MODEL ATOM
Kata atom berasal dari bahasa Yunani “atomos”, yang berarti tak dapat dibagi lagi. Ide kata ini berawal dari pemikiran filsuf Yunani, Democritus (4607-3707 SM), yang menyatakan bahwa semua zat di alam tersusun dari partikel yang sangat kecil, tak dapat dilihat, dan tak dapat dibagi lagi yang disebut sebagai atom.
Beberapa model atom yang pernah disarankan antara lain model atom Dalton, model atom Thomson, model atom Rutherford, model atom Bohr, dan model atom modern.
1. Model Atom Dalton.
John Dalton (1766-1844) seorang ahli Kimia, ahli Matematika, sekaligus filsuf asal Inggris menyatakan bahwa :
a. Atom adalah bagian terkecil suatu unsur.
b. Atom-atom unsur yang sama memiliki sifat yang sama.
c. Atom-atom unsur yang berbeda memiliki sifat yang berbeda.
d. Dalam reaksi kimia, terjadi perubahan susunan atom dari zat-zat dalam reaksi tersebut.
Dalton menemukan bahwa dua buah unsur dapat bergabung dengan melalui beberapa cara. Ia merumuskannya melalui Hukum Kelipatan berganda, yang menyatakan bahwa jumlah unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa-senyawa yang berbeda selalu merupakan bilangan bulat satu dengan yang lain. sebagai contoh rasio oksigen dalam karbon monoksida (CO) dan dalam karbondioksida (CO2) selalu 1 : 2.
Model Atom Dalton ternyata memiliki kelemahan, karena di kemudian hari ternyata atom masih memiliki sub atom yang dikenal sebagai proton, elektron, dan neutron.
2. Model Atom Thomson.
Joseph John Thomson, ahli Fisika Inggris menemukan elektron, sekaligus menyarankan model atomnya bahwa:
a. Atom merupakan sebuah bola yang bermuatan positif.
b. Elektron tersebar merata dalam bola tersebut, seperti pada “plum-pudding” (roti kismis).
Model atom Thomson juga tak sepenuhnya benar, karena tidak sesuai dengan hasil percobaan Geiger dan Marsden. Keduanya melakukan percobaan dengan menjatuhkan sinar alfa (inti helium) yang bermuatan positif pada lembaran logam emas yang sangat tipis. Hasilnya menunjukkan bahwa sebagian besar sinar diteruskan dengan lurus, sebagian kecil dibelokkan, dan sebagian kecil lainnya dipantulkan kembali. Dengan demikian, tidak mungkin proton dan elektron tersebar dalam atom sebagaimana yang digambarkan oleh Thomson.
3. Model Atom Rutherford.
Ernest Rutherford, ahli Fisika asal Selandia Baru melengkapi hasil penemuan Geiger dan Marsden, dengan melakukan percobaan penghamburan sinar alfa sebagaimana dilukiskan dalam gambar berikut ini:
Dengan menggunakan lempengan emas (gambar a), Rutherford meneliti peristiwa penghamburan inti helium. Hasilnya (gambar b) menunjukkan bahwa sebagian besar sinar dapat menembus pelat dengan lurus karena praktis tidak dipengaruhi oleh elektron-elektron. Sebagian kecil masih dapat menembus pelat namun dibelokkan karena lintasannya terlalu dekat dengan inti sehingga terpengaruh gaya tolak. Sebagian kecil lainnya ternyata dipantulkan kembali karena tepat bertumbukan dengan inti atom.
Berdasarkan hasil percobaan tersebut, maka Rutherford menyatakan model atomnya sebagai berikut:
a. Atom terdiri atas inti atom (nukleus) yang bermuatan positif.
b. Elektron yang bermuatan negatif berada di sekitar inti dalam orbit seperti tata surya.
c. Karena muatan atom netral, maka besar muatan positif sama dengan besar muatan negatif.
Meskipun ternyata model atom Rutherford belum dapat menjelaskan kestabilan inti, serta adanya garis-garis spektrum yang tajam yang dipancarkan oleh atom-atom yang tereksitasi, namun model atom Rutherford masih tetap digunakan sejauh menjelaskan tentang inti atom.
4. Model Atom Bohr
Niels Bohr mencoba memperbaiki model atom sebelumnya, dengan mengajukan postulat model atomnya sebagai berikut :
a. Elektron-elektron pada atom mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu yang disebut lintasan stasioner. Pada lintasan ini elektron tidak menyerap atau melepaskan energi dan elektron mempunyai momentum sudut yang besarnya merupakan kelipatan dari h/2π.
b. Elektron akan melepaskan energi berupa foton jika elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah (dari lintasan luar ke lintasan dalam) dan elektron akan menyerap energi ketika berpindah dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi ( dari lintasan dalam ke lintasan luar).
Teori Bohr sangat berguna menjelaskan adanya konsep bilangan kuantum, khususnya bilangan kuantum utama (n). Sayangnya, Bohr belum dapat menjelaskan adanya efek Zeeman , yaitu pembelahan garis spektrum menjadi dua atau lebih komponen yang berbeda frekuensi, ketika atom sumber cahaya berada dalam medan magnet. Selain itu, model atom Bohr hanya tepat diberlakukan pada unsur yang memiliki satu proton (misalnya inti hidrogen).
5. Model Atom Modern
Teori atom modern merupakan kumpulan gagasan dari beberapa ilmuwan
(antara lain : de Brogle, Pauli, Schrodinger, dan Heisenberg). Pada dasarnya model atom ini menganggap atom sebagai materi dan juga sebagai gelombang, sehingga prinsi-prinsip keduanya juga diberlakukan terhadap atom.
PARTIKEL-PARTIKEL ATOM
Nuklida suatu unsur biasanya dilambangkan secara umum sebagai berikut:
dimana A adalah nomor massa. Untuk suatu nuklida yang netral, maka nomor massa sama dengan jumlah proton dan neutron. Z adalah nomor atom, yang besarnya sama dengan jumlah proton atau jumlah elektron. X adalah nama unsur.
Massa dan muatan partikel-partikel atom (disebut juga sub atom) adalah sebagai berikut :
| Partikel | Massa (g) | Muatan | |
| Coulomb | Satuan Muatan | ||
| Elektron | 9,10939 x 10-28 | -1,6022 x 10-19 | -1 |
| Proton | 1,67262 x 10-24 | +1,6022 x 10-19 | +1 |
| Neutron | 1,67493 x 10-24 | 0 | 0 |
Berdasarkan model-model atom di atas, dan dilengkapi dengan data massa dan muatan partikel sub atom, maka struktur atom dapat digambarkan sebagai bagian terkecil suatu zat, yang terdiri atas inti atom dengan sub partikel proton dan neutron, serta awan elektron yang melingkarinya. Gambar di bawah ini memperlihatkan struktur sederhana sebuah atom:
Latihan
1. Sebutkan apa yang menjadi kelemahan model atom Dalton?
Ø Atom bukan merupakan bagian terkecil suatu unsur, karena masih dapat dibagi atas sub atom (proton,neutron, dan elektron).
2. Berdasarkan percobaan penghamburan sinar alfanya yang terkenal, Rutherford mematahkan salah satu postulat model atom Thomson. Postulat yang manakah itu?
Ø Postulat Thomson yang dipatahkan Rutherford adalah yang menyatakan bahwa elektron tersebar merata dalam atom.
3. Sebutkan keterbatasan model atom Bohr!
Ø Model atom Bohr hanya dapat diterapkan pada unsur yang memiliki 1 proton.
4. Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutron dalam :
a.
Ø a. Proton = elektron = 9, neutron = 10.
b. Proton = elektron = neutron = 8
5. Hitung nomor massa dari unsur X yang memiliki jumlah proton 11 dan jumlah neutron 12! Tuliskan lengkap dalam bentuk lambang nuklidanya!
Ø
Rangkuman
Nuklida suatu unsur dilambangkan dengan dimana A adalah nomor massa atom, dan Z adalah nomor atom (jumlah proton, atau jumlah elektron). Untuk unsur yang netral, jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Besarnya (A-Z) adalah sama dengan jumlah neutron unsur tersebut.
Tes Formatif
Petunjuk : Beri tanda silang pada pilihan jawaban anda!
1. Model atom yang secara tegas menyatakan bahwa atom terdiri atas inti bermuatan positif dengan elektron yang beredar mengelilinginya, yang dibuktikan dengan percobaan penghamburan sinar alfa adalah:
A. Model atom Dalton D. Model atom Bohr
B. Model atom Thomson E. Model atom modern
C. Model atom Rutherford
2. Pada keadaan netral, suatu atom akan memiliki:
A. Jumlah proton sama dengan jumlah elektron.
B. Jumlah proton lebih banyak dari jumlah elektron.
C. Jumlah proton kurang dibanding jumlah elektron.
D. Jumlah proton lebih banyak dari jumlah neutron.
E. Jumlah proton kurang dibanding jumlah neutron.
3. Partikel-partikel sub atom adalah:
A. Inti atom, elektron, proton D. Nukleon, elektron, neutron
B. Inti atom, elektron, neutron E. Proton, neutron, elektron
C. Nukleon, elektron, proton.
4. Suatu atom unsur dilambangkan dengan
A. 38 proton, 38 elektron D. 20 proton, 18 neutron
B. 20 proton, 20 neutron E. 20 elektron, 38 neutron
C. 20 elektron, 38 neutron
5. Atom suatu unsur mempunyai nomor massa 150 dan jumlah neutron 88. Jumlah protonnya adalah:
A. 150 D. 62
B. 88 E. 18
C. 72
Kunci Jawaban Tes Formatif
1. C 2. A 3. E 4. D 5. D
Glossarium
Atom. Partikel terkecil suatu unsur yang dapat mengalami penggabungan secara kimia.
Elektron. Partikel sub atom yang memiliki massa sangat kecil dan muatan negatif(-1).
Neutron. Partikel sub atom yang tidak bermuatan, dan memiliki massa sedikit lebih besar dibanding proton.
Nomor atom. Jumlah proton dalam inti suatu atom.
Nomor massa. Jumlah total proton dan neutron yang dikandung suatu inti atom.
Proton. Partiekl sub atom yang memiliki massa kira-kira 1840 kali lebih besar dibanding massa elektron, dan memiliki muatan positif (+1).
Unsur. Zat yang tak dapat dipisahkan menjadi zat yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa.
Daftar Pustaka
Chang Raymond, 2002, Chemistry, 7th ed., McGraw-Hill, New York.
Masterton W.L., Hurley C.N., 2001., Chemistry. Principles and Reactions,. 4th ed.,
Harcourt Inc., Orlando.
Sunardi, 2009, Kimia Bilingual, Edisi Revisi, Yrama Widya, Bandung.
Kata atom berasal dari bahasa Yunani “atomos”, yang berarti tak dapat dibagi lagi. Ide kata ini berawal dari pemikiran filsuf Yunani, Democritus (4607-3707 SM), yang menyatakan bahwa semua zat di alam tersusun dari partikel yang sangat kecil, tak dapat dilihat, dan tak dapat dibagi lagi yang disebut sebagai atom.
Beberapa model atom yang pernah disarankan antara lain model atom Dalton, model atom Thomson, model atom Rutherford, model atom Bohr, dan model atom modern.
1. Model Atom Dalton.
John Dalton (1766-1844) seorang ahli Kimia, ahli Matematika, sekaligus filsuf asal Inggris menyatakan bahwa :
a. Atom adalah bagian terkecil suatu unsur.
b. Atom-atom unsur yang sama memiliki sifat yang sama.
c. Atom-atom unsur yang berbeda memiliki sifat yang berbeda.
d. Dalam reaksi kimia, terjadi perubahan susunan atom dari zat-zat dalam reaksi tersebut.
Dalton menemukan bahwa dua buah unsur dapat bergabung dengan melalui beberapa cara. Ia merumuskannya melalui Hukum Kelipatan berganda, yang menyatakan bahwa jumlah unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa-senyawa yang berbeda selalu merupakan bilangan bulat satu dengan yang lain. sebagai contoh rasio oksigen dalam karbon monoksida (CO) dan dalam karbondioksida (CO2) selalu 1 : 2.
Model Atom Dalton ternyata memiliki kelemahan, karena di kemudian hari ternyata atom masih memiliki sub atom yang dikenal sebagai proton, elektron, dan neutron.
2. Model Atom Thomson.
Joseph John Thomson, ahli Fisika Inggris menemukan elektron, sekaligus menyarankan model atomnya bahwa:
a. Atom merupakan sebuah bola yang bermuatan positif.
b. Elektron tersebar merata dalam bola tersebut, seperti pada “plum-pudding” (roti kismis).
Model atom Thomson juga tak sepenuhnya benar, karena tidak sesuai dengan hasil percobaan Geiger dan Marsden. Keduanya melakukan percobaan dengan menjatuhkan sinar alfa (inti helium) yang bermuatan positif pada lembaran logam emas yang sangat tipis. Hasilnya menunjukkan bahwa sebagian besar sinar diteruskan dengan lurus, sebagian kecil dibelokkan, dan sebagian kecil lainnya dipantulkan kembali. Dengan demikian, tidak mungkin proton dan elektron tersebar dalam atom sebagaimana yang digambarkan oleh Thomson.
3. Model Atom Rutherford.
Ernest Rutherford, ahli Fisika asal Selandia Baru melengkapi hasil penemuan Geiger dan Marsden, dengan melakukan percobaan penghamburan sinar alfa sebagaimana dilukiskan dalam gambar berikut ini:
Dengan menggunakan lempengan emas (gambar a), Rutherford meneliti peristiwa penghamburan inti helium. Hasilnya (gambar b) menunjukkan bahwa sebagian besar sinar dapat menembus pelat dengan lurus karena praktis tidak dipengaruhi oleh elektron-elektron. Sebagian kecil masih dapat menembus pelat namun dibelokkan karena lintasannya terlalu dekat dengan inti sehingga terpengaruh gaya tolak. Sebagian kecil lainnya ternyata dipantulkan kembali karena tepat bertumbukan dengan inti atom.
Berdasarkan hasil percobaan tersebut, maka Rutherford menyatakan model atomnya sebagai berikut:
a. Atom terdiri atas inti atom (nukleus) yang bermuatan positif.
b. Elektron yang bermuatan negatif berada di sekitar inti dalam orbit seperti tata surya.
c. Karena muatan atom netral, maka besar muatan positif sama dengan besar muatan negatif.
Meskipun ternyata model atom Rutherford belum dapat menjelaskan kestabilan inti, serta adanya garis-garis spektrum yang tajam yang dipancarkan oleh atom-atom yang tereksitasi, namun model atom Rutherford masih tetap digunakan sejauh menjelaskan tentang inti atom.
4. Model Atom Bohr
Niels Bohr mencoba memperbaiki model atom sebelumnya, dengan mengajukan postulat model atomnya sebagai berikut :
a. Elektron-elektron pada atom mengelilingi inti atom pada lintasan tertentu yang disebut lintasan stasioner. Pada lintasan ini elektron tidak menyerap atau melepaskan energi dan elektron mempunyai momentum sudut yang besarnya merupakan kelipatan dari h/2π.
b. Elektron akan melepaskan energi berupa foton jika elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah (dari lintasan luar ke lintasan dalam) dan elektron akan menyerap energi ketika berpindah dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi ( dari lintasan dalam ke lintasan luar).
Teori Bohr sangat berguna menjelaskan adanya konsep bilangan kuantum, khususnya bilangan kuantum utama (n). Sayangnya, Bohr belum dapat menjelaskan adanya efek Zeeman , yaitu pembelahan garis spektrum menjadi dua atau lebih komponen yang berbeda frekuensi, ketika atom sumber cahaya berada dalam medan magnet. Selain itu, model atom Bohr hanya tepat diberlakukan pada unsur yang memiliki satu proton (misalnya inti hidrogen).
5. Model Atom Modern
Teori atom modern merupakan kumpulan gagasan dari beberapa ilmuwan
(antara lain : de Brogle, Pauli, Schrodinger, dan Heisenberg). Pada dasarnya model atom ini menganggap atom sebagai materi dan juga sebagai gelombang, sehingga prinsi-prinsip keduanya juga diberlakukan terhadap atom.
PARTIKEL-PARTIKEL ATOM
Nuklida suatu unsur biasanya dilambangkan secara umum sebagai berikut:
dimana A adalah nomor massa. Untuk suatu nuklida yang netral, maka nomor massa sama dengan jumlah proton dan neutron. Z adalah nomor atom, yang besarnya sama dengan jumlah proton atau jumlah elektron. X adalah nama unsur.
Massa dan muatan partikel-partikel atom (disebut juga sub atom) adalah sebagai berikut :
| Partikel | Massa (g) | Muatan | |
| Coulomb | Satuan Muatan | ||
| Elektron | 9,10939 x 10-28 | -1,6022 x 10-19 | -1 |
| Proton | 1,67262 x 10-24 | +1,6022 x 10-19 | +1 |
| Neutron | 1,67493 x 10-24 | 0 | 0 |
Berdasarkan model-model atom di atas, dan dilengkapi dengan data massa dan muatan partikel sub atom, maka struktur atom dapat digambarkan sebagai bagian terkecil suatu zat, yang terdiri atas inti atom dengan sub partikel proton dan neutron, serta awan elektron yang melingkarinya. Gambar di bawah ini memperlihatkan struktur sederhana sebuah atom:
Latihan
1. Sebutkan apa yang menjadi kelemahan model atom Dalton?
Ø Atom bukan merupakan bagian terkecil suatu unsur, karena masih dapat dibagi atas sub atom (proton,neutron, dan elektron).
2. Berdasarkan percobaan penghamburan sinar alfanya yang terkenal, Rutherford mematahkan salah satu postulat model atom Thomson. Postulat yang manakah itu?
Ø Postulat Thomson yang dipatahkan Rutherford adalah yang menyatakan bahwa elektron tersebar merata dalam atom.
3. Sebutkan keterbatasan model atom Bohr!
Ø Model atom Bohr hanya dapat diterapkan pada unsur yang memiliki 1 proton.
4. Tentukan jumlah proton, elektron, dan neutron dalam :
a.
Ø a. Proton = elektron = 9, neutron = 10.
b. Proton = elektron = neutron = 8
5. Hitung nomor massa dari unsur X yang memiliki jumlah proton 11 dan jumlah neutron 12! Tuliskan lengkap dalam bentuk lambang nuklidanya!
Ø
Rangkuman
Nuklida suatu unsur dilambangkan dengan dimana A adalah nomor massa atom, dan Z adalah nomor atom (jumlah proton, atau jumlah elektron). Untuk unsur yang netral, jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Besarnya (A-Z) adalah sama dengan jumlah neutron unsur tersebut.
Tes Formatif
Petunjuk : Beri tanda silang pada pilihan jawaban anda!
1. Model atom yang secara tegas menyatakan bahwa atom terdiri atas inti bermuatan positif dengan elektron yang beredar mengelilinginya, yang dibuktikan dengan percobaan penghamburan sinar alfa adalah:
A. Model atom Dalton D. Model atom Bohr
B. Model atom Thomson E. Model atom modern
C. Model atom Rutherford
2. Pada keadaan netral, suatu atom akan memiliki:
A. Jumlah proton sama dengan jumlah elektron.
B. Jumlah proton lebih banyak dari jumlah elektron.
C. Jumlah proton kurang dibanding jumlah elektron.
D. Jumlah proton lebih banyak dari jumlah neutron.
E. Jumlah proton kurang dibanding jumlah neutron.
3. Partikel-partikel sub atom adalah:
A. Inti atom, elektron, proton D. Nukleon, elektron, neutron
B. Inti atom, elektron, neutron E. Proton, neutron, elektron
C. Nukleon, elektron, proton.
4. Suatu atom unsur dilambangkan dengan
A. 38 proton, 38 elektron D. 20 proton, 18 neutron
B. 20 proton, 20 neutron E. 20 elektron, 38 neutron
C. 20 elektron, 38 neutron
5. Atom suatu unsur mempunyai nomor massa 150 dan jumlah neutron 88. Jumlah protonnya adalah:
A. 150 D. 62
B. 88 E. 18
C. 72
Kunci Jawaban Tes Formatif
1. C 2. A 3. E 4. D 5. D
Glossarium
Atom. Partikel terkecil suatu unsur yang dapat mengalami penggabungan secara kimia.
Elektron. Partikel sub atom yang memiliki massa sangat kecil dan muatan negatif(-1).
Neutron. Partikel sub atom yang tidak bermuatan, dan memiliki massa sedikit lebih besar dibanding proton.
Nomor atom. Jumlah proton dalam inti suatu atom.
Nomor massa. Jumlah total proton dan neutron yang dikandung suatu inti atom.
Proton. Partiekl sub atom yang memiliki massa kira-kira 1840 kali lebih besar dibanding massa elektron, dan memiliki muatan positif (+1).
Unsur. Zat yang tak dapat dipisahkan menjadi zat yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa.
Daftar Pustaka
Chang Raymond, 2002, Chemistry, 7th ed., McGraw-Hill, New York.
Masterton W.L., Hurley C.N., 2001., Chemistry. Principles and Reactions,. 4th ed.,
Harcourt Inc., Orlando.
Sunardi, 2009, Kimia Bilingual, Edisi Revisi, Yrama Widya, Bandung.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar