Belajar Kimia : Teori Teori Tentang Atom

Sejarah Singkat Tentang Teori Atom

Teori atom adalah deskripsi ilmiah tentang sifat atom dan materi. Teori ini menggabungkan unsur fisika, kimia, dan matematika. Menurut teori modern, materi terbuat dari partikel kecil yang disebut atom, yang pada gilirannya terdiri dari partikel subatomik. Atom dari unsur tertentu identik dalam banyak hal dan berbeda dari atom unsur lainnya. Atom bergabung dalam proporsi tetap dengan atom lain untuk membentuk molekul dan senyawa.

Teori ini telah berevolusi seiring berjalannya waktu, dari filosofi atomisme hingga mekanika kuantum modern. Berikut adalah sejarah singkat teori atom.

1. Atom dan Teori Atom

Teori tersebut berawal dari konsep filosofis di India kuno dan Yunani. Kata atom berasal dari kata Yunani Kuno, yang berarti "tak terpisahkan". Menurut teori atom, materi terdiri dari partikel-partikel diskrit. Namun, teorinya adalah salah satu dari banyak penjelasan materi dan tidak didasarkan pada data empiris. 

Pada abad kelima SM, Democritus mengemukakan materi terdiri dari unit yang tak dapat dihancurkan dan tak terpisahkan yang disebut atom. Penyair Romawi Lucretius mencatat gagasan tersebut, sehingga bisa bertahan sampai Abad Kegelapan untuk dipertimbangkan kemudian.

2. Teori Atom Dalton

Butuh waktu sampai akhir abad ke-18 untuk sains untuk memberikan bukti nyata tentang keberadaan atom. Antoine Lavoisier merumuskan hukum konservasi massa pada tahun 1789, yang menyatakan bahwa massa produk reaksi sama dengan massa reaktan. Joseph Louis Proust mengusulkan hukum perbandingan tetap pada tahun 1799, yang menyatakan bahwa massa unsur dalam senyawa selalu terjadi dalam perbandingan yang sama. 

Teori-teori ini tidak mereferensi atom, namun John Dalton membangunnya untuk mengembangkan hukum dengan perbandingan ganda, yang menyatakan bahwa perbandingan massa unsur dalam suatu senyawa adalah bilangan bulat kecil yang sederhana. Hukum Dalton tentang beberapa perbandingan diambil dari data eksperimen. Dia mengusulkan setiap unsur kimia terdiri dari satu jenis atom yang tidak dapat dihancurkan dengan cara kimia apapun. Presentasi lisannya (1803) dan publikasi (1805) menandai dimulainya teori atom ilmiah.

Pada tahun 1811, Amedeo Avogadro mengoreksi masalah dengan teori Dalton saat dia mengemukakan volume gas yang sama pada suhu dan tekanan yang sama mengandung jumlah partikel yang sama. Hukum Avogadro memungkinkan untuk memperkirakan partikel atom secara akurat dan menjelaskan bahwa ada perbedaan antara atom dan molekul.

Kontribusi signifikan lainnya terhadap teori atom dibuat pada tahun 1827 oleh ahli botani Robert Brown, yang melihat partikel debu mengambang di air seolah bergerak secara acak tanpa alasan yang diketahui. Pada tahun 1905, Albert Einstein mengemukakan fakta bahwa gerak Brown adalah karena pergerakan molekul air. Model dan validasinya pada tahun 1908 oleh Jean Perrin mendukung teori atom dan teori partikel.

3. Model Puding Plum dan Model Rutherford
Sampai titik ini, atom diyakini sebagai satuan materi terkecil. Pada tahun 1897, J.J. Thomson menemukan elektronnya. Dia percaya atom bisa dibagi. Karena elektron membawa muatan negatif, ia mengusulkan sebuah atom model puding plum atau puding kismis, di mana elektron tertanam dalam muatan positif untuk menghasilkan atom elektrik netral.

Ernest Rutherford, salah satu siswa Thomson, membantah model puding kismis pada tahun 1909. Rutherford menemukan muatan positif sebuah atom dan sebagian besar massanya berada di pusat atau inti atom. Dia menggambarkan sebuah model planet di mana elektron mengorbit inti positif bermuatan kecil.

4. Model Atom Bohr

Rutherford berada di jalur yang benar, namun modelnya tidak dapat menjelaskan spektrum emisi dan penyerapan atom atau mengapa elektron tidak menabrak nukleus. Pada tahun 1913, Niels Bohr mengusulkan model Bohr, yang menyatakan bahwa elektron hanya mengorbit nukleus pada jarak tertentu dari nukleus. Menurut modelnya, elektron tidak bisa berputar ke dalam nukleus, tapi bisa membuat lompatan kuantum di antara tingkat energi.

 

 

5. Teori Atom Mekanika Kuantum

Model Bohr menjelaskan garis spektral hidrogen, namun tidak meluas pada perilaku atom dengan banyak elektron. Beberapa penemuan memperluas pemahaman atom. Pada tahun 1913, Frederick Soddy menggambarkan isotop, yang merupakan bentuk atom dari satu unsur yang mengandung sejumlah neutron yang berbeda. Neutron ditemukan pada tahun 1932.

Louis de Broglie mengusulkan perilaku gelombang seperti partikel bergerak, yang dijelaskan Erwin Schrodinger dengan menggunakan persamaan Schrodinger (1926). Hal ini, pada gilirannya, menyebabkan prinsip ketidakpastian Heisenberg (1927), yang menyatakan bahwa tidak mungkin untuk secara bersamaan mengetahui posisi dan momentum sebuah elektron.

Mekanika kuantum menghasilkan teori atom dimana atom terdiri dari partikel yang lebih kecil. Elektron dapat ditemukan di mana saja di dalam atom, namun ditemukan dengan probabilitas terbesar di orbital atom atau tingkat energi. Sebaliknya, orbit melingkar model Rutherford, teori atom modern menggambarkan orbital yang berbentuk spherical, dumb bell, dan sebagainya. Untuk atom dengan jumlah elektron yang tinggi, efek relativistik ikut berperan, karena partikel tersebut bergerak dengan kecepatan yang tinggi mendekati kecepatan cahaya. Ilmuwan modern telah menemukan partikel yang lebih kecil yang membentuk proton, neutron, elektron, meskipun atom tetap merupakan unit materi terkecil yang tidak dapat dibagi menggunakan bahan kimia apapun.