berada pada orbitnya electron tidak memancarkan energy, dan dikatakan dalam keadaan stasioner. Keberadaan electron pada orbit stasioner dipertahankan oleh gaya tarik elektrostatik inti dan diseimbangkan oleg gaya sentrifugal dari gerak electron.
  3. Electron dapat berpindah dari orbit yang satu ke orbit yang lain dengan menyerap atau melepaskan energy yang besarnya sesuai dengan perbedaan energy antar orbit tersebut. melibatkan energy. Ketika electron berpindah ke orbit dengan energy yang lebih tinggi maka electron harus menyerap energy yang cukup dan sebaliknya ketika berpindah ke
    orbit yang energinya rendah electron harus melepas energy.
  4. Atom dikatakan berada pada tingkat dasar apabila electron-elektronnya menempati orbit tertentu sehingga energy totalnya paling rendah. Apabila electron berada pada orbit yang energy totalnya lebih tinggi daripada energy tingkat dasar atom dikatakan dalam tingkat tereksitasi. Atom dalam keadaan rendah lebih stabil daripada dalam keadaan tereksitasi.
  5. Electron pada setiap orbit memiliki energy tertentu, dimana makin besar orbitnya maka  makin besar pula energinya. Energy ini bersifat terkuantisasi dengan harga yang diijinkan dinyatakan oleh momentum sudut electron yang terkuantisasi sebesar n=h/2π

Berikut gambaran model struktur atom yang dipostulatkan oleh Bohr :

Struktur dan Model Atom Bohr 


  • Struktur dan Model Atom Mekanika Kuantum

Model atom yang digagas oleh Bohr sukses dalam menentukan spectrum hidrogen dan menghasilkan mekanisme emisi foton yang dapat dimengerti. Namun model ini tidak dapat menjelaskan spectrum atom yang lebih memiliki electron lebih dari 1 dab tidak dapat menjelaskan  munculnya  garis  tambahan  dalam  spectrum  pancar  hydrogen  bila diberikan medan magnetic.

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.

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. Model Mekanika Kuantum Sebagai Berikut ; ciri khas model atom mekanika gelombang :

  1. 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 dari kebolehjadian paling  besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
  1. 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.

Berikut gambar untuk model atom quantum atau modern :

Atom Mekanika Kuantum

Struktur Penyusun Atom (Elektron, Proton & Neutron)

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom dan kulit-kulit atom. Inti atom terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan atau netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron). Kulit-kulit atom terisi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif yang mengelilingi inti. Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Atom yang memiliki proton dan elektron dengan jumlah yang sama bersifat netral, sedangkan atom yang yang memiliki electron lebih banyak dari proton bersifat negative, sebaliknya atom yang memiliki electron lebih sedikit dari proton bersifat positif.

Atom adalah unit terkecil dari suatu unsur yang dapat melakukan penggabungan kimia. Atom bukan lah materi terkecil yang tidak dapat dibagi lagi karena atom dapat dibagi tersusun atas proton yang bermuatan positif, neutron yang tidak bermuatan dan electron yang bermuatan negative. Jadi difinisi yang tepat adalah Proton dan neutron terletak didalam inti ataom sementara electron tersebar pada kulit atom. Massa atom terpusat pada inti.


Electron

Pada tahun 1897, JJ Thomson adalah seorang fisikawan Inggris yang menggunakan tabung sinar katoda dalam penelitiannya. Thomson meletakkan lempeng bermuatan listrik 10diluar tabung katoda dan menemukan bahwa sinar dipantulkan oleh lempeng negative dan ditarik oleh lempeng bermuatan positif. Sehingga disimpulkan bahwa terdapat muatan negative dalam atom yang disebut electron. Tabung katoda yang digunakan oleh JJ Thomson dapat dilihat pada gambar dibawah ini

Electron Dalam perkembangannya Robert A. Milikan berhasil menemukan bahwa muatan sebuah electron adalah 1,6022 x 10-19 coulomb.

Proton

Terdapat dua versi penemu proton, beberapa buku menyebutkan penemu proton adalah Rutherford ketika dia melakukan percobaan dengan menggunakan partikel alpha pada tahun 1910 seperti yang telah dijelaskan pada bagian perkembangan model atom. Versi kedua menyatakan bahwa penemu proton adalah Eugene Goldstein dengan penjelasan lebih lanjut sebagai berikut : pada tahun 1886 Eugene Goldstein melakukan percobaan menggunakan tabung yang menyerupai tabung sinar katoda, yang dinamakan tabung Crook. Dari hasil percobaannya didapatkan sinar yang keluar dari saluran belakang katoda. Sinar tersebut dinamakan sinar positif yang disebut proton. Massanya 1836 x massa elektro

Proton 1886 – Eugene Goldstein mendemonstrasikan keberadaan partikel bermuatan positif. Partikel ini kemudian dikenal memiliki muatan +1 (1.60×10-19 coulombs) dan massa 1.67×10– 24 g (a mass of 1.00 AMU).

Proton 2

Neutron

Pada tahun 1932, James Chadwick melakukan percobaan dengan menembaki atom Be menggunakan sinar α berenergi tinggi. Logam tersebut memancarkan radiasi yang sangat tinggi yang serupa dengan γ. Percobaan selanjutnya menunjukkan bahwa sinar tersebut sesungguhnya terdiri atas partikel netral yang mempunyai massa sedikit lebih besar daripada massa proton. Chadwik menamainya neutron. Hasil penembakan tersebut menandakan
adanya partikel tidak bermuatan. Partikel tidak bermuatan tersebut memiliki daya tembus yang besar dan dinamakan neutron. Gambar dibawah mengilustrasikan percobaan yang dilakukan oleh Chadwi

Neutron

Perkembangan Model Atom

Seorang filsuf Yunani yang bernama Democritus berpendapat bahwa jika suatu objek dipotong terus menerus, maka pada saat tertentu akan diperoleh akan diperoleh bagian yang tidak dapat dibagi lagi. Bagian dengan Democritus disebut atom. Atom Istilah ini berasal dari bahasa Yunani “a” yang berarti, sedangkan “Tomos” yang berarti dibagi. Jadi, itu berarti bahwa atom tidak dapat dibagi lagi. Pemahaman ini kemudian disempurnakan menjadi, atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang tidak dapat dibagi lagi, tetapi namun masih memiliki sifat kimia dan fisik dari benda berasal.

Atom dilambangkan dengan ZXA, di mana A = nomor massa (menunjukkan massa atom, jumlah proton dan neutron), Z = nomor atom (menunjukkan jumlah elektron atau proton). Proton bermuatan positif, neutron yang bermuatan (netral), dan elektron bermuatan negatif. Proton massa = massa neutron = 1.800 kali massa elektron. Atom yang memiliki nomor atom sama dan nomor massa yang berbeda disebut isotop, atom yang memiliki nomor yang sama dan massa nomor atom yang berbeda disebut isobar, atom terdiri dari jumlah yang sama neutron disebut isoton.

Mungkin Dibawah Ini yang Kamu Cari
Jaringan Lainnya :

  • Officialjimbreuer.Com