teori atom

1. Teori Atom John Dalton

John Dalton mengemukakan hipotesa tentang atom berdasarkan hukum kekekalan massa (Lavoisier) dan hukum perbandingan tetap (Proust). Teori yang diusulkan Dalton:

  • Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
  • Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.
  • Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
  • Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Kelebihan dari teori Dalton ini adalah memulai minat terhadap penelitian mengenai model atom.

Kelemahannya adalah tidak menerangkan hubungan lautan senyawa dan daya hantar arus listrik, jika atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsure dan tidak dapat dibagi lagi.

2. Teori Atom J.J Thomson

Setelah penemuan proton oleh Goldstein di tahun 1886 dan elektron oleh J.J. Thomson di tahun 1897. Kemudian pada tahun 1898 J.J Thomson mengemukakan model atomnya. Model atom Thomson menyatakan bahwa atom berbentuk bulat dimana muatan listrik positif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif yang berada di antara muatan positif.

Model atom Thomson didasarkan pada asumsi bahwa massa elektron lebih kecil dari massa atom, dan elektron merupakan partikel penyusun atom. Karena atom bermuatan netral, maka elektron yang bermuatan negatif akan menetralkan suatu muatan positif dalam atom. Hal ini mendukung keberadaan proton dalam atom.

Kelebihan teori atom Thomson ini adalah membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negative dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsure. Selain itu juga memastikan bahwa atom tersusun dari partikel yang bermuatan positif dan negative untuk membentuk atom netral. Juga membuktikan electron terdapat dalam semua unsure.

Kelemahannya adalah belum dapat menerangkan bagaimana susunan muatan positif dalam bola dan jumlah electron

 

3. Teori Atom Rutherford

Eksperimen yang dilakukan Rutherford adalah penembakan lempeng tipis dengan partikel alpha. Ternyata partikel itu ada yang diteruskan, dibelokkan atau dipantulkan. Berarti di dalam atom terdapat susunan-susunan partikel bermuatan positif dan negatif.

Hasil penelitian Rutherford sekaligus menggantikan model atom Thomson, Rutherford mengajukakan model atom yang menyatakan bahwa atom tersusun dari inti yang bermuatan positif dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif, seperti planet mengelilingi matahari.

Model atom Rutherford

Massa atom terpusat pada inti dan sebagian besar volum atom merupakan ruang hampa/kosong. Karena atom bersifat netral, maka jumlah muatan positif dalam inti (proton) harus sama dengan jumlah elektron.

Kelebihan teori atom Ritherford adalah menyatakan bahwa atom tersusun dari inti atom dan electron yang mengelilingi inti. Kelemahannya, model tersebut tidak dapat menerangkan mengapa electron tidak pernah jatuh ke inti sesuai dengan teori fisika klasik.


4. Model Atom Borh

Niels Bohr dengan percobaannya menganalisa spektrum warna dari atom hidrogen yang berbentuk garis. Hipotesis Bohr adalah :

  • Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.
  • Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan berkurang. Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah maka akan memancarkan energi.

Kelebihan atom Bohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.

Kelemahan model atom ini adalah: tidak dapat menjelaskan spekrum warna dari atom berelektron banyak. Sehingga diperlukan model atom yang lebih sempurna dari model atom Bohr.

5. Teori Atom Modern
Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.

Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

Persamaan Schrodinger.

x,y dan z    :  Posisi dalam tiga dimensi
Y               :  Fungsi gelombang
m               :  Massa
ђ                :   h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14
E                :  Energi total
V               :  Energi potensial

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.

Ciri khas model atom mekanika gelombang

Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron.

1.       Struktur Atom

Atom adalah partikel terkecil penyusun materi. Atom terdiri atas beberapa partikel dasar, yaitu elektron, proton, dan neutron. Adanya partikel-partikel inilah yang menyebabkan atom mempunyai sifat listrik, sebab elektron bermuatan negatif, proton bermuatan positif, dan neutron tidak bermuatan.

Atom unsur yang satu berbeda dengan atom unsur yang lain disebabkan adanya perbedaan susunan partikel subatom yang menyusunnya.

                   a.      Elektron ( )

Tahun 1838, Michael Faraday mengemukakan bahwa atom memupnyai muatan listrik. Atom-atom gas hanya dapat menghantarkan listrik dan menyala terang  pada tekanan rendah dan tegangan tinggi.

Tahun 1858, Heinrich Geissler dan  Julius Plucker membuat percobaan dengan mengunakan dua plat logam. Plat yang bermuatan positif disebut anode dan plat yang bermuatan negatif disebut katode.Kedua plat kemudian ditempatkan dalam tabung gelas yang dihampakan, dimana kemudian kedalamnya dimasukkan gas bertekanan rendah. Ketika dihubungkan dengan listrik tegangan tinggi, maka timbullah pancaran sinar dari katodemenuju anode. Sinar itulah yang disebut sinar katode.

Pada tahun 1891, George J. Stoney menamakan partikel sinar katode dengan nama elektron.Selanjutnya pada tahun 1897, Joseph John Thomson mengganti katode yang digunakan Geissler dan Plucker dengan berbagaimacam logam yang ternyata menghasilkan sinar katode yang sama. Hal ini membuktikan bahwa memang betul bahwa elektron merupakan partikel penyusun atom.            J.J Thomson juga berhasil menemukan perbandingan antara muatan dengan massa elektron yaitu  C g-1. Hasil eksperimen Thomson ditindaklanjuti oleh Robert Andrew Millikan pada tahun 1908 yang dikenal dengan Model Percobaan Tetes Minyak Millikan, yang berhasil menemukan muatan elektron yaitu sebesar 1,6.10-19 Coulumb.

Berdasarkan ekperimen tersebut di atas, maka massa elektron (m) dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut :

maka

Massa elektron (m)      =

=       9,11.10-28 g

Sehingga massa elektron adalah 9,11.10-28 gram, harga ini kira-kira  massa atom hidrogen.

 

 

Dari beberapa percobaan yang dilakukan diketahui beberapa sifat sinar katode yaitu sebagai berikut :

1)        Dipancarkan oleh plat bermuatan negatif dalam tabung hampa apabila dilewati listrik bertegangan tinggi.

2)        Berjalan dalam garis lurus

3)        Dapat memendarkan berbagai jenis zat termasuk gelas

4)        Bermuatan negatif sehingga dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet

5)        Memiliki sifat cahaya dan sifat materi

6)        Tidak tergantung pada jenis gas dan jenis elektrode.

                   b.      Proton ( )

Tahun 1886, Eugene Goldstein membuat percobaan yang sama seperti yang dilakukan J.J Thomson, tetapi dengan memberi lubang pada katode dan mengisi tabung dengan gas hidrogen. Dari percobaan ini didapat sinar yang diteruskan merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif (dalam medan listrik dibelokkan ke kutub negatif) yang disebut sinar anode. Sinar anode yang bermuatan positif ini selanjutnya disebut proton.

Beberapa sifat sinar anode yang dapat diketahui adalah sebagai berikut :

1)        Dibelokkan dalam medan listrik dan medan magnet

2)        Merupakan radiasi partikel

3)        Bermuatan positif

4)        Bergantung pada jenis gas dalam tabung

Apabila muatan proton adalah 1,6022.10-19 C, maka massa proton dapat ditentukan sebagai berikut :

maka

Massa proton (m)         =

=       1,6726.10-24 g

Sehingga massa proton adalah 1,6726.10-24 gram, harga ini kira-kira 1.836 x massa elektron =1,007276

                   c.      Neutron ( )

Tahun 1932, James Chadwick melakukan ekperimen/percobaan dengan menembakkan partikel alfa (a) pada lempeng berilium (Be), ternyata setelah ditembakkan dengan partikel tersebut, berilium memancarkan suatu partikel yang berdaya tembus besar dan tidak dipengaruhi oleh medan listrik, hal ini membuktikan bahwa ada partikel inti yang massanya sama dengan proton, tetapi tidak mempunyai muatan sehingga partile itu ia beri nama sebagai neutron. Proton dan elektron adalah partikel penyusun inti atom yang dikenal dengan istilah nukleon.

  1. 2.       Kategori Unsur

Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan cara kimia biasa. Unsur dapat berubah menjadi unsur lain melalui reaksi inti (nuklir)

Pada suhu kamar (± 25oC) beberapa unsur dapat berupa gas (gasses), cairan (liquid), dan padatan(solid). Unsur ada yang mempunyai kerapatan sangat rendah, ada yang keras, lunak, dan sebagainya. Secara umum, unsur dapat digolongkan dalam 3 (tiga) kategori yaitu logam, nonlogam dan metaloid.

  1. a.        Logam

Logam mempunyai beberapa sifat fisik, yaitu :

1)          Pada suhu kamar berwujud padat

2)          Merupakan penghantar listrik yang baik

3)          Merupakan penghantar panas yang baik

4)          Mempunyai kilap logam

5)          Dapat ditempa menjadi membran yang sangat tipis (maleabilitas)

6)          Dapat diregangkan jika ditarik (duktilitas)

 

  1. b.        Nonlogam

Unsur nonlogam umumnya ditemukan dalam bentuk senyawa serta mempunyai beberapa sifat fisik, yaitu :

1)        Bersifat isolator kecuali karbon (C) yang bersifat semikunduktor. Khusus unsur karbon, di alam terdapat dalam 2 (dua) alotrop, yaitu grafit dan intan. Alotrop adalah dua bentuk atau lebih molekul/kristal dari suatu unsur tertentu yang memiliki sifat fisik dan kimia berlainan.

2)        Tidak mempunyai kilap logam

3)        Sangat mudah rapuh

4)        Umumnya berwujud gas

5)        Tidak dapat ditarik

  1. c.        Metaloid

Unsur metaloid umumnya disebut juga sebagai semimetal, yaitu unsur peralihan dari logam ke nonlogam sehingga sebagian memiliki sifat logam dan sebagian mempunyai sifat nonlogam. Contoh unsur yang paling dikenal adalah Silikon (Si). Unsur metaloid banyak dipergunakan dalam industri elektronik karena mempunyai sifat semikunduktor (penghantar listrik, namun tidak sebaik logam).

Nomer Massa dan Nomer Atom

Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas satu sama lain. Dengan penemuan partikel penyusun aton dikenal istilah nomor atom (Z) dan nomor massa (A). Nomor massa merupakan inti atom yang mempunyai muatan positif karena terdapat proton yang bermuatan positif danneutron yang bermuatan netral. Nomor atom menyatakan jumlah proton ,karena atom bersifat netral maka nomor atom juga menyatakan jumlah elektron.
Penulisan lambang atom unsur menyertakan nomor atom dan nomor massa.dimana:

A = nomor massa
Z = nomor atom
X = lambang unsur

Nomor Massa (A) = Jumlah proton + Jumlah
Nomor Atom (Z) = Jumlah proton=jumlah elektron
Neutron = A – Z

Contoh soal :
Hitunglah jumlah proton, elektron dan neutron dari atom-atom di bawah ini!

Jawab
1. jumlah proton =19
jumlah elektron =19 sama dengan nomor atom

jumlah neutron = A-Z = 39 -19= 20

2. jumlah proton =20
Karena mempunyai muatan +2, jumlah elektron berkurang 2.
Jumlah elektron = 20-2=18
Jumlah neutron = A-Z = 40-20=20

3. jumlah proton = 9
Karena mempunyai muatan -1 jumlah elekron bertambah 1.
Jumlah elektron = 9+ 1=10

Isotop, Isobar dan Isoton

1. Isotop
Atom yang mempunyai nomor atom yang sama tetapi memiliki nomor massa yang berbeda disebut dengan isotop.
Contoh:

Nomor atom 7 Nomor atom 7
Nomor massa 14 Nomor massa 152. Isoton
Isoton ialah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda),tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama.Karena nomor atomnya berbeda maka sifat-sifatnya juga berbeda.
Contoh:

3. Isobar
Isobar adalah atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai jumlah nomor massa yang sama. Karena nomor atomnya berbeda maka sifat-sifatnya juga berbeda.
Contoh:

Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi

1. Konfigurasi Elektron
Ialah susunan elektron suatu atom berdasarkan kulit-kulit atom tersebut.
Setiap kulit atom dapat terisi elektron maksimum dengan rumus:

Gambar.12. Jumlah elektron maksimum tiap kulit dalam atom
Keterangan :

  • ∑ = jumlah maksimum elektron pada suatu kulit
  • n = nomor kulit


Keterangan gambar: Jumlah elektron maksimum tiap kulit dalam atom

Jumlah elektron maksimum dalam tiap-tiap kulit atom

Aturan-aturan dalam pengisian konfigurasi elektron:
1.Pengisian dimulai dari tingkat energi paling rendah ketingkat energi paling tinggi dari kulit K, L,M dan seterusnya
2.Jika jumlah elektron yang tersisa ≤ 8 di tempatkan pada kulit berikutnya
3.Jumlah maksimum elektron pada kulit terluar adalah 8

Contoh soal :
Tulislah konfigurasi elektron dari:

Jawab.
1. Jumlah elektron = 8
Konfigurasi elektron K= 2 L= 6
2.Jumlah elektron = 18
Konfigurasi elektron K= 2 L= 8 M= 8
3.Jumlah elektron = 38
Konfigurasi elektron K= 2 L=8 M= 18 N=8 O=2

2. Elektron Valensi
Elektron valensi ialah jumlah elektron pada kulit terluar suatu atom netral. Cara
menentukan elektron valensi adalah dengan menuliskan konfigurasi elektron.
Contoh soal:
Tulislah konfigurasi elektron dan elektron valensi dari atom-atom berikut:

Jawab:
1. Nomor atom = 20, jumlah elektron=20
Konfigurasi elektron K=2 L=8 M=8 N=2
Elektron valensi =2
2. Nomor atom = 35
Konfigurasi elektron K=2 L=8 M=18 N=7
Elektron valensi =7

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: