Apa Itu Struktur Atom?

Atom merupakan unit terkecil dari sebuah materi yang memiliki sifat serta karakteristik unsur unsur kimia. Dengan berdasarkan oleh teori atom Dalton, definisi dari atom adalah sebuah satuan dasar suatu unsut dimana satuan ini dapat masuk pada kombinasi kimia. Pada teori atom Dalton ini, ia membayangkan bahwa sebuah atom memiliki ukuran yang sangat kecil serta tidak bisa dibagi lagi. 

Namun setelah seiring waktu berjalan dan setelah adanya serangkaian penyelidikan serta eksperimen mengenai atom, para ilmuwan menyatakan bahwa atom sebenarnya mempunyai struktur internal dimana atom dapat terdiri dari partikel yang memiliki ukuran yang lebih kecil lagi, yang diberi nama partikel subatom. Dengan penelitian yang dilakukan oleh para ilmuan, ditemukan bahwa tiga partkel tersebut merupakan elektron, proton serta neutron. 

Struktur atom pada suatu unsur ini mengarah pada konstitusi nukleusnya serta susuan dari elektron yang berada di sekitarnya. Proton dan neutron ini akan membentuk inti atom yang dimana inti atom ini akan dikelilingi oleh elektron yang dimiliki atom. 

Nomor atom pada suatu unsur ini biasanya akan digunakan dalam menggambarkan dan member tahu mengenai jumlah total proton pada nukleus. Atom netral biasanya memiliki julam proton serta elektron yang sama. Akan tetapi, atom mampu mendapatkan maupun kehilangan elektron yang berpengaruh dalam meningkatkan stabilitasnya. Atom yang berasal dari unsur unsur yang berbeda akan memiliki struktur atom yang berbeda beda, hal ini disebabkan karena atom memiliki jumlah proton serta elektron yang tidak sama. Struktur berbeda yang dimiliki atom inilah yang menjadi alasan pada karakteristik yang unik pada setiap elemen yang berbeda.

Pada akhir abad ke-19, para ilmuwan sudah mengetahui bahwa elektron mempunyai muatan listrik yang bermuatan negative. Seorang ilmuwan berasal dari Inggris yang bernama J. J. Thomson, melakukan sebuah eksperimen dengan memakai tabung sinar katoda serta dengan pengetahuannya mengenai teori elektromagnetik, ia dapat menentukan rasio dari muatan listik dengan massa elektron individu.

Hasil yang ia dapatkan setelah melakukan ekperimen dengan katoda tersebut adalah -1, 76 x 108 C/g yang mana C yang digunakan merupakan singkatan dari coulomb, sebuah satuan yang menyatakan muatan listrik.

Setelah J. J. Thomson, pada tahun 1909 hingga 1910 seorang ilmuwan yang bernama R. A. Milikan melakukan eksperimen dengan menggunakan tetesan minyak dimmana ia menangguhkan tetesan dari minyak ke dalam ruangan yang telah dipenuhi kabut minyak. Laju dari jatuhnya tetesan minyak ini diukkur oleh Milikan untuk dapat menentukan beratnya. 

Dengan serangkaian percobaan yang dilakukannya, R. A. Milikan berhasil dalam mengukur muatan dari sebuah elektron dengan sangat akurat dan presisi. Eksperimen dengan memanfaatkan pengetahuannya mengenai elektrostatika ini berhasil untuk membuktikan bahwa muatan pada setiap atom itu sama persis. 

Milikan mendapatkan dan menyatakan bahwa muatan yang dimiliki elektron adalah -1, 6022 x 10-19 C. Dengan data inilah, ia dapat menghitung massa dari sebuah elektron.  Massa elektron ini dihitung dengan cara Muatan dibagi dengan muatan/massa sehingga didapatkan hasil 9,10 x  10-28g.

Dua bagian atom menjadi lebih jelas pada awal tahun 1900, dimana para ilmuwan menyatakan bahwa atom mengandung elektron dan netral. Agar dapat mempertahankan serta menjaga kenetralan dari listrik maka penting bagi sebuah atom untuk memiliki jumlah muatan yang bermuatan positif serta bermuatan negative yang sama. 

Karena hal tersebut maka J. J Thomson mengusulkan sebuah teori dimana teori tersebut berisi bahwa atom dapat dianggap sebagai sebuah bola materi yang sama dengan muatan positif di dalam atom. 

Selain itu seorang fisikawan yang berasal dari Selandia Baru yang bernama Rutherford, merupakan seorang ilmuwan yang telah menempuh pendidikannya bersama dengan J. J. Thomson pada universitas ternama yaitu Universitas Cambridge, dimana Rutherford akhirnya menetapkan untuk memakai partikel dalam menyelidiki struktur atom. 

Ekperimen atau percobaan yang dilakukan oleh Rutherford adalah sebuah percobaan yang memanfaatkan kertas emas serta logam lainnya yang memiliki karakteristik sangat tipis yang nantinya akan digunakan sebagai partikel dari radioaktif.

Pada penelitian yang ia lakukan ini, dia mendapatkan bahwa sebagian dari partikel menembus foil, dengan cara dibelokan ataupun dengan defleksi. Rutherford akhirnya menjeaslan hasil yang ia dapatkan dalam melakukan eksperimen tersebut, ia mengatakan bahwa sebagian besar dari atom itu harus berwujud ruang kosong.

Hal ini lah yang menjadi penjelasan mengenai mengapa sebagian partikel dapat melewati foil emas yang digunakan pada percobaan tadi. Atom atom ini mempunyai muatan positif, yang terletak pada inti pusat atom, yang disbeut dengan nukleus. 

Partikel yang memiliki muatan psotif ini diberikan nama sebagai proton. Setiap muatan postif atau proton ini mempunyai jumlah muatan yang sama seperti elektron, serta massa dari proton ini adalah 1,,6262 x 10-24g yang berkisar 1840 x massa yang dimiliki oleh elektron yang memiliki muatan yang berlawanan dengan proton.

Teori mengenai model dari struktur atom yang dikemukakan oleh Rutherford meninggalkan sebuah pertanyaan yang belum bisa dipecahkan oleh Rutherford. Rutherford mengetahui hydrogen merupakan atom yang memiliki bentuk paling sederhana hal ini dikarenakan atom hydrogen mempunyai satu proton serta ada atom helium yang mempunyai dua proton. 

Sehingga, berdasarkan hal tersebut maka rasio yang harus dimiliki dari massa atom helium jika dibandingkan dengan massa atom hydrogen adalah 2:1. Akan tetapi, rasio dari massa atom hydrogen dengan massa atom helium yang sebenarnya adalah 4:1. Alasan yang diberikan oleh Rutherford dan ilmuwan lainnya terkait dengan perbandingan massa tersebut adalah bahwa adanya jenis dari partikel subatomic lain yang berada di dalam inti atom.

Namun, seorang ilmuwan yang bernama James Chadwick berhasil memberikan bukti mengenai permasalahan tersebut. Chadwick melakukan percobaan dengan memborbardir sebuah lembaran berilum yang tipis dengan partikel partikel, radiasi energi yang dipancarkan sanbat tinggi dan bisa dikatakan mirip dengan sinar yang dipancarkan oleh suatu logam.

Pada percobaan selanjutnya yang dilakukan, sinar yang dipancarkan merupakan sinar yang tersusun dari jenis jenis partikel subatom ketiga. Jenis partikel subatom itu diberikan nama sebagai neutron oleh Chadwick, hal ini dikarenakan adanya bukti bahwa partikel netral itu mempunyai massa yang lebih besar dibandingkan dengan proton.

Berdasarkan definisinya, neutron merupakan partikel subatomic yang memiliki muatan netral dan neutron ini ditemukan pada inti yang dimiliki semua atom, selain hydrogen. Massa yang dimiliki oleh neutron adalah 1,008665 sma, satuan dari massa atom. 

Pada peluruhan beta, neutron bisa berubah menjadi, elektron atau proton, dimana hal ini disebut dengan nucleon. Neutron ini juga sangat penting karena neutron dapat menentukan isotop dari sebuah unsur. Semisalnya jika karbon bersama dengan neutron yang berjumlah 6 adalah karbon berjumlah 12, namun jika ditambahkan dengan dua neutron lagi maka, karbon 12 bisa berubah menjadi karbon berjumlah 14.