REVIEW MATERI TEORI STRUKTUR ATOM
Disusun oleh: WINDHA UTARI
3315152054
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
REVIEW MATERI TEORI STRUKTUR ATOM
Konsep teori atom dibagi menjadi dua penjelasan, yakni teori atom klasik dan teori atom modern.
A. Teori Atom Klasik
Sesuai dengan kata kuncinya yaitu “klasik” mendefinisikan teori tersebut bersifat sederhana karena dalam konsep yang didapat berdasarkan asumsi atau pendapat yang lahir murni dari pemikiran para tokoh. Selain itu, tidak adanya percobaan yang membuktikan kebenaran atau menghasilkan sebuah fakta yang valid. Tokoh yang mengemukakan teori atom klasik adalah:
1. Democritus
Kata atom pertama kali dicetus oleh Democritus ilmuan dari Yunani, yaitu atomos yang berarti tak terbagi. Ia mengungkapkan konsep dasar tentang atom yang pertama, yakni menggambarkan atom sebagai materi terkecil yang sedemikian kecilnya sehingga tidak dapat dibagi-bagi lagi.
2. John Dalton
Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu:
a. Hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier), bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi”.
b. Hukum susunan tetap (hukum Prouts), bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”.
Contoh: H2O → 2H : O
2 : 16
1 : 8
Pendapat Dalton tentang atom adalah:
1. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil dan merupakan partikel penyusun materi yang tidak dapat diubah menjadi partikel lain.
2. Reaksi kimia berupa pemisahan, penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
3. Atom unsur yang berbeda dapat bergabung satu dengan yang lain membentuk suatu senyawa.
4. Atom penyusun suatu unsur berbeda dengan atom penyusun unsur yang lain. Atom dari 1 unsur mempunyai kesamaan massa dan sifat.
Berdasarkan pendapat Dalton tersebut dapat disimpulkan bahwa atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang dapat melakukan pengabungan kimia.
B. Teori Atom Modern
Perkembangan konsep teori atom didasari oleh percobaan yang dapat membuktikan kebanaran dengan fakta yang valid. Sebelum masuk ke dalam teori atom modern, terdapat beberapa ahli yang membantah teori atom klasik. Salah satunya adalah Marie Curie yang membantah bahwa atom tidak dapat dimusnahkan.
adanya isotop (unsur yang sama dengan nomor atom sama) sebagai pengaruh radioaktivitas. (Contoh: unsur Oksigen dengan nbomor atom 8 yang memiliki nomor massa berbeda yaitu 16O dan 17O).
Tokoh yang menemukan teori atom modern adalah:
1. J.J Thomson (1897) Penemuan Elektron
Ahli fisikawan yaitu J.J Thomson menemukan adanya elektron bermuatan negatif (-) berdasarkan eksperimen menggunakan tabung sinar katoda. Berdasarkan percobannya, ketika dialirkan tegangan tinggi maka sinar katoda dibelokkan mendekati kutub positif. Percobaan ini membuktikan bahwa sinar katoda adalah partikel yang bermuatan negatif yang disebutnya corpuscle sebagai partikel subatomik dalam atom yang sekarang disebut sebagai elektron (atom memiliki muatan). Untuk menentukan perbandingan muatan dengan massa elektron (e/m), Thomson memasang dua kutub berlawanan dari magnet listrik pada sisi tabung yang mengakibatkan pembelokan sinar katoda yang sama besar tetapi arahnya berlawanan dengan pembelokan oleh medan listrik, sehingga rasio muatan terhadap massa didapatkan sebesar 1,759 x 108 C/g.
Namun, Thomson tidak dapat menentukan berapa nilai muatan pada elektron. Sehingga muncul percobaan yang dilakukan oleh Robert Milikan (1908) pada eksperimen tetes minyak. Untuk mengukur muatan listrik butiran minyak, kedua pelat diberi beda potensial sedemikian rupa sehingga membangkitkan gaya listrik dengan arah ke atas yang sama besar dengan gaya berat butiran minyak (gerak tetesan minyak akan berhenti). Karena massa butiran minyak telah ditentukan (dapat pula dihitung dengan cara mengalikan volume butiran
yang berbeda-beda. Kesimpulan dari Milikan adalah muatan listrik yang dimiliki tiap butiran minyak ternyata kelipatan suatu nilai tertentu yang merupakan muatan elektron yang bernilai sebesar 1,602 x 10-19 C.
Karena Thomson telah menentukan rasio muatan terhadap massa sebesar 1,759 x 108 C/g maka massa elektron dapat ditentukan dengan cara membagi rasio
muatan terhadap massa dengan muatan elektron sehingga didapatkan nilai massa elektron sebesar 9,109 x 10-28.
Proton ditemukan oleh Eugene Goldstein (1886) berdasarkan percobaan Canal Rays. Karena atom merupakan unsur yang bersifat netral, maka selain ada partikel elektron yang bermuatan negatif ada pula partikel yang bermuatan positif di dalam atom. Eugene Goldstein melakukan eksperimen dari tabung gas yang memiliki katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik. Jika tabung dihubungkan dengan sumber arus listrik di bagian belakang katode yang dilubangi maka akan terbentuk berkas sinar. Goldstein menamakan sinar itu sebagai sinar terusan (canal rays). Oleh karena sinar terusan bergerak menuju katode maka disimpulkan bahwa sinar terusan bermuatan positif. Bila tabung diisi dengan gas hidrogen dengan tekanan rendah, maka dihasilkan pertikel sinar saluran yang bermuatan +1,6 x 10-19 C dan
bermassa 1,673 x 10-24 g. Partikel ini disebut proton. Penggantian gas hidrogen oleh
gas lain selalu dihasilkan sinar yang sama dengan sinar terusan yang dihasilkan oleh gas hidrogen. Hal ini dapat membuktikan bahwa setiap materi mengandung proton sebagai salah satu partikel penyusunnya.
2. Ernest
Rutherford (1910)
Berdasarkan eksperimen tersebut didapatkan kesimpulan bahwa:
Sebagian sinar α menembus lempeng logam. Hal ini terjadi apabila partikel sinar α bergerak melewati ruang kosong.
Sebagian kecil sinar dibelokkan. Hal ini terjadi apabila partkel sinar α bergerak mendekati inti atom.
Sangat sedikit sinar dipantulkan. Hal ini terjadi apabila sinar α menabrak inti atom.
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa merupakan rongga kosong yang 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.
klasik, elektron tidak jatuh ke inti karena di dalam inti terdapat orbit dan elektron dipengaruhi oleh adanya gaya sentrifugal dan gaya sentripetal. Namun, dalam teori ini dapat terjadi kegagalan model yaitu elektron dengan orbit melingkar secara konstan mengalami percepatan dan meradiasikan gelombang em- yang kemudian kehilangan energi (pemancaran energi). Sehingga, lama-kelamaan lintasan berbentuk spiral mendekati inti dan elektron jatuh ke dalam inti. Hal ini tidak boleh terjadi.
Penemuan Neutron
3. Teori Atom Niels Bohr Spektrum Atom Hidrogen
Sebelum tahun 1913 telah dilakukan eksperimen untuk mengukur frekuensi cahaya yang dapat diserap atau dikeluarkan atom. Ditemukan sifat khas atom yaitu mampu menyerap dan mengeluarkan cahaya hanya pada frekuensi tertentu saja. Spektrum garis membentuk suatu deretan warna cahaya dengan panjang gelombang berbeda. Hal tersebut terpusat ke atom Hidrogen yang merupakan atom paling kecil dan paling sederhana, serta mempunyai spektra paling sederhana. Telah ditemukan bahwa garis-garis spektrum atom Hidrogen terdiri atas beberapa deret garis konvergen. Panjang gelombang yang dihasilkan pada spektrum atom hidrogen dipengaruhi oleh transisi elektron dari kulit ke kulit dengan mengikuti persamaan berikut:
m = kulit elekron mula-mula atau asal
1. Deret Lyman (Ultraviolet)
Terbentuk pada transisi elektron dari kulit luar menuju kulit dasar lintasan elektron.
Dengan: n=1 m: 2,3,4,5, ... 2. Deret Balmer (Tampak)
Terbentuk pada transisi elektron dari kulit luar menuju kulit ke-2 lintasan elektron. Dengan: n = 2 m = 3,4,5,6,7,8, ...
3. Deret Paschen (Inframerah-1)
Terbentuk pada transisi elektron dari kulit luar menuju kulit ke-3 lintasan elektron. Dengan: n = 3 m = 4,5,6,7,8,9, ...
4. Deret Bracket (Inframerah-2)
Terbentuk pada transisi elektron dari kulit luar menuju kulit ke-4 lintasan elektron. Dengan: n = 4 m = 5,6,7,8,9,10, ...
5. Deret Pfund (Inframerah-3)
Setiap transisi elektron menuju kulit yang lebih dalam atau tingkat energi yang lebih rendah akan dihasilkan panjang gelombang yang berbeda. Panjang gelombang yang dihasilkan pada setiap deret akan mencapai maksimum pada saat terjadi transisi dari kulit yang satu tingkat lebih tinggi energinya. Sebaliknya panjang gelombang minimum dihasilkan pada saat elektron bertransisi dari kulit tak berhingga menuju kulit yang lebih rendah energinya (lebih dalam). Timbulnya spektrum atom Hidrogen terekam pada sehelai film. Pada setiap deret, garis-garis semakin mendekat jaraknya dari kanan ke kiri.
Pada tahun 1913, ahli fisika Denmark bernama Niels 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. Elektron hanya boleh menempati orbit tertentu dan dengan energi tertentu dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner
lain yang dibatasi oleh momentum sudut (mvr = n 2hπ )
4. Perpindahan elektron dari tingkat energi tinggi ke rendah disertai pemancaran energi. Sedang perpindahan elektron dari tingkat energi rendah ke tinggi disertai penyerapan energi.
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. Namun, model atom Bohr terdapat beberapa kelemahan, yaitu
Model atom Bohr hanya dapat menjelaskan atom Hidrogen, sedangkan untuk atom berelektron banyak tidak dapat dijelaskan.
Lintasan elektron sebenarnya tidak sesederhana seperti yang diajukan Bohr (lintasan lingkaran), tetapi juga ellips.
Tidak dapat menerangkan garis-garis halus pada spektrum yang semula diketahui hanya satu garis saja
Teori atom Bohr tidak dapat menjelaskan kejadian-kejadian dalam ikatan kimia
