Berbagi Contoh Makalah | Teori Perkembangan Atom

BAB I
PENDAHULUAN

1.1.      Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari, manusia tidak pernah lepas dari kimia, sebab segala sesuatu yang terjadi pasti melibatkan zat-zat kimia, mulai dari fenomena alam sampai pembuatan makanan dan kebutuhan sehari-hari. Begitu pula dengan sistem kerja tubuh manusia dan makhluk hidup lainnya, pasti juga melibatkan peran zat-zat kimia di dalamnya. Oleh karena itu, kimia merupakan salah satu ilmu pengetahuan yang memiliki cakupan luas. Seorang saintis yang menggeluti bidang kimia bisa ditempatkan di mana saja, mulai dari bekerja di bidang industri, pertanian sampai forensik.

Sebelum itu, seorang saintis terlebih dahulu mempelajari suatu struktur terkecil dari sebuah zat, yaitu atom. Atom inilah yang akan membentuk suatu zat yang sering dijumpai manusia dalam kehidupan sehari-hari. Para ilmuwan terdahulu telah berpikir keras untuk merancang berbagai teori mengenai atom. Seiring perkembangan zaman, teori tersebut semakin berkembang. Para ilmuwan terus mengembangkan teori dari ilmuwan-ilmuwan sebelumnya sampai menjadi teori yang dapat lebih diterima oleh masyarakat saat ini dalam pengembangan ilmu pengetahuan.

Salah satu contoh dari perkembangan teori kimia adalah perkembangan teori atom. Perkembangan teori atom dimulai dari Democritus, seorang Filsuf Yunani, lalu John Dalton, J.J. Thomson, Rutherford, Niels Bohr, sampai mekanika kuantum. Hal-hal yang mendasari teori-teori tersebut beserta kekurangan dan kelebihan dari masing-masing teori akan dijabarkan dalam pembahasan.

1.2.      Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut.

1.  Bagaimana perkembangan teori atom dari masa ke masa?
2. Apa saja hal-hal yang mendasari teori-teori atom yang berkembang sampai saat ini
3. Apa saja kekurangan dan kelebihan dari masing-masing teori atom yang berkembang sampai saat ini?

1.3.      Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut.         

1. Mengetahui perkembangan teori atom dari masa ke masa.
2. Mengetahui hal-hal yang mendasari teori-teori atom yang berkembang sampai saat ini.
3. Mengidentifikasi kekurangan dan kelebihan dari masing-masing teori atom yang berkembang sampai saat ini.

  

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.        Teori Atom Dalton

Atom berasal dari kata ‘a’ yang berarti ‘tidak’ dan ‘tomos’ yang berarti ‘dipotong-potong’. Berdasarkan arti kata tersebut, dapat disimpulkan bahwa atom adalah sesuatu yang tidak dapat dipotong-potong atau dibagi. Hal tersebut sesuai dengan pendapat Leucippus dan Democritus, seorang Filsuf Yunani yang hidup pada beberapa abad sebelum masehi. Democritus menyatakan bahwa jika suatu materi dibagi menjadi bagian yang lebih kecil, lalu terus dibagi lagi maka akan sampai pada suatu saat di mana didapat bagian yang sangat kecil yang tidak dapat dihancurkan atau dibagi lagi yang disebut atom (‘atomos’ dalam bahasa Yunani yang artinya ‘tak terbagi’).

Pemikiran kedua filsuf tersebut awalnya tidak diterima oleh masyarakat pada saat itu, sampai akhirnya pada abad ke-18, John Dalton (1803) merumuskan teori atom yang berhasil menjelaskan hukum-hukum dasar kimia –hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, dan hukum kelipatan perbandingan. Hukum kekekalan massa berbunyi, “Massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama.”, hukum perbandingan tetap berbunyi, “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap dan tertentu.”, dan hukum kelipatan perbandingan yang ditemukan oleh John Dalton sendiri berbunyi, “Apabila terdapat 2 unsur berbeda yang bergabung membentuk suatu senyawa lebih dari satu macam, jika massa salah satu unsur dibuat sama atau tepat dan unsur lainnya dibuat berbeda-beda, maka perbandingan massa antar unsur tersebut adalah bilangan bulat dan juga sederhana.”. Dalam penelitiannya, Dalton menjadikan hukum kekekalan massa dari Lavoisier dan hukum perbandingan tetap dari Proust sebagai landasannya.

Teori atom Dalton menyatakan bahwa :

1. Setiap unsur tersusun dari partikel yang sangat teramat kecil yang disebut atom.

2. Semua atom dari satu unsur yang sama adalah identik, namun atom unsur satu berbeda dengan atom unsur-unsur lainnya.

3. Atom dari satu unsur tidak dapat diubah menjadi atom dari unsur lain melalui reaksi kimia; atom tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan dalam reaksi kimia.

4.  Senyawa terbentuk dari kombinasi atom-atom dari unsur-unsur yang berbeda dengan rasio atom yang spesifik.

Teori atom Dalton ini memberikan gambaran model atom seperti model bola pejal atau model bola billiard.

Perkembangan teori atom pada masa John Dalton masih banyak memiliki kekurangan. Namun, teori atom yang dikemukakan John Dalton juga memiliki kelebihan, yaitu mampu membangkitkan minat terhadap penelitian tentang model atom berikutnya. Kelemahan dari teori atom Dalton adalah tidak bisa mejelaskan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.

2.2.         Teori Atom Thomson

Pada tahun 1897, J.J. Thomson melakukan eksperimen dengan sinar katoda. Eksperimen tersebut menunjukkan bahwa sinar katoda terdefleksi atau terbelokkan oleh medan magnet maupun medan listrik. Hal ini menunjukkan bahwa sinar katoda merupakan radiasi partikel yang bermuatan listrik. Pada eksperimen dengan medan listrik, sinar katoda terbelokkan menuju ke arah kutub bermuatan positif. Hal ini menunjukkan bahwa sinar katoda merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Selanjutnya, partikel sinar katoda ini disebut sebagai elektron. Penemuan elektron ini kemudian mengacu pada kesimpulan bahwa di dalam atom terdapat elektron yang bermuatan negatif.

Menurut model atom Thomson, elektron bermuatan negatif tersebar dalam bola bermuatan positif seperti model roti kismis, di mana kismis-kismis adalah elektron-elektron dan roti adalah bola bermuatan positif. 

Seperti halnya teori atom yang dikemukakan oleh Dalton, teori atom Thomson juga memiliki kekurangan dan kelebihan. Kelebihan teori atom Thomson adalah teori ini menjadi awal penemuan bahwa atom bukan partikel terkecil sehingga memberi jalan untuk teori-teori selanjutnya, sementara itu kelemahan dari teori ini adalah Thomson tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

2.3.          Teori Atom Rutherford

Philipp Lenard pada tahun 1903 berpendapat bahwa teori atom Thomson yang menyatakan atom berbentuk bola pejal dengan muatan positif dan negatif yang saling menetralkan tidaklah benar. Pemikiran ini menjadi inspirasi Ernest Rutherford (1911) untuk melakukan penelitian lebih lanjut dengan dibantu dua asistennya yang bernama Hans Geiger dan Ernest Marsden.

Rutherford melakukan penelitian dengan cara menembakkan partikel alpha (α) yang bermuatan positif ke lempengan tipis emas. Di sekitar lempengan emas telah dipasangi sensor pendeteksi hamburan sinar alpha secara melingkar.

Berdasarkan percobaan tersebut, diperoleh fakta sebagai berikut :

• Sebagian besar sinar alpha menembus lempengan emas. Itu artinya sinar alpha tidak mengalami tabrakan dengan partikel penyusun atom. Dengan kata lain, di dalam atom terdapat banyak ruang hampa (bukan pejal).
• Sebagian kecil sinar alpha terbelokkan. Ini menandakan telah terjadi tabrakan antara partikel alpha (muatan positif) dengan inti atom (muatan positif), bahkan ada sinar alpha yang dipantulkan kembali. Sinar alpha yang dipantulkan kembali ini menabrak tepat di tengah inti atom emas.

Rutherford menyimpulkan bahwa atom terdiri dari inti atom bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif dengan lintasan berupa lingkaran atau ellips. Selanjutnya, Rutherford mengajukan model atom seperti gambar di bawah ini.

Model atom Rutherford juga dinilai memiliki kelemahan karena tidak bisa menjawab pertanyaan kestabilan atom. Apabila elektron berputar mengelilingi inti, maka elektron tersebut akan terus mengeluarkan energi sehingga apabila energinya habis, maka elektron yang bermuatan negatif akan jatuh ke inti atom yang bermuatan positif (hukum Coulomb). Ini menandakan bahwa menurut model atom Rutherford, atom bersifat tidak stabil . Hal ini bertentangan dengan pehamanan bahwa atom bersifat stabil.

Selain itu, spektrum atom hidrogen yang hanya memiliki satu elektron ternyata berbentuk diskrit, bukan kontinyu. Apabila mengacu pada model atom Rutherford, seharusnya spektrumnya berbentuk kontinyu karena elektron memancarkan energi radiasi.

2.4.          Teori Atom Niels Bohr

Untuk menyempurnakan teori atom Rutherford, Niels Bohr melakukan pengamatan spektrum atom dengan tetap berpegang pada teori mekanika kuantum Planck. Ia melakukan pemanasan terhadap atom hidrogen sehingga mempunyai spektrum yang khas pada tingkatan energi tertentu. Ia melakukan pendekatan sesuai sifat dualisme yaitu sebagai partikel dan gelombang.

Pada tahun 1913, Bohr menyampaikan dua postulat yaitu :

• Elektron yang mengelilingi inti memiliki orbit (kulit) tertentu. Elektron tidak memancarkan atau menyerap energi sehingga hal inilah yang membuat energi elektron konstan.
• Jika elektron menyerap energi dari luar, maka elektron akan naik ke kulit/orbit yang lebih tinggi, kemudian akan kembali ke kulit/orbitnya yang semula sembari memancarkan energi radiasi.

Model atom Bohr ini hanya bisa menjelaskan keadaan atom sederhana, misalnya atom hidrogen yang hanya dikelilingi satu buah elektron namun tidak bisa menjelaskan keadaan atom yang dikelilingi oleh banyak elektron. Selain itu, orbit elektron berbentuk ellips, bukan lingkaran sebagaimana yang dikemukakan oleh Bohr.

2.5.      Teori Mekanika Kuantum

Pada tahun 1924, Louis de Broglie menyatakan hipotesis dualism partikel-gelombang –semua materi dapat memiliki sifat seperti gelombang. Elektron memiliki sifat seperti partikel dan juga sifat seperti gelombang. Pada tahun 1926, Erwin Schrodinger merumuskan persamaan matematis yang kini disebut sebagai persamaan gelombang Schrodinger, yang memperhitungkan sifat seperti partikel dan seperti gelombang dari elektron.

Pada tahun 1927, Werner Heisenberg mengajukan asas ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan bahwa posisi elektron tidak dapat ditentukan secara pasti, namun hanya dapat ditentukan peluang posisinya. Teori-teori –dualisme partikel-gelombang, asas ketidakpastian Heisenberg, dan persamaan Schrodinger—ini kemudian menjadi dasar dari teori atom mekanika kuantum. Penyelesaian persamaan Schrodinger menghasilkan fungsi gelombang yang disebut orbital. Orbital biasanya digambarkan seperti awan elektron, di mana kerapatan awan tersebut menunjukkan peluang posisi elektron. Semakin rapat awan elektron, maka semakin tinggi peluang elektron, begitu pula sebaliknya. Oleh karena itu, model atom mekanika kuantum disebut juga sebagai model awan elektron.

              

BAB III

PENUTUP

3.1.      Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan pada bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa perkembangan teori atom dimulai pada zaman hidupnya Filsuf Yunani, Democritus yang sudah memikirkan tentang unsur terkecil dari suatu zat yang ada di dalam kehidupan. Selanjutnya, pemikiran tersebut menjadi cikal bakal teori-teori atom yang berkembang sampai saat ini. Teori-teori tersebut terus disempurnakan oleh para ilmuwan selanjutnya, dari John Dalton sampai ilmuwan yang membuat dasar dari mekanika kuantum.

Menurut saya, dengan mempelajari struktur atom, mahasiswa kimia dapat mengetahui darimana zat-zat yang digunakan dalam penelitian mereka berasal.  Hal ini juga dapat diibaratkan sebagai dalam mengenali sesuatu, harus diketahui dulu bagaimana sesuatu itu bisa terbentuk dan bagaimana struktur pembentuknya.

3.2.      Saran

Hal yang dapat saya sarankan berdasarkan kesimpulan di atas adalah : sebaiknya mahasiswa dan segenap civitas akademik jurusan kimia lebih giat dalam mempelajari struktur atom setelah mengetahui pentingnya mempelajari struktur atom.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2017. Perkembangan Teori Atom. https://idschool.net/sma/perkembangan-teori-atom/. Diakses pada tanggal 11 Februari 2020 pukul 17.05.

Anonim. 2020. Teori Atom. https://www.studiobelajar.com/teori-atom/. Diakses pada tanggal 11 Februari 2020 pukul 17.05

Nafre, Ruther Iwan. 2017. Perkembangan Teori Atom. https://www.studiobelajar.com/teori-atom/. Diakses pada tanggal 11 Februari 2020 pukul 17.05

Morie, Indigo. 2015. Penemuan Elektron dan Model Atom Thompson. http://ekimia.web.id/penemuan-elektron-model-atom-thompson/. Diakses pada tanggal 11 Februari 2020 pukul 18.00