Teori Atom Klasik
Dahulu
banyak orang mengganggap bahwa kita manusia hidup tergantung oleh alam. Namun
kita juga bisa mempengaruhinya. Para pemikir zaman itu, beranggapan bahwa
unsur-unsur yang tersimpel hanya ada 4, yaitu api, air tanah, dan udara
(Aristoteles). Namun, pengertian tentang unsur paling sederhana dari
Aristoteles ditentang oleh Demokritus. Demokritus mengibaratkan bahwa unsur
yang paling simpel seperti sebuah roti yang dipotong-potong menjadi sangat
kecil, sehingga sampai tidak bisa dilihat. Demokritus memberi nama unsur yang
simpel itu atom.
Teori atom yang diterangkan Demokritus, adalah ilmu atom yang menyatakan bahwa
semuanya memiliki bagian terkecil dan itu berbeda satu sama lain. Misalnya,
atom pada intan dengan atom pada karbon dinyatakan berbeda oleh Demokritus.
Ilmuan-ilmuan yang tidak sepaham dengan Demokritus mencoba mencari tentang
kebenaran teori atom klasik yang dibawa Demokritus. Konsep baru temuan para
ilmuan ini merupakan cikal bakal lahirnya kimia modern.
Teori Atom Modern
Pengembangan
konsep atom-atom secara ilmiah dimulai oleh John Dalton (1805), kemudian
dilanjutkan oleh Thomson (1897), Rutherford (1911) dan disempurnakan oleh Bohr
(1914). Setelah model atom Bohr, Heisenberg mengajukan model atom yang lebih
dikenal dengan model atom mekanika gelombang atau model hatom modern. Hasil
eksperimen yang memperkuat konsep atom ini menghasilkan gambaran mengenai
susunan partikel-partikel tersebut di dalam atom. Gambaran ini berfungsi untuk
memudahkan dalam memahami sifat-sifat kimia suatu atom. Gambaran susunan
partikel-partikel dasar dalam atom disebut model atom.
Perkembangan
model atom membandingkan perkembangan teori atom mulai dari teori atom Dalton
hingga teori atom modern. Unsur dapat mengalami perubahan materi yaitu
perubahan kimia. Ternyata perubahan kimia ini disebabkan oleh partikel terkecil
dari unsur tersebut. Partikel terkecil inilah yang kemudian dikenal sebagai
atom. Seandainya kita memotong satu butir beras menjadi dua bagian, kemudian
dipotong lagi menjadi dua bagian dan seterusnya hingga tidak dapat lagi. Bagian
terkecil yang tidak dapat lagi, inilah awal mulanya berkembangnya konsep atom.
Konsep atom itu dikemukakan oleh Demokritos yang tidak didukung oleh eksperimen
yang meyakinkan, sehingga tidak dapat diterima oleh beberapa ahli ilmu
pengetahuan dan filsafat.
Pengetahuan
para ilmuwan tentang atom bukan berdasarkan pengamatan langsung terhadap atom
per atom, sebab atom terlalu kecil untuk dapat diamati dan diukur sacara
langsung. Diameter atom dinyakini berkisar antara 30 sampai 150 pm. Dengan alat
pembesar apapun kita belum dapat melihat atom, tetapi gejala yang ditimbulkan
oleh atom itu dapat diukur seperti jejak atom, nyala, difraksi, dan lain-lain.
Teori-teori atom yang ada sekarang hanya merupakan model yang dibangun oleh
para ilmuwan sebagai kesimpulan dari hasil berbagai kajian teoritis dan gejala
empiris dengan berbagai pendekatan dan metode ilmiah. Itulah sebabnya terdapat
beberapa model atom yang telah dikembangkan dan dipublikasikan menurut
penemuan-penemuan yang secara sinergetis saling mendukung atau bahkan menolak
usulan model atom sebelumnya. Sampai saat ini, teori atom yang paling muktahir
adalah berdasarkan teori mekanika kuantum atau mekanika gelombang dengan berbagai
asumsi dan teorema.
Definisi
awal tentang konsep atom berlangsung > 2000 thn. Dulu atom dianggap sebagai
bola keras sedangkan sekarang atom dianggap sebagai awan materi yang kompleks.
Dibawah ini akan dipaparkan konsep Yunani tentang atom:
1.
Pandangan filosof Yunani
Atom adalah Konsep kemampuan untuk
dipecah yg tiada berakhir
2.
Leucippus (Abad ke-5 SM)
Ada batas kemampuan untuk dibagi,
sehingga harus ada bagian yang tidak dapat dibagi lagi
3.
Democritus (380-470 SM)
Atom adalah partikel yang tidak dapat dibagi lagi. Atom
setiap unsur memilki bentuk & ukuran yang berbeda.
4.
Lucretius
Sifat atom suatu bahan dalam “On the
Nature of Things”
Model Atom Dalton
Pada tahun 1803, John Dalton
mengemukakan mengemukakan pendapatnya 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"
Model Atom 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 atom ini 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 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 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.
Model Atom Bohr
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.
Model 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.