Struktur Atom: Elektron, Proton, dan Neutron

Struktur Atom

Terkait perkembangan teori atom, dinyatakan bahwa atom partikel terkecil dari suatu unsur kimia. Hal, ini dapat disimpulkan bahwa atom terdiri atas inti atom dan partikel-partikel yang menyusunnya. Partikel-partikel tersebut terdiri atas, elektron, proton, dan neutron. Melalui suatu atom dapat menghasilkan senyawa yang dikenal serta dapat digunakan untuk kehiduppan sehari-hari. Berikut merupakan tokoh-tokoh penemu partikel penyusun atom:

Penenmuan Elektron

Sejarah penemuan elektron dimulai pada tahun 1875, William Crookes pertama kali melakukan percobaan tabung sinar katode. Data dari eksperimennya yaitu, ditemukannya seberkas sinar yang timbul melalui arah katode menuju anode yang disebut dengan sinar katode. Pada tahun 1891 George Johnstone Stoney mengusulkan untuk memberi nama sinar katode itu "elektron". 

Namun, Stoney memiliki kelemahan yaitu tidak dapat menjelaskan pengaruh dari elektron terhadap perbedaan sifat antara atom suatu unsur dengan atom unsur lainnya. Kemudian, pada tahun 1896 Antonie Henri Becquerel menentukan sinar yang dipancarkan melalui unsur-unsur radioaktif yang memiliki sifat hampir sama dengan elektron. 

Selanjutnya, pada tahun 1897 Joseph John Thomson melakukan eksperimen yang hasilnya yaitu, pengaruh medan listrik serta medan magnet dalam tabung sinar katode. Hasil eksperimen dari J.J Thmson menyatakan bahwa sinar katode bisa dibelokkan kearah kutub positif medan listrik. 

Hal ini, dapat membuktikan terdapat partikel bermuatan negatif dalam suatu atom. Pada tahun 1908 Thomson berhasil menemukan muatan elektron serta massa elektron melalui percobaan tetes minyak dari Robert Andrew Milikan. Berikut merupakan sifat-sifat dari elektron:

• Partikel kecil yang tidak dapat dilihat.
• Dilambangkan dengan e-
• Elektron memiliki muatan relatif sebesar -1.
• Elektron dapat ditemukan pada kulit atom.
• Merambat tegak lurus dari permukaan katode menuju anode
• Mempunyai sifat cahaya dan sifat materi

Penemuan Proton 

Thomson menyatakan bahwa massa elektron itu 0 yang artinya suatu partikel tidak memiliki massa. Tetapi, pada kenyataannya suatu partikel materi memliki massa yang bisa diukur serta atom itu bersifat netral. Mengapa atom dapat bersifat netral serta memiliki massa, bila yang diketahui hanya elektron saja yang terdapat dalam atom? 

Pada tahun 1886 Eugene Goldstein menjawab pertanyaan tersebut memalui eksperimen dari tabung gas yang mempunyai katode, yang telah diberi lubang-lubang serta diberikan muatan listrik. Melalui data percobaan tersebut menyatakan bahwa pada saat elektron yang menuju sinar anode terbentuk, maka terbentuk juga sinar positif yang menuju arah berlawanan melewati lubang pada katode tersebut. 

Pada percobaan ini, beberapa gas sudah dicoba, namun hanya gas hidrogen yang mampu menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil. Hal ini, meliputi massa ataupun muatannya sehingga partikel ini dekenal dengan "proton". Berikut merupakan sifat-sifat dari proton:

• Bermuatan positif.
• Memiliki massa 1 satuan atom.
• Terletak pada inti atom.
• Proton yang digabungkan dengan neutron, akan menjadi nukleon.

Penemuan Inti Atom

Setelah ditemukannya elekton dan proton, pada tahun 1911 Ernest Rutherford dengan dua orang muridnya yaitu, Hans Geiger dan Ernest Marsden menemukan inti atom dengan nama eksperimen penghamburan sinar alpha oleh lempeng emas. 

Hasil dari percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesisnya tentang atom terdiri atas inti atom yang memiliki muatan positif serta dikelilingin elektron yang memiliki muatan negatif, sehingga atom dapat bersifat netral. Massa inti atom tersebut tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapat dinyatakan bahwa terdapat partikel lain dalam inti atom.  

Inti atom terdiri atas proton dan neutron. Proton dan neutron yang disebut nukleon. Berikut merupakan sifat-sifat dari inti atom:

• Muatan inti.
• Massa inti.
• Jari-jari.
• Momentum sudut.
• Momen listrik.

Penemuan Neutron

Pada tahun 1932, James Chadwick melanjutkan eksperimen penembakan partikel alfa pada inti atom berilium (Be) dan menghasilkan radiasi partikel berdaya tembus tinggi. 

Setelah itu, Chadwick mengamati bahwa berilium yang ditembak dengan partikel alfa akan memancarkan suatu partikel yang memiliki daya tembus yang sangat tinggi serta tidak dapat dipengaruhi oleh medan magnet ataupun medan listrik. 

Partikel tersebut bersifat netral atau tidak terdapat muatan. Partikel ini, selanjutnya diberi nama neutron. 

Maka, dapat dismpulkan bahwa neutron merupakan satu dari tiga partikel utama yang dapat membeentuk atom. Dua partikel lainnya itu yakni, proton dan elektron. Atom semua unsur, terkecuali sebagian dari atom hidrogen mempunyai neutron pada inti. Inti merupakan bagian kecil, daerah padat di pusat atom yang proton juga dapat ditemukan. 

Atom pada umumnya mempunyai sekitar jumlah yang hampir sama dari neutron dengan proton. Salah satu contohnya yaitu, semua atom karbon mempunyai enem proton serta sebagian besar juga mempunyai enam neutron. Berikut merupakan sifat-sifat neutron:

• Neutron tidak memiliki muatan alias netral.
• Massa pada neutron hamper sama dengan massa proton yakni, 1unit massa atom.
• Neutron jika bersama dengan proton akan Menyusun inti atom.
• Neutron terletak pada inti atom.

Notasi Atom

• Nomor Atom
• Nomor atom adalah suatu yang menandakan jumlah muatan positif dalam inti atau jumlah proton. Menurut beberapa ahli menyatakan bahwa jumlah muatan positif pada setiap unsur tersebut bersifat karakteristik. Maka dari itu, setiap unsur yang berbeda akan memiliki nomor atom yang beda pula. Pada jumlah muatan positif atau nomor atom diberikan lambang Z. Bila suatu atom bersifat netral maka jumlah muatan positif atau proton sama dengan jumlah muatan negatif atau yang disebut elektron. Maka dapat disimpulkan bahwa nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron. Contoh: Pada atom oksigen bernomor atom 8 sehingga memiliki proton 8 serta elektron 8.
• Nomor Massa
• Atom terdiri atas proton, neutron, dan elektron. Selain itu, suatu atom memiliki massa yang berbeda-beda. Nomor massa adalah jumlah nukleon atau jumlah proton dan elektron. Maka, dapat disimpulkan bahwa nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron. Contoh: Atom natrium terdiri atas 11 proton dan 12 neutron, maka nomor massa atom natrium = 11 + 12 = 23.

Isotop, Isobar, dan Isoton

Pada ilmu kimia yang sangat mendasar, sudah sering mendengar tentang tiga istilah yakni isotop, isobar, dan isoton. Apa sih itu? Apa sih fungsinya? Nah pada pembahasan struktur atom ini kita juga akan memahami tentang ketiga istilah tersebut.

• Isotop
• Isotop merupakan atom-atom yang mempunyai nomor atom yang sama tetapi, mempunyai nomor massa yang berbeda. Nah, artinya sebuah unsur yang mempunyai jumlah proton serta elektron yang sama dapat mempunyai jumlah neutron yang berbeda. Maka, dapat disimpulkan bahwa isotop adalah atom-atom unsur yang mempunyai nomor atom sama (proton) namun nomor massanya berbeda.
• Isobar
• Isobar merupakan unsur atomnya berbeda (nomor atom berbeda) tetapi mempunyai nomor massa yang sama.
• Isoton
• Isoton merupakan unsur-unsur berbeda tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama.