Paham Konsep : Kelebihan dan Kekurangan Teori Atom

Setelah mengalami perkembangan dalam dinamika-nya, kini dapat kita analisis kelebihan dan kekurangan dari masing-masing teori atom. Kelebihan dan kekurangan yang tertulis pada blog ini merupakan hasil analisis penulis dari materi sebelumnya mengenai Dinamika Teori Atom yang bisa teman-teman baca terlebih dahulu agar lebih paham. Selain itu, tulisan ini juga merupakan hasil mengutip dari beberapa sumber, seperti buku dan respository.

1.      Teori Democritus (abad ke-5 SM)

Beberapa kelebihan dari Teori Democritus antara lain sebagai berikut.

a.      Mengungkapkan bagian penting penyusun dasar suatu materi

Democritus merupakan pencetus teori atom yang berarti Ia adalah orang pertama yang mengungkapkan bagian terpenting penyusun dasar suatu materi ini. Penemuannya itu menjadi cikal bakal Dinamika Teori Atom.

b.      Dapat mendeskripsikan gambaran tentang atom

Democritus memberikan gambaran tentang bagaimana wujud atom, di mana atom yang dikatakan Democritus berwujud kecil, keras, berbentuk, berukuran, dan memiliki berat.

Di sisi lain teori ini memiliki kekurangan, di antaranya sebagai berikut.

a.      Penggambaran mengenai wujud atom masih sangat sederhana dan bersifat subjektif

Wujud atom yang dikemukakan Democritus masih mengandung kata-kata yang bersifat subjektif, seperti kecil, berbentuk, dan berukuran. Seberapa kecil, berbentuk seperti apa, berapa dan apa satuan ukuran dari wujud atom yang dimaksud oleh Democritus? 

2.      Teori Atom Dalton (1804)

Berikut adalah beberapa kelebihan Teori Atom Dalton.

a.      Mengungkapkan sifat-sifat atom

     Dalam postulatnya, Dalton mengungkapkan sifat-sifat atom : a) atom tidak dapat dibagi; b) atom yang sama adalah identik; c) atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat sederhana.

b.      Dapat menjelaskan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)

Hukum Lavoisier (1789) berbunyi “massa zat setelah reaksi sama dengan massa zat sebelum reaksi”. Hal ini relevan dengan pernyataan Dalton bahwa atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, melainkan berubah dari satu wujud ke wujud lainnya melalui suatu rangkaian reaksi, sehingga massa dari atom-atom, zat-zat, dan senyawa-senyawa yang bereaksi tidak ada yang berkurang ataupun bertambah.

c.       Dapat menjelaskan Hukum Perbandingan Tetap ( Hukum Proust)

Hukum Proust (1799) berbunyi “perbandingan massa dari unsur-unsur pembentuk suatu senyawa adalah tetap”. Ini relevan dengan postulat keempat Dalton mengenai atom-atom yang bergabung membentuk senyawa akan memiliki perbandingan bilangan bulat sederhana.

Contoh :

Terdapat 2 senyawa NaCl dengan massa NaCl 1 dan 2 masing-masing 0,2925 g dan 1,755 g. Massa Na dalam NaCl 1 adalah 0,115 g dan massa Na dalam NaCl 2 adalah 0,690 g. Mari kita hitung perbandingan massa Na dalam kedua senyawa NaCl tersebut.

Persentase Na dalam NaCl 1 =  

Persentase Na dalam NaCl 2 =

 

Terbukti bahwa perbandingan massa atom dalam membentuk senyawa NaCl adalah tetap.

Selain itu, Teori Atom Dalton juga memiliki kekurangan sebagai berikut.

a. Sifat-sifat yang diungkapkan tidak dapat dibuktikan pada penelitian-penelitian selanjutnya, seperti:

• Atom tidak dapat dibagi. Dalam penelitian selanjutnya ditemukan bagian-bagian yang menyusun atom;
• Atom yang sama adalah identik. Dalam penelitian selanjutnya ditemukan Isotop—atom yang sama dengan jumlah neutron yang berbeda (tidak identik);
• Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat sederhana. Dalam penelitian selanjutnya ditemukan senyawa makromolekul yang penggabungan atom-atomnya sangat kompleks.

b.      Tidak dapat menjelaskan sifat kelistrikan dari atom

Dalton belum dapat menemukan muatan-muatan yang ada pada atom, sehingga tidak menjelaskan sifat kelistrikan atom, di mana sifat kelistrikan atom disebabkan pergerakan elektron yang merupakan salah satu muatan dari atom.

c.     Tidak dapat menjelaskan bagaimana cara atom saling bergabung membentuk senyawa

Dalam postulatnya dikatakan bahwa atom-atom dapat bergabung membentuk senyawa. Namun, tidak dijelaskan bagaimana mekanisme penggabungan atom-atom dalam membentuk senyawa.

3.      Teori Atom Thomson (1904)

Teori Atom Thomson memiliki beberapa kelebihan sebagai berikut.

a.      Menemukan adanya partikel negatif dalam atom

Melalui percobaan Tabung Sinar Katoda, Crookes dan Thomson menemukan adanya muatan negatif dalam atom.

b.      Sudah ditemukan partikel penyusun atom—mengoreksi postulat Dalton

Setelah penemuan elektron, Thomson berkesimpulan bahwa atom juga memiliki muatan positif yang letaknya tersebar merata dalam bulatan atom.

c.       Dapat menerangkan sifat kelistrikan pada atom

Karena elektron telah ditemukan, selanjutnya dapat dijelaskan bahwa atom memiliki sifat kelistrikan yang disebabkan oleh pergerakan elektron.

d.      Sudah dapat menetukan letak proton dan elektron dalam bulatan atom

Menurut Thomson, proton tersebar merata dalam bulatan atom, sedangkan elektron tertanam di dalamnya.

Adapun kekurangan dari teori ini adalah sebagai berikut.

a.  Hipotesis mengenai letak proton dan elektron bertentangan dengan hasil Percobaan Penghamburan Sinar alpha oleh Rutherford

Kebenaran mengenai letak elektron dan proton ini diuji oleh Percobaan Penghamburan Sinar alpha Rutherford. Hasilnya ternyata banyak sinar yang terhambur dengan sudut hambur yang besar, beberapa sinar dipantulkan kembali, dan banyak sinar yang diteruskan. Keadaan ini tidak mungkin terjadi apabila persebaran elektron seperti yang dikemukakan oleh Thomson.

b.      Tidak dapat menunjukkan susunan elektron dan proton

Thomson hanya dapat menjelaskan letak proton dan elektron, tetapi tidak dapat menunjukkan keberaturan/susunannya dalam atom.

c.       Tidak dapat menunjukkan inti atom

Thomson tidak dapat menunjukkan inti atom bermuatan positif karena menurutnya proton tersebar merata dalam bulatan atom.

4.      Teori Atom Rutherford

Teori Atom Rutherford memiliki kelebihan sebagai berikut.

a.      Dapat menentukan letak proton dan bentuk lintasan elektron

Proton terletak di dalam inti, sedangkan elektron berada pada lintasannya mengelilingi inti.

b.      Dapat menentukan jumlah elektron dan proton dalam atom

Jumlah elektron dan proton dalam suatu atom adalah sama banyak.

c.       Dapat menetukan muatan atom

Karena jumlah elektron dan protonnya sama banyak, maka atom bermuatan netral.

d.      Dapat menganalogikan struktur atom

Struktur atom seperti sistem tata surya, dengan matahari sebagai inti atom dan elektron sebagai planet-planet yang mengitasi inti dalam orbitalnya.

e.       Dapat memperkirakan komponen terbesar dari massa atom

Rutherford berkesimpulan bahwa sebagian besar massa atom adalah massa inti.

Adapun kekurangan dari teori ini adalah sebagai berikut.

a.      Struktur atom bertentangan dengan Teori Termodinamika Klasik

Menurut Teori Termodinamika Klasik (abad ke-19 M), dalam keadaan diam, perbedaan muatan akan menyebabkan tarik-menarik antar muatan-muatan tersebut yang artinya elektron akan jatuh ke inti.

b.      Gaya sentrifugal pada elektron bertentangan dengan Hukum Elektromagnetik

Rutherford menyatakan bahwa gaya sentrifugal pada elektron akan mencegah elektron jatuh ke inti. Namun, menurut Hukum Elektromagnetik (1831), partikel yang terus bergerak akan memancarkan radiasi yang lama kelamaan kecepatannya akan menurun, sehingga elektron akan jajtuh ke inti.

c.       Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti

Rutherford belum dapat menjawab mengapa elektron tidak jatuh ke inti? Karena menurut kedua teori di atas, elektron tetap akan jatuh ke inti.

5.      Teori Atom Bohr (1913)

Teori Atom Bohr menyempurnakan teori-teori sebelumnya. Itulah yang menjadi kelebihan Teori Atom Bohr. Beberapa kelebihan lainnya adalah sebagai berikut.

a.      Menjawab kekurangan teori atom Rutherford menggunakan Teori Kuantum Planck

Teori Kuantum Planck (1900) menyatakan bahwa atom hanya dapat memancarkan atau menyerap radiasi dalam bentuk kuantum. Hal ini menjawab mengapa elektron tidak jatuh ke inti, padahal dia memancarkan energi (?).

b.      Menjelaskan lintasan pergerakan elektron

Elektron bergerak dalam lintasan orbitalnya—kulit atom yang bergerak melingkar mengelilingi inti.

c.   Mengemukakan kulit atom sebagai orbital elektron yang memiliki tingkatan energi tertentu

Setiap kulit atom memiliki tingkatan energi tertentu. Semakin luar kulit atom, semakin tinggi tingkat energinya.

d.      Menjelaskan tingkatan energi elektron pada setiap kulit atom

Elektron-elektron pada keadaan tertentu, baik dalam keadaan dasar (groundstate) maupun dalam keadaan tereksitasi memiliki tingkatan energi tertentu yang dapat dinyatakan dengan persamaan :

dengan:

            m = massa elektron

            e  = muatan elektron

            z = muatan inti

            h = tetapan Planck

            n = bilangan bulat = 1,2,3,…

e.       Menjelaskan perpindahan elektron dalam kulit atom pada tingkatan energi tertentu

Elektron dapat berpindah dari tingkat energi tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah atau sebaliknya.

f.   Menjelaskan penyerapan (absopsi) dan pemancaran (emisi) energi pada perpindahan elektron

Elektron akan menyerap energi saat berpindah dari keadaan tingkat energi rendah ke energi yang lebih tinggi. Elektron akan memancarkan energi apabila perpindahan terjadi sebaliknya.

g.      Dapat menggambarkan garis spektrum atom hidrogen

Spektrum atom hidrogen adalah susunan pancaran gelombang dari atom hidrogen yang terbentuk saat elektronnya berpindah dari tingkat energi tinggi ke rendah. Oleh karena

Selain itu, teori ini juga memiliki kekurangan, di antaranya sebagai berikut.

a.      Tidak dapat menggambarkan spektrum warna atom ber-elektron banyak

Spektrum atom hydrogen yang memiliki satu buah elektron dapat digambarkan melalui teori ini, tetapi untuk atom yang berektron lebih dari satu, spektrumnya tidak dapat digambarkan.

b.      Tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack

Efek Zeeman adalah suatu efek yang mengakibatkan pergeseran atau pemisahan garis spectrum menjadi beberapa komponen akibat medan magnet, sedangkan efek Srack adalah suatu efek yang mengakibatkan pergeseran atau pemisahan garis spectrum menjadi beberapa komponen akibat meda listrik eksternal.

6.      Teori Mekanika Gelombang (1924)

Teori ini memiliki kelebihan sebagai berikut.

a.      Dapat menyatakan sifat gelombang pada atom

Semakin kecil massa partikel, semakin besar panjang gelombangnya, sehingga sifat gelombang dari partikel penyusun atom semakin besar (nyata).

b.      Dapat memperkirakan kebolehjadian letak elektron menggunakan bilangan kuantum

Keberadaan elektron dapat diperkirakan menggunakan empat bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama (n), azimuth (l), magnetic (m), dan spin (s).

Teori Mekanika Gelombang memiliki kekurangan, yaitu persamaan gelombang Schodinger hanya dapat diterapkan pada atom berelektron tunggal.

Pustaka

Diana, Yesi, P; Raharjo, Timbul. 2017. Metafor Atom dalam Karya Kriya Tekstil. CORAK Jurnal Seni Kriya 1(6)

Listyarini, Sri, dkk. 2020. Kimia Dasar I. Penerbit Universitas Terbuka : Banten

repository.unimus.ac.id Pada 28 September 2022

 

 

 

Read More

Paham Konsep : Menentukan Jumlah Partikel-Partikel Penyusun Atom pada Atom Bermuatan (Ion)

 

Cara Menentukan Jumlah Partikel-Partikel Penyusun Atom pada Atom Bermuatan (Ion)

Apa saja partikel-partikel penyusun atom?

Partikel-partikel penyusun atom adalah elektron, proton, dan neutron. Elektron terletak pada orbital elektron di setiap kulit atom. Proton dan neutron terletak di dalam inti atom.

Apa itu atom bermuatan?

Sebelumnya, perlu diketahui bahwa atom dapat berada pada keadaan stabil dan tidak stabil. Atom stabil berada dalam keadaan netral atau komposisi elektron dan protonnya sama banyak. Kondisi stabil juga ditemukan pada atom berikatan. Atom tidak stabil berada dalam keadaan kekurangan atau kelebihan elektron. Hal ini disebabkan oleh kecenderungan suatu atom dalam menarik atau melepaskan elektron berdasarkan sifat berkala atom. Atom yang menarik elektron akan kelebihan elektron. Atom yang melepas elektron akan kekurangan elektron. Atom yang kekurangan elektron akan membentuk atom bermuatan (ion) positif, disebut kation. Atom yang kelebihan elektron akan membentuk atom bermuatan (ion) negatif disebut anion. Jadi, atom bermuatan yang selanjutnya disebut sebagai ion adalah atom yang berada dalam keadaan tidak stabil dan membentuk suatu muatan positif atau negatif akibat dari pelepasan atau penarikan elektron sesuai dengan kecenderungan pada sifat berkala atom.

Pengaruh Muatan Atom Pada Jumlah Partikel-Partikel Penyusun Atom

Besarnya muatan pada ion hanya akan mempengaruhi jumlah elektron. Mengapa demikian?

Karena pembentukan muatan disebabkan oleh penarikan dan/atau pelepasan elektron oleh suatu atom, sehingga akibat dari penarikan/pelepasan tersebut akan menambah atau mengurangi jumlah elektron pada suatu atom. Jumlah elektron pada ion dirumuskan dengan:

Jumlah elektron pada ion = jumlah elektron atom netral - muatan

Mengapa penarikan dan/atau pelepasan tersebut hanya terjadi pada elektron?

Karena elektron terletak di bagian paling luar dari atom, yaitu kulit atom, sehingga akan lebih mudah untuk ditarik/dilepaskan. Berbeda dengan proton dan neutron yang letaknya terisolasi di dalam inti. Proton dan neutron tidak dapat ditarik/dilepaskan.

Inti atom, terutama proton hanya akan memengaruhi kecenderungan menarik/melepaskan elektron karena perbedaan muatan antara proton (+) dan elektron (-) akan menyebabkan reaksi tarik-menarik antar keduanya. Semakin besar muatan inti, semakin sulit elektron dilepaskan karena inti menarik kuat elektron. Sebaliknya, semakin kecil muatan inti, semakin mudah elektron dilepaskan karena inti lemah dalam menarik elektron.

Oleh karena proton dan neutron tidak berperan langsung pada pembentukan muatan, maka jumlah proton dan neutron, baik pada atom bermuatan maupun tidak bermuatan, tidak akan berubah. Jumlahnya akan tetap karena tidak mengalami panarikan/pelepasan dan pengurangan/penambahan. Sedangkan elektron yang berperan langsung pada pembentukan muatan akan mengalami perubahan jumlah karena mengalami panarikan/pelepasan dan pengurangan/penambahan.

Menentukan jumlah partikel-partikel penyusun atom pada ion (contoh soal)

Tentukanlah jumlah elektron, proton, dan neutron pada ion-ion berikut.

      Jawab:

      nomor atom = 11

nomor massa = 23

jenis ion : kation (kekurangan elektron)

muatan = +1

·         jumlah proton = nomor atom = 11

 Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

·         jumlah neutron = nomor massa – jumlah proton

                = 23 – 11

                = 12

·         jumlah elektron = jumlah elektron atom netral – muatan

                            = 11 - (+1) = 10

b.      

nomor atom = 20

nomor massa = 40

jenis ion : kation (kekurangan elektron)

muatan = +2

·         jumlah proton = nomor atom = 20

 Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

·         jumlah neutron = nomor massa – jumlah proton

                = 40 – 20

                = 20

·         jumlah elektron = jumlah elektron atom netral – muatan

                            = 20 – (+2) = 18

c.        

nomor atom = 17

nomor massa = 35

jenis ion : anion (kelebihan elektron)

muatan = -1

·         jumlah proton = nomor atom = 17

 Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

·         jumlah neutron = nomor massa – jumlah proton

                = 35 – 17

                = 18

·         jumlah elektron = jumlah elektron atom netral - muatan

                            = 17 – (-1) = 18

d.     

 nomor atom = 8

nomor massa = 16

jenis ion : anion (kelebihan elektron)

muatan = -2

·         jumlah proton = nomor atom = 8

 Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

·         jumlah neutron = nomor massa – jumlah proton

                = 16 – 8

                = 8

·         jumlah elektron = jumlah elektron atom netral – muatan

                            = 8 – (-2) = 10

Kesimpulan:

1.      Jumlah proton dan neutron pada ion sama dengan jumlah proton dan neutron pada atom netral;

2.      Jumlah elektron pada ion dipengaruhi oleh muatannya;

3.      Ion positif (kation) mengalami pengurangan elektron;

4.      Ion negative (anion) mengalami penambahan elektron;

5.      Rumus mencari jumlah elektron pada ion:

jumlah elektron = jumlah elektron atom netral – muatan

 

 

 

 

Read More

Paham Konsep : Dinamika Teori Atom

Pengantar

Apa yang dimaksud dengan atom? 

Dalam dinamika ilmu pengetahuan, teori atom terus disempurnakan melalui hasil seragkaian metode ilmiah yang berkembang dari waktu ke waktu. Definisi atom tercantum dalam teori-teori terdahulu hingga teori yang digunakan sampai saat ini. Teori dapat memberikan informasi tentang definisi maupun struktur atom. 

Dinamika Teori Atom

Teori pertama tentang atom digagas oleh Demokritus (Yunani) yang menyatakan bahwa atom adalah partikel-partikel yang kecil, keras, berbentuk, berukuran, dan memiliki berat. Teori ini merupakan cikal bakal pengembangan ilmu pengetahuan tentang atom. Lalu, pada tahun 1804, John Dalton, seorang ahli kimia dari Inggris memberikan gagasannya yang dikenal dengan nama Teori Atom Dalton dengan 4 postulatnya, yaitu: 

1. Materi terdiri atas partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi, tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, yang disebut atom;
2. Atom-atom dalam suatu unsur yang sama adalah identik, artinya memiliki berat, ukuran, dan sifat-sifat yang sama;
3. Atom dari unsur yang berbeda akan memiliki berat, ukuran, dan sifat yang berbeda;
4. Jika atom-atom bergabung membentuk seyawa, penggabungan atom-atom ini menurut perbandingan bilangan bulat sederhana.

Kemunculan 4 postulat ini mendorong para ahli untuk melakukan penelitian lebih lanjut. Alhasil,  keempat postulat itu terkoreksi. Atom bukan lagi bagian terkecil dari materi karena ditemukan partikel-partikel yang lebih kecil dari atom, yaitu partikel-partikel penyusun atom, seperti elektron, proton, dan neutron. Oleh karena itu, postulat 1 terkoreksi.

Atom-atom dalam suatu unsur yang sama tidaklah identik karena terdapat unsur-unsur yang memiliki isotop. Isotop adalah atom-atom yang sama dengan jumlah proton yang sama, tetapi jumlah neutronnya berbeda, seperti contohdan . Pada dua atom tersebut terdapat perbedaan jumlah neutron yang mengakibatkan perbedaan nomor massa, sehingga postulat 2 terkoreksi. 

Penggabungan atom-atom dalam membentuk senyawa tidak selalu menurut perbandingan bilangan bulat sederhana karena ditemukannya senyawa-senyawa makromolekul, seperti protein, karbohidrat, lipid, senyawa polimer, dan senyawa makromolekul lainnya yang merupakan rangkaian panjang monomer yang perbandingan atom-atom penyusunnya jauh dari kata sederhana. Oleh karena itu, postulat 4 terkoreksi. 

Teori-teori yang digagas para ahli dapat memberikan informasi mengenai definisi maupun struktur atom. Sampai sejauh ini, dari kedua teori yang telah dijabarkan, dapat kita garis bawahi definisi atom adalah suatu partikel yang berbentuk, berukuran, dan bermassa yang tersusun atas elektron, proton, dan neutron dan merupakan bagian paling dasar penyusun suatu materi. 

Teori Atom Thomson

Pada tahun 1904, John Josep Thomson menggagas suatu teori yang dikenal dengan nama Teori Atom Thomson. Dalam teorinya, Thomson menyatakan bahwa atom berbentuk seperti agar-agar yang tersusun atas muatan listrik positif (proton) dan negatif (neutron). Proton tersebar merata dalam bulatan atom dengan elektron tertanam di dalamnya. Apabila dilukiskan, Teori Thomson ini memberikan informasi tentang struktur atom. Apabila Teori Dalton mengatakan bahwa atom adalah sesuatu yang tidak dapat dibagi lagi, Thomson memberikan gambaran bahwa struktur atom terbagi atas partikel-partikel penyusunnya. Struktur atom yang demikian dikenal dengan sebutan “roti kismis” karena bentuknya mirip dengan roti bulat yang dipenuhi oleh kismis—elektron.

sumber: https://www.ilmukimia.org/

Teori Atom Rutherford

Gambaran struktur atom pada teori Thomson terkoreksi oleh percobaan Rutherford, yaitu percobaan Penghamburan Sinar α Pada Lempeng Emas. Percobaan tersebut menunjukkan hasil sebagai berikut.

1. Banyak sinar α yang terhambur dengan sudut hambur yang besar. Hal ini tidak mungkin terjadi apabila struktur atom seperti yang dikemukakan oleh Thomson. Model atom Thomson memungkinkan sinar α bergerak lurus dengan sedikit pembelokan, bukan terhambur dengan sudut yang besar;
2. Beberapa sinar α dipantulkan kembali. Ini menunjukkan bahwa terdapat medan listrik yang kuat di sekitar inti. Hal ini tidak sesuai dengan teori Thomson yang mengatakan bahwa proton tersebar merata dalam bulatan atom;
3. Banyaknya sinar α yang diteruskan menunjukkan bahwa sebagian besar atom adalah ruang hampa. 

Ketiga hasil percobaan tersebut tidak menunjukkan bahwa struktur atom adalah sebagaimana yang dikemukakan oleh Thomson. Oleh karena itu, teori Thomson terkoreksi. 

Dari hasil percobaannya itu, Rutherford berkesimpulan bahwa:

1. Sebagian besar atom adalah ruang hampa dengan inti yang sangat kecil dan bermuatan positif serta dikelilingi oleh elektron yang jumlahnya sama dengan inti;
2. Atom dianalogikan sebagai sistem tata surya kita, dengan matahari sebagai inti dan planet-planet yang mengitarinya sebagai elektron;
3. Atom bermuatan netral karena jumlah elektron sama dengan jumlah proton pada inti;
4. Sebagian besar massa atom adalah massa inti. 

Berdasarkan hasil percobaan dan kesimpulan tersebut, berikut adalah struktur atom menurut Rutherford.

sumber: https://spada.itn.ac.id/

Kemunculan teori Rutherford memang menyempurnakan teori Thomson. Namun, di sisi lain, para ahli bertanya-tanya, bagaimana mungkin inti atom yang bermuatan positif dapat berdekatan dengan elektron yang bermuatan negatif? Karena menurut teori Termodinamika Klasik, dalam keadaan diam, apabila terjadi perbedaan muatan, akan ada tarik-menarik antar muatan-muatan tersebut, yang artinya elektron akan jatuh ke inti.

Rutherford menjawab bahwa elektron tidak akan jatuh ke inti karena adanya gaya sentrifugal yang akan membuat elektron terus bergerak. Jawaban tersebut juga terbantah karena menurut Hukum Elektromagnetik, suatu partikel bermuatan yang terus bergerak akan memancarkan radiasi terus-menerus dan kecepatannya akan berkurang, sehingga suatu saat elektron akan jatuh ke inti.

Teori Atom Niels Bohr

Pada tahun 1913, Niels Bohr berhasil menyempurnakan model atom Rutherford menggunakan Teori Kuantum Planck yang menyatakan bahwa atom hanya dapat memancarkan atau menyerap radiasi dalam bentuk kuantum yang energinya berbanding lurus dengan frekuensi radiasi. Dengan munculnya teori ini, terjawab sudah kekurangan dari Teori Rutherford.

Untuk memperjelas model atomnya, Bohr mengemukakan 4 postulat, yaitu:

1. Elektron bergerak dalam lintasannya masing-masing yang membentuk melingkar mengelilingi inti dengan jari-jari (r) yang menentukan sudut kelipatan dari satuan h/2p;
2. Elektron memiliki energi pemancaran radiasi pada keadaan tertentu yang dapat dihitung dengan persamaan:

          

            dengan:

            m = massa elektron

            e  = muatan elektron

            Z = muatan inti

            h = tetapan Planck

            n = bilangan bulat = 1,2,3,…

      Elektron yang berada dalam keadaan dasar (stasioner) atau ground state tidak  memancarkan radiasi.

   3. Elektron akan berpindah dari keadaan stasioner dengan tingkat energi E1 ke keadaan dengan tingkat energi yang lebih tinggi E2 apabila atom menyerap energi dengan frekuensi ν, sehingga:

E2 - E1 = hv

   4. Elektron yang berpindah dari keadaan tingkat energi rendah ke keadaan tingkat energi tinggi disebut elektron tereksitasi. Energi akan dipancarkan dengan frekuensi yang sama apabila elektron kembali ke keadaan stasioner.

Dengan postulat itu, didapatkan pemodelan struktur atom sebagai berikut.

sumber: https://previews.123rf.com/

Model atom Bohr hanya dapat dipakai untuk menghitung frekuensi garis-garis spektrum dari atom H dan ion-ion berelektron satu. Frekuensi garis-garis spektrum dari atom-atom atau ion-ion dengan dua elektron atau lebih tidak dapat dihitung menggunakan model atom ini. 

Teori Atom Mekanika Gelombang

Pada tahun 1924, De Broglie mengemukakan bahwa materi dapat bersifat sebagai gelombang yang panjang gelombanganya (λ) dapat dihitung dengan persamaan:

λ = h/mv

dengan;

λ= panjang gelombang

h= konstanta Planck

m= massa partikel

v= kecepatan partikel

Hubungan berbanding terbalik antara panjang gelombang dan massa partikel menunjukkan bahwa semakin kecil massa partikel, semakin besar panjang gelombangnya, sehingga sifat gelombang dari partikel penyusun atom semakin besar (nyata).

Penggambaran model atom menurut teori ini dibantu oleh Asas Ketidakpastian Heinsberg dan Fungsi Gelombang Schrodinger. Melalui perhitungan fungsi yang sangat rumit, didapatkan sketsa struktur atom sebagai berikut. 

sumber: https://www.zenius.net/

Gambar tersebut menunjukkan inti yang dikelilingi oleh awan elektron. Model atom ini dapat memperkirakan kedudukan elektron terhadap inti menggunakan bilangan kuantum.

Penutup

Hingga saat ini, teori atom yang digunakan adalah teori atom Niels Bohr dan Mekanika Gelombang. Bilangan kuantum dalam Teori Mekanika Gelombang digunakan untuk memperkirakan kedudukan elektron terhadap inti, sedangkan model atom Niels Bohr sering digunakan dalam menentukan konfigurasi elektron. 

Read More