Atom
Jika suatu unsur, misalnya sepotong besi dipotong menjadi
dua dan potongan tersebut dipotong lagi secara terus-menerus,
maka akan diperoleh partikel besi terkecil yang masih
mempunyai sifat yang sama seperti sebelum besi tersebut
dipotong. Partikel-partikel tersebut dinamakan atom besi. Jadi,
unsur besi tersusun dari atom besi. Unsur lain, misalnya emas,
juga tersusun dari atom-atom emas. Atom penyusun emas
mempunyai sifat yang berbeda dengan atom penyusun besi.
Kata atom berasal dari kata Yunani atomos yang berarti tidak
dapat dibagi-bagi lagi. Pengertian atom sebagai partikel terkecil
suatu zat yang tidak dapat dipecah lagi, pertama kali
dikemukakan oleh seorang ahli filsafat Yunani Leukippos dan
Deumokritus yang hidup pada abad ke-4 sebelum Masehi (400
– 370 SM). Pada masa itu terdapat pendapat lain yang
dikemukakan oleh Aristoteles (384 – 332 SM) bahwa materi
dapat dibagi terus-menerus tanpa batas. Pada saat itu pendapat
Aristoteles lebih banyak mendapat dukungan sedangkan
pendapat Leukippos dan Deumokritus semakin dilupakan.
Namun pada abad ke-18 ternyata banyak ahli kimia yang dapat
menerima pendapat Leukippos dan Deumokritus.
Pada tahun 1803, John Dalton (1766 – 1844), seorang guru
sekolah dari Inggris yang ahli dalam bidang fisika dan kimia,
mengajukan pendapat bahwa materi terdiri atas atom-atom.
Postulat yang dikemukakan Dalton dapat disimpulkan sebagai
berikut.
a. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah
tidak dapat dibagi lagi dengan reaksi kimia biasa.
b. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil.
Suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda
dengan unsur yang lain.
c. Atom tidak dapat dipecah lagi menjadi partikel yang lebih
kecil dengan sifat yang sama.
d. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan
perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air
terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.
e. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan
atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom
tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Postulat Dalton menggambarkan bahwa atom merupakan
bola pejal seperti bola tolak peluru yang sangat kecil. Pendapat
Dalton mengenai atom ini kemudian disempurnakan oleh ahliahli
yang lain seperti J.J. Thomson, Rutherford, Niels Bohr, dan
Louis de Broglie. Di SMA kamu akan mempelajari model atom
yang dikemukakan oleh ahli-ahli tersebut.
Menjelang abad ke-19, diketahui bahwa atom bukanlah
partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi karena mengandung
sejumlah partikel subatomik yaitu elektron, proton, dan netron.
Nah, agar kamu memahaminya, pelajarilah uraian partikel
penyusun atom berikut ini.
1. Elektron
Jika kamu mempunyai televisi tabung (CRT atau Cathode
Ray Tube) di rumah, pesawat televisi itu menggunakan tabung
sinar katoda untuk menghasilkan gambar. Setiap gambar
dibentuk oleh titik-titik sinar katoda yang menumbuk layar
televisi. Oleh karena sinar katoda dipancarkan terus-menerus
dan ditata sedemikian rupa, kamu dapat melihatnya sebagai
sebuah gambar yang utuh dan bergerak.
Sinar katoda merupakan elektron seperti yang ditemukan
oleh Plucker (1859) dan diteliti oleh Hittorf (1869) dan William
Crookes (1879 – 1885). Sinar katoda bergerak lurus dengan
kecepatan tinggi dan dapat menimbulkan bayangan di layar
CRT. John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen dengan
meneliti pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam
tabung sinar katoda. Ternyata sinar ini dapat dibelokkan oleh
medan magnet dan medan listrik. Hasil percobaannya
membuktikan bahwa elektron dalam suatu atom bermuatan
negatif karena dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan
listrik.
2. Proton
Ditemukannya elektron menimbulkan pertanyaan baru
mengenai susunan atom. Elektron merupakan penyusun atom
yang bermuatan negatif, padahal atom bermuatan netral.
Bagaimana mungkin atom bisa bersifat netral jika hanya ada
elektron saja dalam atom? Maka timbul pemikiran akan adanya
partikel lain di dalam atom. Goldstein (1886) dan Wien
melakukan penelitian menggunakan tabung CRT yang didesain
ulang dengan hati-hati. Melalui pengamatan yang cermat, beliau
berhasil menemukan adanya partikel positif yang arahnya
berbeda dengan arah gerak sinar katoda yang disebut sinar
terusan atau sinar kanal. Setelah dilakukan penelitian lebih lanjut,
diketahui bahwa partikel tersebut merupakan bagian dari atom
yang disebut dengan proton.
3. Inti atom
Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford
melakukan penelitian lebih lanjut mengenai atom. Dalam
percobaannya, beliau menggunakan lempengan emas yang
sangat tipis dan disinari dengan sinar alfa, yaitu sinar yang
dipancarkan oleh zat radioaktif. Jika atom terdiri dari partikel
yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang
ditembakkan tidak ada yang diteruskan atau menembus
lempeng emas. Namun kenyataannya, sebagian besar sinar alfa
justru dapat menembus lempeng emas. Jadi, proton dan
elektron tidak tersusun secara rapat atau terdapat banyak rongga
kosong di dalam atom.
Dari hasil percobaan ini, Rutherford dapat menduga
bagaimana susunan sebuah atom. Beliau menyatakan
hipotesanya bahwa atom tersusun dari inti atom yang
bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan
negatif. Muatan negatif elektron dapat mengimbangi muatan
positif inti atom, sehinga atom bersifat netral.
Ketika dilakukan penelitian lebih lanjut, diketahui bahwa
massa inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada
dalam inti atom. Jadi diprediksi bahwa masih ada partikel lain
dalam inti atom selain proton.
4. Neutron
Seperti di jelaskan di atas, Rutherford (1920) meramalkan
bahwa kemungkinan besar di dalam inti atom terdapat partikel
lain yang tidak bermuatan. Akan tetapi karena muatannya netral,
partikel ini menjadi sukar dideteksi. Ramalan ini terbukti benar
ketika tahun 1932 James Chadwick dapat menemukan neutron.
Dengan demikian maka partikel elektron, proton, dan neutron
merupakan penyusun dasar suatu materi. Perhatikan
gambaran sebuah model atom di samping.
5. Nomor Atom dan Nomor Massa
Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas, yang
membedakan satu atom dengan atom yang lain. Jumlah proton
dan neutron dalam inti atom saling berhubungan dan
biasanya jumlahnya sama. Massa proton dan neutron juga
hampir sama, dan jumlah keduanya hampir sama dengan massa
atom. Sedangkan massa elektron sangat kecil sehingga tidak
banyak menyumbang massa atom secara keseluruhan.
a. Nomor Atom (Z)
Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom yang
diberikan lambang Z. Nomor atom ini merupakan ciri khas
suatu unsur. Oleh karena atom bersifat netral maka jumlah proton
sama dengan jumlah elektronnya. Jadi nomor atom juga
menunjukan jumlah elektron. Nomor atom ditulis agak ke
bawah sebelum lambang unsur. Contoh: atom oksigen
mempunyai 8 proton dan 8 elektron, sehingga nomor atom
oksigen adalah 8.
b. Nomor Massa (A)
Seperti diuraikan sebelumnya massa elektron sangat kecil,
dianggap nol. Oleh karena itu massa atom ditentukan oleh massa
inti atom yaitu proton dan neutron. Jumlah dari massa proton
dan neutron disebut nomor massa yang besarnya hampir sama
dengan massa atom. Contoh: atom oksigen mempunyai nomor
atom 8 dan nomor massa 16, sehingga atom oksigen
mengandung 8 proton dan 8 neutron.