Perkembangan Teori Atom Model Klasik Hingga Modern [PDF]

Citation preview

PERKEMBANGAN TEORI ATOM KLASIK HINGGA MODERN



Oleh



Maysya Dhiya Rizky Allisandra 1917011030



JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG 2020



i



KATA PENGANTAR



Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, serta inayah-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul Perkembangan Teori Atom dengan tepat waktu. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada baginda nabi agung Muhammad SAW yang kita nanti-nantikan syafa’atnya di akhirat nanti. Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas dosen pada mata kuliah Kimia Anorganik I. Selain itu, makalah ini juga bertujuan untuk menambah wawasan dan pengetahuan tentang perkembangan teori atom bagi para pembaca dan juga bagi penulis. Saya mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membagi sebagian pengetahuannya, sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini. Saya menyadari bahwa makalah yang saya tulis ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat saya harapkan demi kesempurnaan makalah ini.



Bandar Lampung, 19 Februari 2020



Maysya Dhiya Rizky Allisandra



ii



DAFTAR ISI



HALAMAN JUDUL.................................................................................................................. i KATA PENGANTAR .............................................................................................................. ii DAFTAR ISI ............................................................................................................................ iii BAB I PENDAHALUAN 1.1



Latar Belakang ........................................................................................................ 1



1.2



Rumusan Masalah ................................................................................................... 1



1.3



Tujuan ..................................................................................................................... 1



BAB II. PEMBAHASAN 2.1



Pengertian Atom...................................................................................................... 2



2.2



Sejarah Penemuan Atom ......................................................................................... 2



2.3



Teori Atom Dalton .................................................................................................. 3



2.4



Teori Atom J.J. Thomson ........................................................................................ 5



2.5



Teori Atom Rutherford ........................................................................................... 6



2.6



Teori Atom Bohr ..................................................................................................... 7



2.7



Teori Atom Modern ................................................................................................ 8



BAB III. PENUTUP 3.1



Kesimpulan .......................................................................................................... 13



DAFTAR PUSTAKA



iii



1



BAB I PENDAHULUAN



1.1



Latar Belakang Model dan teori atom terus menerus berkembang sejak zaman Yunani kuno hingga saat ini. Perkembangan teori atom tersebut tak lepas dari buah pemikiran atau pendapat para ilmuwan yang berbeda dan disesuaikan dengan perubahan zamannya. Para ilmuwan berupaya untuk menyempurnakan model dan teori atom sebelumnya. Semua teori atom tersebut memiliki kelebihan dan kelemahan yang perlu disempurnakan. Sebagai saintis muda, maka kita harus mengetahui perkembangan teori dan model atom, serta mengetahui kelebihan dan kelemahannya. Oleh karena itu, makalah ini dibuat agar pembaca dapat mengetahui perkembangan teori dan model atom dari zaman Yunani kuno hingga modern, serta dapat menganalisis dan mengidentifikasi kelemahan dan kelebihan pada masing-masing model atom. Selain itu, makalah ini juga dibuat dengan tujuan pemenuhan tugas mata kuliah Kimia Anorganik I.



1.2



1.3



Rumusan Masalah 1.2.1



Apa pengertian atom?



1.2.2



Bagaimana sejarah perkembangan teori atom?



1.2.3



Apa kelemahan dan kelebihan pada masing-masing teori atom?



Tujuan 1.3.1



Untuk mengetahui pengertian atom.



1.3.2



Untuk mengetahui perkembangan teori atom.



1.3.3



Untuk mengetahui kelemahan dan kelebihan teori atom.



2



BAB II PEMBAHASAN



2.1



Pengertian Atom Kata atom berasal dari bahasa Yunani Atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi. Semua material di dunia ini memiliki bagian yang sangat kecilkecil, sehingga jika bagian tersebut dibagi lagi, maka terdapatlah bagian paling kecil yang tidak dapat dibagi lagi, hal itulah yang disebut juga dengan atom. Atom adalah suatu penyusun materi terkecil dari segala materi yang ada. Atom ini terdiri dari nukleus (inti atom), dan dikelilingi oleh elektron yang memiliki muatan negatif. Pada inti atom ini terdapat proton yang berumatan positif dan neutron yang tidak memiliki muatan (netral). Atom ini memiliki diameter sekitar 6-30 nm. Partikel-partikel seperti proton, neutron dan elektron juga terikat dengan atom karena adanya suatu gaya elektormagnetik. Karena gaya elektromagnetik pula, atom dapat bergabung bersama dengan atom-atom yang lain sehingga dapat membentuk sebuah molekul. Hingga saat ini, belum ada satupun alat atau teknologi yang dapat melihat suatu atom itu.



2.2



Sejarah Penemuan Atom Leocipus adalah orang pertama yang mencetuskan keberadaan atom. Ia bersama muridnya yang bernama Democritus mengemukakan bahwa materi terdiri dari partikel partikel yang sudah tak dapat terbagi lagi. Mereka menamai partikel itu dengan nama Atom. Namun, pendapat ini ditolak oleh Aristoteles. Dia berpendapat bahwa materi bersifat continue atau materi dapat dibelah terusmenerus sampai tak terhingga. Pada saat itu Aristoteles adalah ilmuan yang



3



sangat berpengaruh, oleh karena itu gagasan tentang atom memudar dan tidak mengalami perkembangan. Pengetahuan tentang atom mulai berkembang pesat sejak penelitian John Dalton dan Avogadro yang mengungkapkan suatu gas yang berbeda namun memiliki volume yang sama dan berisi jumlah molekul yang sama bila suhu dan tekanannya sama. Teori-teori model dan struktur atom tersebut mulai disempurnakan karena memiliki kekurangan sehingga dihasilkan teori model atom Thomson, teori model atom Rutherford, teori model atom Bohr, dan teori model atom mekanika kuantum.



2.3



Teori Atom Dalton Teori ini disampaikan oleh John Dalton pada tahun 1803 M. John Dalton mengemukakan pendapatnya berdasarkan dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa Lavoisier mengatakan bahwa “massa total zat-zat sebelum reaksi sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi” dan hukum susunan tetap Prouts berpendapat bahwa “perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Teori atom Dalton menjadi terkenal karena berhasil membangkitkan kembali istilah atom yang telah memudar sehingga teori atom Dalton dianggap sebagai awal perkembangan ilmu kimia modern. Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom yang dikenal sebagai postulat atom Dalton, sebagai berikut:



4



1.



Atom merupakan partikel terkecil seperti bola pejal yang tidak dapat bagi dan digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal yang sangat kecil.



2.



Atom tidak dapat diuraikan, tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.



3.



Atom suatu unsur sama memiliki sifat dan massa yang sama tetapi berbeda dengan atom unsur lain.



4.



Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain dengan perbandingan yang sederhana.



Kelemahan postulat atom Dalton yaitu: 1.



Tidak dapat menerangkan suatu larutan atau materi yang dapat menghantarkan listrik. Jika atom berbentuk seperti bola pejal bagaimana dapat menghantarkan arus listrik, padahal listrik adalah elektron yang bergerak.



2.



Dari postulat yang pertama, teori tentang atom adalah bagian terkecil dari unsur dan tidak dapat dibagi lagi, ternyata dalam atom partikel subatom berupa proton, elektron dan neutron.



3.



Dari postulat yang kedua, ternyata dengan penembakan atom dengan partikel subatomik dalam reaksi fisi atau pembelahan inti, suatu atom unsur dapat dipecah, diciptakan dan dimusnahkan.



5



4.



Pada postulat yang ketiga, atom unsur yang sama ternyata dapat mempunyai massa yang berbeda disebut isotop.



5.



Postulat yang keempat, pernyataan tersebut ternyata hanya berlaku untuk sebagian besar senyawa anorganik sedangkan untuk beberapa senyawa organik bergabung dalam perbandingan rumit.



2.4



Teori Atom J.J. Thomson Teori ini dikemukakan juga oleh Joseph John Thomson. Berawal dari penemuan sebuah tabung katode oleh William Crooker, maka Thompson kemudian meneliti lebih lanjut tentang sinar katode. Ia menemukan bahwasanya suatu sinar katode merupakan sebuah partikel, karena sinar ini dapat memutar baling-baling yang diletakkan antara katode dan anode. Dari hasil inilah ia dapat menyusun kesimpulan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut dengan elektron. Lebih lanjut, ia berpendapat bahwa atom merupakan suatu partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada suatu partikel lain yang mampu untuk menetralkan hal tersebut yaitu partikel positif. Teori atom Thomson ini berbunyi “Atom merupakan partikel yang berbentuk seperti bola pejal dengan muatan positif dan didalamnya tersebar muatan negatif”. Model atom Thomson ini digambarkan seperti kismis (elektron) yang berada pada roti (atom).



6



Teori Thompson ini telah memperbaiki kelemahan dari teori atom Dalton. Teori ini membuktikan bahwa adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom ini bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur. Teori ini memiliki kelemahan yaitu tidak dapat menjelaskan tentang susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.



2.5



Teori Atom Rutherford Teori atom Rutherford muncul berdasarkan eksperimen hamburan sinar alfa dari uranium. Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Marsden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa . Partikel alfa adalah partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus dan berdaya tembus besar, sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Dari percobaan penembakan lempengan emas menggunakan sinar alfa ternyata sebagian besar sinar alfa diteruskan atau menembus lempengan logam tanpa penyimpangan, sebagian kecil sinar alfa dipantulkan dan sebagian lagi dibelokan. Dari eksperimen tersebut Rutherford menyimpulkan: 1.



Sebagian besar sinar alfa yang dipantulkan karena di dalam atom sebagian besar merupakan ruang kosong atau proton dan elektron yang berada di dalam atom tidak tersusun secara rapat.



2.



Sifar alfa yang dibelokan karena partikel alfa yang mendekati inti atom mengalami gaya tolak inti.



3.



Sinar alfa yang dipantulkan karena pada inti atom bermuatan positif yang berbentuk pejal dan ukurannya sangat kecil namun memiliki massa yang besar. Hal ini terbukti bahwa massa atom emas 197 sma sedangkan massa sinar alfa 4 sma. Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, Rorherford menyarankan model



atom sebagai berikut:



7



1.



Atom terdiri dari inti atom yang bertindak sebagai pusat muatan positif dan dikelilingi oleh elektron berbentuk elips seperti planet dalam tata surya.



2.



Atom bersifat netral, karena jumlah elektron yang mengelilingi inti atom jumlahnya sama dengan muatan positif pada inti atom.



Teori atom Rutherford memiliki kelebihan yaitu Rutherford dapat membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti. Teori ini memberikan inspirasi pada penemuan berikutnya tentang lintasan atau kedudukan elektron yang selanjutnya dikenal sebagai kulit elektron. Walaupun telah menyempurnakan teori atom sebelumnya, teori ini juga masih memiliki kelemahan. Kelemahan model atom Rorherford yaitu apabila ditinjau dari teori Maxwell (fisika klasik), jika elektron mengitari inti seperti planet dalam tata surya maka lama-kelamaan elektron akan jatuh secara spiral menuju inti atom akibat elektron kehilangan energi yang dikeluarkan dalam bentuk radiasi elektromagnetik.



2.6



Teori Atom Bohr Pada tahun 1913, seorang pakar fisika yang bernama Niels Bohr berusaha untuk memperbaiki teori yang dikemukakan oleh Rutherford. Ia juga melakukan sebuah percobaan yang dikenal dengan spektrum atom hidrogen. Dalam percobaan ini, ia berhasil menemukan suatu gambaran mengenai bagaimana keadaan elektron yang menempati daerah inti atom. Teori Bohr ini menggabungkan antara teori mekanika kuantum yang ditemukan oleh Planck



8



dengan teori Rutherford yang dikemukakan oleh Rutherford. Model atom bohr adalah sebagai berikut: 1.



Elektron beredar mengelilingi inti atom yang bermuatan positif pada orbit tertentu yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang stasioner (tetap). Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi akan konstan karena tidak ada energi yang dipancarkan maupun diserap. Menurut model atom Bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu mirip sistem tata surya tetapi peran gaya gravitasi digantikan oleh gaya elektrostatik.



2.



Elektron yang mengelilingi atom berada pada garis-garis lingkaran dengan tingkat energi atau kulit yang berbeda. Pada keadaan normal tanpa pengaruh dari luar, elektron menempati tingkat energi terendah yang disebut tingkat dasar (ground state). Energi yang dimiliki elektron pada keadaan dasar relatif rendah apabila dibandingkan dengan keadaan yang lebih tinggi. Jumlah elektron yang menempati setiap tingkat energi dikaji pada topik konfigurasi elektron.



3.



Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan stasioner yang lebih rendah ke lintasan stasioner yang lebih tinggi jika elektron menyerap sejumlah energi. Perpindahan elektron ini terjadi dari kulit yang lebih rendah ke kulit yang lebih tinggi disebut eksitasi elektron. Sebaliknya, elektron yang telah tereksitasi dapat kembali lintasan stasioner yang lebih lebih rendah maka akan disertai pelepasan sejumlah energi. Energi yang dilepaskan dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang tertentu



9



yang dapat diamati dalam bentuk sinar tampak. Pada peralihan elektron ini energi yang terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.



Teori atom Bohr telah menyempurnakan teori atom Rutherford, yaitu dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom. Kelemahan pada teori atom ini adalah tidak bisa menjelaskan spektrum warna atom berelektron banyak serta tidak dapat menjelaskan mengapa elektron hanya boleh berada pada tingkat energi tertentu.



2.7



Teori Atom Modern Model atom modern disebut juga teori atom mekanika kuantum atau mekanika gelombang merupakan model atom yang dikembangkan oleh 3 ahli yaitu Louis Victor de Broglie, Werner Heisenberg, Erwin Schrodinger. Istilah mekanika kuantum merujuk kepada sifat elektron yang mempunyai energi tertentu, sedangkan mekanika gelombang merujuk ke sifat elektron yang bergerak bagaikan gelombang. 1.



Louis de Broglie (1923) dengan penemuannya eletron bersifat gelombang dan partikel.



2.



Erwin Scrodinger (1926) dengan persamaan gelombang elektron dalam atom yang akhirnya dikenal dengan model mekanika kuantum.



3.



Werner Heisenberg (1927) dengan asas ketidakpastian yaitu “tidak mungkin dapat menemukan kedudukan dan momentum benda pada saat bersamaan, yang mungkin ditentukan yaitu kemungkinan menemukan elektron pada jarak tertentu di inti atom.



Dengan memadukan asas ketidakpastian dari Werner Heisenberg dan mekanika gelombang dari Louise de Broglie, Erwin Scrodinger merumuskan konsep orbital sebagai ruang tempat peluang elektron dapat di temukan. Teori ini ditambahkan juga oleh Paul Dirac, Max Born, dan Pauli. Keunggulan teori atom mekanika kuantum dapat menjelaskan materi berskala kecil seperti



10



elektron dalam atom sehingga penyusunan (keberadaan) elektron dalam atom dapat digambarkan melalui penulisan konfigurasi elektron dan diagram orbital. Teori model atom modern membantah bahwa atom tidak dapat dibagi lagi dengan ditemukannya bagian –bagian atom di dalamanya. Teori atom modern dan teori atom Neils Bohr memiliki persamaan dalam hal tingkat energi atau kulit atom tetapi berbeda dalam hal bentuk lintasan atau orbit elektron. Dalam teori atom modern kedudukan elektron tidak dapat ditentukan secara pasti. Orbital merupakan ruang dalam atom kemungkinan besar ditemukan elektron. Konsep Teori Atom Modern: 1.



Atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton (muatan positif) dan neutron dan elektron-elektron mengelilingi inti atom. Gerakan elektron–elektron yang mengelilingi inti atom tersebut berada pada orbital tertentu membentuk kulit atom dengan konsep orbital dipengaruhi oleh sifat dualisme yaitu sebagai partikel dan gelombang. orbital adalah daerah kebolehjadian terbesar ditemukannya elektron dalam atom. Persamaan yang menyatakan gerakan elektron dalam mengelilingi inti atom dihubungkan dengan sifat dualisme materi yang diungkapkan dalam



bentuk



koordinat



Cartesius.



Persamaan



ini



dikenal



sebagai persamaan Schrodinger.



2.



Kedudukan elektron pada orbital dinyatakan dengan bilangan kuantum. Dari persamaan Schrodinger ini dihasilkan tiga bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (ℓ), dan bilangan kuantum magnetik (m). Ketiga bilangan kuantum ini merupakan bilangan bulat sederhana yang menunjukkan peluang adanya elektron di sekeliling inti atom. Penyelesaian persamaan Schrodinger menghasilkan tiga bilangan kuantum. Persamaan Schrodinger menurunkan konsep orbital



11



sehingga terdapat hubungan antara orbital dan ketiga bilangan kuantum tersebut.



3.



Konfigurasi Elektron Atom Polielektron menggunakan tingkat energi orbital dan distribusi elektron Kelemahan dari persamaan Schrodinger hanya dapat diterapkan secara



eksak untuk atom berelektron tunggal seperti hidrogen, sedangkan pada atom berelektron banyak tidak dapat diselesaikan. Sehingga untuk atom berelektron banyak digunakan metode pendekatan berdasarkan hasil penelitian dan teori para ahli. Kumpulan



proton



dan



neutron



yang



terdapat



pada



inti



atom



disebut nukleon. Di dalam atom proton bermuatan positif, neutron tidak bermuatan (netral) kecuali hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron dan elektron bermuatan negatif. Di dalam atom jumlah elektron sama dengan jumlah proton sehingga secara keseluruhan atom bersifat netral. Sebenarnya selain proton, neutron



dan



elektron



masih



terdapat



partikel-partikel



subatom



lain



yaitu quark dan meson. Berdasarkan penelitian lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan massa proton dan neutron yang hampir sama. Sedangkan massa elektron sekitar 1840 kali lebih kecil dari massa proton atau neutron. Keberadaan suatu atom tidak tampak oleh mata, yang tampak merupakan kumpulan yang tak terpisahkan dari satu atau beberapa atom hingga terbentuk



12



molekul atau ion. Oleh sebab itu materi yang dilihat dalam kehipan sehari merupakan kumpulan-kumpulan yang tak terpisahkan dari molekul-molekul atau ion-ion.



13



BAB III PENUTUP



3.1



Kesimpulan Berdasarkan pembahasan di atas, maka kesimpulan yang diperoleh adalah sebagai berikut: 1.



Atom merupakan penyusun materi terkecil dari segala materi yang ada.



2.



Perkembangan teori atom dari masa ke masa mengalami perubahan disesuaikan dengan zamannya. Perubahan ini tak lepas dari pemikiran atau pendapat para ilmuwan tentang atom.



3.



Semua teori atom yang dikemukakan oleh para ilmuwan tentunya memiliki kelemahan dan kelebihan. Para ilmuwan selalu berupaya untuk menyempurnakan model teori atom sebelumnya. Sehingga teori atom modern merupakan teori yang paling sempurna dari teori- teori sebelumnya.



14



DAFTAR PUSTAKA



https://arfaninf.blogspot.com/2017/01/sejarah-perkembangan-teori-atom-dan.html; diakses pukul 15.35 tanggal 18 Februari 2020. https://idschool.net/sma/perkembangan-teori-atom/; diakses pukul 14.22 tanggal 19 Februari 2020. https://materiipa.com/teori-model-atom-modern; diakses pukul 07.30 tanggal 20 Februari 2020. https://wanibesak.wordpress.com/tag/teori-atom-modern/; tanggal 20 Februari 2020.



diakses



pukul



https://www.quipper.com/id/blog/mapel/kimia/teori-model-dan-struktur-atom/; diakses pukul 15.23 tanggal 18 Februari 2020.



07.18