Mengapa model atom Dalton tidak diterima lagi setelah Thomson mengeluarkan model atomnya

Mukhlis Akhadi
Ahli Peneliti Utama di Badan Tenaga Nuklir Nasional

Table of Contents Show

Model atom DaltonModel Atom Dalton
Model atom ThomsonModel Atom Thomson
Model atom RutherfordModel atom Rutherford
Model atom modern
Video yang berhubungan

Sudah sejak zaman dahulu manusia tertarik kepada benda-benda yang ada di sekeliling mereka. Sejarah perkembangan ilmu pengetahuan mencatat, bahwa banyak di antara para filosof Yunani kuno telah berusaha menerangkan materi yang ada di sekitar mereka. Di salah satu sekolah filsafat Yunani kuno misalnya, Empedocles (abad ke-5 SM) menajarkan, bahwa ada empat bahan dasar penyusun alam, yaitu: tanah, udara, api dan air.

Dari Yunani kita juga mengenal adanya konsep dasar tentang atom dari Demokritus (460-370 SM). la menggambarkan atom sebagai materi terkecil yang sedemikian kecilnya sehingga tidak dapat dibagi-bagi lagi. Inilah konsep tentang atom pertama yang tercatat oleh sejarah ilmu pengetahuan. Konsep tersebut lahir murni dari hasil pemikiran, dan bukan merupakan hasil percobaan.

Perkembangan pemikiran manusia tentang atom terus berlanjut, dan hingga kini atom masih tetap menjadi obyek penelitian yang menarik perhatian para ahli fisika. Didukung oleh berbagai hasil penemuan, maka teori tentang atompun berkembang dari waktu ke waktu.

Sejarah perkembangan ilmu pengetahuan juga mencatat, bahwa teori tentang atom yang didasarkan pada hasil percobaan pertama kali dikemukakan oleh John Dalton (1766-1844). Menurut Dalton, atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Atom-atom suatu unsur semuanya serupa dan tidak dapat berubah menjadi unsur lain. Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsur yang berlainan dapat membentuk molekul. Pada suatu reaksi kimia, atom-atom berpisah tetapi kemudian bergabung lagi dengan susunan yang berbeda dari semula, tetapi massa keseluruhannya tetap. Pada reaksi itu, atom-atom bergabung menurut perbandingan tertentu.

Begitu meyakinkan Dalton dalam mengemukakan teori atom, maka pada saat itu teori atomnya dipakai untuk menerangkan proses-proses dalam reaksi kimia. Penemuan-penemuan dalam bidang kimia pada abad ke-18 telah memperkokoh teori atom Dalton ini, sehingga pada saat itu keberadaan atom dapat dipercaya oleh para ahli, sekalipun mereka belum pernah melihat bentuk dari atom tersebut.

Perkembangan Berikutnya

Penemuan-penemuan baru dalam bidang fisika ternyata mampu membuka cakrawala baru pemahaman atom oleh manusia. Penemuan elektron oleh J.J. Thomson menyebabkan model atom yang dikemukakan Dalton tidak dapat diterima lagi. Dengan gugurnya model atom Dalton ini, Thomson terdorong untuk mengemukakan teori atom baru yang dikemukakannya pada tahun 1904. Thomson melukiskan bahwa atom bukanlah merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi seperti yang difahami manusia sebelumnya. Ia melukiskan bahwa atom mempunyai bentuk seperti bola yang muatan positifnya terbagi merata ke seluruh isi atom. Muatan positif itu dinetralkan oleh elektron-elektron bermuatan negatif yang tersebar di antara muatan positif tadi. Teori atom ini diterima secara luas oleh para ilmuwan hingga akhir abad ke-18.

Dalam perjalanan berikutnya, teori atom Thomson inipun akhirnya gugur oleh pengujian yang dilakukan Ernest Rutherford. Pengujian itu dilakukan dengan cara menembaki lempengan emas yang sangat tipis (ketebalan 0,01 mm) dengan partikel alfa. Apabila model atom Thomson itu benar, maka gerakan partikel alfa tidak akan dibelokkan sewaktu menumbuk lempeng emas. Namun Rutherford ternyata mendapatkan hasil yang lain dari yang diharapkan semula. Partikel alfa yang ditembakkan ke permukaan lempeng emas itu ternyata tidak semuanya mampu menembus lempeng emas secara lurus. Ada beberapa diantaranya dibelokkan dan sebagian lagi dipantulkan kembali.

Dari hasil percobaannya tadi Rutherford akhirnya berkesimpulan, bahwa sebagian partikel alfa dipantulkan kembali karena bertumbukan dengan bagian yang sangat keras dari atom, yang selanjutnya oleh Rutherford disebut inti atom. Dengan demikian, model atom Thomson yang menyatakan bahwa massa atom tersebar merata di seluruh isi atom tidak dapat diterima lagi. Dengan gugurnya teori atom Thomson ini, maka pada tahun 1911 Rutherford mengemukakan teori atom yang baru sebagai berikut:

Atom terdiri dari muatan positif dan negatif dimana semua muatan positif dan sebagian besar masa atom terkumpul pada suatu titik di tengah-tengah bola atom yang disebut inti atom.
Inti atom dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan negatif pada jarak yang relatif jauh, dimana elektron-elektron berputar pada lintasan-lintasan seperti planet yang bergerak mengelilingi matahari dalam sistim tata surya.

Penyusun Alam Semesta

Meski model atom Rutherford tadi masih memiliki beberapa kelemahan, namun teori itu dapat memberikan gambaran kasar tentang atom. Model atom seperti inilah yang biasanya diperkenalkan kepada masyarakat awam maupun pelajar pemula. Dan gambaran tadi, paling tidak kita menyadari bahwa pada prinsipnya atom adalah penyusun alam semesta. Atom ada di sekeliling kita. Bahkan tubuh kita sendiri pada prinsipnya tersusun atas atom-atom. Untuk mengenali lebih lanjut tentang keberadaan atom itu, marilah kita mengambil salah satu contoh yang paling sederhana dalam kehidupan kita sehari-hari. Jika dalam menjalani kehidupan ini manusia membutuhkan air minum, maka dari air minum itu kita dapat menemukan atom. Dari satu gelas air, kita bisa mengambil setetes air. Dalam setetes air itu terdapat bertrilyun-trilyun molekul air. Molekul adalah bagian terkecil dari suatu materi yang masih memiliki sifat dasar materi. Jika segelas air bersifat cair pada suhu ruangan dan tidak berwarna, maka satu molekul airpun masih rnemiliki sifat dasar air, yaitu cair dan tidak berwarna.

Dalam ilmu kimia, air memiliki rumus molekul H2O, yang berarti satu melekul air tersusun atas dua buah atom hidrogen (H) dan satu buah atom oksigen (O). Dalam hal ini atom merupakan bagian terkecil dari suatu materi yang sudah tidak memiliki sifat dasar materi. Atom hidrogen dan oksigen dalam keadaan terpisah (tidak membentuk molekul air) berada dalam bentuk gas pada temperatur ruangan.

Dari gambaran sederhana di atas mudah-mudahan pembaca mengerti apa sebenarnya atom itu. Atom tidak lain adalah bagian terkecil penyusun alam semesta ini. Materi pengisi jagad raya ini tersusun atas berbagai jenis atom yang saling berikatan sehingga membentuk molekul yang selanjutnya menghasilkan benda-benda seperti batu, kayu, air, udara, besi, tanah, hingga tubuh manusia dan sebagainya.

Last Modified : 04 December 2008 - 06:46:58 by Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda memerlukan Javascript yang aktif untuk melihatnya.

KOMPAS.com - Konsep atom sebagai partikel terkecil di alam semesta, dicetuskan oleh Demokritos di masa Yunani Kuno.

Namun karena teori itu tak disertai penelitian ilmiah, banyak ilmuwan yang meragukan dan meneliti kebenarannya.

Baru pada abad ke-19, atom diteliti secara ilmiah. Dilansir dari Kimia Dasar (2018) dan Encyclopaedia Britannica (2015), berikut perkembangan teori atom dari zaman ke zaman:

Model atom DaltonModel Atom Dalton

John Dalton (1776-1844) adalah ilmuwan yang pertama mengembangkan model atom pada 1803 hingga 1808.

Hipotesis Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti tolak peluru. Teori atom Dalton didasarkan pada anggapan:

Semua benda terbuat dari atom
Atom-atom tidak dapat dibagi maupun dipecah menjadi bagian lain
Atom-atom tidak dapat dicipta maupun dihancurkan
Atom-atom dari unsur tertentu adalah indentik satu terhadap lainnya dalam ukuran, massa, dan sifat-sifat yang lain, namun mereka berbeda dari atom-atom dari unsur-unsur yang lain
Perubahan kimia merupakan penyatuan atau pemisahan dari atom-atom yang tak dapat dibagi, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan

Baca juga: Teori Atom Dalton

Sayangnya, teori Dalton tidak dapat menjelaskan bagaimana atom sebagai bola pejal dapat menghantarkan arus listrik.

Padahal, listrik adalah elektron yang bergerak. Ia tak sempat membuktikan partikel lain yang menghantarkan arus listrik.

Teori Dalton dianut hingga ratusan tahun kemudian hingga akhirnya dipatahkan oleh ilmuwan setelahnya.

Model atom ThomsonModel Atom Thomson

Pada awal abad ke-20, JJ Thomson menggambarkan atom seperti bola roti dengan taburan kismis. Bola itu padat dan bermuatan positif.

Di permukaannya, tersebar elektron yang bermuatan negatif.

Thomson membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Ia mematahkan anggapan Demokritos dan Dalton bahwa atom adalah partikel terkecil.

Sayangnya, model atom Thomson tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam atom.

Model atom RutherfordModel atom Rutherford

Ernest Rutherford, ahli fisika kelahiran Selandia Baru adalah salah satu tokoh yang berjasa dalam pengembangan model atom. Rutherford membuat model atom seperti tata surya.

Atom adalah bola berongga yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya.

Inti atom bermuatan positif. Selain itu, massa atom terpusat apda inti atom.

Model ini persis seperti bagaimana planet mengelilingi matahari.

Namun model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.

Baca juga: Model Atom Rutherford

Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi.

Ini menyebabkan lama-kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti.

Kendati demikian, Rutherford telah berjasa mengenalkan konsep lintasan atau kedudukan elektron yang kelak disebut dengan kulit atom.

Niels Bohr, ahli fisika dari Denmark adalah ilmuwan pertama yang mengembangkan teori struktur atom pada 1913.

Teori tentang sifat atom yang didapat dari pengamatan Bohr:

Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.
Elektron bisa berpindah dari satu lintasan ke lintasan yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingge energi elektron atom itu tidak akan berkurang
Jika berpindah ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi. Jika berpindah ke lintasan yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi.
Kedudukan elektron-elektron pada tingkat-tingkat energi tertentu-tertentu yang disebut kulit-kulit elektron.

Baca juga: Model Atom Bohr

Model atom Bohr menunjukkan bahwa atom terdiri dari beberapa kulit. Kulit ini adalah tempat berpindahnya elektron.

Namun model atom Bohr memiliki radius dan orbit. Ini tidak sesuai dengan Prinsip Ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan radius tidak bisa ada bersamaan dengan orbit.

Selain itu, model atom Bohr juga tidak menjelaskan Efek Zeeman. Efek Zeeman adalah ketika garis spektrum terbagi karena adanya medan magnet.

Model atom modern

Setelah abad ke-20, pemahaman mengenai atom makin terang benderang.

Model atom modern yang kita yakini sekarang, telah disempurnakan oleh Erwin Schrodinger pada 1926.

Schrodinger menjelaskan partikel tak hanya gelombang, melainkan gelombang probabilitas.

Kulit-kulit elektrin bukan kedudukan yang pastu dari suatu elektron, namun hanya suatu probabilitas atau kebolehjadian saja.

Sebelumnya, Werner Heisenberg juga mengembangkan teori mekanika kuantum dengan prinsip ketidakpastian.

Prinsip tersebut kurang lebih berbunyi: "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."

Baca juga: Mengenal Atom

Awan elektron di sekitar inti menunjukkan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektrin.

Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau nyaris sama akan membentuk sub-kulit.

Kumpulan beberapa sub-kulit akan membentuk kulit. Dengan demikian, kulit terdiri dari beberapa sub-kulit, dan sub-kulit terdiri dari beberapa orbital.

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut sebagai model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku hingga saat ini.

Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.