A. Development of Atomic Models (Perkembangan Model Atom)

Salah satu konsep atom diajukan oleh ahli filsafat Yunani Kuno, yaitu Democritus. Democritus meyakini bahwa semua benda  yang ada di alam ini tersusun atas partikel-partikel kecil yang tidak dapat di bagi lagi. Atom merupakan bagian yang terkecil dari suatu benda atau zat. Kata atom diambil dari bahasa Yunani “atomos” yang artinya Tidak dapat Dipotong.

Berikut ini uraian tentang model-model atom yang dikembangkan oleh para ilmuan setelah Democritus dan model atom modern yang diyakini pada masa kini.

1.          Model Atom Dalton

Dalton membuat dua buah pernyataan tentang atom, yaitu:

a.       Atom-atom tiap unsur adalah sama satu sama lain, tetapi berbeda dengan atom-atom untuk unsur  yang lain.

b.       Atom-atom dari unsur yang berbeda dapat bergabung dan membentuk zat yang lebih kompleks

Berdasarkan hasil penelitiannya Dalton menyimpulkan bahwa senyawa terbentuk  ketika  atom-atom unsur  murni bergabung bersama membentuk satu kesatuan  yang disebut molekul dengan perbandingan tetap.   Kesimpulannya ini disebut juga Hukum Kelipatan Berganda

2.          Model Atom Thomson

a.    Sejak ditemukannya electron sebagai partikel dasar bermuatan negatif, maka keabsahan teori atom Dalton mulai diragukan.Pada tahun 1899 seorang ahli fisika Inggris, Sir Joseph Thomson, mengemukakan sebuah model atom yang disebut model roti kismis. Thomson menggambarkan atom sebagai sebuah bola bermuatan positif yang memuat beberapa partikel negatif yang disebut electron.

3.          Model Atom Rutherford

a.       Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif. Inti atom mengandung hampir   seluruh massa atom yang dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif seperti molekul tata surya.

b.       Secara keseluruhan atom bersifat netral karena jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif.

c.       Selama mengelilingi inti, gaya sentripental pada elektron  dalam suatu atom terbentuk dari gaya tarik menarik antara electron dengan inti atom.

Kelemahan dari teori atom Rutherford adalah: bertentangan dengan teori Maxwell. Berdasarkan teori gelombang elektromagnetik tersebut, partikel-partikel bermuatan listrik yang bergerak dengan percepatan seperti elektron yang mengelilingi inti atom akan memancarkan energi  dalam bentuk radiasi gelombang elektromagnetik.

Karena electron merupakan partikel bermuatan negatif, maka sesuai dengan teori gelombang elektromagnetik, selama mengelilingi inti, electron akan memancarkan energi secara terus menerus, sehingga electron akan kehilangan energi dan jatuh ke inti. Dalam hal ini jika teori atom Rutherford benar, maka lintasan electron dalam mengelilingi inti akan berbentuk spiral, tetapi kenyataan hal ini tidak pernah terjadi.

Kelemahan ke dua teori atom Rutherford adalah ketidak mampuannya menjelaskan terjadinya spektrum garis atom hidrogen. Jika teori atom Rutherford benar maka selama mengelilingi inti, electron akan memancarkan gelombang elektromagnetik secara kontinyu, tetapi kenyataan spectrum atom hidrogen bukan spectrum kontinyu, tetapi berupa spectrum garis.

4.          Model Atom Bohr

Kelemahan teori atom Rutherford dalam menjelaskan spectrum garis atom hidrogen berhasil diperbaiki oleh ahli fisika Denmark yang bernama Niels Bohr, pada tahun 1913. Berdasarkan teori Rutherford dan teori kuantum Planck, Bohr mengajukan postulat tentang model atom sebagai berikut.

a.       Elektron-elektron pada atom mengelilingi inti pada lintasan tertentu yang disebut lintasan stasioner. Pada lintasan ini electron tidak menyerap atau melepaskan energi dan electron mempunyai momentum sudut yang besarnya merupakan kelipatan dari  h/(2  x 3,14)

b.       Elektron akan melepaskan energi ketika berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah. Dan elektron akan menyerap energi ketika berpindah dari tingkat yang lebih rendah ke tingkat yang lebih tinggi.

5.          Model Atom Modern

Kelemahan teori atom Bohr dalam menjelaskan efek Zeeman sebenarnya dapat diatasi berdasarkan gagasan ahli fisika Jerman, Sommerfeld. Sommerfeld menyarankan bahwa lintasan atom dalam mengelilingi inti selain berbentuk lingkaran juga berbentuk elips, sehingga efek Zeeman dapat dijelaskan dengan lebih baik.

Dalam hal ini, teori atom modern merupakan perbaikan dan pengembangan dari teori atom Bohr yang dibangun oleh beberapa ilmuan seperti Louis de Broglie, Wolfgang Pauli, Erwin Schrodinger, dan Warner Heisenberg.

EXERCISE

1.       Why is the Thomson’s atomic model called by plum pudding model?

Mengapa model atom Thomson disebut dengan model roti kismis?

2.       What concept serves as a basis for Bohr’s correction to the weaknesses of Rutherford’s atomic model ?

Konsep apa yang mendasari koreksi Bohr terhadap kelemahan model atom Rutherford?

3.       Explain the weaknesses of Bohr’s atomic theory!

Jelaskan kelemahan teori atom Bohr!

4.       Give a brief description  about the modern atomic theory!

Berikan deskripsi singkat tentang teori atom modern!