Atom: Tanda Awal Era Modern dalam Bidang Kimia

Pada abad ke-5 SM Democritus mengungkapkan bahwa semua materi tersusun dari partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi-bagi lagi atau disebut "Atomos" (tidak dapat dibelah atau dibagi). Gagasan yang diungkapkan oleh Democritus tidak didasari pada percobaan ilmiah sehingga, diteliti dan dibuktikan lebih lanjut oleh ilmuan dengan melakukan percobaan eksperimen. Pada tahun 1803 seorang ilmuan bernama John Dalton menggagas teori tentang atom yang juga menjadi tanda awal era modern dalam bidang kimia.  Dalam teori atom yang dikemukan oleh Dalton dan dikenal juga dengan Model Atom Dalton menyatakan bahwa unsur tersusun dari partikel kecil dan tidak dapat dibagi lagi disebut atom, atom dari unsur tertentu adalah identik yang memiliki massa, ukuran dan sifat sama begitu juga sebaliknya, dan atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan karena reaksi kimia hanya melibatkan pemisahan, penggabungan atau penyusunan ulang atom-atom. Dalton juga menggambarkan bentuk atom seperti bola pejal. Teori Atom Dalton ini memiliki kelebihan dan kekurangan yang memengaruhi perkembangan atom. Kelebihan dari teori atom adalah dapat menjelaskan hukum kekekalan massa (Hukum Lavoiuser) dan menjelaskan hukum perbandingan tetap (Hukum Proust).  Kekurangan yang ada pada teori atom Dalton adalah belum dapat menggambarkan struktur atau susunan atom.

            Dari kekurangan yang ada pada teori Atom Dalton selanjutnya, pada tahun 1897 ilmuan bernama  J.J. Thomson melalui percobaan eksperiman sinar katoda dalam ruang hampa merumuskan teori atom yang dikenal dengan Model Atom J.J Thomson. Model atom Thomson berbentuk seperti roti kismis dengan elektron yang bertebaran diatas permukaan atom. Teori atom Thomson menyatakan bahwa atom bermuatan positif dikelilingi oleh elektron bermuatan negatof. Muatan positif dan negative pada atom memiliki besar yang sama dan menjadi atom bermuatan netral. Teori ini memiliki kelebihan yaitu, dapat menerangkan adanya subatom dan dapat membuktikan adanya partikel lain bermuatan negative dalam atom yang sebelumnya tidak ditemukan oleh Dalton. Meskipun, teori atom Thomson sudah dapat menjelaskan struktur atom yang terdiri dari atom positif dan elektron bermuatan negative, teori ini masih memiliki kekurangan yaitu tidak dapat menjelaskan letak partikel bermuatan positif dan tidak dapat menjelaskan penghamburan partikel  oleh selaput tipis emas.

            Pada tahun 1910 seorang ilmuan bernama Rutherford melakukan percobaan eksperimen yang didasarkan pada eksperimen penembakan inti atom lempengan emas  percobaan ini juga dikenal dengan percobaan Gelger-Marsden. Teori atom Rutherford berisi mengenai atom terdiri dari inti atom positif yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negative dan partikel netral pada inti atom mengikat partikel positif agar tidak terjadinya tolak menolak. Bentuk model atom Rutherford dikenal juga sebagai model planet. Teori atom Rutherford memiliki kelebihan dapat menjelaskan bentuk lintasan elektron yang mengelilingi inti atom dan dapat menggambarkan gerak elektron di sekitar inti. Namun, teori Rutherford tidak dapat menjelaskan spectrum garis atom hidrogen dan tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom.

            Dengan mengamati spectrum garis atom hidrogen menunjukkan bahwa elektron hanya beredar pada lintasan-lintangan dengan energi tertentu. Beranjak dari pengamatan tersebut pada tahun 1913 ilmuan bernama Neils Bohr menggagas model atom Bohr. Teori atom Bohr berisi mengenai elektron beredar dalam lintasan K, L, M, N dengan energi tertentu, elektron yang beredar pada lintasan tidak memancarkan energi yang disebut juga dengan keadaan stasioner, elektron yang pindah ke lintasan tingkat energi yang lebih tinggi akan menyerap energy atau eksitasi dan begitu juga sebaliknya, dan tingkat-tingkat energi yang dapat ditempati elektron dalam suatu atom sangat banyak, semakin jauh dari inti atom semakin besar tingkat energinya. Model atom Bohr dikenal dengan elektron yang melintas pada kulit atau lintasan dengan energi tertentu. Meskipun teori yang digagas oleh Bohr sudah mengungkapkan kelebihan bahwa atom terdiri dari kuli atau subkulit untuk berpindah elektron dan atom membentuk orbit di mana inti atom yang bermuatan positif dan elektron berada mengelilinginya, teori ini tetap memiliki kekurangan yaitu tidak dapat menjelaskan spectrum atom yang lebih kompleks.

            Dari keempat teori atom yang dikemukan oleh ilmuan berbeda masih memiliki kekurangan untuk menjelaskan atom yang lebih kompleks. Pada tahun 1926 Erwin Schrodinger mengembangkan model atom mekanika gelombang (kuantum) beliau berhasil menuntaskan perhitungan persamaan matematis dan menghasikan tiga bilangan kuantun. Ketiga bilangan kuantum yaitu, bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum momentum sudut (azimuth-l), bilangan kuantum magnetic dan bilangan kuantum spin elektron menunjukkan daerah kebolehjadiian menemukan elektron disekeliling inti. Kelebihan dari teori mekanika kuantum yaitu menunjukkan daerah kebolehjadia tertinggi untuk ditemukan elektron yang mengelilingi orbital.