Mengenal Struktur Atom

Kita sudah sering mendengar kata atom pada pelajaran kimia SMA kelas X. Materi mengenai atom ini sangat luas mulai dari sejarah munculnya atom, perkembangan atom, penemu teori atom dan masih banyak lagi. Namun, apakah kalian mengetahui apa itu atom? Dan bagaimana struktur atom?. 

Nah, disini kita akan membahas apa itu pengertian atom dan bagaimana struktur atom. Namun yang perlu kita ketahui bahwa semua yang ada di alam itu terdiri dari materi dan memiliki bentuk yang berbeda-beda. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur dan unsur merupakan bagian dari materi. Artinya setiap materi terdiri dari unsur dan unsur tersusun atas atom.

Atom merupakan bagian terkecil dari suatu zat yang tidak dapat dibagi lagi. Teori atom pertama kali dikemukakan oleh John Dalton lalu dikembangkan oleh J.J  Thompson, E. Rutherford, Niels Bohr dan Schrodinger sampai menemukan bentuk dan struktur atom yang sebenarnya. 

Atom adalah unit terkecil penyusun benda, artinya semua benda tersusun dari atom. Tetapi ada yeng lebih kecil dari atom yaitu unsur pembentuk atom. Selain itu, atom juga memiliki struktur atau sering disebut dengan struktur atom. 

Struktur atom adalah dasar dari suatu materi yang didalamnya terdapat inti atom dam awan elektron yang dikelilingi dengan muatan elektron. Inti atom merupakan gabungan dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral. Ketika suatu atom mengandung proton dan neutron dengan jumlah yang sama maka bersifat netral, sedangkan jika atom mengandung proton dan neutron dengan jumlah yang berbeda maka bersifat positif atau negatif.

A. Model-Model Atom

1. Model Atom John Dalton

Dalton mengatakan bahwa atom seperti bola pejal yang tidak mempunyai muatan. Hal ini dikemukakan oleh Dalton melalui postulatnya.

• Atom adalah bagain terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi
• Unsur yang sama tersusun dari atom-atom identik, namun unsur yang berbeda tersusun dari atom-atom yang berbeda
• Senyawa terbentuk berdasarkan atom-atom yang bergabung dengan memiliki perbandingan sederhana
• Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan

2. Model atom J.J Thomson

Thomson mengemukakan bahwa atom berbentuk bola pejal yang bermuatan positif dan di permukaan atom terdapat partikel-partikel elektron yang mengelilinginya sehingga atom bermuatan netral. Thomson menggambarkan teorinya seperti roti kismis. Thomson mengemukakan teorinya berdasarkan percobaan tabung sinar katoda dan menemukan partikel sub atom yaitu elektron.

3. Model atom Rutherford

Rutherford mengemukakan bahwa atom memiliki inti atom bermuatan positif dan elektron bergerak mengelilingi inti atom. Model atom Rutherford ini kurang jelas dan menyisakan masalah yang belum terjawab.

4.Model atom Bohr

Bohr melalui percobaan yang dilakukannya menyimpulkan bahwa atom seperti miniature planit yang mengitari matahari. Berdasarkan konsepnya, elektron mengelilingi atom yang mengandung proton, neutron dan mengikuti orbit.

5. Model atom Mekanika Kuantum

Model atom mekanika kuantrum sering disebut juga sebagai model atom modern. Model atom ini menggambarkan bahwa elektron bukan partikel diskrit yang sebelumnya dijelaskan pada teori atom Bohr, namun elektron memiliki dualisme materi. 

Teori atom modern mengemukakan bahwa atom memiliki inti atom dan elektron menempati ruang yang disebut dengan orbital. Orbital merupakan ruang tempat peluang atau kebolehjadian terbesar ditemukannya elektron. Hal ini didasarkan oleh prinsip ketidakpastian dari Heisenberg.

B. Percobaan Mengenai Struktur Atom

Elektron mulai muncul pada tahun 1891 yang diketahui berasal dari sinar katode. Namun, banyak ilmuwan yang tidak dapat menjelaskan pengaruh elektron terhadap sifat antara atom suatu unsur dengan atom dalam unsur lainnya. 

J.J Thompson berdasarkan percobaannya menggunakan tabung sinar katoda. Pada percobaan tersebut, berkas sinar ditembakkan dari katoda ke anoda melalui celah hingga menuju layar dan menghasilkan pendaran cahaya .

Thompson beramsumsi bahwa yang membuat pendaran pada layar merupakan suatu partikel. Untuk membuktikannya, Thompson menempatkan sebuah baling-baling di antara katoda dan anoda dan ketika dihubungkan dengan sumber arus, baling-baling bergerak. 

Hal inilah yang menandakan bahwa berkas sinar katoda merupakan suatu partikel materi. Ketika tabung katoda dipasang plat magnet ternyata berkas sinar dibelokkan oleh plat menuju atom mendekati kutub positif pada plat. Hal ini menandakan bahwa partikel berkas sinar katoda memiliki muatan negative dan dikenal sebagai elektron. 

Selanjutnya, Rutherford melakukan percobaan dengan hamburan sinar alfa pada lempeng emas tipis. Berkas sinar alfa ditembakkan melalui celah pada plat timbal menuju ke lempeng emas dan dihamburkan ke layar dan menghasilkan pendaran cahaya. 

Percobaan mengenai struktur atom dilakukan lagi oleh Bohr. Bohr melalui percobaan spektrum atom hidrogennya mendapati bahwa spektrum atom bersifat diskrit atau terputus-putus. Spektrum atom yang diskrit ini, menunjukkan atom hanya memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu.

Artinya, elektron dalam atom hanya beredar dalam lintasan dengan energi tertentu yang disebut kulit atom. Bohr dalam percobaan spektrum atom hidrogen menemukan fakta bahwa elektron dapat berpindah-pindah lintasan sambil menyerap atau melepas energi. 

Selanjutnya atom berkembang lagi dan muncul model atom mekanika kuantum. Pada model ini, mengemukakan bahwa struktur atom terdiri dari inti atom dan elektron yang menempati ruang yang disebut dengan orbital. Hal ini dikarenakan akibat dari pergerakan elektron secara terus-menerus berpindah, maka akan sulit untuk mengetahui posisi suatu elektron dengan pasti.

C. Partikel Penyusun Atom

1. Proton

Eugene Goldstein menemukan proton berdasarkan percobaan yang dilakukan yaitu percobaan sinar katode yang telah dimodifikasi. Dalam percobaannya ditemukan gas hidrogen yang mampu menimbulkan partikel positif paling kecil dibandingkan dengan elektron. Hal ini dapat menyimpulkan bahwa partikel dari gas hidrogen disebut dengan proton.

2. Neutron

Partikel yang tidak bermuatan disebut dengan neutron, hal ini dibuktikan dengan percobaan yang dilakukan oleh J. Chadwick pada tahun 1932. Berdasarkan percobaannya, ditemukan partikel dasar ketiga yang tidak bermuatan dan terletak dalam inti.

3. Elektron

J.J Thomson merupakan fisikawan asal inggris yang menemukan elektron pertama kali pada tahun 1897. Berdasarkan eksperimennya, J.J Thomson menggunakan tabung kaca vakum dan plat logam sebagai elektrode yang ada didalamnya.

 Hasil dari eksperimennya, J.J Thomson menemukan elekron dengan dibuktikannya bahwa adanya sinar yang keluar dari elektrode negetif atau katode menuju elektrode positif atau anode. Sinar katode merupakan sinar yang keluar dari katode dan tabung vakumnya disebut dengan tabung sinar katode. Lalu sinar katode ini dapat dipengaruhi oleh medan magnet dan medan listirk. 

Pada saat tabung didekatkan pada magnet mengakibatkan arah sinar katode berbelok. Ketika sinar katode dibelokkan, sinar katode ini menuju kutub positif. Berdasarkan hal tersebut Thomson menyimpulkan bahwa sinar katode memiliki massa dan bermuatan negative dan juga merupakan arus partikel sehingga partikel ini dinamakan elektron.

Berdasarkan penjelasan tersebut, bahwa partikel penyusun atom terdiri dari proton, neutron, dan elektron. Dimana proton dan neutrin berada didalam inti, sedangkan elektron bergerak mengelilingi inti.

D. Menentukan Jumlah Proton, Elektron dan Neutron

1. Nuklida

Nuklida atau sering disebut juga dengan nukleon merupakan salah satu dari banyak jenis atom yang mempunyai jumlah proton dan neutron tertentu pada nukleusnya. Nuklida diidentifikasikan dalam notasi kimia dengan nomor atom subskrip (Z) dan nomor atom nucleon superskrip (A) dan nomor nucleon superskrip (A) di sisi kiri simbol elemen (X).

2. Notasi Ion

Ion merupakan atom yang telah memiliki kelebihan elektron dan kekurangan elektron dari yang seharusnya. Ion dilambangkan dengan pangkat positif atau pangkat negatif pada notasi atom. Ketika suatu unsur memiliki pangkat positif atau ion positif artinya ion yang kehilangan elektron dari yang seharusnya, sebaliknya ketika memiliki pangkat negative artinya ion kelebihan elektron dari yang seharusnya.

3. Isotop, Isobar, Isoton dan Isoelektron

• Isotop                                                                                                                                                                                                                                                               Isotop merupakan atom yang mempunyai nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda. Kalau nomor atomnya sama maka artinya unsurnya juga sama.
• Isobar                                                                                                                                                                                                                                                   Isobar merupakan kebalikan dari isotop. Isobar adalah atom dari unsur yang berbeda yang mempunyai nomor atom berbeda tetapi nomor massa yang sama 
• Isoton                                                                                                                                                                                                                                                   Isoton mempunyai pengertian yaitu atom dari unsur yang berbeda yang mempunyai nomor atom berbeda tetapi jumlah elektron sama.
• Isoelektron                                                                                                                                                                                                                             Isoelektron adalah atom yang mempunyai jumlah elektron sama setelah melepaskan atau menangkap elektron.                    

4. Massa Molekul Relatif (Mr)

Molekul adalah gabungan dari beberapa unsur dengan perbandingan tertentu. Molekul dibagi menjadi dua yaitu mokekul unsur dan molekul senyawa. Perbedaann dari kedua molekul ini terletak pada jenis unsur penyusunnya. Molekul unsur adalah molekul yang terbentuk dari unsur yang sejenis. 

Contohnya yaitu  O2, terbentuk dari 2 atom O. Sedangkan molekul senyawa terbentuk dari unsur yang berbeda jenis. Contohnya yaitu H2O yang terbentuk dari 2 atom H dan 1 atom O. Nah, untuk menentukan massa suatu molekul unsur ataupun senyawa dilambangkan dengan Mr atau massa molekul relatif. 

Massa molekul relatif (Mr) didefinisikan sebagai perbandingan massa satu molekul unsur atau molekul senyawa terhadap 1/2 x massa atom C-12.                                                            

Sehingga rumus dari Mr X = massa satu molekul X / (1/2 x massa satu atom C-12).