PERKEMBANGAN TEORI ATOM PART-2

4. Model Atom Ernest Rutherford (1910) dan Penemuan Neutron

Ernest Rutherford pada saat itu masih berfikir dan terus melakukan percobaan untuk menjawab lebih jauh pertanyaan bagaimanakah struktur atom itu ? Benarkah model atom yang dikemukakan oleh J.J. Thomson ? Tahun 1909, atas saran Rutherford, Hans Geiger dan Ernest Marsden melakukan penelitian.

Berdasarkan percobaan penembakan sinar alpha pada lempeng emas, dapat ditentukan bahwa diameter atom adalah sekitar 10-8 cm, sedangkan diameter inti sekitar (1-5).10-12 cm. di sekeliling inti.

Inti yang paling kecil dan paling sederhana adalah inti atom hidrogen, yang disebut proton. Inti hidrogen mempunyai muatan positif yang besarnya tepat sama dengan muatan elektron, tetapi massanya 1836 kali lebih besar dari massa elektron. Berdasarkan perhitungannyaRutherford juga dapat memperkirakan jumlah muatan inti untuk setiap atom unsur yang ditelitinya.

sekarang perhatikan data berikut:

• Atom Hidrogen memiliki 1 buah proton, dan massanya sama dengan massa 1 proton
• Atom Helium memiliki 2 proton, dan massanya sama dengan massa 4 proton

Jika dalam inti Helium hanya terdapat proton, seharusnya massa atom helium 2 kali massa proton. Gejala yang sama dimana massa atom hampir dua kali massa proton, juga terjadi pada unsur-unsur yang lain.

Mengapa hal itu terjadi ? selain proton, partikel apalagi yang terdapat dalam inti atom ? 

Berdasarkan fakta tersebut, pada tahun 1919 Rutherford menduga ada partikel lain dalam inti yang tidak bermuatan yang massanya hampir sama dengan massa proton. Ramalan Rutherford tersebut baru 12 tahun kemudian terbukti oleh James Chadwick. Dengan percobaan penembakan logam berilium dan boron oleh partikel alpha, ia menemukan adanya suatu partikel yang dilepaskan pada proses itu yang sifatnya berbeda dengan partikel alpha. Daya tembus partikel ini sangat tinggi, tetapi tidak dipengaruhi oleh medan magnet maupun listrik. 

5. Model Atom Niels H. Bohr (1922)

Model Atom Rutherford ternyata bertentangan dengan teori elektrodinamika klasik. Menurut teori ini, jika suatu partikel bermuatan listrik bergerak dengan kecepatan tertentu, maka partikel tersebut akan meradiasikan energi. Elektron (bermuatan negatif ) yang bergerak sekeliling inti akan kehilangan energi terus menerus karena radiasi sehingga akhirnya akan jatuh ke inti.

Bagaimana seandainya itu terjadi ?

Tentu atom itu jadi musnah. Artinya, semua zat, termasuk kita manusia, tidak akan ada karena tidak stabil. Keberadaan zat-zat di alam menunjukkan bahwa atom itu ada.

Jadi, seperti apa atom itu ? Di mana letak proton dan elektron ?

Kesulitan ini dapat diatasi oleh Bohr yang mengaplikasikan teori kuantum Planck pada model atom Rutherford. Menurut Planck energi yang dipancarkan akan diserap oleh zat tidak bersifat kontinu dan sembaran, tetapi dalam paket-paket energi tertentu yang disebut kuanta.

Berdasarkan teori kuantum dari Planck dan pengamatannya pada spektrum hidrogen, maka Bohr mengemukakan teori atom yang diringkaskan sebagai berikut:

• Elektron bergerak mengelilingi inti atom dengan lintasan atau orbit yang berbentuk lingkaran. Lintsan yang diperlukan adalah lintasan dengan tingkat energi tertentu (lintasan kuantum). Hal ini mitip dengan sistem tata surya.
• Tiap lintasan ditandai dengan bilangan kuantum utama (n), dengan n= 1,2,3,......dst. Lintasan yang paling dekat ke inti memiliki tingkat energi terendah dan disebut lintasan atau kulit K (n=1). Untuk tingkat energi lebih tinggi ( n = 2,3,4,....) diberi lambang berturut-turut L,M,N,.....dst.
• Elektron yang bergerak pada lintasannya tidak akan melepaskan atau menyerap energi, keadaan ini disebut keadaan stationer
• Jika elektron berpindah dari lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi ke tingkat yang lebih rendah (misalkan dari E2 ke E1), maka akan terjadi radiasi sebesar E1-E2 = hv, h = tetapan Planck, v = frekuensi radiasi. Jika elektron berpindah dari tingkat energi lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi, maka elektron akan menyerap energi