Perkembangan Teori Atom
Atom adalah bagian terkecil dari suatu zat / unsur
yang tidak dapat dibagi-bagi lagi dengan cara reaksi kimia biasa. Atom terdiri
atas inti atom bermuatan positif (tersusun oleh proton dan neutron) dengan
elektron sebagai awan yang mengelilingi. Konsepsi
tentang atom itu pertama kali dimunculkan oleh Demokritus (460 – 370 SM).
Kemudian, John Dalton (1766-1844), Thomson, Rutherford, Niels Bord dan teori
atom modern.
a.
Model atom Dalton
John Dalton melaksanakan percobaan yang menunjang pertumbuhan
pengertian tentang atom. Teori atom Dalton menerangkan reaksi-reaksi kimia
antar zat-zat. Dalton mengemukakan bahwa:
1.
Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi.
2.
Atom-atom suatu unsur semuanya serupa dan tidak dapat berubah menjadi
atom unsur lai.
3.
Dua atom atau lebih dapat bergabung membentuk suatu molekul
4.
Pada reaksi kimia, atom-atom dapat berpisah dan
bergabung kembali dengan susunan berbeda, tetapi massa keseluruhan tetap.
·
Kelemahan teori atom Dalton
Pada
perkembangan selanjutnya ditemukan berbagai fakta yang tidak dapat dijelaskan
oleh teori tersebut, antara lain :
1.
Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi.
2.
Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan.
3.
Model atom Dalton tidak dapat menjelaskan perbedaan
antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain.
Kelemahan–kelemahan tersebut dapat
dijelaskan setelah ditemukan beberapa partikel penyusun atom, seperti elektron
ditemukan oleh Joseph John Thomson tahun 1900, penemuan partikel proton oleh
Goldstein tahun 1886.
·
Kelebihan teori atom Dalton
1.
Dapat menerangkan Hukum
Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
2.
Dapat menerangkan Hukum
Perbandingan Tetap (Hukum Proust)
b.
Model atom Thomson
Menurut Thomson atom adalah bola padat bermuatan padat
bermuatan positif dan didalamnya tersebar elektron yang bermuatan negatif.
Model atom Thomson digambarkan sebagai kismis yang tersebar pada seluruh bagian
roti sehingga disebut sebagai model roti kismis.
Kelebihan teori atom
Thomson adalah dapat membuktikan
adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan
merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.
Kelemahan model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan
negatif dalam bola atom tersebut.
c.
Model atom Rutherford
Teori atom Rutherford muncul berdasarkan eksperimen hamburan
sinar alfa dari uranium. Berdasarkan percobaan tersebut Rutherford menyimpulkan
sebagai berikut:
1.
Atom adalah bola beronggayang tersusun dari inti atom dan elektron yang
mengelilinginya.
2.
Inti atom bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom.
Kelebihan Model Atom Rutherford adalah bahwa
atom memiliki inti atom yang bermuatan positif dan disekelilingnya terdapat
elektron yang mengelilinya. Sedangkan, kelemahan
Model Atom Rutherford adalah belum mampu menjelaskan dimana letak
elektron dan cara rotasinya terhadap ini atom, Elektron memancarkan energi
ketika bergerak sehingga energi atom menjadi tidak stabil dan tidak dapat
menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H).
d.
Model atom Niels Bohr
Niels Bord, seorang fisikawan melakukan percobaan spectrum
hidrogen untuk memperbaiki Rutherford. Hasil percobaan Bohr menyimpulkan
beberapa hal berikut :
1.
Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif yang dikelilingi elektron
bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.
2.
Elektron dapat berpindah dari suatu lintasan ke lintasan yang lain
dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu akan
berkurang. Jika elektron berpindah ke lintasan yang lebih tinggi maka elektron
akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah maka akan memancarkan
energi radiasi.
3.
Elektron-elektron berkedudukan pada tingkat-tingkat energi tertentu yang
disebut kulit-kulit elektron.
·
Kelebihan
model atom Bohr
a.
Keberhasilan teori Bohr terletak pada kemampuannya untuk
meramalkan garis-garis dalam spektrum atom hidrogen
b.
Salah satu penemuan adalah sekumpulan garis halus, terutama
jika atom-atom yang dieksitasikan diletakkan pada medan magnet.
·
Kelemahan
model atom Bohr
a.
Struktur garis halus ini dijelaskan melalui modifikasi teori
Bohr tetapi teori ini tidak pernah berhasil memerikan spektrum selain atom
hydrogen
b.
Belum mampu menjelaskan adanya stuktur halus(fine structure)
pada spektrum, yaitu 2 atau lebih garis yang sangat berdekatan.
c.
Belum dapat menerangkan spektrum atom kompleks, Intensitas
relatif dari tiap garis spektrum emisi, serta Efek Zeeman, yaitu terpecahnya
garis spektrum bila atom berada dalam medan magnet.
e.
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 atas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.
Kelemahan Model Atom Modern adalah Persamaan gelombang Schrodinger hanya
dapat diterapkan secara eksak untuk partikel dalam kotak dan atom dengan
elektron tunggal.
v Pertikel
Dasar Penyusun Atom
|
Partikel
|
Notasi
|
Massa
|
Muatan
|
||
|
Sesungguhnya
|
Relatif terhadap proton
|
Sesungguhnya
|
Relatif terhadap proton
|
||
|
Proton
|
p
|
1,67 x 10-24 g
|
1 sma
|
1,6 x 10-19 C
|
+1
|
|
Neutron
|
n
|
1,67 x 10-24 g
|
1 sma
|
0
|
0
|
|
Elektron
|
e
|
9,11 x 10-28 g
|
sma
|
-1,6 x 10-19 C
|
-1
|
Nomor atom menyatakan jumlah proton dalam atom. Untuk atom netral, jumlah proton
= jumlah elektron (nomor atom juga menyatakan jumlah elektron) diberi simbol
huruf Z dan atom yang melepaskan elektron berubah menjadi ion
positif, sebaliknya yang menerima elektron berubah menjadi ion negatif. Contoh
: 19K
Nomor Massa menunjukkan jumlah
proton dan neutron dalam inti atom. Proton dan neutron sebagai partikel
penyusun inti atom disebut Nukleon. Jumlah nukleon dalam atom suatu unsur dinyatakan sebagai Nomor
Massa (diberi lambang huruf A), sehingga :
A = nomor massa
= jumlah proton ( p
) + jumlah neutron ( n )
A = p + n = Z + n
Penulisan atom tunggal dilengkapi dengan nomor atom di sebelah kiri
bawah dan nomor massa di sebelah kiri atas dari lambang atom tersebut. Notasi
semacam ini disebut dengan Nuklida.
A ZX
Keterangan :
X = lambang atom, A = nomor massa, Z = nomor atom.
Konfigurasi Elektron
§
Persebaran elektron dalam
kulit-kulit atomnya disebut konfigurasi.
§
Kulit atom yang pertama (yang
paling dekat dengan inti) diberi lambang K, kulit ke-2 diberi lambang L dst.
§
Jumlah maksimum elektron pada
setiap kulit memenuhi rumus 2n2 (n = nomor kulit).
Contoh :
Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 12 =
2 elektron
Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 22 =
8 elektron
Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 32 =
18 elektron
Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 42 =
32 elektron
Kulit O (n = 5) maksimum 2 x 52 =
50 elektron
Langkah-Langkah Penulisan Konfigurasi Elektron :
1. Kulit-kulit diisi mulai dari kulit K,
kemudian L dst.
2. Khusus untuk golongan utama (golongan
A) :
Jumlah kulit = nomor periode
Jumlah elektron valensi = nomor
golongan
3. Jumlah maksimum elektron pada
kulit terluar (elektron valensi) adalah 8.
o
Elektron valensi berperan pada
pembentukan ikatan antar atom dalam membentuk suatu senyawa.
o
Sifat kimia suatu unsur ditentukan
juga oleh elektron valensinya. Oleh karena itu, unsur-unsur yang memiliki elektron
valensi sama, akan memiliki sifat kimia yang mirip.
4. Untuk unsur golongan utama ( golongan A
), konfigurasi elektronnya dapat ditentukan sebagai berikut :
a) Sebanyak mungkin
kulit diisi penuh dengan elektron.
b) Tentukan jumlah
elektron yang tersisa.
·
Jika jumlah elektron
yang tersisa > 32, kulit berikutnya diisi dengan 32 elektron.
·
Jika jumlah elektron
yang tersisa < 32, kulit berikutnya diisi dengan 18 elektron.
·
Jika jumlah elektron
yang tersisa < 18, kulit berikutnya diisi dengan 8 elektron.
·
Jika jumlah elektron
yang tersisa < 8, semua elektron diisikan pada kulit berikutnya.
Contoh :
|
Unsur
|
Nomor Atom
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
|
He
|
2
|
2
|
||||
|
Li
|
3
|
2
|
1
|
|||
|
Ar
|
18
|
2
|
8
|
8
|
||
|
Ca
|
20
|
2
|
8
|
8
|
2
|
|
|
Sr
|
38
|
2
|
8
|
18
|
8
|
2
|