Struktur Atom (Elektron, Proton, dan Neutron)

Struktur Atom

Berdasarkan dari teori atom Dalton, dapat di definisikan atom sebagai unit dasar suatu unsur yang dapat masuk ke dalam kombinasi kimia. 

Namun, serangkaian dengan jelas menunjukkan bahwa, atom yang sebenarnya memiliki stuktur internal, yaitu mereka terdiri dari genap partikel yang lebih kecil, yang sering disebut dengan subatomic partikel. Penelitian ini mendapatkan ketiga hal tersebut partikel yang sering disebut electron, proton, dan neutron.

Salah satu konsep ilmiah adalah semua teori dapat dipecah menjadi partikel terkecil, yang di mana partikel-partikel tersebut tidak dapat lagi untuk dibagi lebih lanjut. Walaupun mulanya atom dikatakan sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, namum dalam perkembangannya ternyata dapat ditemukan bahwa atom tersusun dari tiga jenis partikel sub-atom yaitu proton, elekton, dan neutron. 

Henry Gwyn-Jefreys Moseley mendapatkan bahwa jumlah muatan positif dalam inti atom adalah sifat khas masing-masing unsur. Atom yang dari unsur yang sama mempunyai jumlah muatan positif yang sama.

Elektron

Satu perangkat yang digunakan untuk struktur atom adalah tabung sinar katoda, itu adalah tabung kaca yang di mana sebagian besar udara telah di evakuasi. Pada saat keduanya pelat logam terhubung ke sumber tegangan tinggi, pelat bermuatan negative yang disebut dengan katoda, memancarkan sinar. 

Sinar katoda ditarik ke pelat yang bermuatan positif, yang sering disebut anoda, di mana pelat tersebut melewati lubang dan terus berjalan ke ujung tabung yang lain. Ketika sinar tersebut mengenai permukaan yang dilapisi khusus, hal tesebut menghasilkan cahaya yang terang. 

Dalam beberapa percobaan, dua pelat bermuatan listrik dan magnet ditambahkan ke bagian luar tabungg sinar katoda. Ketika medan magnet aktif dan medan listrik padam, sinar katoda akan menumbuk titik A. Ketika hanya medan listrik yang menyala, sinar tersebut akan menyerang titik C. 

Ketika medan magnet dan medan listrik mati atau ketika keduanya hidup tetapi tetap seimbang sehingga mereka membatalkan pengaruh satu dengan yang lain, sinar menyerang titik B. Menurut teori elektromagnetik, benda bermuatan yang bergerak berperilaku seperti magnet dan dapat berinteraksi dengan medan listrik dan magnet yang dilaluinya. 

Karena sinar katoda ditarik oleh pelat bermuatan positif dan ditolak oleh pelat bantalan  muatan negative, yang di mana harus terdiri dari partikel yang bermuatan negative. Di mana partikel yang bermuatan negative disebut sebagai electron.

Sesudah Jhon Dalton menyatakan teori atom yang pertama kali, maka tidak lama dari itu dua orang ilmuan yaitu Sir Humphry Davy dan siswanya Michael Faraday, mendapatkan metode elektrolisis yatu cara menguraikan senyawa menjadi unsur-unsurnya dengan bantuan arus listrik. 

Dengan metode baru tersebut, pada akhirnya mereka mendapatkan bahwa atom itu mengandung muatan listrik. Dari pertengahan abad ke-19, para ilmuan banyak meneliti daya hantar listrik dari gas-gas pada tekanan yang rendah. Heinrich Geissler adalah seorang ilmuan yang dari jerman. 

Heinrich Geissler adalah orang yang merancang tabung lampu gas pertama kali. Julius Plucker merupakan rekan dari heinrich Geissler membuat percobaan yaitu dua pelat logam ditempatkan pada masing-masing tabung Geissler yang telah divakumkan, selanjutnya tabung gelas tersebut diisi dengan gas pada tekanan yang rendah. 

Salah satu dari pelat logam itu dapat disebut dengan anode  yang membawa muatan positif, dan pelat yang satunya lagi dapat disebut dengan katose yang membawa muatan negative. 

Apabila muatan listrik berteganggan tinggi dialirkan melalui gas dalam tabung, maka muncullah nyala berupa sinar yang berasal dari katode ke anode. Sinar yang dihasilkan itu dapat disebut dengan sinar katode. Tabung televisi adalah tabung sinar katode. 

Di mana pada percobaan tabung sinar katode pertama kalui dilakukan oleh William Crookes pada 1875. Hasil dari percobannya yaitu ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katode menuju anode yang disebut sebagai sinar katode.

Ptoton

Pada awal 1900-an, dua fitur atom telah menjadi jelas, di mana mereka mengandung electron dan netral secara elektrik. Untuk menjaga netralitas listrik, suatu atom harus mengandung jumlah positif yang sama dan muatan negative. Oleh karena itu, Thomson menyarankan bahwa atom dapatt dianggap sebagai seragam bola materi positif dalam atom.

Fisikawan selandia baru Ernest Rutherford, belajar dengan Thomson memutuskan untuk menggunakan partikel untuk menyelidiki struktur atom. Rutherford melakukan serangkaian percobaan dengan meggunakan lembaran emas yang sangat tipis dan bahan lainnya adalah logam yang sebagai target untuk partikel dari radioaktif. Ia mengamati bahwa sebagia besar partikel menembus foil baik tidak dibelokkan atau hanya dengan sedikit defleksi. 

Tapi, sebuah partikel dihamburkan di sudut besar.rutherford menjelaskan hasil percobaan hamburan dalam bentuk model baru untuk atom. Menurut konsep dari Rutherford, sebagian besar atom harus berupa ruang kosong. Hal ini menjelaskan mengapa sebagian besar partikel melewati emas foil dengan sedikit atau tanpa defleksi. 

Atom memilikki muatan positif, yang berada pada inti pusat atom yang disebut nucleus bermuatan positif partikel dalam inti disebut dengan proton. Di dalam percobaan terpisah, ditemukan bahwa setiap proton membawa jumlah muatan yang sama dengan electron.

Apabila massa dari electron 0, maka suatu partikel tidak memiliki massa. Namun, pada kenyataannya materi partikel memiliki massa yang dapat diukur dan atom bersifat netral. Eugeene Goldstein pada 1886 melakukan percobaan dari tabung gas yang mempunyai katode, yang di mana diberikan lubang-lubang dan diberikan muatan listrik. 

Hasil dari percobaan tersebut membuktikan bahwa ketika terbbentuknya electron yang menuju anode, terbentuk pula sinar positif yang menuju arah berlawanan yang melalui lubang pada katode. Setelah berbagai gas yang telah dicoba dalam tabung tersebut, ternyata gas hidrogenlah yang menghasilkan sinar muatan yang positif yang paling kecil baik dari massa ataupun muatannya, sehingga partikel itu disebut sebagai proton.

Neutron

Model struktur atom Rutheford meninggalkan satu masalah utama yang belum terpecahkan. Telah diketahui bahwa hydrogen adalah atom yang paling sederhana, hanya mengandung satu proton dan bahwa atom helium mengandung dua proton. Jadi, perbandingan massa helium atom dengan atom hydrogen harus dua banding satu. 

Pada kenyataannya rasionya adalah empat banding saty. Rutherford dan yang lainnya mendalilkan bhawa harus ada jenis yang lain dari partikel sub-atom dalam inti atom, lain dari fisikawan Inggris James Chadwiick, memberikan bukti. 

Ketika James Chadwick membombadir lembaran tipis berilium dengan partikel, energy yang sangat tinggi radiasi adalah yang mirip dengan sinar yang dipancarkan oleh logam. Percobaan selanjutnya menunjukkan bahwa sinar sebernarnya terdiiri atas jenis ketiga partikel subatomic, yang Chadwick beri nama neutron, karena mereka terbukti menjadi partikel netral secara elektrik yang memiliki massa sedikit lebih besar dari proton. 

Adapun sifat-sifat yang dimiliki oleh neutron, yaitu tidak bermuatan karena sinar neutron dalam medan listrik maupun medan magnet tidak berbelokan ke kutub yang bermuatan positif dan negative, dan mempunyai massa yang hampir sama dengan massa atom.