Perkembangan Teori Atom

Orang-orang Yunani dan India bersama-sama mereka membayangkan hal yang dibuat dari bola bisa dipecahkan kecil: atom. Pada 460 SM seorang filsuf Yunani, Democritus menanyakan pertanyaan ini: Jika anda mematahkan sepotong materi, dan kemudian mematahkan lagi, berapa banyak istirahat yang harus Anda lakukan sebelum Anda dapat mematahkan itu tidak lebih lanjut? Democritus berpikir bahwa itu berakhir di beberapa titik, sedikit kemungkinan terkecil dari materi. Ia menyebut partikel-partikel materi dasar, atom. Sayangnya, ide-ide atom Democritus tidak memiliki efek yang berlangsung pada filsuf Yunani lainnya, termasuk Aristoteles. Bahkan, Aristoteles menolak gagasan atom sebagai tidak berharga. Orang-orang dianggap pendapat Aristoteles sangat penting dan jika Aristoteles berpikir gagasan atom itu tidak pantas, maka kebanyakan orang lain berpikir sama juga. (Primata memiliki kemampuan meniru yang besar.) Bahkan, Gereja Katolik setuju dengan posisi Aristoteles.

5 poin teori Democritus adalah sebagai berikut ...

Point # 1 Semua materi adalah terdiri dari partikel-partikel yang disebut atom undividable.
Point # 2 Ada sebuah void, yang adalah ruang kosong antar atom.
Point # 3 Atom benar-benar padat.
Point # 4 Atom yang homogen, tanpa struktur internal.
Point # 5 Atom bervariasi
1) Ukuran
2) Bentuk
3) Berat

Selama lebih dari 2000 tahun tidak ada yang melakukan sesuatu untuk melanjutkan eksplorasi. Tidak sampai 1800-an, orang mulai lagi untuk mempertanyakan struktur materi. Minat ini segar kembali karena Ilmu kimia memiliki "rencana besar" yaitu transformasi dari logam "rendah" seperti "tembaga" ke "mulia" logam seperti "emas". Selama ini saat seorang ahli kimia Inggris, John Dalton pada tahun 1800's melakukan eksperimen dengan berbagai bahan kimia yang menunjukkan hal itu, memang, tampaknya terdiri dari partikel menggumpal dasar (atom). Meskipun ia tidak tahu mengenai struktur mereka, ia tahu bahwa bukti yang menunjuk ke sesuatu yang fundamental.

John Dalton yang sekarang disebut bapak teori atom modern untuk usahanya.
Ia menerbitkan karyanya dalam sebuah buku berjudul "Sistem Baru Filosofi Kimia "pada tahun 1808. Di dalamnya ia adalah orang pertama yang mengusulkan bahwa elemen diidentifikasi dengan simbol-simbol. Dalam teori ini, ada lima ide dasar ...

1) unsur kimia yang terbentuk dari atom.
2) atom-atom suatu unsur adalah identik dalam massa mereka
3) atom unsur yang berbeda memiliki massa yang berbeda
4) Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
5) atom tidak dapat diciptakan atau dihancurkan

Karena ia menganggap atom adalah bola keras yang tidak memiliki struktur internal karena ini
teori yang sering juga dikenal sebagai "Billiardballs Teori (teori bola billiard) ". Model Dalto tidak dapat menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.
 
J.J Thompson: Model gumpalan Pudding

Pada tanggal 30 April 1897, fisikawan Inggris John Joseph Thomson melakukan penelitian. 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.
Thomson tahu bahwa elektron memiliki muatan negatif dan berpikir bahwa materi harus memiliki muatan positif. Model-Nya tampak seperti kismis terjebak pada permukaan gumpalan puding. Model atom Thomson yang terkenal adalah "model puding prem". Dia dihormati dengan hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1906.

Kelemahan :

Kelemahan model atom Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

Ernest Rutherford: menemukan inti

Henry Becquerel pada saat itu sudah telah menemukan emisi radioaktivitas yaitu alfa, beta dan radiasi gamma. Partikel alfa memiliki muatan positif dan fisikawan berpikir itu terdiri dari bagian positif dari atom Thompson sementara cahaya beta dianggap sebagai emisi dari rasins negatif dari "model gumpalan pudding" di Thompson
Pada tahun 1911 Ernest Rutherford berpikir hal itu akan terbukti menarik dengan menembak atom dengan sinar alpha ini, dengan pertimbangan bahwa penelitian ini bisa menyelidiki bagian dalam atom (semacam seperti probe a). Dia menggunakan Radium sebagai sumber partikel alfa dan menyinari mereka ke atom emas tipis foil. dibelakang foil duduk layar neon yang ia bisa mengamati dampak alpha partikel. Hasil percobaan datang tak terduga. Sebagian besar partikel alfa berjalan lancar melalui foil. Hanya alpha tajam sesekali menyimpang dari jalan aslinya, kadang-kadang langsung memantul kembali dari foil! Rutherford beralasan bahwa mereka harus tersebar dengan potongan-potongan kecil materi bermuatan positif. Dia beralasan bahwa sebagian besar ruang di sekitar pusat positif mungil ini kosong! Dia berpikir bahwa elektron harus ada di suatu tempat dalam ruang kosong. Rutherford berpikir bahwa elektron negatif mengorbit pusat positif dengan cara seperti planet-planet mengorbit matahari di tata surya.
Rutherford mengetahui bahwa atom terdiri dari inti yang bermuatan positif kompak, di sekitar inti beredar elektron negatif pada jarak yang relatif besar. inti menempati kurang dari seribu juta sepersejuta (10) dari volume atom, tetapi berisi hampir semua massa atom. Jika atom memiliki ukuran stadion sepak bola kemudian inti akan menjadi ukuran koin!. Tidak sampai 1919 Rutherford akhirnya mengidentifikasi partikel dari inti sebagai muatan positif terpisah dari materi. Menggunakan partikel alpha sebagai peluru, Rutherford menembak hidrogen keluar inti atom dari enam elemen: boron, fluor, natrium, aluminium, fosfor, dan nitrogen. Dia menyebutnya mereka "Proton", dari bahasa Yunani untuk 'pertama', karena mereka terdiri dari blok bangunan pertama yang teridentifikasi inti dari semua elemen. Dia menemukan massa proton pada 1.836 kali lebih besar dari massa elektron.

Kegagalan model Rutherford :

Ada sesuatu yang sangat salah muncul dengan model Rutherford tentang atom. Elektron berputar di sekitar inti positif mempercepat dan sesuai dengan teori elektromagnetisme seperti atom harus memancarkan gelombang elektromagnetik (warna pelangi). Sebagai pengurangan energi radiasi electron, lintasan elektron itu harus spiral dan akhirnya menabrak ke dalam inti. Tetapi tidak ada eksperimen yang bisa memverifikasi pelangi ini atau mengamati tabrakan elektron ke inti. model sistem tata surya Rutherford tampaknya tidak berada dalam resonansi dengan hukum Fisika klasik.

Teori Atom Bohr

Pada tahun 1912, pakar fisika Denmark bernama Neils 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. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.
4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.

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.

Kelemahan :

Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak.

Teori 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.
Persamaan Schrodinger

x,y dan z             = Posisi dalam tiga dimensi
Y                        = Fungsi gelombang
m                        = massa
ђ                         = h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14
E                        = Energi total
V                        = Energi potensial

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini.
Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.
Ciri khas model atom mekanika gelombang
Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron.

Selengkapnya silahkan download file dibawah ini :

http://www.ziddu.com/download/13060485/Notes_Chapter_07.pdf.html
http://www.ziddu.com/download/13060486/Atom20at20200.pdf.html
http://www.ziddu.com/download/13060487/atommodels.pdf.html