Partikel Dasar Atom

Partikel Dasar Atom

1. Pengertian Atom

Konsep atom pertama kali ditemukan oleh Democritus. Atom berasal dari kata atomos ( dalam bahas Yunani a = tidak tomos = dibagi ), jadi atom merupakan partikel yang sudah tidak dapat dibagi lagi. Menurut para ahli fisika, jari – jari suatu atom sekitar 3 – 15 nm ( 1nm = 10-9 meter ) dan sampai sekarang masih belum ada alat yang bisa digunakan untuk mengamati atom secara jelas. Walaupun atom tidak dapat dilihat dengan jelas, para ahli dapat membuat perkiraan gambaran mengenai atom berdasarkan data eksperimen dan kajian teoritis yang dilakukan. Perkiraan tentang gambaran atom tersebut dinamakan model atom.

Teori atom pertama kali dikemukakan oleh John Dalton pada tahun 1803, yaitu atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Tetapi teori Dalton tidak bertahan lama, setelah ditemukannya Subatom atau Partikel Dasar Atom diantaranya Elektron, Proton dan Neutron.

2. Partikel Penyusun Atom

1. Elektron ( Partikel Negatif )

Elektron ditemukan oleh Joseph John Thomson pada tahun 1897. Penemuan elektron diawali dengan ditemukannya tabung katode oleh William Crookes. Kemudian J.J.Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan berhasil membuktikan bahwa sinar katode adalah berkas partikel yang bermuatan negatif (Berkas Elektron) yang ada pada setiap materi.

  
                                       

Tabung Sinar Katode dengan medan listrik tegak lurus dengan arah sinar katode dan medan magnetik luar. Lambang U dan S menandakan kutub utara dan selatan magnet. Sinar katoda yang menumbuk ujung tabung di A dengan adanya medan listrik, di C adanya medan listrik dan di B dimana tidak ada medan luar atau ketika pengaruh medan listrik dan medan magnetik saling menghilangkan.

Pada tahun 1897, Thomson mengamati pelat katoda dan pelat anoda dalam tabung hampa udara yang dialiri listrik tegangan tinggi.

Thomson menemukan bahwa pelat katoda ( Elektroda Negatif ) memancarkan sinar yang bergerak menurut garis lurus menuju pelat Anoda ( Elektroda Positif ). Selain bergerak lurus, sinar katoda juga memiliki sifat yang unik, yaitu dapat dibelokkan oleh medan listrik menuju ke kutub positif. Percobaan ini menunjukkan bahwa sinar dari pelat katoda merupakan partikel penyusun atom bermuatan negatif yang disebut elektron.

 

  
                                         

Menurut Thomson, atom berbentuk bulat dimana muatan listrik positif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh elektron – elektron yang berada diantara muatan positif. Elektron – elektron dalam atom diumpamakan seperti butiran kismis dalam roti, maka teori Atom Thomson juga sering dikenal dengan Teoti Roti Kismis.

                                                        

2. Proton ( Partikel Positif )

Dengan ditemukannya elektron oleh Thomson, para ahli semakin yakin bahwa atom tersusun oleh partikel – partikel yang lebih kecil. Pada tahun 1886, Eugen Goldstein memodifikasi tabung sinar katode dengan melubangi lempeng katodanya dan gas yang berada dibelakang katode menjadi berpijar. Peristiwa tersebut menunjukkan adanya radiasi yang berasal dari anode yang menerobos lubang pada lempeng katode. Sinar ini disebut sinar anode atau sinar positif.

Adapun sifat dari sinar anode itu sendir adalah sebagai berikut : 

a. Merupakan radiasi partikel sehingga dapat memutar baling – baling

b. Dalam medan listrik/magnet, dibelokkan ke kutub negatif, jadi merupakan radiasi bermuatan positif.

c. Partikel Sinar Anode bergantung pada jenis gas dalam tabung.

Partikel terkecil diperoleh dari gas hidrogen. Partikel ini kemudian disebut dengan Proton. 

Adapun massa dan muatan dari Proton itu sendiri adalah : 

- Massa 1 Proton = 1 sma = 1,66 x 10-24gram 

- Muatan 1 Proton = 1,6 x 10-19 C 

   
                                


                              

    Pada tahun 1910, Ernest Rutherford bersama dua orang asistennya, yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian  percobaan untuk mengetahui kedudukan partikel – partikel didalam atom. Percobaan mereka dikenal dengan hamburan sinar alfa terhadap lempeng tipis emas.

    Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa partikel yang ditembakkan pada lempeng logam emas yang tipis, sebagian besar diteruskan, dan ada sebagian kecil yang dibelokkan dan bahkan ada juga beberapa diantaranya yang dipantulkan. Penemuan ini menyebabkan gugurnya teori atom thomson. Partikel yang terpantul tersebut diperkirakan telah menabrak sesuatu yang padat di dalam atom. Dengan demikian atom tersebut tidak bersifat homogen seperti digambarkan oleh Thomson. Bahkan menurut pengamatan Marsden, diperoleh fakta bahwa satu di antara 20.000 partikel akan membelok dengan sudut 90o bahkan lebih.

                            

    Berdasarkan gejala – gejala tersebut, diperoleh beberapa kesimpulan antara lain :

1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel diteruskan. Berarti sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong.

2. Partikel yang mengalami pembelokkan ialah partikel yang mendekati inti atom. Hal tersebut disebabkan keduanya bermuatan positif. 

3. Partikel yang dipantulkan ialah partikel yang tepat menabrak inti atom.  

    Berdasarkan fakta – fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atomnya yang menyatakan bahwa atom terdiri atas inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti, sehingga atom bersifat netral. Rutherford juga menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi untuk mengikat partikel – partikel positif agar tidak saling menolak.

    Dari percobaan tersebut dapat diperkirakan bahwa jari – jari atom kira – kira 10-8 cm dan jari – jari inti kira – kira 10-13 cm.

3. Neutron ( Partkel Netral )

Neutron merupakan partikel atom yang tidak bermuatan atau netral ditemukan oleh James Chadwick pada tahun 1932. Percobaan Rutherford yang berhasil menemukan proton dan inti atom masih menyimpan misteri. Jika atom tersusun atas proton dan elektron, jumlah massa proton dan elektron seharusnya sama dengan massa atom. Namun, faktanya saat ini justru memberikan informasi bahwa jumlah massa proton dan elektron lebih kecil dari massa atom.

Para ilmuan menduga dalam inti atom masih terdapat partikel dengan muatan lainnya yaitu netral dan beratnya merupakan selisih antara massa atom dan jumlah massa proton dan elektron. Dan 20 tahun kemudian, misteri itu akhirnya terpecahkan oleh seorang ilmuan Inggris yang berhasil menemukan partikel neutron pada tahun 1932. Percobaan tersebut dilakukan dengan cara menembakkan sinar alfa bermuatan negatif ke logam Berilium. Percobaan ini mendeteksi adanya partikel tidak bermuatan yang disebut Neutron. Massa dari Neutron itu sendiri adalah 1,67 x 10-24 gram

                                         

Berdasarkan penemuan partikel – partikel atom, dapat disimpulkan bahwa partikel dasar
penyusun atom adalah Proton, Neutron dan Elektron. Pengetahuan tentang partikel – partikel penyusun atom dalam tabel periodik ditentukan oleh jumlah elektronnya, sedangkan sifat – sifat atom dipengaruhi oleh jumlah protonnya.