PERKEMBANGAN MODEL ATOM

   Istilah atom bermula dari zaman Leukipos dan Demokritus yang mengatakan bahwa benda yang paling kecil adalah atom. Atom yang berasal dari bahasa Yunani yaitu atomos,a artinya tidak dan tomos artinya dibagi. Model atom mengalami perkembangan seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan  berdasarkan fakta-fakta eksperimen.

   Walaupun model atom telah mengalami modifikasi, namun gagasan utama dari model atom tersebut tetap diterima sampai sekarang. Perkembangan model atom dari model atom Dalton sampai model atom mekanika kuantum yaitu sebagai berikut:

1. Model atom Dalton 

   Pada tahum 1803, John Dalton mengemukakan teorinya sebagai berikut: 

a. setiap unsur tersusun atas partikel-partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom. 

b. atom-atom dari unsur yang sama akan mempunyai sifat yang sama, tetapi atom-atom dari unsur berbeda mempunyai sifat yang berbeda pula. 

c. dalam reaksi kimia tidak ada atom yang hilang, tetapi hanya terjadi perubahan susunan atom-atom dalam unsur tersebut. 

d. bila atom membentuk molekul, atom-atom tersebut bergabung dengan angka perbandingan yang bulat dan sederhana, seperti 1 : 1,  2 : 1 , 2 : 3.

Gambar 1. Model Atom Dalton

Model atom Dalton mempunyai beberapa kelemahan. Beberapa kelemahan itu diantaranya

a. Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi 

b. Tidak dapat menjelaskan gaya gabung unsur-unsur. Misalnya, mengapa dalam pembentukan air (H₂O) satu atom oksigen mengikat dua atom hidrogen

2. Model Atom Thomson

Eksperimen Sinar Katode 

JJ. Thomson memberikan suatu pernyataan bahwa sinar katode adalah partikel penyusun atom atau partikel sub-atom dengan muatan yang negative. Percobaan teori atom dari Thomson dilakukan melalui tabung sinar katoda. Ketika itu, ia mengetahui bahwa saat arus listrik berjalan melewati tabung vakum, terlihat suatu aliran berkilau yang dibelokkan pada arah plat kutub yang positif. 

Gambar 2. Tabung Sinar Katode

Setelah J.J. Thomson menemukan bahwa di dalam atom terdapat elektron, maka Thomson membuat model atom sebagai berikut: 

a. atom merupakan suatu materi berbentuk bola pejal bermuatan positif  dan di dalamnya tersebar elektron-elektron  (model roti kismis);

b. atom bersifat netral, jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif. 

Gambar 3. Model Atom Thomson

Model atom Thomson dapat digambarkan juga seperti biji semangka dalam daging semangka

Gambar 4. Penggambaran Model Atom Thomson

Kelebihan model atom Thomson:

  a, Dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatomik.

  b. Dapat menerangkan sifat listrik atom

Kelemahan model atom Thomson

Tidak dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas yang dikemukakan oleh Rutherford.

3. Model atom Rutherford

Model atom Rutherford dikemukakan berdasarkan eksperimen sinar alfa (sinar bermuatan positif) pada pelat emas yang sangat tipis. Sebagian besar sinar alfa itu berjalan lurus tanpa gangguan, tetapi sebagian kecil dibelokkan dengan sudut yang cukup besar, bahkan ada juga yang dipantulkan kembali ke arah sumber sinar.

Gambar 5. Percobaan Rutherford

Rutherford menemukan adanya proton dari hasil percobaan penghamburan sinar alfa. Inti dari teori atomnya adalah:

a. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruangan kosong.

b. Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif dan hampir seluruh massa atom terpusat pada inti.

c. Elektron beredar mengelilingi inti.

d. Jumlah muatan inti sama dengan jumlah muatan elektron sehingga atom bersifat netral.

Gambar 6. Model Atom Rutherford

Kelebihan model atom Rutherford

a. Dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas.

b. Mengemukakan keberadaan inti atom yang bermuatan positif dan merupakan pusat massa atom. 

Kelemahan model atom Rutherford

a. Bertentangan dengan teori elektron dinamika klasik, di mana suatu partikel bermuatan listrik apabila bergerak akan memancarkan energi.

b. Tidak dapat menjelaskan elektron yang mengelilingi inti atom tidak jatuh ke inti. Elektron bermuatan negatif yang beredar mengelilingi inti akan kehilangan energi terus-menerus sehingga akhirnya akan membentuk lintasan spiral dan jatuh ke inti. Pada kenyataannya hal ini tidak terjadi, elektron tetap stabil pada lintasannya

4. Model atom Bohr 

   Berdasarkan hasil pengamatannya pada spektrum atom hidrogen, Postulat yang dikemukan Bohr adalah penyempurnaan dari model atom Rutherford. Sehingga pada saat itu model atom disebut sebagai model atom Rutherford-Bohr. Postulat atau Model atom Bohr juga didasarkan pada percobaan yang dilakukan pada spectrum atom hidrogen (deret balmer, Lyman, Bracket, Paschen)

Neils Bohr memperbaiki model atom Rutherford, dengan menyusun model atom sebagai berikut: 

a. atom terdiri atas inti atom yang mengandung proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom;

b. elektron-elektron yang mengelilingi inti atom berada pada tingkat energi tertentu yang bergerak secara stasioner; 

c. tingkat energi atau lintasan elektron yang paling dekat dengan inti atom mempunyai tingkat energi terendah, lintasan elektron yang paling jauh dari inti atom memiliki tingkat energi tertinggi; 

d. elektron dapat berpindah dari lintasan yang satu ke lintasan yang lain dengan menyerap atau melepaskan energi.

Gambar 7. Model Atom Bohr

Kelebihan model atom Bohr

a. Menjawab kelemahan dalam model atom Rutherford dengan mengaplikasikan teori kuantum.

b. Menerangkan dengan jelas garis spektrum pancaran (emisi) atau serapan (absorpsi) dari atom hidrogen

Kelemahan model atom Bohr

a. Melanggar azas ketidakpastian Heisenberg karena elektron mempunyai jari-jari dan lintasan yang telah diketahui

b. Model atom Bohr mempunyai nilai momentum sudut lintasan ground state yang salah

c. Hanya bisa menjelaskan spectrum atom dengan nomor atom rendah saja sedangkan untuk atom dengan nomor atom yang besar tidak dapat dijelaskan

d. Tidak dapat memprediksi intensitas relative garis spectra

e. Tidak dapat menjelaskan efek Zeeman. 

5. Model atom mekanika kuantum (Model Atom Modern)

      Model atom mekanika kuantum didasarkan pada: 

a. elektron bersifat gelombang dan partikel, oleh Louis de Broglie (1923); 

b. persamaan gelombang elektron dalam atom, oleh Erwin Schrodinger; (1926) 

c. asas ketidakpastian, oleh Werner Heisenberg (1927)

Menurut teori mekanika kuantum, elektron dalam mengelilingi inti terletak pada tingkat-tingkat tertentu.

Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti yang dapat ditentukan adalah kemungkinan menemukan elektron sebagai fungsi jarak dari dari inti atom. Daerah dengan kemungkinan terbesar ditemukan elektron disebut orbital. Orbital digambarkan seperti awan-awan elektron di daerah tersebut

Gambar 8. Model Atom Mekanika Kuantum

Kelebihan model atom mekanika kuantum

a. Mengetahui dimana keboleh jadian menemukan elektron (orbital).

b. Mengetahui dimana posisi elektron yang sedang mengorbit.

c. Bisa mengukur perpindahan energy eksitasi dan emisinya.

d. Menjadi dasar dalam penulisan konfigurasi elektron

e. Mengidentifikasi proton dan neutron pada inti sedangkan elektron terdapat pada orbitalnya

Kelemahan model atom mekanika kuantum

Persamaan gelombang Schrodinger hanya dapat diterapkan secara eksak untuk partikel dalam kotak dan atom dengan elektron tunggal. 

Tugas:

Buatlah ringkasan model atom di atas dalam bentuk Tabel sesuai format berikut,

No.	Teori Atom	Bunyi Teori Atom	Dasar	Model Atom	Kelebihan	Kelemahan
1.
2.