Penemu Atom dan Sejarah Perkembangan Atom
Penemu Atom dan Sejarah Perkembangan Atom
Pemikiran ke arah penemu atom
dan inti atom telah berkembang di setiap peradaban sejak manusia
mengenal tulisan atau yang lebih dikenal sebagai zaman permulaan
sejarah. Manusia telah menyadari bahwa disamping alam makrokosmos,
terdapat pula alam mikrokosmos yang berukuran sangat kecil.
![]() |
Struktur Atom |
Pertanyaan paling menarik dan terus berkembang sepanjang sejarah dari penemu atom adalah apa yang akan terjadi apabila kita terus membelah suatu benda
atau materi. Adakah sebuah partikel dasar (elementer) yang berukuran
paling kecil dimana partikel atau materi lain pun tersusun atas partikel
elementer tersebut. Dari banyak literatur yang dapat kita peroleh
sekarang ini, yang paling menarik adalah perkembangan teori tentang atom
sebagai sebuah partikel terkecil dari suatu unsur.
Konsep atom pertama kali dikenal
melalui literatur Yunani kuno dengan nama atomos yang artinya tidak
dapat dibagi-bagi lagi. Pendapat para filsuf Yunani tentang atom pada
dasarnya dapat dikategorikan dalam dua kelompok. Anaxagoras, Leucippos
dan Democritus pada sekitar abad ke-lima sebelum masehi berpendapat
bahwa pembagian suatu benda bersifat diskontinu atau tidak dapat
berlangsung terus-menerus.
Sementara itu, Aristoteles sekitar
abad ke-empat sebelum masehi mengusulkan bahwa pembagian materi akan
bersifat kontinu yang artinya dapat dilakukan secara terus-menerus.
Tidak terdapat perbedaan penafsiran antara dua kelompok filsuf ini dalam
mengartikan kata atomos, keduanya sepakat bahwa atomos berarti tidak
dapat dibagi-bagi lagi. Hanya saja terdapat perbedaan mengenai
penting-tidaknya konsep atomos dipergunakan dalam mempelajari suatu
materi.
Kita tidak mendapatkan penjelasan
konkrit tentang konsep atom dalam literatur Yunani, namun demikian
dengan mengunakan cara pandang modern, atom dapat diartikan sebagai
entitas materi paling mendasar yang lengkap sebagai suatu unit satuan
materi yang secara alamiah tersedia di alam.
Sejarah Perkembangan Atom dari Beberapa Ilmuan Terkemuka setelah Para Penemu Atom
1. John Dalton
John Dalton adalah seorang ilmuwan
Inggris pada abad pertengahan menggunakan konsep atom untuk menjelaskan
reaksi-reaksi kimia. Menurutnya, reaksi kimia terjadi akibat
penggabungan dan pemisahan atomatom. Jumlah atom-atom yang terlibat
dalam reaksi kimia adalah tertentu dan persenyawaan serta pemisahan
atom-atom tersebut memenuhi hukum perbandingan tertentu yang tetap.
Hukum perbandingan tetap ini
mengisyaratkan adanya hukum lain yang lebih mendasar yaitu hukum
kekekalan massa; bahwa massa tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan melalui reaksi kimia. Ekivalensi massa-energi pada waktu itu
belum dikenal. Energi yang dihasilkan dalam reaksi-reaksi kimia berasal
dari pemutusan ikatan antar atom. Konsep atom sangat luas dipergunakan
untuk menjelaskan reaksi-reaksi kimia tanpa adanya pengetahuan
sedikitpun tentang atom itu sendiri.
2. J.J. Thompson
J.J. Thompson, pada pertengahan abad
19 atau tepatnya pada tahun 1858, J. J. Thompson melakukan percobaan
dengan menggunakan tabung lucutan yang menghasilkan sinar katoda. Sinar
ini ternyata bermuatan listrik karena dapat dibelokkan oleh medan
listrik maupun medan magnet. Jenis muatan sinar katoda ini adalah
negatif yang selanjutnya disebut sebagai elektron.
Thompson memperkirakan bahwa
elektron ini sebagai partikel elementer penyusun atom. Elektron
merupakan partikel sub atomik pertama yang dikenal manusia. Berdasarkan
penemuan ini, Thompson mengajukan sebuah model atom untuk menjelaskan
hasil-hasil eksperimen maupun prediksi teoritis yang muncul saat itu
dengan nama model kue kismis. Atom dipandang sebagai sebuah bola
bermuatan positif yang dinetralisir oleh elektron-elektron yang tersebar
merata di seluruh volume bola.
Pada saat yang hampir bersamaan
dengan penemuan elektron oleh Thompson, Antoine-Henri Becquerel tahun
1896 menemukan gejala radioaktivitas alamiah pada unsur radium.
Materi-materi yang dipancarkan unsur tersebut berhasil diidentifikasi
sebagai sebuah gelombang elektromagnetik (sinar), elektron (sinar ) dan
partikel (atom inti helium). Penemuan radioaktivitas radium ini
seolah-olah memperkuat ide Thompson tentang model atom yang diajukannya.
3. 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:
- Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
- Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
- 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.
Berdasarkan fakta-fakta yang
didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom
yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom
terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif,
dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga
bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat
partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
4. Neils Bohr
Pada tahun 1912, ketika Neils Bohr
(1885-1962) menjadi mahasiswanya Rutherford di Manchester of University.
Bohr mengetahui bahwa model orbital ini, meskipun sangat menarik, bukan
tidak terkoreksi sama sekali, karena tidak dapat menjelaskan, seperti
misalnya, mengapa seluruh atom hidrogen mempunyai sifat kimia yang
identik.
Berdasarkan fisika klasik, elektron
tidak dapat berada dalam orbit dalam berbagai radius, dan akibatnya ada
kekontinuan tingkat energi dari elektron. Sekalipun demikian, hidrogen
berjalan sebelum semua atom-atomnya mempnyai energi yang sama. Lebih
jauh lagi, bahkan jika elektron dari masing-masing atom bermula dari
sebuah orbit yang stabil khususnya, pada saat itu orbitnya akan berubah
karena terjadi tumbukan diantara atom-atom.
5. Model Atom Mekanika Kuantum
Meskipun model atom Bohr dengan
sukses menjelaskan tentang atom dan dapat memeriksa prediksi dari
spektrum radiasi emisi dari atom hidrogen, namun model ini tidak dapat
menjelaskan model atom untuk atom berelektron banyak. Sehingga
diperlukan sebuah model baru yang dapat menjelaskan masalah ini. Model
ini didasarkan pada sebuah prinsip atau cara pandang yang sama sekali
berbeda dari cara pandang yang biasanya. Prinsip ini dikenal dengan
Prinsip Mekanika Kuantum, yang mempunyai ciri diantaranya:
- Adanya kuantisasi besaran-besaran fisika.
- Sifat dualisme gelombang – partikel.
- Ketidakpastian Heisenberg.
Komentar
Posting Komentar