SEJARAH PERKEMBANGAN STRUKTUR DAN TEORI ATOM
Dari zaman yunani kuno hingga sekarang, model dan teori atom terus
berkembang. Melalui model dan teori atom, kita dapat mengetahui struktur
suatu atom. Perkembangan tersebut tidak dapat dilepaskan dari upaya
para ilmuwan diantaranya Democritus, John Dalton, J.J. Thomson,
Rutherford, Niels Bohr, Schrodinger, de Broglie dan lain sebagainya.
1. Leukippos dan Demokritus (460 – 380 SM)
Leukippos merupakan orang pertama yang mencetuskan tentang keberadaan
atom. Beliau bersama dengan Demokritus muridnya mengemukakan bahwa
materi terbentuk dari partikel yang sudah tidak terbagi lagi. Yang
kemudian mereka namai dengan sebutan atom (Yunani:
atomos = tak
terbagi). Namun, Pendapat ini ditolak oleh Aristoteles, Dia berpendapat
bahwa materi bersifat kuntinu (materi dapat dibelah terus-menerus sampai
tidak berhingga). Oleh karena Aristosteles termasuk orang yang sangat
berpengaruh pada masa itu, gagasan tentang atom memudar dan tidak
mengalami perkembangan selama berabad-abad lamanya.
2. Gassendi (1592-1655 M)
Pemikiran tentang keberadaan atom muncul kembali. Sekitar tahun 1592 –
1655 Gasendi mengemukakan bahwa atom merupakan bagian terkecil suatu
zat. Isaac Newton (1642 – 1727), seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh
pada masa itu, mengemukakan dukungannya tentang keberadaan atom.
3. Teori atom Dalton (1808 M)
Berdasarkan berbagai penemuan pada masa itu, John Dalton merumuskan
teori atom yang pertama sekitar tahun 1803-1807, yang kita kenal sebagai
teori atom Dalton. Berikut adalah postulat-postulat dalam teori atom
Dalton.
- Setiap unsur terdiri atas partikel yang sudah tak terbagi yang dinamai atom.
- Atom-atom dari suatu unsur adalah identik. Atom-atom dari unsur yang
berbeda mempunyai sifat-sifat yang berbeda, teimasuk mempunyai massa
yang berbeda.
- Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain,
tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Reaksi kimia hanya merupakan
penataan ulang atom- atom.
- Senyawa terbentuk ketika atom-atom dari dua jenis unsur atau lebih bergabung dengan perbandingan tertentu.
Namun pada perkembangannya, terdapat kelemahan dari teori atom Dalton ini, di antaranya :
- Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi.
- Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan.
- Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain.
Meskipun demikian, Teori atom Dalton diterima karena dapat
menjelaskan dengan baik beberapa fakta eksperimen pada masa itu, di
antaranya Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan Tetap dengan
baik.
4. Hipotesa Prout (1785-1855)
Hipotesis Prout adalah upaya yang dilakukan di awal abad kesembilan
belas untuk menjelaskan keberadaan beberapa unsur kimia melalui
hipotesis tentang struktur internal dari atom . Pada 1815 dan 1816 ,
kimiawan Inggris William Prout menerbitkan dua artikel di mana ia
mencatat bahwa berat atom yang telah ditetapkan untuk unsur yang dikenal
pada saat itu tampaknya menjadi beberapa dari semua berat atom hidrogen
. Akibatnya, hipotesis bahwa atom hidrogen adalah satu-satunya
benar-benar mendasar, dan bahwa atom elemen lain sebenarnya kelompok
dari beberapa atom hidrogen.
5. Model Atom Thomson
Pada Tahun 1900, J. J Thomson menemukan Elektron. Penemuan elektron
berkaitan dengan percobaan-percobaan tentang hantaran listrik melalui
tabung hampa. Melalui percobaan dapat ditunjukkan bahwa perpendaran itu
disebabkan oleh suatu radiasi yang memancar dari permukaan katode menuju
anode.Oleh karena berasal dari katode, maka radiasi ini disebut
sinar katode. Percobaan
lebih lanjut menunujukan bahwa sinar katode merupakan radiasi partikel
yang bermuatan listrik negatif. Selanjutnya, Thomson menamakanya
elektron. Berdasarkan hal itu, Thomson menyimpulkan bahwa elektron merupakan partikel dasar penyusun atom.
Setelah penemuan elektron pada tahun 1900, J. J Thomson mengajukan
model atom yang menyerupai roti kismis. Menurut Thomson, atom terdiri
dari materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan
kismis dalam roti kismis.
6. Model Atom Rutherford
Pada tahun 1910, Ernest Rutherford bersama dua orang asistennya,
yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian percobaan
untuk mengetahui lebih banyak tentang susunan atom. Mereka menembaki
lempeng emas yang sangat tipis dengan partikel sinar alfa berenergi
tinggi.
Mereka menemukan bahwa sebagian besar partikel alfa dapat menembus
lempeng emas tanpa pembelokkan berarti, seolah-olah lempeng emas itu
tidak ada. Akan tetapi, kemudian mereka menemukan bahwa sebagian kecil
dari partikel alfa mengalami pembelokan yang cukup besar, bahkan di
antaranya dipantulkan.
Adanya partikel alfa yang terpantul mengejutkan Rutherford. Partikel
alfa yang terpantul itu pastilah telah menabrak sesuatu yang sangat
padat dalam atom. Fakta ini tidak sesuai dengan model yang dikemukakan
oleh J. J Thomson, dimana atom digambarkan bersifat homogen pada seluruh
bagiannya.
Pada tahun 1911, Rutherford menjelaskan penghamburan sinar alfa dengan mengajukan gagasan tentang
inti atom.
Menurut Rutherford, sebagian besar dari massa dan muatan positif atom
terkonsentrasi pada bagian pusat atom yang selanjutnya disebut inti
atom. Elektron beredar mengitari inti pada jarak yang relatif sangat
jauh. Lintasan elektron itu disebut kulit atom.
Namun, terdapat kelemahan pada teori atom Rutherford
yakni tidak dapat menjelaskan elektron itu tidak jatuh ke intinya.
Menurut teori fisika klasik, gerakan elektron mengitari inti akan
disertai pemancaran energi berupa radiasi elektromagnet. Dengan
demikian, energi elektron semakin berkurang dan gerakannya melambat
sehingga membentuk lintasan spiral dan akhirnya jatuh ke inti atom.
7. Model atom bohr (1913), Spektrum hidrogen
Pada tahun 1913, berdasarkan analisis spektrum atom dan teori kuantum
yang dikemukakan oleh Max Planck, Niels Bohr mengajukan model atom
hidrogen. Model atom hidrogen menurut Bohr menyerupai sistem tata surya.
Elektron dalam atom hanya dapat berada pada tingkat energi tertentu.
Artinya, elektron hanya dapat beredar pada lintasan tertentu saja.
Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lain disertai
pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu energi.
8. Model Atom Mekanika Kuantum (1926), Hipotesa de Broglie
Teori atom Bohr hanya sesuai untuk atom hidrogen. Selain itu, pada
perkembangan selanjutnya diketahui bahwa gerakan elektron menyerupai
gelombang. Oleh karena itu, posisi elektron tidak mungkin dapat
dipastikan. Dengan kata lain, orbit elektron yang berbentuk lingkaran
dengan jari-jari tertentu seperti yang dikemukakan Niels Bohr tidak
dapat diterima.
Pada tahun 1926, dengan menggunakan pemikiran Louis de Broglie bahwa
partikel berperilaku seperti gelombang, Erwin Schrödinger mengembangkan
suatu model atom matematis yang menggambarkan elektron sebagai gelombang
tiga dimensi daripada sebagai titik-titik partikel. Menurut teori atom
mekanika kuantum, meski elektron mempunyai tingkat energi tertentu,
posisinya tidak dapat dipastikan. Yang dikatakan tentang posisi elektron
adalah peluang untuk menemukannya. Daerah dengan peluang terbesar untuk
menemukan elektron tersebut disebut
orbital. Orbital biasanya
digambarkan berupa awan dengan ketebalan yang bervariasi. Awan yang
lebih tebal menyatakan peluang yang lebih besar untuk menemukan elektron
dan sebaliknya. Teori atom mekanika kuantum dapat menjelaskan struktur
atom yang lebih kompleks (atom multielektron).