struktur atom

struktur atom

partikel dasar penyusun atom:
1. proton (+)
2. neutron (neutron = netral)
3. elektron (negatif)
proton dan neutron pada inti atom yang disebut nukleus. kumpulan proton dan neuton pada inti atom disebut nukleon. elektron yang berjumlah sama dengan proton bergerak mengelilingi atom berada pada kulit atom. kulit atom dibagi lagi menjadi subkulit atom. di dalam subkulit atom terdapat ruang-ruang yang disebut orbital. di dalam orbital inilah tempat kemungkinan besar elektron ditemuklan, dimana tiap orbital maksimal ditempati oleh dua elektron.

atom

atom

Kulit atom yang terdapat pada atom memiliki tingkat energi yang berbeda. kulit yang paling dekat dengan inti yaitu kulit K kemudian diikuti L, M, N, O, P, Q, R dan seterusnya, kulit ini memiliki energi paling rendah. makin jauh kulit atom dari inti atom energi kulit tersebut makin tinggi. dan elektron yang yang makin jauh dari inti atom atau terletak pada kulit yang paling jauh dari inti maka elektron tersebut makin mudah dilepaskan atau hanya dibutuhkan energi yang rendah untuk melepaskan elektron tersebut.
subkulit yang terdapat pada kulit atom terbagi menjadi subkulit s,p,d dan f. didalam subkulit terdapat jumlah orbital yang berbeda. agar lebih jelas perhatikan Hubungan Kulit Atom, Subkulit Atom, Orbital dan Elektron pada gambar berikut:

Hubungan Kulit Atom, Subkulit Atom, Orbital dan Elektron

Hubungan Kulit Atom, Subkulit Atom, Orbital dan Elektron

http://nasrulbintang.files.wordpress.com/2011/12/pengertian-atom.gif?w=297

Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani, yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep atom sebagai komponen yang tak dapat dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani. Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa ‘atom’ tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi.Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang digunakan para fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom.

Relatif terhadap pengamatan sehari-hari, atom merupakan objek yang sangat kecil dengan massa yang sama kecilnya pula. Atom hanya dapat dipantau menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop penerowongan payaran. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak stabil yang dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti. Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur dan memengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya.Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Demikian pula sekumpulan atom dapat berikatan satu sama lainnya membentuk sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan merupakan ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.

a.     Partikel dasar : partikel-partikel pembentuk atom yang terdiri dari elektron, proton den neutron.

1. Proton     :     partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sama dengan satu sma (amu) dan bermuatan +1.
2. Neutron     :     partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma (amu) dan netral.
3. Elektron     :     partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1.

b.     Nukleus : Inti atom yang bermuatan positif, terdiri dari proton den neutron.

c.     Notasi unsur : zA A dengan X : tanda atom (unsur)
Z : nomor atom     = jumlah elektron (e)
= jumlah proton (p)
A : bilangan massa     = jumlah proton + neutron
Pada atom netral, berlaku: jumlah elektron = jumlah proton.

Contoh :

1. Tentukan jumlah elektron, proton den neutron dari unsur 2656 Fe !

Jawab :

Jumlah elektron = jumlah proton = nomor atom = 26

Jumlah neutron = bilangan massa – nomor atom = 56 – 26 = 30

2. Berikan notasi unsur X, jika diketahui jumlah neutron = 14 dan jumlah elektron = 13 !

Jawab :

Nomor atom = jumlah elektron = 13
Bilangan massa = jumlah proton + neutron = 13 + 14 = 27

Jadi notasi unsurnya: 13 27 X

d.     Atom tak netral : atom yang bermuatan listrik karena kelebihan atau kekurangan elektron bila dibandingkan dengan atom netralnya.

Atom bermuatan positif bila kekurangan elektron, disebut kation.
Atom bermuatan negatif bila kelebihan elektron, disebut anion.

Contoh:

– Na+  : kation dengan kekurangan 1 elektron
– Mg2- : kation dengan kekurangan 2 elektron
– Cl-    : anion dengan kelebihan 1 elektron
– O2     : anion dengan kelebihan 2 elektron

e.     Isotop : unsur yang nomor atomnya sama, tetapi berbeda bilangan massanya.
Contoh: Isotop oksigen: 816 O ; 817 O ; 818 O

f.     Isobar : unsur yang bilangan massanya sama, tetapi berbeda nomor atomnya.
Contoh: 2759 CO dengan 2859 Ni

g.     Isoton : unsur dengan jumlah neutron yang sama.
Contoh: 613 C dengan 714 N

h.     Iso elektron: atom/ion dengan jumlah elektron yang sama.
Contoh: Na+ dengan Mg2+
K+ dengan Ar

perkembangan teori atom

1. Teori Atom John Dalton

Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:

  1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi
  2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
  3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
  4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:

model atom dalton

Kelemahan:

  1. Teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik yang dimiliki oleh beberapa atom.
  2. Ternyata dalam tahap selanjutnya ditemukannya elektron oleh JJ Thomson yang merupakan partikel penyusun Atom

2. Teori Atom J. J. Thomson

Berdasarkan penemuan sinar katode oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.
Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positif untuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut.

Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa:

Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektron”

Model atom Thomson dapat digambarkan sebagai roti bulat (sebagai bagian atom bermuatan positif) dan kismis yang berada didalam roti yang tersebar (sebagai elektron)sehingga sering disebut Model Atom Roti Kismis. Gambarnya sebagai berikut:

atom thomson

Kelemahan:

  1. Kelemahan model atom Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
  2. Ternyata dalam perkembangannya atom terdapat ruang kosong didalamya setelah ditemukannya inti atom oleh Rutherford

3. Teori Atom Rutherford

Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa :

  1. Sebagian besar partikel alfa diteruskan
  2. sebagian di pantulkan
  3. Sebagian di belokkan

Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:

  1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan dan ini berarti atom memiliki ruang kosong didalamnya
  2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisan atom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif. karena sinar alfa dibelokkan kearah partikel bermuatan negatif ( elektron)
  3. Terdapat partikel yang keras, yang mengakibatkan sinar alfa dipantulkan

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa

“Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif”

Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai berikut:

atom rutherford

Kelemahan:

Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom berdasarkan Hukum Fisika Klasik.

4. Teori Atom Bohr

Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:

atom Bohr

Kelemahan:

Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak (selain Hidrogen).

5. Teori Atom Modern

Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh:

  1. Erwin Schrodinger (1926) tentanng bentuk dan tingkat energi orbital
  2. Werner Heisenberg “prinsip ketidakpastian” yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.

Gambar Model Atom Modern

atom modern

Ciri khas model atom mekanika gelombang

  1. Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
  2. Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
  3. Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron

Kelemahan

belum ditemukan: semoga ada anak bangsa yang menemukan teori baru.

 

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