Perkembangan Model Atom

GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentang Perkembangan Model Atom. Apa sih itu Atom? Apa saja Model-model atom yang dikenal saat ini di dunia sains? Lalu apa saja kelebihan dan kekurangan pada setiap Model Atom? Untuk mengetahuinya, yuk simak penjelasan berikut!

Atom berasal dari Bahasa Yunani yaitu atomos yang berarti partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Atom adalah bagian terkecil yang menyusun suatu benda atau zat. Saat ini atom dianggap sebagai sebuah entitas yang terdiri dari partikel-partikel mikroskopik bernama proton, neutron, dan elektron. Proton dan neutron terikat dengan kuat di dalam inti atom, sedangkan elektron-elektron bergerak di sekitar inti atom dengan kecepatan yang sangat tinggi. Atom merupakan unit dasar dari semua materi di dunia ini, dan segala sesuatu yang terlihat dan terasa oleh manusia terdiri dari atom-atom yang berinteraksi satu sama lain.

Sebuah atom tidak dapat dilihat dengan kasat mata, namun kita dapat melihat visualisasi atom yang dikemukakan para ilmuwan berdasarkan model atom mereka yang diperoleh melalui eksperimen dan pemikiran mereka. Kebenaran suatu model atau teori atom tidak mutlak.

Saat ini telah dikenal berbagai macam model-model seperti model Atom John Dalton, model Atom JJ Thompson, model Atom Rutherford, model Atom Neils Bohr dan model Atom Mekanika Kuantum. Berikut penjelasan lengkapnya:

A. Teori Atom John Dalton

1. Definisi Teori Atom John Dalton

Teori atom John Dalton adalah teori atom yang dikembangkan oleh John Dalton, seorang ilmuwan Inggris pada awal abad ke-19. Teori ini menyatakan bahwa atom merupakan unit dasar dari semua materi di dunia ini, dan setiap jenis atom memiliki massa yang unik dan konstan. Dalton juga menyatakan bahwa atom-atom dapat berikatan satu sama lain untuk membentuk molekul-molekul yang lebih kompleks. Teori ini memberikan landasan bagi pengembangan ilmu kimia dan telah banyak membantu dalam memahami struktur dan sifat dasar dari atom. Berikut gambar atom model John Dalton:

Secara lebih sederhana berikut pendapat Dalton mengenai model atom:

• Atom bagian terkecil suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi.
• Atom berbentuk bola pejal yang tidak bermuatan.
• Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bulat dan sederhana.
• Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.
• Pada reaksi kimia terjadi penggabungan dan pemisahan atom.
• Senyawa adalah hasil reaksi atom-atom penyusunnya.

2. Kelebihan Teori Atom John Dalton

Berikut kelebihan teori atom John Dalton:

• Mampu menjelaskan Hukum Kekelalan Massa, Hukum Perbandingan Tetap, dan Hukum Perbandingan Berganda.
• Meningkatkan minat ilmuwan untuk meneliti model atom berikutnya.

3. Kelemahan Teori Atom John Dalton

Berikut kelemahan teori atom John Dalton:

• Tidak mampu menjelaskan bagaimana cara atom-atom saling berikatan.
• Tidak dapat menjelaskan hubungan antara larutan senyawa dengan daya hantar arus listrik.
• Tidak dapat menjelaskan sifat kelistrikan dari suatu materi.
• Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan atom unsur yang lain.
• Belum melibatkan partikel subatomik antaralain proton, elektron, dan neutron

B. Teori Atom J.J Thompson

1. Definisi Teori Atom J.J Thompson

Teori atom J.J Thompson adalah Model atom yang diusulkan oleh J.J Thompson seorang ilmuwan asal Inggris, ia memodel seperti “roti kismis”, yaitu model atom yang menggambarkan atom sebagai bola pejal yang bermuatan positif yang diselimuti partikel bermuatan negatif, yang dikenal sebagai elektron yang tersebar di bola pejal yang muatan positif. Model ini diusulkan pada awal 1900-an, sebelum penemuan inti atom dan konsep proton dan neutron. Dalam model ini, elektron bermuatan negatif dianggap tertanam dalam zat bermuatan positif yang seragam, seperti kismis dalam roti. Berikut gambar atom model J.J Thompson:

Secara lebih sederhana berikut pendapat Thompson mengenai model atom:

• Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif.
• Elektron yang bermuatan negatif tersebar secara merata di dalam atom.
• Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, sehingga atom bersifat netral.

2. Kelebihan Teori Atom J.J Thompson

Berikut kelebihan teori atom J.J Thompson:

• Mampu membuktikan bahwa atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur, yakni adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom.
• Mampu membuktikan bahwa atom bersifat netral yang tersusun dari partikel-partikel yang bermuatan positif dan negatif.
• Mampu membuktikan bahwa terdapat elektron dalam semua unsur.
• Mampu melibatkan partikel subatomik berupa elektron.

3. Kekurangan Teori Atom J.J Thompson

Berikut kekurangan teori atom J.J Thompson:

• Tidak mampu menjelaskan tentang susunan muatan positif.
• Tidak mampu menjelaskan tentang inti atom.

C. Teori Atom Rutherford

1. Definisi Teori Atom Rutherford

Teori atom Rutherford diusulkan oleh Ernest Rutherford, seorang ilmuwan asal New Zealand, ia memperkenalkan model atom seperti “planet”, yaitu model atom dengan elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom yang bermuatan positif sama seperti planet mengelilingi matahari. Model ini dikembangkan berdasarkan hasil eksperimen foil emas Rutherford yang terkenal, yang melibatkan penembakan seberkas partikel alfa pada lembaran tipis foil emas dan mengukur defleksinya. Rutherford menemukan bahwa sebagian besar partikel alfa melewati langsung foil, tetapi beberapa dibelokkan, menunjukkan adanya inti kecil bermuatan positif di pusat atom. Model ini merupakan peningkatan yang signifikan dari model sebelumnya, seperti model roti kismis yang diusulkan oleh J.J. Thomson, yang tidak cukup menjelaskan perilaku partikel yang diamati dalam percobaan kertas emas. Berikut gambar model atom Rutherford:

Secara lebih rinci berikut pendapat Rutherford mengenai model atom:

• Elektron yang bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom yang bermuatan positif dengan kecepatan yang sangat tinggi.
• Atom mempunyai inti berupa muatan positif yang menjadi pusat massa atom.
• Penyebaran partikel alfa tidak dipengaruhi oleh awan elektron.
• Sebagian besar dari atom merupakan permukaan yang hampa atau kosong.
• Sebagian kecil partikel alfa yang lewat akan dibelokkan dan sedikit sekali dipantulkan. Sebagian besar lainnya tidak mengalami pembelokkan/hambatan.

2. Kelebihan Teori Atom Rutherford

Berikut kelebihan teori atom Rutherford:

• Mampu menggambarkan dan menjelaskan bentuk lintasan elektron yang mengelilingi inti atom.
• Mampu menjelaskan bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti atom yang dimana satu sama lain terpisah oleh ruang hampa.
• Mampu menjelaskan pergerakan elektron disekitar inti atom

3. Kekurangan Teori Atom Rutherford

Berikut kekurangan teori atom Rutherford:

• Tidak mampu menjelaskan mengapa elektron tidak pernah jatuh ke dalam inti atom sesuai dengan teori fisika klasik.
• Tidak mampu menjelaskan tentang spektrum garis pada atom hidrogen (H).
• Tidak mampu menjelaskan letak elektron dan cara rotasinya terhadap inti atom.
• Elektron yang bergerak akan memancarkan energi, sehingga energi atom menjadi tidak stabil.

D. Teori Atom Neils Bohr

1. Definisi Teori Atom Neils Bohr

Teori atom Bohr adalah teori tentang struktur atom yang dikemukakan oleh fisikawan Denmark, Niels Bohr. Teori ini menjelaskan bahwa elektron-elektron yang bergerak di sekitar inti atom hanya dapat berada dalam orbit-orbit tertentu yang dikenal sebagai “orbit bohr”. Teori ini juga menjelaskan bahwa energi yang dibebaskan atau diserap oleh atom terjadi saat elektron naik atau turun antara dua orbit yang berdekatan. Teori Bohr sangat bermanfaat dalam memahami fenomena-fenomena kuantum yang terjadi pada skala atomik. Namun, teori ini tidak dapat menjelaskan semua aspek dari struktur atom, dan telah digantikan oleh teori-teori yang lebih canggih seperti teori kuantum mekanik. Berikut gambar model atom Neils Bohr:

Secara lebih rinci berikut pendapat Neils Bohr mengenai model atom:

• Elektron dalam atom bergerak melalui lintasan yang merupakan tingkat energi tertentu, dengan demikian elektron juga mempunyai energi tertentu.
• Selama bergerak dalam lintasannya elektron tidak memancarkan energi disebut keadaan stationer atau dasar.
• Elektron dalam atom dapat menyerap energi dan pindah ke lintasan/tingkat energi yang lebih tinggi (disebut eksitasi atau promosi).

2. Kelebihan Teori Atom Neils Bohr

Berikut kelebihan teori atom Neils Bohr:

• Mampu memperbaiki kelemahan dari teori atom Rutherford.
• Mampu membuktikan adanya lintasan elektron untuk atom hidrogen.
• Mampu menjelaskan spektrum atom hidrogen secara akurat.

3. Kekurangan Teori Atom Neils Bohr

Berikut kekurangan teori atom Neils Bohr:

• Tidak mampu menjelaskan spektrum warna dari atom-atom yang mempunyai banyak elektron atau yang lebih kompleks.
• Tidak mampu menjelaskan adanya garis-garis halus dalam spektrum hidrogen (efek Zeeman) karena Bohr menganggap elektron sebagai partikel.
• Model atom Bohr memiliki nilai momentum sudut lintasan ground state yang salah.
• Tidak mampu mengetahui intensitas relatif garis spektra.
• Tidak mampu menjelaskan struktur garis spektra yang baik.
• Tidak mampu menjelaskan atom selain atom hidrogen.

E. Teori Atom Mekanika Kuantum

Teori mekanika kuantum diperkenalkan oleh Erwin Schrodinger, fisikawan asal Austria dan Werner Heisenberg, fisikawan asal Jerman. Mereka berpendapat bahwa atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron-elektron. Dimana posisi elektron tidak hanya ada di lintasan-lintasan sehingga tidak bisa ditentukan posisinya secara pasti. Namun posisi elektron dapat diprediksi melalui peluang keberadaan elektron. Daerah yang memiliki peluang yang besar disebut dengan orbital. Orbital digambarkan berupa awan, yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kemungkinan ditemukan elektron di daerah tersebut. Berikut gambar model atom Neils Bohr Mekanika Kuantum:

Teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg melahirkan model atom mekanika kuantum sebagai berikut:

• Posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti.
• Atom mempunyai kulit elektron.
• Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron.
• Setiap subkulit elektron memiliki sub-sub kulit elektron.

2. Kelebihan Teori Atom Mekanika Kuantum

Berikut kelebihan teori atom Mekanika Kuantum:

• Mampu mengetahui dimana kebolehjadian menemukan elektron (orbital).
• Mampu mengukur perpindahan energi eksitasi dan emisinya.
• Mampu mengidentifikasi bahwa pada inti atom terdapat proton dan netron kemudian dikelilingi oleh elektron yang berputar pada porosnya / orbitalnya.
• Mampu menjelaskan sifat atom dan molekul yang berelektron lebih dari satu.

3. Kekurangan Teori Atom Mekanika Kuantum

Berikut kekurangan teori atom Mekanika Kuantum:

• Persamaaan gelombang Schrodinger hanya dapat diterapkan secara eksak untuk partikel dalam kotak dan atom dengan elektron tunggal.
• Model atom kuantum sulit diterapkan di sistem makroskopik.

Demikianlah pembahasan kita terkait Perkembangan Teori Atom. Terima kasih, semoga bermanfaat.

Oleh : Muhammad Rasikh Ilmi, S.Pd.