MAKALAH FISIKA ATOM DAN INTI PERKEMBANGAN TEORI ATOM Dosen Pengampu : Haerul Pathoni, S.Pd., M.PFis. Disusun oleh Nama : Wella Meliza Nim : A1C318001 Kelas : Reguler A 2018 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI 2021 BAB I LATAR BELAKANG Dalam memikirkan alam semesta, sebagian besar para ahli filsafat yunani meninjaunya dalam skala makro, yaitu berdasarkan apa yang mereka lihat secara kasat mata saja. Namun ada pula beberapa ahli filsafat yang memikirkan lebih jauh makna terdalam dari jagat raya ini dalam konsep berskala mikro, artinya berpikir secara abstrak hal yang tidak dapat mereka lihat namun mereka yakini keberadaannya, mereka disebut para atomist (Farida,2009:2). Konsep tentang atom pertama sekali dicetuskan oleh demokritus, menurut democritus semua dapat dipecahkan menjadi partikel kecil, dimana partikel-partikel tidak tidak dapat dipisahkan lagi disebut dengan atom. Atom berasal dari kata atomos yang artinya tidak dapat dipoting atau tidak dapat dibagi. Setelah beberapa abad lamanya teori tentang atom mendapat perhatian yang serius sehingga ditemukan partikel dasar atom adalah proton, elektron, dan neutron (Sabarni, 2014: 1). Mempelajari tentang teori atom sangat penting bagi kita karenaatom merupakan penyusun material yang ada dialam semesta ini. Dengan memahami atom kita dapat mempelajari bagaimana suatu atom dengan yang lain berinteraksi, mengetahui sifat-sifat yang dimilki atom, dan sebagainya sehingga kita dapat memanfaatkan alam semesta untuk umat manusia. Pada abad ke 17 dan 18 dimana saat itu ilmu kimia mulai berkembang. Para ilmuan mulai menggunakan teknik menimbang untuk mendapatkan pengukuran yang lebih tepat dan menggunakan ilmu fisika untuk mendukung perkembangan teori atom. Pada awal abad 20 muncul mekanika kuantum yang merupakan paradigma sains revolusioner. Lahirnya mekanika kuantum tidak terlepas dari perkembangan teori-teori, terutama teori atom. Untuk mengetahui lebih jelas tentang perkembangan teori atom dari beberapa ahli, maka dalam makalah ini dibahas tentang perkembangan teori atom dalton, teori atom thompson, teori atom rutherford, dan teori atom bohr. BAB II ISI 2.1 Perkembangan Teori Atom Dalton Orang yang dapat kita kaitkan terutama dengan asal teori atom adalah guru besar kimia sekolah inggris yang bernama John Dalton (1776-1844). Jhon dalton adalah seorang guru SMU di Manscester, inggris. Dalton terkenal karena teorinya yang membangkitkan kembali istilah “atom”, dalam buku karangannnya yang berjudul new system of chemical philosophy (Sutrisno,2017: 13). Ada dua percobaan yang mendasari teori atom Dalton. Dasar percobaan yang pertama adalah penemuan tentang pembakaraan dan proses yang berkaitan yang dilakukan oleh Antoine Lavoisier (1743-1794). Dalam proses pembakaraan oksigen dari udara bergabung dengan benda yang mengalami perubahaan. Dalam percobaannya merkuri cair bergabung dengan oksigen membentuk merkuri oksida yang berwarna merah. Lavoisier menemukan hukum kekekalan massa: massa total dari benda yang ada setelah reaksi kimia adalah sama seperti sebelum reaksi berlangsung. Hukum kedua adalah hukum perbandingan tetap (juga dikenal sebagai hukum perbandingan tertentu). Senyawa kimia, tidak peduli dari masa asalnya atau caranya dibuat, selalu mempunyai komposisi yang sama, yaitu, perbandinganperbandingan massa yang sama dari unsur-unsur pembentuknya. Sebagai contoh, pada tahun 1799, Joseph Proust (1754-1826) menemukan bahwa karbonat, apakah berasal dari alam atau buatan dalam laboratorium, mempunyai komposisi tertentu (Sastro,2018:3-5). Menurut Sastro (2018: 4), Teori Atom Dalton yang dikembangkan selama periode 1803-1808 berdasarkan beberapa anggaran sebagai berikut: 1. Semua benda terbentuk dari atom 2. Atom-atom tidak dapat dibagi maupun dipecah menjadi bagian lain 3. Atom-atom tidak dapat dicipta maupun dihancurkan 4. Atom-atom dari unsur tertentu adalah identic satu terhadap lainnya dalam ukuran, massa, dan sifat-sifat yang lain, namun mereka berbeda dari atom-atom dari unsur-unsur yang lain. 5. Perubahan kirltia merupakan penyatuan atau pemisahan dari atom- atom yang dapat dibagi. Meskipun ide atom dari Dalton tidak dapat diterima, namun demekian ia telah meletakkan konsep dasar secara kuantitatif dan menggunakannya untuk mengerti tersusun dari apakah benda itu dan bagaimana benda berubah oleh peristiwa reaksi kimia. Hingga tahun 1803, hampir seratus tahun konsep teori atom Dalton dianut, telah diketemukan kurang lebih 10.000 senyawa dari sekitar 35 unsur (dibandingkan pada zaman modern ini, lebih satu juta senyawa telah diketemukan yang tersusun lebih dari 100 unsur). Menurut Tim Solusi Cerdas (2020:3), dalam deretan akhir dari teori Dalton menganggap bahwa atom-atom tetap tidak berubah pada suatu reaksi kimia. Dalton berpendapat bahwa atom merupakan bagian terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi. a. Kelebihan dari Teori Atom Dalton 1) Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) 2) Dapat menerangkan Hukum Perbandingan Tetap(Hukum Proust) b. Kelemahan dari Teori Atom Dalton 1) Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi. 2) Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan. 3) Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dan unsur yang lain. 2.2 Perkembangan Teori Atom Thomson Menurut Sastro (2018:25), Percobaan Thomson terdiri atas dua bagian. Dalam bagian yang pertama pembelokan diukur dengan lempeng-lempeng tidak bermuatan yaitu pembelokan disebabkan oleh medan magnet sendiri. Dalam bagian kedua lempeng-lempeng dimuati listrik pada arah yang tepat hingga hasil tidak ada pembelokan dikatakan medan listrik dan medan magnet tepat sama. Gambar 1.1 Skema yang menunjukkan bagaimana electron dengan kecepatan v dibelokan dalam suatu daerah medan magnet H. Gambar 1.1 menunjukkan hubungan secara kuantitatif. Elektron dengan muatan e bergerak kekanan dengan kecepatan v. Dalam percobaan pertama elektron bergerak melalui daerah medan magnet H (yaitu belum ada tegangan pada pelat-pelat yang bermuatan listrik). H tegak lurus pada plat, membelokkan electron dari lintasan garis-garis lurus terputus menjadi lintasan lengkung yang mempunyai jari-jari kelengkungan r. Harga r dapat ditentukan dengan pengukuran berapa jauh noda cahaya pada permukaan tabung yang telah dideviasikan dari kedudukannya sebelum dibelokkan (medan magnet nol). Gaya yang disebabkan oleh medan adalah Hev, yang menyatakan bahwa gaya adalah berbanding lurus dengan medan, muatan pada elektron dan kecepatan electron. Hukum dasar dari fisika menyatakan bahwa gaya = massa x percepatan. Untuk suatu partikel dengan kecepatan v yang bergerak sepanjang jari-jari dengan kelengkungan r, maka percepatan adalah v2/r. sehingga kita dapat menuliskan: Gaya = massa x percepatan = m x v2/r dimana m adalah massa dari partikel. Dengan menyamakan gaya ini dengan gaya magnetic Hev, diperoleh persamaan, Hev = mv2 dari persamaan ini diperoleh r e m = v Hr Menurut thompson bentuk atom menyerupai agar-agar tersusun dari muatan listrik positif dan negatif. Muatan positif menyebar secara merata dalam bulatan yang merupakan atom dan elektron terdapat di dalamnya. Model ini disebut juga dengan model roti kismis karena mirip dengan roti yang ditaburi kismis (Ramadani,2016: 2). Menurut Tim Solusi Cerdas(2020:4), Thomson berpendapat, bahwa atom merupakan bola pejal yang memiliki nuatan positif yang menyebar merata dan dinetralkan oleh muatan negatif. Model atom Thomson diibarakatan dengan model atom Roti Kismis. a. Kelebihan dari Teori Atom Thomson Dapat membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negative dalam atom. b. Kekurangan dari Teori Atom Thomson Tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negative dalam bola atom tersebut. 2.3 Perkembangan Teori Atom Rutherford Menurut Jumini (2018:45), Setelah melakukan banyak kemajuan dengan mempelajari keradioaktifan, fisikawan Inggris Ernest Rutherford (1871-1937) menjadi tertarik pada struktur atom, asal radiasi radioaktif. Ia menembaki lempeng tipis logam (ketebalan 104 atoms) dengan berkas parallel partikel ɑ (di kemudian hari ditemukan bahwa partikel ɑ adalah inti atom He). Ia merencanakan menentukan sudut partikel yang terhambur dengan menghitung jumlah sintilasi dilayar ZnS. Hasilnya sangat menarik. Sebagian besar pertikel melalui lempeng tersebut. Beberapa partikel terpental balik. Untuk menjelaskan hal yang tak terduga ini, Rutherford mengusulkan adanya inti atom. Dalam eksperimen Rutherford,partikel yang dideteksi telah dihambur dengan sudut Ɵ dan Ɵ + dƟ. jejari r yang tebalnya rdƟ. Jejari daerah itu ialah dan r sin Ɵ, sehingga bidang seluas dS dari layar yang ditubruk partikel ini adalah dS = (2πr sinƟ) (rdƟ) = 2π r2 sin ƟdƟ = 4π r2 sin Ɵ/2 coc Ɵ/2 dƟ Setelah melakukan eksperimen, Rutherford menyimpulkan bahwa benda pejal itu merupakan inti atom. Hal ini berarti bahwa atom terdiri dari inti atom dan ruang kosong. Di luar inti atom terdapat electron yang bermuatan negative dan jumlahnya sama dengan muatan pada inti atom. Electron beredar mengelilingi inti atom pada jarak yang relative jauh dari inti atom. Lintasan electron tersebut dinamakan kulit atom. Jarak inti atom ke kulit electron disebut jari-jari atom. Informasi saat ini berdasarkan penelitian dengan menggunakan sinarX, menyatakan bahwa diameter suatu atom adalah 10-10 m atau 1/50.000 kali diameter atom . Rutherford menyatakan bahwa dalam atom harus ada partikel yang massa cukup besar sehingga partikel ɑ yang memiliki massa sebesar massa atom helium tertolak, dan yang jarijarinya sangat kecil (Jumini,2018:46-47). Dari percobannya rutherford menyimpulkan yaitu bahwa atom terdiri dari inti bermuatan positif yang merupakan terpusatnya massa, disekitar inti terdapat elektron yang mengelilingi inti dan dalam ruang hampa. Namun model rutherford ini menimbulkan kesukaran oleh karena bertentangan dengan teori elektrodinamika listrik (Ramadani,2016:4). Menurut Tim Solusi Cerdas (2020:4) Rutherford dan Ernest Marsden mempelajari struktur dalam sebuah atom. Mereka bereksperimen dengan menembakkan sinar alfa (ɑ) dengan lempeng emas tipis dengan ketebalan 0,00004 cm. a. Kelebihan dari Teori Atom Rutherford Dapat membuat hipotesis bahwa atom tersusun dari inti atom dan electron yang mengelilingi inti. b. Kekurangan dari Teori Atom Rutherford Tidak dapat menjelaskan mengapa electron tidak jatuh ke dalam inti atom. 2.4 Perkembangan Teori Atom Bohr Niel Bohr, ahli fisika bangsa Denmark, adalah orang pertama yang mengetengahkan teori struktur atom (1913). Ia telah berusaha untuk menerangkan tiga masaah pengamatan yang berhubungan dengan sifat atom yaitu: sifat-sifat berkala dari unsur-unsur bila disusun berdasarkan atas kenaikan berat atom (lebih tepat, nomor atom), terdapat keteraturan yang sistematis dari frekuensi-frekuensi garis spectrum, dan timbulnya kontradiksi antara elektrodinamika klasik dengan penggunaannya terhadap persoalan electron dalam atom-atom. Yang terakhir memberikan arti bahwa partikel-partikel yang bermuatan listrik yang sedang bergerak dalam lintasan lengkung diperkirakan memberikan tenaga radiasi kesekelilingnya. Hal yang sama, jika suatu atom yang terdiri atas electron-elektron negative yang mengelilingi inti bermuatan positif dan jika elektron-elektron ini bergerak, maka diperkirakan juga bahwa atom akan melepaskan tenaga radiasi. Kehilangan tenaga seperti radiasi akan mengakibatkan atom menjadi tak berdaya (collapse), kenyataan, ketidakberdayaan seperti ini tidak teramati, dan suatu atom tidak akan menyerap radiasi kecuali jika ia mengalami eksitasi ke tingkat tenaga yang lebih tinggi (Sastro,2018:27). Menurut Ramadani (2016:5), Bohr merumuskan teori atom yang disebut teori atom bohr yaitu sebagai berikut 1.atom terdiri atas inti bermuatan positif 2. elektron bergerak mengelilingi inti dalam lintasan tertentu 3.Elektron dalam lintasannya tidak menyerap atau memmancarkan energi. Karena tiap lintasan memilki tingkat energi tertentu. Menurut Tim Solusi Cerdas (2020:4), Atom adalah inti bermuatan positif yang dikelilingi electron bermuatan negative yang hanya melintasi lintasan-lintasan tertentu. Pada lintasan-lintasan tersebut elektron tidak menyerap atau memancarkan radiasi atau energi. a. Kelebihan dari Atom Niels Bohr 1) Bohr dapat meramalkan garis-garis dalam spectrum atom hidrogen. 2) Jika atom-atom dieksitasi diletakkan pada medan magnet, maka akan timbul garisgaris halus. b. Kelemahan dari Atom Niels Bohr 1) Bohr hanya mampu menjelaskan spektrum atom hidrogen, tetapi tidak dapat menjelaskan spektrum atom dengan jumlah elektron yang lebih banyak. 2) Kulit elektron yang mengelilingi inti berbentuk ellips bukan lingkaran. 3) Bohr berpendapat bahwa elektron hanya sebagai partikel bukan sebagai partikel dan gelombang. BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan Dari makalah diatas dapat disimpulkan bahwa: 1. Hal yang berkaitan dengan perkembangan teori atom diantaranya teori atom yang dikemukakan oleh John Dalton, J., J. Thomson, Rutherford dan Neils Bohr. 2. Kelemahaan yang terdapat pada masing-masing teori atom yaitu teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik. Teori atom thomson tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negative dalam bola atom tersebut. Teori atom rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh kedalam inti atom. Teori atom bohr tidak dapat menjelaskan spectrum warna dari atom berelektron banyak. 3. Kelebihan yang dimiliki oleh beberapa model teori atom Jhon Dalton adalah dapat menerangkan hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan menerangkan hukum perbandingan tetap (hukum proust). Thomson adalah menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel sub atomik dan dapat menerangkan sifat listrik atom. Rutherford adalah fenomena penghamburan sinar alfa oleh lempeng tipis emas dan mengemukakan keberadaan inti atom. Bohr adalah mengaplikasikan teori kuantum untuk menjawab kesulitan dalam model atom Rutherford. 3.2. Saran Setiap penelitian pasti ada kekurangan jadi disetiap penelitian pasti juga akan ada perbaikan. Begitupun dengan teori-teori yang ada pada perkembangan atom yang selalu disempurnakan. Maka saya sebagai penyusun sadar bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan karena saya memiliki keterbatasan yang tidak dapat saya pungkiri, untuk itu saya harapkan kritik dan saran yang membangun dari dosen dan para pembaca. DAFTAR PUSTAKA Farida, Ida.2009. analisis sejarah perkembangan model atom berdasarkan paradigma kuhn. Bandung : UIN Sunan Gunung Djati Bandung. Jumini, Sri. 2018. Fisika inti. Wonosobo : Mangkubumi. Ramadani. 2016. Struktur Atom Dan Perkembangan Teori Atom. Jurnal Ilmu Pendidikan. 1 (2), Hal 1-10. Sabarni. 2014. Atom dan Molekul Berdasarkan Kimia dan Perspektif Al-Qur’an. Lantanida Journal. 2 (2), Hal 1-14. Sastro, Namidjojo Hardjono. 2018. Kimia Dasar. Yogyakarta; Gadjah mada universitypress. Sutrisno. 2017. 25 Tokoh Ilmuan Pengubah Dunia. Surakarta: Bornwins. Tim Solusi Cerdas. 2020. Pocket Shortcut Kimia. Surakarta Genta Smart.
