Teori Atom

Dalam kehidupan sehari-hari, apakah kalian pernah membayangkan sebuah bambu yang dipotong menjadi beberapa bagian hingga mendapatkan ukuran yang sangat kecil?. 

Saat masih kecil, kita sering bermain pasir di pantai dengan membentuk menjadi gunung, istana, dan berbagai macam bentuk lainnya. 

Namun, jika kita perhatikan lebih dekat pasir-pasir tersebut hanyalah sebuah butiran-butiran yang sangat kecil. Semua gambaran tersebut menandakan bahwa suatu zat tersusun atas partikel-partikel kecil yang menyusun zat lebih besar. 

Partikel-partikel terkecil yang menyusun suatu zat dikenal sebagai "atom" oleh para ilmuan. 

Konsep atom pertama kali dikemukakan oleh seorang ilmuan asal Yunani yaitu Democritus dan Leucippus, menyatakan  bahwa segala sesuatu yang tidak dapat dibagi menjadi bagian yang paling kecil disebut sebagai atomos, memiliki makna tidak dapat dibagi lagi dalam Bahasa Yunani. 

Namun, teori ini belum bisa sepenuhnya dikatakan benar karena  pada saat itu Democritus dan Leucippus masih berandai-andai dan tidak melakukan percobaan lebih lanjut.

Selain itu, bentuk atom tidak dapat diamati dengan mata secara langsung tetapi membutuhkan bantuan alat mikroskop.  Hal ini yang menimbulkan banyak pandangan berbeda pada teori atom seiring dengan berkembangnya zaman.

Selanjutnya, konsep atom oleh seorang ilmuan bernama Aristoteles asal Yunani yang memiliki pendapat berbeda dari ilmuan sebelumnya tentang atom. Ia mengatakan bahwa semua materi di alam semesta ini terdiri atas empat unsur yaitu api, tanah, air, udara yang tidak dapat dibagi lagi. Namun, hal tersebut masih menjadi gagasan pikiran saja tanpa adanya bukti nyata berupa eksperimen.

Teori atom terus mengalami perkembangan seiring dengan awal munculnya ilmu kimia modern yang semakin meluas. Pada tahun 1803, John Dalton seorang ilmuan asal Inggris yang mengatakan bahwa suatu partikel terkecil dari materi sebagai atom yang tidak dapat diubah maupun dibagi. Hal ini disimpulkan berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, ia juga menggambarkan bentuk atom seperti bola pejal. 

Tidak hanya itu saja, suatu unsur atom mempunyai karakteristik yang berbeda dengan atom lainnya.  Adapun teori yang ditemukan oleh Dalton memiliki kelebihan karena dapat menjelaskan dua hukum kimia yaitu Hukum Kekekalan Massa (Lavoiser) dan juga Hukum Perbandingan Tetap (Proust). 

Walaupun ia telah melakukan percobaan tetapi, teori ini juga memiliki kelemahan karena tidak mampu menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan yang lainnya serta atom bukan partikel terkecil dan masih dapat dibagi lagi. Adanya teori atom oleh Dalton memunculkan berbagai spekulasi menarik tentang atom oleh para ilmuan.

Oleh karena teori Dalton memiliki kekurangan maka, J. J Thomson (1896) seorang ilmuan asal Britania Raya, Inggris menyempurnakan teori tersebut dengan menemukan adanya elektron. Sehingga, muncul sebuah teori baru yaitu atom memiliki elektron bermuatan negatif yang tersebar secara merata di dalam atom. 

Hal tersebut diumpamakan seperti roti kismis hal ini dikarenakan elektron yang bermuatan negatif tersebar di dalam bola atom yang bermuatan positif.  Walaupun Thomson telah melakukan percobaan sehingga menemukan adanya elektron di dalam atom, teori ini juga masih diragukan karena memiliki berbagai kelemahan yang di antaranya tidak dapat  menjelaskan susunan muatan positif dan elektron di dalam atom.

Kemudian, pada tahun 1911 seorang ilmuan bernama E. Rutherford melakukan percobaan untuk melengkapi teori sebelumnya dengan cara menembakkan sinar pada lempeng logam. Dari percobaan tersebut memperoleh hasil bahwa atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif (+)  sedangkan elektronnya bermuatan negatif (-).

Tidak hanya itu saja, ia mengatakan besar volume atom adalah ruang kosong yang memiliki massa terpusat di inti atom. Selain itu, atom juga memiliki inti yang bermuatan positif sehingga dikelilingi oleh suatu elektron pada jarak tertentu yang akan membentuk sebuah orbital. Hasil dari percobaan Rutherford mampu melengkapi teori Thomson dengan menemukan adanya muatan positif di dalam atom. 

Walaupun teori atom oleh Rutherford telah melakukan percobaan serta mampu mengungkap kelemahan pada teori sebelumnya, teori ini juga memiliki kelemahan. Kelemahan dari hasil temuannya yaitu tidak menjelaskan spektrum garis yang terjadi pada atom hidrogen, kurang menjelaskan bagaimana letak sebuah elektron dan rotasinya terhadap atom dan alasan elektron yang tidak bisa jatuh ke inti.

Beberapa tahun kemudian, muncul teori atom oleh Niels Bohr (Tahun,1913). Niels Bohr menggunakan acuan teori kuantum planck untuk menyempurnakan teori atom oleh Rutherford. 

Melalui percobaan yang dilakukan diperoleh hasil yaitu suatu elektron yang berada dalam atom mampu bergerak mengelilingi inti pada lintasan tertentu namun tidak dapat memancarkan sebuah energi. Lintasan-lintasan elektron disebut kulit atom (K, L, M, N) yang memiliki tingkat energi berbeda-beda di setiap unsurnya. Kemudian, elektron-elektron ini mampu berpindah tempat dari satu lintasan ke lintasan lainnya.

Adanya perpindahan elektron dari energi tinggi ke rendah akan disertai oleh pemancaran energi, sebaliknya dari tingkat energi rendah ke tinggi disertai adanya penyerapan energi. Elektron-elektron yang mampu bergerak secara bebas pada suatu lintasan selalu berada pada keadaan stasioner yang menandakan elektron tidak mampu menyerap atau memancarkan energi.

Model atom Bohr telah menjelaskan terkait spektrum hidrogen secara sederhana tetapi tidak dijelaskan spektrum  kompleks lebih lanjut. Sehingga, teori atom Bohr memiliki kekurangan yaitu tidak menjelaskan  ketidakpastian Heisenberg , dan mengenai kulit elektron yang mampu mengelilingi atom tidak berbentuk lingkaran tetapi berbentuk menyerupai elips.

Berbagai macam teori atom telah dikemukakan oleh para ilmuan yang berasal dari gagasan pikiran hingga melakukan berbagai percobaan namun, setiap teori atom tersebut memiliki kelebihan ataupun kekurangan. Sehingga, pada tahun selanjutnya muncul sebuah teori  atom modern atau teori mekanika kuantum oleh beberapa ahli kimia untuk menyatukan berbagai gagasan sehingga mampu menyempurnakan teori atom. 

Pertama, pada tahun 1923 oleh Louis Victor de Broglie  yang mengatakan bahwa elektron dalam suatu atom dilihat sebagai suatu partikel dan gelombang. Pada tahun 1926, Erwin Schrodinger mempunyai gagasan tentang persamaan gelombang dalam atom. Selanjutnya, pada tahun 1927 seorang ahli bernama Werner Hesenberg yang membahas tentang asas ketidakpastian posisi elektron. 

Dari hasil pemikiran ketiga para ilmuan tersebut memiliki kelebihan dari teori ini mampu menjelaskan posisi ditemukannya elektron, posisi elektron ketika mengorbit, dapat mengukur perpindahan energi, dan mampu menemui proton serta neutron yang berada dalam inti sedangkan elektron berada pada bagian orbit. Teori ini juga mampu menjelaskan gas dari unsur selain gas hidrogen yang memiliki spektrum. 

Selanjutnya, para ahli ini telah mengupas tuntas kelemahan teori sebelumnya tentang kebolehjadian tentang letak elektron di dalam suatu atom dengan bilangan kuantum. 

Namun, tidak dapat dipungkiri bahwa teori ini juga memiliki kekurangan di antaranya sangat sulit apabila dipraktekkan menggunakan sistem makroskopis dan hanya bisa diterapkan secara eksak untuk partikel dalam kotak untuk atom yang mempunyai elektron tunggal. 

Secara keseluruhan, semua teori atom yang disampaikan oleh para ilmuan kimia memiliki kekurangan dan kelebihan. Hal tersebut menjadikan teori-teori ini saling melengkapi dan terus berkembang seiring dengan meluasnya ilmu pengetahuan kimia.