Partikel Penyusun Atom


Perhatikan Gambar 4.1. Pada gambar itu diperlihatkan gambaran kasar tentang atom yang disimpulkan para ahli. Keadaan atom sesungguhnya sangat sukar untuk diungkapkan dalam bentuk gambar.

 

Gambar 4.1 Model atom

          Pengetahuan para ahli tentang atom bukan berdasarkan pengamatan langsung pada objeknya, seperti halnya kita mengamati buah jeruk, yakni membukanya, membelahnya, dan kemudian menggambarkan strukturnya. Atom terlalu kecil untuk diamati. Diameter atom antara 30 dan 150 pm (1 pikometer = 10-10 m). Dengan alat pembesar apapun kita tidak dapat melihat atom. Atom yang ditunjukkan pada Gambar 4.1 hanyalah model (wakil benda aslinya) yang diperkirakan para ahli sebagai kesimpulan mereka dari berbagai eksperimen dan pengkajian teoritis yang dilakukannya. Itulah sebabnya model atom berkembang menurut temuan-temuan baru.

Sejak awal abad ke-20 para ahli meyakini kebenaran model atom yang menggambarkan atom terdiri atas inti yang berukuran kecil dan elektron-elektron yang berada sebagai “awan” di seputar inti atom. Inti atom terdiri atas proton dan netron, sebagaimana terlihat pada Gambar 4.1.

Pada bab ini diuraikan lebih jauh tentang sifat-sifat partikel dasar penyusun atom, struktur inti atom, tempat elektron berada dalam atom, konfigurasi elektron, serta sejarah perkembangan model atom.

 

  1. A.     Partikel Penyusun Atom

Atom terdiri atas tiga macam partikel, yakni proton, netron, dan elektron. Proton dan netron berada dalam inti atom, sedangkan elektron berada dalam ruang seputar inti atom. Ketiga macam partikel ini tergolong partikel dasar, sebab atom unsur-unsur dibentuk oleh partikel-partikel itu.Massadan muatan masing-masing partikel dasar penyusun atom diperlihatkan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Massa dan muatan Partikel Penyusun Atom

Partikel dan Lambang

Massa

Muatan

Sesungguhnya

Relatif Terhadap Proton

Sesungguhnya

Relatif Terhadap Proton

Proton (p+)

Netron (n)

Elektron (e)

1,67 x 10-24 g

1,67 x 10-24 g

9,11 x 10-28 g

1

1

1/1836

1,60 x 10-19 C

0

-1,60 x 10-19 C

+1

0

-1

Proton bermassa 1,67 x 10-24 g. Dalam menyatakan massa partikel dasar, massa proton dan massa netron dinyatakan sama dengan 1. Massa elektron 1/1836 kali massa proton. Oleh karena itu massa elektron jauh lebih kecil daripada massa proton, massa elektron dapat diabaikan terhadap massa proton. Proton bermuatan 1,60 x 10-19 Coulomb. Dalam menyatakan muatan partikel dasar,muatan proton dinyatakana sama dengan +1. Besarnya muatan elektron sama tetap berlawanan tanda dengan muatan proton. Oleh karena itu, muatan elektron dinyatakan sama dengan -1. Netron merupakan partikel tidak bermuatan.

Bagaimanakah partikel-partikel dasar penyusun atom ditemukan dan diketahui sifat-sifatnya ? Eksperimen pertama yang menunjukan adanya elektron dilakukan  seorang ahli fisika bangsa inggris yang bernama J.J. Thomson sekitar tahun 1900. Ia mengamati dua pelat elektrode dalam tabung vakum. Ketika dua pelat elektrode tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan tinggi, dari elektrode negatif (katode) menjalar sinar menuju elektrode positif  (anode) (Lihat Gambar 4.2a). Sinar yang keluar dari katode itu disebut  sinar katode, dan tabung vakum tadi dinamakan tabung sinar katode. Sinar katode tidak terlihat oleh mata, tetapi keberadaannya dapat diketahui karena mampu memendarkan ZnS yang terdapat pada kaca dinding tabung sinar katode.

 

Gambar 4.2 Sinar katode

          Sinar katode dibelokkan oleh muatan listrik ke arah kutub positif. Fakta ini menjadi landasan bagi Thomson untuk menyimpulkan bahwa sinar katode sebagai arus partikel bermuatan negatif, yang dinamakan elektron (Lihat Gambar 4.2b).

Berdasarkan pengukuran simpangan jalan berkas elektron (sinar katode) dalammedanmagnet, Thomson berhasil mengetahui nisbah muatan terhadapmassaelektron,

e/m = -1,76 x 108 coulomb/g

e menunjukkan mutan elektron dalam satuan coulomb,

m menunjukkanmassaelektron dalam satuan gram.

Pada tahun 1909 Robert Millikan berhasil menentukan muatan elektron melalui eksperimen tetesan minyak (Lihat Gambar 4.3).

 

Gambar 4.3 Bagan eksperimen tetesan minyak

          Pada eksperimen tetesan minyak, tetesan halus minyak dapat menangkap satu, dua, tiga, empat, lima, dan seterusnya elektron. Dari eksperimen tersebut, Millikan menemukan bahwa tetesan halus minyak mempunyai muatan yang merupakan kelipatan bulat dari -1,60 x 10-19 coulomb. Dengan demikian, ia menyimpulkan bahwa elektron mempunyai muatan sebesar -1,60 x10-19 coulomb. Oleh karena nisbah muatan terhadap massa elektron telah diketahui Thomson sebesar -1,76 x 108 coulomb/gram, dan muatan elektron diketahui Millikan sebesar 1,60 x 10-19 coulomb, maka massa elektron dapat dihitung, yakni 9,11 x 10-28 gram.

Bagaimana inti atom ditemukan? Penemuan inti atom berawal dari penemuan keradioaktifan. Unsur radioaktif misalnya uranium dan radium, secara spontan membelah diri karena inti atomnya tidak stabil. Unsur radioaktif membelah diri seraya memancarkan sinar radioaktif (tentang unsur radioaktif akan diuraikan dalam buku jilid 2). Sebagian dari sinar radioaktif dinamakan sinar alfa. Sinar alfa terdiri atas arus partikel yang merupakan ion helium dengan muatan 2+ (He2+).

Rutherford, dalam eksperimen yang dilakukannya, mengarahkan berkas sinar alfa pada lempeng tipis logam, misalnya emas, platina, dan tembaga. Ternyata, sebagian besar partikel alfa dapat menembus lempeng tipis logam tanpa penyimpangan arah. Hanya sebagian kecil sinar alfa yang disimpangkan perjalanannya, dan sebagian kecil dipantulkan (Lihat Gambar 4.4). Oleh karena sinar alfa bermuatan positif dan hanya sebagian kecil sinar itu dibelokkan atau dipantulkan, makaRutherfordmenyimpulkan bahwa dalam atom terdapat inti yang bermuatan positif dan berukuran jauh lebih kecil daripada atom, tetapi hampir seluruhmassaatom terpusat pada inti tersebut. Oleh karena inti atom bermuatan positif, maka inti atom mesti terdiri atas proton-proton.

 

Gambar 4.4 Bagan eksperimen hamburan sinar alfa

          Berdasarkan fakta bahwamassainti atom unsur-unsur selalu lebih besar daripada keseluruhanmassaproton yang membentuknya, pada tahun 1920Rutherfordmengajukan hipotesis bahwa dalam inti atom harus ada partikel yang tidak bermuatan, sedangkan massanya hampir menyerupaimassaproton. Baru 12 tahun berikutnya, tepatnya pada tahun 1932, hipotesisRutherfordberhasil dibuktikan oleh James Chadwick. Dalam eksperimen yang dilakukannya, Chadwick menembaki atom berilium dengan sinar alfa. Dari hasil penembakan itu terdeteksi adanya partikel tidak bermuatan, yang dinamakan netron (Lihat Gambar 4.5). Netron tergolong partikel dasar karena semua atom mengandung partikel ini (kecuali isotop hidrogen-1).

 

Gambar 4.5 Bagan eksperimen Chadwick

 

(Sumber: Benny Karyadi, Kimia SMA Kelas 1).

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: