TEORI ATOM

TEORI ATOM
DEFINISI ATOM
• Salah satu konsep ilmiah tertua adalah
bahwa semua materi dapat dipecah menjadi
zarah (partikel) terkecil, dimana partikelpartikel itu tidak bisa dibagi lebih lanjut.
• A : Tidak, Tomos : memotong. Dinamakan
atom karena dianggap tidak dapat dipecah
lagi
Teori Atom Dalton (1743 – 1844)
• Pencetus teori atom modern.
• Teorinya dilandasi oleh kejadian kimiawi
dan data kuantitatif.
• Teori Dalton ditunjang juga oleh 2
percobaan (oleh Lavoisier dan Prost) dan 2
hukum alam (Kekekalan massa dan
Perbandingan tetap)
Percobaan Lavoisier
Mula-mula tinggi cairan merkuri dalam wadah yang berisi udara adalah A,
tetapi setelah beberapa hari merkuri naik ke B dan ketinggian ini tetap.
Beda tinggi A dan B menyatakan volume udara yang digunakan oleh
merkuri dalam pembentukan bubuk merah (merkuri oksida). Untuk
menguji fakta ini, Lavoisier mengumpulkan merkuri oksida, kemudian
dipanaskan lagi. Bubuk merah ini akan terurai menjadi cairan merkuri dan
sejumlah volume gas (oksigen) yang jumlahnya sama dengan udara yang
dibutuhkan dalam percobaan pertama.
Hukum Kekekalan Massa
Massa bahan keseluruhan setelah reaksi kimia
sama dengan sebelum reaksi
Percobaan Joseph Proust
Pada tahun 1799 Proust menemukan bahwa senyawa
tembaga karbonat baik yang dihasilkan melalui sintesis di
laboratorium maupun yang diperoleh di alam memiliki
susunan yang tetap.
Percobaan
ke-
Sebelum
pemanasan
(g Mg)
Setelah
pemanasan
(g MgO)
Perbandingan
Mg/MgO
1
0,62
1,02
0,62/1,02 = 0,61
2
0,48
0,79
0,48/0,79 = 0,60
3
0,36
0,60
0,36/0,60 = 0,60
3 Asumsi Dasar Teori Dalton
• Tiap unsur kimia tersusun oleh partikel-partikel kecil
yang tidak bisa dihancurkan dan dibagi, yang disebut
atom. Selama perubahan kimia, atom tidak bisa
diciptakan dan juga tidak bisa dimusnahkan
• Semua atom dari suatu unsur mempunyai massa
(berat) dan sifat yang sama, tetapi atom-atom dari
suatu unsur berbeda dengan atom dari unsur yang
lain, baik massa (berat) maupun sifat-sifatnya
berlainan.
• Dalam senyawa kimiawi, atom-atom dari unsur yang
berlainan melakukan ikatan dengan perbandingan
numerik yang sederhana : Misalnya satu atom A dan
satu atom B (AB) satu atom A dan dua atom B (AB2).
Hukum Perbandingan Berganda
Bila dua unsur membentuk lebih dari satu senyawa, perbandingan massa dari unsur pertama dengan unsur kedua merupakan bilangan yang sederhana.
Metana
H C H
Etilena
C H
BA
=5
BA
=1
BA
=1
BA
=5
BA
=1
Per gram hidrogen dalam gas etilena terdapat 5 gram karbon, jadi
5 gram karbon
1 gram hidrogen
Per gram hidrogen dalam gas metana terdapat 2,5 gram
karbon, jadi
5 g karbon
2,5 g karbon

2 g hidrogen 1 g hidrogen
5 g karbon/1 g hidrogen
2
Perbanding an 

2,5 g karbon/1 g hidrogen 1
Dalton meneliti bahwa hidrogen pada gas metana
adalah dua kali dari hidrogen yang terdapat pada gas
etilena. Ia menyatakan bahwa rumus gas metana adalah
H2 dan etilena CH (Rumus yang benar berdasarkan
pengetahuan sekarang adalah CH4 dan C2H4).
Sinar Katoda
Sifat-sifat sinar katoda :
1. Sinar katoda dipancarkan oleh katoda
dalam sebuah tabung hampa bila dilewati
arus listrik (aliran listrik adalah penting)
2. Sinar katoda berjalan dalam garis lurus
3. Sinar tersebut bila membentur gelas atau
benda tertentu lainnya akan menyebabkan
terjadinya
fluoresensi
(mengeluarkan
cahaya). Dari fluoresensi inilah kita bisa
melihat sinar, sinar katoda sendiri tidak
tampak.
4. Sinar katoda dibelokkan oleh medan listrik
dan magnit; sehubungan dengan hal itu
diperkirakan partikelnya bermuatan negatif
5. Sifat-sifat
dari
sinar
katoda
tidak
tergantung dari bahan elektrodanya (besi,
platina dsb.)
Pembelokan sinar katoda dalam medan magnit
Sinar katoda tidak tampak, hanya melalui pengaruh fluoresensi
dari bahan sinar ini dapat dilacak. Berkas sinar katoda
dibelokkan oleh medan magnit. Pembelokkan ini menunjukkan
bahwa sinar katoda bermuatan negatif.
Pengamatan J.J. Thomson (1856-1940)
Kode C = Katoda; A = Anoda; E = lempeng kondensor bermuatan listrik; M =
magnet; F = layar berfluoresens.
Berkas 1 : Hanya dengan adanya medan listrik, berkas sinar katoda dibelokkan
keatas menyentuh layar pada titik 1.
Berkas 2 : Hanya dengan adanya medan magnit, berkas sinar katoda dibelokkan
kebawah menyentuh layar pada titik 2.
Berkas 3 : Berkas sinar katoda akan lurus dan menyentuh layar dititik 3, bila
medan listrik dan medan magnit sama besarnya
Perbandingan muatan dan massa
Berdasarkan eksperimennya Thomson mengukur bahwa
kecepatan sinar katoda jauh lebih kecil dibandingkan
kecepatan cahaya, jadi sinar katoda ini bukan merupakan
REM. Selain itu Ia juga menetapkan perbandingan
muatan listrik (e) dengan massa (m). Hasil rata-rata e/m
sinar katoda kira-kira 2 x 108 Coulomb per gram. Nilai ini
sekitar 2000 kali lebih besar dari e/m yang dihitung dari
hidrogen yang dilepas dari elektrolisis air (Thomson
menganggap sinar katoda mempunyai muatan listrik yang
sama seperti atom hidrogen dalam elektrolisis air.
Kesimpulan : Partikel sinar katoda bermuatan negatif dan
merupakan partikel dasar suatu benda yang harus ada
pada setiap atom. Pada tahun 1874 Stoney mengusulkan
istilah elektron.
Pengamatan Tetes Minyak Milikan
Percikan tetes minyak dihasilkan oleh penyemprot (A). Tetes ini masuk
kedalam alat melalui lubang kecil pada lempeng atas sebuah kondensor
listrik. Pergerakan tetes diamati dengan teleskop yang dilengkapi alat
micrometer eyepiece (D). Ion-ion dihasilkan oleh radiasi pengionan
seperti sinar x dari sebuah sumber (E). Sebagian dari tetes minyak
memperoleh muatan listrik dengan menyerap (mengadsorbsi) ion-ion.
Tetes diantara B dan C hanya melayang-layang,
tergantung dari tanda (+ atau -) dean besarnya muatan
listrik pada tetes. Dengan menganalisis data dari jumlah
tetes, Milikan dapat menghitung besarnya muatan q.
Milikan menemukan bahwa tetes selalu merupakan integral
berganda dari muatan listrik elektron e yaitu : q = n.e
(dimana n = 1, 2, 3 ...)
Nilai yang bisa diterima dari muatan listrik e adalah
–1,60219 x 10-19C. Dengan menggabungkan hasil Milikan
dan Thomson didapat massa sebuah elektron = 9,110 x
10-28 gram.
Sinar Kanal (Sinar Positif)
Dalam tahun 1886 Eugen Goldstein melakukan serangkaian
percobaan dan ia menemukan partikel jenis baru yang disebut sinar
kanal (canal rays) atau sinar positif.
Sinar katoda mengalir kearah anoda. Tumbukannya dengan sisa atom
gas melepaskan elektron dari atom gas, menghasilkan ion yang
bermuatan listrik positif. Ion-ion ini menuju ke katoda (-) tetapi sebagian
dari ion ini lolos melewati lubang pada katoda danmerupakan arus
partikel mengarah kesisi lain. Berkas sinar positif ini disebut sinar positif
atau sinar kanal.
Sifat-sifat sinar kanal
1.
2.
3.
4.
Partikel-partikelnya dibelokkan oleh medan listrik
dan magnit dan arahnya menunjukkan bahwa
muatannya positif.
Perbandingan muatan dan massa (e/m) sinar
positif lebih kecil daripada elektron.
Perbandingan e/m sinar positif tergantung pada
sifat gas dalam tabung. Perbandingan terbesar
dimiliki oleh gas hidrogen. Untuk gas lain e/m
merupakan pecahan integral (mis. ¼, 1/20 dari
hidrogen).
Perbandingan e/m dari sinar positif yang dihasilkan
bila gas hidrogen ada dalam tabung adalah identik
dengan e/m untuk gas hidrogen yang dihasilkan
melalui air.
Pengamatan ini dapat diterangkan dengan model atom yang dibuat
J.J. Thomson yaitu model plum pudding. Kesimpulan dari sifat sinar
kanal ini ialah semua atom terdiri dari satuan dasar yang bermuatan
positif, pada atom H terdapat satu dan atom-atom lainnya
mengandung jumlah lebih banyak. Satuan dasar ini sekarang disebut
dengan proton.
Sinar X
Beberapa peneliti melihat bahwa kadangkadang benda diluar tabung sinar katoda
bersinar selama percobaan, Wilhelm Roentgen
menunjukkan bahwa pengaruh sinar katoda
pada suatu permukaan menghasilkan suatu
jenis radiasi yang dapat menyebabkan zat-zat
tertentu bersinar pada jarak tertentu dari
tabung sinar katoda. Karena belum diketahui
sifatnya maka dinamakan sinar X.
Roentgen kemudian mengetahui beberapa sifat
sinar X ini diantaranya : tidak dibelokkan oleh
medan listrik dan magnit dan mempunyai daya
tembus yang sangat besar terhadap suatu
benda. Sifat-sifat ini menunjukkan bahwa
sinar X adalah radiasi elektromagnetik dengan
panjang gelombang ~1Å.
Radioaktivitas
Sinar matahari
Uranium &
kalium disulfat
Lempeng fotografi
Dibungkus kertas
hitam tebal
Mendung
Unsur Radioaktif dan Radiasinya
• Ernest Rutherford membuktikan adanya dua jenis radiasi,
sinar alfa dan sinar beta.
• Sinar  mempunyai kekuatan ionisasi besar tetapi daya
tembusnya terhadap materi rendah. Sinar ini dapat ditahan
oleh kertas biasa. Sinar ini adalah partikel yang membawa
2 satuan dasar muatan + dan mempunyai massa identik
dengan He (Sinar  = ion He2+).
• Sinar  sebaliknya memiliki kekuatan ionisasi rendah dan
daya tembus besar. Sinar ini dapat melewati lempeng
alumunium setebal 3 mm. Sinar ini memiliki partikel
bermuatan negatif dengan e/m sama seperti elektron.
• Bentuk radiasi ketiga mempunyai daya tembus sangat
besar dan tidak dibelokkan oleh medan listrik dan magnit.
REM ini dikenal dengan sinar gamma ().
Inti Atom
• Tahun 1909 Hans Geiger dan Ernest Marsden membuat
serangkaian percobaan yang menggunakan lempeng emas
yang sangat tipis dan logam lain (tebal 10-4 s.d. 10-5 cm)
sebagai sasaran partikel  yang berasal dari radioaktif.
Geiger dan Marsden mengamati bahwa”
1. Sebagian besar dari partikel  menembus lempeng logam tanpa
pembelokkan.
2. Sebagian (~1 dari tiap 20.000) mengalami pembelokkan setelah
menembus lempeng logam.
3. Dalam jumlah yang sama (poin 2) tidak menembus lempeng
logam sama sekali tetapi berbalik sesuai arah datangnya sinar.
Model Atom Rutherford
• Sebagian dari massa dan muatan (+) sebuah atom
berpusat pada daerah yang sempit yang disebut
inti atom, sebagian besar atom merupakan ruang
kosong.
• Besarnya muatan pada inti berbeda untuk atom
yang berbeda dan kira-kira setengah dari nilai
numerik bobot atom suatu unsur.
• Diluar inti suatu atom harus terdapat elektron yang
jumlahnya sama dengan satuan muatan inti (agar
atom netral).
Proton dan Neutron
• Pada tahun 1913 Moseley menemukan bahwa panjang
gelombang sinar x bervariasi tergantung dari bahan
sasarannya. Dengan menghubungkan hal ini ke
persamaan matematis disimpulkan bahwa setiap unsur
dapat ditetapkan dengan suatu bilangan bulat yang
disebut nomor atom.
• Tahun 1919 Rutherford mengembangkan satuan dasar
muatan positif yang disebut proton hasil risetnya dari jalur
lintasan partikel  diudara.
• Konsep yang dipopulerkan oleh Rutherford adalah inti
mengandung sejumlah proton yang sama dengan nomor
atomnya dan sejumlah partikel netral yang disebut
neutron agar sesuai dengan massa atom.
• Pada tahun 1930-an Chadwick membuktikan keberadaan
neutron melalui percobaan pemboman berilium dan boron
dengan partikel , sehingga model atom yang terdiri dari
elektron, proton dan neutron lengkap ditemukan.