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