Teori dan Model Atom

Teori atom Dalton

Menjelang akhir abad ke-18, dua kaidah tentang reaksi kimia muncul tanpa mengacu pada gagasan teori atom. Pertama adalah hukum kekekalan massa, yang dirumuskan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1789, yang menyatakan bahwa total massa dalam reaksi kimia adalah tetap (yaitu, reaktan memiliki massa yang sama dengan produk). Kaidah kedua adalah hukum perbandingan tetap. Kaidah ini pertama kali dibuktikan oleh kimiawan Perancis Joseph Louis Proust pada tahun 1799. Hukum ini menyatakan bahwa jika suatu senyawa dipecah menjadi unsur penyusunnya, maka massa konstituen akan selalu memiliki perbandingan yang sama, terlepas dari kuantitas atau sumber substansi aslinya.

Teori atom Thomson

Pada tahun 1897 J. J. Thompson menemukan partikel sub-atomik pertama yang dikenal adalah elektron. Sehubungan dengan penemuan J.J Thomson menyangkal teori yang dikemukakan oleh Dalton. Berdasarkan penemuannya tersebut, kemudian Thompson mengajukan teori atom baru yang dikenal dengan sebutan model atom Thompson. Thomson adalah orang pertama yang membayangkan bentuk atom ditinjau dari sudut kelistrikan. Model atom Thompson dianalogkan seperti sebuah roti kismis, di mana atom terdiri atas materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis. Karena muatan positif dan negatif bercampur jadi satu dengan jumlah yang sama, maka secara keseluruhan atom menurut Thompson bersifat netral. Bagian positif dari atom Thompson berdiameter 10-10 m (1 A).

Menurut Thomson atom itu terdiri atas muatan positif yang merata diseluruh atom, muatan ini di-netral-kan oleh muatan negatif yang tersebar merata pula diseluruh atom. Model ini tidak dikembangkan karena tidak sesuai dengan hasil percobaan Rutherford.

Teori atom Rutherford

Penelitian yang dilakukan oleh Rutherford, Geiger, dan Marsden pada permulaan abad ke-20 memberikan banyak informasi tentang susunan atom, yang diketahui atas partikel-partikel negatif (elektron) dan bagian-bagian yang positif.

Hasil penelitian tentang penghamburan sinar alfa yang dijatuhkan pada lempeng logam emas yang sangat tipis (0,0004 mm) mengungkapkan bahwa: (1) Sebagian besar dari partikel alfa tembus lempeng dengan hanya sebagian kecil yang mengalami penyimpangan dari arahnya yang semula; (2) Hanya 1 dari 20.000 partikel alfa dipantulkan dengan sudut 900 atau lebih.

Menurut Rutherford, hasil eksperimen ini hanya dapat diterangkan apabila dianggap bahwa seluruh muatan positif dari atom terpusat pada suatu inti yang sangat kecil. Dari penelitian penghamburan sinar alfa dan dari penelitian lainnya, Rutherford menarik kesimpulan bahwa atom terdiri atas suatu inti yang kecil (jari-jari 10-13) dengan muatan listrik +Ze di mana praktis seluruh muatan atom terpusat, dan elektron-elektron sebanyak Z yang bergerak mengelilingi inti. Z adalah sesuai dengan nomor atom.

Teori atom Bohr

Hasil pengamatan spektroskopis terhadap spektrum atom Hidrogen telah membuka kelemahan-kelemahan model atom Rutherford.

Dari kenyataan ini dapat ditafsirkan beberapa kemungkinan:

1.  Model atom Rutherford salah, atau

2.  Teori Elektrodinamika klasik salah, atau

3.  Model atom Rutherford dan teori Elektrodinamika klasik hanya berlaku untuk batas-batas tertentu.

Pada tahun 1913, Niels Bohr (1885-1962) menyusun model atom Hidrogen berdasarkan model atom Rutherford dan teori Kuantum.

Teori atom mekanika gelombang

Teori mekanika gelombang merupakan asar teori atom modern, tokohnya yaitu Louis de Broglie, Erwin Schrodinger, dan Werner Heisenberg. Hipotesis Louis de Broglie dan azas ketidakpastian dari Heisenberg merupakan dasar dari model Mekanika Kuantum (Gelombang) yang dikemukakan oleh Erwin Schrodinger pada tahun 1927, yang mengajukan konsep orbital untuk menyatakan kedudukan elektron dalam atom. Orbital menyatakan suatu daerah dimana elektron paling mungkin (peluang terbesar) untuk ditemukan.

Schrodinger sependapat dengan Heisenberg bahwa kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, namun yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya. Ruangan yang memiliki kebolehjadian terbesar ditemukannya elektron disebut Orbital.

Menurut teori atom modern, atom terdiri atas inti yang terdiri dari 2 jenis nukleon (proton dan Neutron) dan elektron berada di sekeliling inti atom. Proton dan neutron memiliki massa yang sama, proton bermuatan positif dan neutron bermuatan netral atau tidak bermuatan. Elektron mempunyai sifat dualistik, yaitu dapat bersifat sebagai partikel dan gelombang, sehingga kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, yang dapat dikatakan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti. Dalam mekanika kuantum, model orbital atom digambarkan menyerupai “awan”. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok yang disebut Subkulit. Selengkapnya dapat di Download pada halaman ini.