Teori Atom: Pengertian, Strukur dan Perkembangannya

PARBOABOA - Apakah kamu penasaran tentang apa yang terjadi di dalam dunia mikroskopis? Salah satu benda yang mungkin tidak terlihat oleh mata telanjang adalah atom, partikel terkecil yang membentuk segala sesuatu di alam semesta.

Konsep atom telah berkembang selama ribuan tahun dan kini menjadi dasar dari ilmu fisika dan kimia. Artikel kali ini akan membahas seputar teori atom dan perkembangannya dari zaman Yunani kuno hingga masa kini. Yuk, simak ulasannya berikut ini!

Pengertian Atom

Kata atom berasal dari bahsa Yunani, atomos. tomos artinya tidak dapt dibagi-bagi. Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur kimia yang masih mempertahankan sifat-sifat unsur tersebut.

Secara umum, pengertian atom adalah unsur kimia paling kecil yang memiliki sifat-sifat kimia tertentu dan tidak dapat dipecahkan lagi menjadi partikel yang lebih kecil tanpa menghilangkan sifat-sifat kimianya.

Atom terdiri dari inti yang mengandung proton dan neutron, serta elektron yang berputar mengelilingi inti.

Struktur Atom

Struktur atom merupakan unit dasar materi yang terdiri dari inti atom dan awan elektron dengan muatan negatif yang mengelilinginya. Di dalam inti atom terdapat campuran partikel yang terdiri dari proton dengan muatan positif dan neutron dengan muatan netral.

Elektron yang mengelilingi inti atom terikat dengan gaya elektromagnetik. Selain itu, atom-atom lain dapat terikat melalui gaya elektromagnetik yang sama dan membentuk molekul.

Oleh karena itu, teori ilmiah ini tidak dapat dipisahkan dari peran penting gaya elektromagnetik dalam struktur atom. Selain itu, struktur atom mengalami perkembangan yang signifikan seiring berjalannya waktu.

Perkembangan Teori Atom

Salah satu teori yang sangat penting dalam dunia sains modern ini telah mengalami perkembangan sepanjang sejarah. Namun, tahukah kamu bahwa teori atom yang kita kenal saat ini merupakan hasil penyempurnaan dari teori sebelumnya? Ya, para ilmuwan telah berusaha untuk memperbaiki teori yang telah ada sebelumnya sehingga menjadi lebih akurat dan lengkap.

Perkembangan teori ilmiah ini tidak terjadi begitu saja. Pada tahun 1800, sejumlah penemuan baru terkait teori ilmiah ini mulai ditemukan.

Ada beberapa kemajuan yang terkait dengan teori ini, di mana salah satunya adalah perkembangan yang melibatkan beberapa tokoh yang berbeda. Para tokoh yang terlibat dalam perkembangan teori ini memiliki pandangan yang beragam.

Berikut adalah beberapa nama tokoh yang berperan penting dalam perkembangan teori ilmiah ini.

1. Teori Atom Dalton

Ilmuwan John Dalton (1776-1844) dikenal sebagai orang pertama yang mengembangkan model atom antara tahun 1803 hingga 1808. Teori yang dikembangkan oleh Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa atau hukum Lavoisier, dan hukum susunan tetap atau hukum Proust.

Munculnya teori penting ini telah memicu minat dan rasa ingin tahu dalam penelitian atom yang beragam. Isi dari teori milik John Dalton adalah sebagai berikut

• Atom merupakan komponen terkecil dari unsur dan tak dapat dibagi lagi.
• Atom-atom dari unsur yang sama memiliki sifat yang serupa, sementara atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki sifat yang berbeda pula.
• Reaksi kimia melibatkan penggabungan atau pemisahan atom.
• Atom dapat bergabung dengan atom lainnya membentuk molekul dengan perbandingan yang sederhana dan proporsional.

Sayangnya, teori Dalton tidak dapat menjelaskan bagaimana atom sebagai bola pejal bisa menghantarkan arus listrik, yang sebenarnya disebabkan oleh gerakan elektron. Dalton tidak sempat membuktikan adanya partikel lain yang dapat menghantarkan arus listrik.

Meskipun teori Dalton dianut selama 90 tahun, akhirnya ilmuwan setelahnya berhasil membuktikan kekurangan dan kelemahan teori tersebut.

2. Teori Atom Thomson

Pada awal abad ke-20, Joseph John Thomson mengusulkan model atom yang terdiri dari bola roti yang memiliki muatan positif dan terdapat elektron yang tersebar di permukaannya seperti taburan kismis.

Berikut adalah inti dari teori Thomson antara lain:

• Atom terdiri dari partikel subatomik yang disebut elektron.
• Elektron memiliki muatan negatif yang seimbang dengan muatan positif pada inti atom.
• Inti atom terdiri dari partikel subatomik yang disebut proton yang memiliki muatan positif.
• Atom secara keseluruhan bersifat netral karena jumlah muatan proton dan elektron yang sama.
• Atom dapat kehilangan atau mendapatkan elektron sehingga menghasilkan ion dengan muatan listrik yang berbeda.

Teori yang dikembangkan oleh Thomson ini tak dikembangkan lagi. Hal ini karena  dimeudian hari teori ilmiah ini ditemukan ketidakcocokkan dengan hasil percobaan Ernest Ruhterfood.

Melalui penelitiannya, Rutherford berhasil membuktikan bahwa muatan positif atom terkonsentrasi pada inti atom yang sangat kecil, sedangkan elektron-elektron tersebar di sekitar inti tersebut.

3. Teori Atom Rutherford

Selanjutnya adalah teori dari Ernet Ruhterford, ahli fisika kelahiran Selandia Baru. Rutherford dan dua asistennya menemukan inti atom pada tahun 1910. Mereka mengamati bahwa inti atom memiliki ukuran yang jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri.

Teori ini ditemukan melalui eksperimen penembakan partikel alfa pada lempengan emas. Partikel alfa merupakan partikel bermuatan positif yang memiliki massa empat kali lebih besar dari atom hidrogen.

Eksperimen ini kemudian dikenal sebagai eksperimen Geiger-Marsden, dinamakan dari dua murid Rutherford yang terlibat dalam penelitian ini, yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden.

Berikut adalah inti atau gambaran umum dari teori Rutherford antara lain:

• Atom terdiri dari inti atom bermuatan positif dan terdapat elektron-elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya seperti model tata surya.

• Dalam atom, jumlah muatan positif dan negatif sebanding, sehingga atom bersifat netral.
• Elektron-elektron bergerak mengelilingi inti atom dalam lintasan yang terdefinisi dengan energi tertentu.
• Saat berputar mengelilingi inti, elektron membentuk gaya sentripetal karena gaya tarik-menarik antara elektron dan inti atom (gaya Coulomb).
• Sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong, bukan pejal. Hal ini disebabkan oleh jari-jari inti atom yang jauh lebih kecil dari jari-jari atom.

Namun sayangnya, pada model atom Rutherford tidak dapat dijelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Menurut teori fisika, gerakan elektron mengelilingi inti atom ini akan disertai oleh pemancaran energi.

Seiring waktu, energi elektron akan berkurang sehingga lintasannya akan semakin mendekati inti dan akhirnya jatuh ke dalam inti. Walau demikian, Rutherford telah memperkenalkan konsep lintasan atau kedudukan elektron yang kemudian dikenal sebagai kulit atom.

4. Teori Atom Bohr

Niels Bohr ialah seorang fisikawan kelahiran Denmark yang berhasil memperoleh penghargaan Nobel Fisika pada tahun 1922. Pada tahun 1913, Bohr memulai penelitian mengenai atom yang menghasilkan suatu penemuan yang dinamakan spektrum atom hidrogen.

Beberapa pakar menyebut teori ini sebagai Teori Atom Rutherford-Bohr. Nama ini dipilih karena model atom Bohr merupakan modifikasi dari model atom Rutherford.

Inti dari teori dari Bohr dapat disimpulkan menjadi empat poin, yaitu:

• Elektron mengelilingi atom pada orbit tertentu.Saat berada dalam orbit tersebut, energi elektron tetap sehingga tidak terjadi emisi atau absorbsi energi.
• Elektron hanya dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lainnya dengan menyerap atau memancarkan energi.
• Orbit yang diperbolehkan bagi elektron adalah yang memiliki momentum sudut kelipatan bulat dari h/2π (π=3,14).

Model atom Bohr mencakup radius dan orbit, namun hal tersebut tidak sesuai dengan Prinsip Ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan ketidakmungkinan menentukan secara bersamaan radius dan orbit atom.

Selain itu, model atom Bohr tidak dapat menjelaskan Efek Zeeman, yakni peristiwa garis spektrum terbagi akibat medan magnet.

5. Teori Atom Mekanika Kuantum

Teori mekanika kuantum berhasil diperbaiki oleh Erwin Schrödinger, seorang fisikawan asal Austria yang meraih Nobel Fisika pada tahun 1933. Menurut Schrödinger, partikel tidak hanya berperilaku sebagai gelombang, tetapi juga sebagai gelombang probabilitas.

Dalam teori ini, posisi elektron dalam kulitnya bukanlah sesuatu yang pasti, melainkan hanya suatu probabilitas atau kemungkinan.

Tak hanya Schrödinger saja yang mengembangkan teori atom modern, namun ada peneliti lain yang ikut turut dalam mengembangakn teori ini, Ia bernama Wener Heisenbrg. Teori yang telah mereka kembangkan juga disebut dengan teori atom mekanika kuantum.

Teori mekanika kuantum yang disempurnakan oleh Schrödinger dan dikembangkan oleh Heisenberg didasarkan pada hipotesis de Broglie dan asas ketidakpastian Heisenberg.

Menurut asas ketidakpastian ini, ada batasan dalam menentukan posisi dan momentum elektron secara tepat pada saat bersamaan. Oleh karena itu, teori ilmiah jenis ini dianggap sebagai teori paling mutakhir yang pernah dikembangkan.

Nah, itulah penjelasan tentang teori atom dan perkembangannya hingga masa kini. Teori ilmiah ini bahkan masih menjadi salah satu satu penelitian yang menarik hingga saat ini.