model atom oleh Dhika

Model Atom

Model Atom John Dalton
John Dalton ( 1766-1844) ilmuwan inggris yang telah lama berkecimpung dalam bidang meteorology, yaitu studi tentang cuaca. Pengamatannya terhadap komposisi udara memimpinnya meneliti sifat-sifat gas. Ia menemukan bahwa gas-gas bergabung seolah-olah mereka disusun oleh partikel-partikel individu. Partikel-partikel ini adalah atom-atom Demokritus.
Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa "Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi". Sedangkan Prouts menyatakan bahwa "Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap". Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:
1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
2. Atom-atom suatu unsur semuanya serupa dan tidak dapat berubah menjadi atom unsur lain. Misalnya, atom perak tidak dapat berubah menjadi atom besi.
3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.
4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
5. Pada suatu reaksi kimia, atom-atom berpisah kemudian bergabung lagi dengan susunan yang berbeda dari semula, tetapi masa keseluruhannya tetap. Gagasan ini sesuai dengan hukum Lavoisier yang berbunyi : “ massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi.
Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:



Kelemahan Model Atom Dalton
Kelebihan
Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom
Kelemahan
Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik? padahal listrik adalah elektron yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menghantarkan arus listrik.



Model Atom J. J Thomson
Dalam percobaanya pada tahun 1897, Thomson menggunakan sebuah tabung sinar katoda. Hampir semua udara didalam tabung dikeluarkan sehingga tekanan udara dalam tabung kira-kira 0,01 mmHg. Beda potensial V ini mempercepat partikel-partikel bermuatan negatif yang keluar dari katoda menuju ke anoda. Kecepatan partikel keluar dari katoda, v, dapat dihitung dari fakta bahwa energi potensial listrik yang diterima partikel bermuatan e dari beda potensial V, yaitu Ep = eV, diubah menjadi energy kinetik elektron keluar dari katoda, yaitu Ek = ½ mv2.
Thomson berhasil menemukan nilai e/m dari electron dan menarik kesimpulan penting bahwa elektro pastilah partikel paling dasar dari setiap materi. Ini berarti bahwa electron bagian dari atom. Thomson menyatakan bahwa electron adalah bagian dari atom sehingga dia yakin bahwa massa electron pastilah jauh lebih kecil daripada massa atom. Walaupun demikian, ia sendiri tak dapat menentukan massa electron.
Thomson kemudian mengusulkan model atom sebagai berikut :



Atom berbentuk bola padat dengan muatan-muatan listrik positif tersebar merata di seluruh bagian bola; muatan-muatan positif ini dinetralkan oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif yang melekat pada bola padat bermuatan positif tersebut, seperti kismis yang melekat pada sebuah kue. Oleh karena itu, model atom Thomson dikenal dengan sebutan model atom kue kismis ( plumb pudding atomic model ).
Kelebihan
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.


Model atom Rutherford
Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden)melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.
Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesimpulan beberapa berikut:
1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
3. Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.
Dari hasil percobaan Rutherford tampak bahwa model atom Thomson yang menyatakan bahwa massa atom tersebar merata dalam seluruh atom tidak dapat diterima lagi. Berdasarkan tiga kesimpulan yang didapat dari percobaanya, Rutherford mengajukan model atom baru, yang disebut model atom Rutherford, yang berbunyi sebagai berikut:
1. Semua muatan positif dan sebagai besar masa atom berkumpul pada sebuah titik ditengah-tengah atom, yang disebut inti atom.
2. Inti atom dikelilingi oleh elektron-elektron pada jarak yang relatif jauh. Elektron-elektron berputar pada lintasan-lintasan, seperti planet-planet yang bergerak mengelilingi matahari.


Kelemahan model atom Rutherford :
• Electron bermuatan negative. Inti atom bermuatan positif. Dengan demikian akan timbul gaya coulomb pada electron. Gaya ini berfungsi sebagai gaya sentripetal yang menjaga gerka electron tetap pada lintasannya. Gaya sentripetal ini meyebabkan electron dipercepat. Dari teori elektromagnetik Maxwell, muatan electron yang dipercepat akan memancarkan gelombang gelombang elektromagnetik, karenanya energy electron akan berkurang. Jadi atom pada model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan kestabilan.


Model Atom Niels Bohr
Di dalam fisika atom, model Bohr adalah model atom yang diperkenalkan oleh Niels Bohr pada 1913. Model ini menggambarkan atom sebagai sebuah inti kecil bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bergerak dalam orbit sirkular mengelilingi inti — mirip sistem tata surya, tetapi peran gaya gravitasi digantikan oleh gaya elektrostatik. Model ini adalah pengembangan dari model puding prem (1904), model Saturnian (1904), dan model Rutherford (1911). Karena model Bohr adalah pengembangan dari model Rutherford, banyak sumber mengkombinasikan kedua nama dalam penyebutannya menjadi model Rutherford-Bohr.
Kunci sukses model ini adalah dalam menjelaskan formula Rydberg mengenai garis-garis emisi spektral atom hidrogen; walaupun formula Rydberg sudah dikenal secara eksperimental, tetapi tidak pernah mendapatkan landasan teoretis sebelum model Bohr diperkenalkan. Tidak hanya karena model Bohr menjelaskan alasan untuk struktur formula Rydberg, ia juga memberikan justifikasi hasil empirisnya dalam hal suku-suku konstanta fisika fundamental.
Model Bohr adalah sebuah model primitif mengenai atom hidrogen. Sebagai sebuah teori, model Bohr dapat dianggap sebagai sebuah pendekatan orde pertama dari atom hidrogen menggunakan mekanika kuantum yang lebih umum dan akurat, dan dengan demikian dapat dianggap sebagai model yang telah usang. Namun demikian, karena kesederhanaannya, dan hasil yang tepat untuk sebuah sistem tertentu, model Bohr tetap diajarkan sebagai pengenalan pada mekanika kuantum.
Niels Bohr mengusulkan, pada 1913, apa yang sekarang disebut model atom Bohr. Dua gagasan kunci adalah:
1. Elektron-elektron bergerak di dalam orbit-orbit dan memiliki momenta yang terkuantisasi, dan dengan demikian energi yang terkuantisasi. Ini berarti tidak setiap orbit, melainkan hanya beberapa orbit spesifik yang dimungkinkan ada yang berada pada jarak yang spesifik dari inti.
2. Radiasi dipancarkan oleh atom ketika electron “ melompat” dari suatu keadaan stasioner yang energinya lebih tinggi ke keadaan stasioner lain yang energinya lebih rendah. Lompatan ini tidak dapat digambarkan atau diperlakukan secara fisika klasik. Frekuensi dari foton yang dipancarkan dalam lompatan sama sekali tidak bergantung pada frekuensi gerak electron pada orbitnya.
3. Elektron-elektron tidak akan kehilangan energi secara perlahan-lahan sebagaimana mereka bergerak di dalam orbit, melainkan akan tetap stabil di dalam sebuah orbit yang tidak meluruh.

Persamaan :


Dengan demikian, tingkat energi terendah untuk atom hidrogen (n = 1) adalah -13.6 eV. Tingkat energi berikutnya (n = 2) adalah -3.4 eV. Tingkat energi ketiga (n = 3) adalah -1.51 eV, dan seterusnya. Harga-harga energi ini adalah negatif, yang menyatakan bahwa elektron berada dalam keadaan terikat dengan proton. Harga energi yang positif berhubungan dengan atom yang berada dalam keadaan terionisasi yaitu ketika elektron tidak lagi terikat, tetapi dalam keadaan tersebar.
Kelemahan Model Atom Niels Bohr :
1. Hanya dapat menerangkan spektrum dari atom atau ion yang mengandung satu elektron dan tidak sesuai dengan spektrum atom atau ion yang berelektron banyak.
2. Tidak mampu menerangkan bahwa atom dapat membentuk molekul melalui ikatan kimia

Model Atom Modern
Dikembangkan berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli :
a) Louis Victor de Broglie
Menyatakan bahwa materi mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagai gelombang.
b) Werner Heisenberg
Mengemukakan prinsip ketidakpastian untuk materi yang bersifat sebagai partikel dan gelombang. Jarak atau letak elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya dapat ditentukan dengan kemungkinan – kemungkinan saja.
c) Erwin Schrodinger (menyempurnakan model Atom Bohr)
Berhasil menyusun persamaan gelombang untuk elektron dengan menggunakan prinsip mekanika gelombang. Elektron-elektron yang mengelilingi inti terdapat di dalam suatu orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar.
Model atom Modern :
a) Atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron sedangkan elektron-elektron bergerak mengitari inti atom dan berada pada orbital-orbital tertentu yang membentuk kulit atom.
b) Orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar.
c) Kedudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan dengan bilangan kuantum.
• Orbital digambarkan sebagai awan elektron yaitu : bentuk-bentuk ruang dimana suatu elektron kemungkinan ditemukan.
• Semakin rapat awan elektron maka semakin besar kemungkinan elektron ditemukan dan sebaliknya.