BAB I STRUKTUR ATOM DAN - guru

BAB I
STRUKTUR ATOM DAN PERKEMBANGAN TEORI ATOM
Atom merupakan partikel terkecil suatu materi.
Bila atom-atom saling bergabung akan membentuk suatu molekul atau gugusan
atom.
Molekul dapat berupa molekul unsur (bila atom yang bergabung sama atau bersifat
homoatom) atau molekul senyawa (bila atom yang bergabung berbeda atau
bersifat heteroatom).
Molekul bersifat netral, sedangkan gugusan atom dapat bermuatan positif atau
negatif, yang sering dikenal sebagai ion positif atau negatif.
Senyawa unsur  senyawa yang tersusun dari unsur-unsur yang sama
Senyawa molekul  senyawa yang tersusun dari unsur-unsur yang berbeda
Senyawa ion  senyawa yang tersusun dari ion positif dan ion negatif
Sejarah Perkembangan Model Atom
Pada awalnya Demokritus-Leukippos berpendapat bahwa materi bersifat
diskontinu, artinya bila suatu materi dibelah terus-menerus suatu ketika akan
diperoleh suatu partikel fundamental.
Pendapat ini ternyata ditolak oleh Aristoteles (384 – 322 SM), yang berpendapat
bahwa materi bersifat kontinu, artinya materi dapat dibelah terus-menerus sampai
tidak berhingga.
Adanya pro dan kontra terhadap sifat materi menyebabkan perkembangan teori
tentang materi menjadi agak terganggu. Setelah sekian lama, sekitar tahun 1592 1655 Gasendi mengemukakan bahwa atom merupakan bagian terkecil suatu zat.
Oleh karena itu sekitar tahun 1808 John Dalton mencoba untuk mengungkapkan
pendapatnya, yang dikenal dengan teori atom Dalton, yang antara lain mengatakan
bahwa :
1. Zat tersusun atas atom-atom.
2. Atom sejenis memiliki sifat yang sama dalam segala hal, sedangkan atom yang
berbeda memiliki sifat yang berbeda.
3. Atom tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan
4. Reaksi kimia terjadi karena adanya pemisahan dan penggabungan atom-atom.
5. Bila atom-atom bergabung akan membentuk molekul. Bila atom-atom yang
bergabung sama membentuk molekul unsur, sedangkan bila atom-atom yang
bergabung berbeda akan terbentuk molekul senyawa.
J.J Thomson secara teoretik mengasumsikan suatu model atom yang dikenal
dengan model atom roti kismis.
Thomson berpendapat bahwa, atom merupakan bola massif / padat / pejal yang
bermuatan positif dan tersebar elektron-elektron yang bermuatan negatif.
Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif atau dapat
dikatakan bahwa atom bersifat elektronetral.
Model Atom Thomson
Berdasarkan hasil percobaan hamburan sinar  yang dilakukan oleh
mahasiswanya yang bernama Hans Geiger dan Ernest Marsden sekitar tahun
1909, Rutherford mencoba mengemukakan model atom yang dapat
menumbangkan model atom Thomson.
Model atom Thomson yang mengemukakan bahwa atom merupakan bola
yang massif atau padat atau pejal tidak dapat dibuktikan secara
eksperimen. Sinar  yang berasal dari zat radioaktif polonium dikenakan
terhadap lempeng emas yang tipis, ternyata berkas sinar  yang memiliki
kecepatan 10.000 mil det-1 hampir semuanya dapat menembus lempeng
emas, hanya sebagian kecil yang dibengkokkan dan dipantulkan kembali.
Secara skematik percobaan hamburan sinar  dapat digambarkan seperti
Gambar
detektor
sinar α
insssssar

detektor
celah
Percobaan Hamburan Sinar 
Rutherford mengemukakan bahwa atom merupakan bola yang berongga dengan
massa atom terpusatkan pada inti atom yang sangat kecil yang bermuatan
positif dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif.
Model atom Rutherford yang mengatakan bahwa elektron bergerak mengelilingi inti
tidak dapat menyanggah makin berkurangnya energi elektron bila bergerak
mengelilingi inti seperti yang dikemukakan dalam teori mekanika klasik. Dengan
demikian model atom Rutherford menjadi goyah, karena bila energi elektron makin
berkurang, lintasan elektron menjadi mengecil dan akhirnya elektron akan jatuh ke inti.
Dapat dikatakan bahwa model atom Rutherford berupa spiral. Hal ini merupakan
kelemahan model atom Rutherford. Model atom Rutherford tidak stabil dan tidak dapat
menjelaskan terjadinya spektra. Namun demikian, Rutherford telah mampu
memperkirakan besarnya jari-jari inti atom dan jari-jari atom.
e
Model Atom Rutherford
+
Model Atom Niels-Bohr
Mengacu pada kelemahan model atom Rutherford, sekitar tahun 1913
Niels-Bohr mencoba untuk mengemukakan model atom yang mampu
memperbaiki model atom Rutherford, yang dikenal dengan model
atom Niels-Bohr. Model atom Niels-Bohr berpendapat bahwa :
a. Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif sebagai pusat
massa atom dan elektron beredar mengelilingi inti pada tingkat
energi tertentu (lintasan elektron/kulit atom/orbit).
b. Selama elektron bergerak pada lintasan stasioner tidak
memancarkan atau
menyerap energi (tidak terjadi perubahan energi).
Besarnya energi yang diperlukan atau dipancarkan sebesar :
E  hf 
M L
hc

K
+
E1
E2
E3
h = tetapan Planck = 6,6.10-34 Js
f = frekuensi foton (Hz)
c = cepat rambat cahaya = 3.108 m/s
λ = panjang gelombang foton (m)
n1
n2
n3
E1 < E2 < E3
Gambar Model Atom Niels-Bohr
Model Atom Mekanika Gelombang
Model atom Bohr hanya tepat bila diterapkan pada atom yang tersusun atas inti dan
satu elektron, dan belum mampu menjelaskan intensitas garis spektra.
Berdasarkan sifat dualisme partikel gelombang yang dikemukakan oleh Louis de
Broglie (19231924) dan azas ketaktentuan Heisenberg maka pada sekitar tahun
1926 Heisenberg dan Schrodinger secara terpisah mencoba menyusun suatu
persamaan gelombang yang dapat digunakan untuk mempelajari perilaku elektron
yang berada di sekitar inti atom.
Mereka mengembangkan teori mekanika gelombang atau mekanika kuantum, yang
selanjutnya dikenal dengan model atom mekanika gelombang atau mekanika
kuantum, yang didasarkan pada sifat elekron sebagai partikel maupun gelombang.
Sampai saat ini persamaan gelombang yang dikembangkan adalah persamaan
Schrodinger.
Sifat dualisme partikel gelombang berpendapat bahwa partikelpartikel kecil bermuatan yang bergerak dengan kecepatan tinggi
dapat bersifat gelombang dengan panjang gelombang sebesar :
h

mv
dengan , h, m, dan v masing-masing adalah
panjang gelombang, tetapan Planck, massa, dan
kecepatan partikel.
Azas ketaktentuan Heisenberg mengacu pada sifat dualisme de Broglie, yang
meyakini bahwa kedudukan elektron di sekeliling inti menjadi tidak tertentu, tetapi
hanya suatu kebolehjadian. Secara matematik prinsip ketaktentuan Heisenberg dapat
dinyatakan dalam persamaan :

q p 
2

E t 
2
dengan q, p, E, dan t masing-masing adalah ketaktentuan kedudukan,
momentum, energi, dan waktu.
h

2
Dengan h adalah tetapan Planck.
Berdasarkan model mekanika gelombang maka kedudukan elektron di sekitar inti atom
menjadi tidak tertentu, melainkan hanya suatu kebolehjadian, sehingga istilah orbit
pada model atom Niels-Bohr tidak digunakan lagi, tetapi selanjutnya dikenal dengan
orbital yang menyatakan daerah di sekitar inti yang memiliki kebolehjadian paling
besar untuk menemukan elektron.
Kedudukan elektron di sekitar inti atau orbital elektron dinyatakan dengan suatu fungsi
gelombang tertentu.
Berdasarkan fungsi gelombang elektron tersebut dapat dipelajari perilaku elektron
dengan menerapkan persamaan Schrodinger, yang antara lain dapat ditentukan:
a. Energi elektron
b. Bentuk orbital
c. Harga-harga bilangan kuantum
d. Degenerasi
e. Pengamatan spektra unsur