Teori Model Atom Menurut Para Ahli Beserta Kelebihan dan Kekurangannya

Ilmu kimia sangat menarik untuk dipelajari, walaupun sebagian orang menganggapnya “menyeramkan”. Keberadaan ilmu kimia dapat menjelaskan berbagai macam fenomena yang terjadi di alam.

Seperti topik yang akan dibahas kali ini mengenai teori model atom menurut para ahli beserta kelebihan dan kekurangannya.

Sebagaimana diketahui bahwa atom adalah unit terkecil penyusun sebuah benda / materi. Artinya setiap benda yang ada di dunia ini, termasuk tubuh kita, tersusun atas pertikel kecil yang bergabung menjadi besar.

Meskipun demikian, keberadaan atom tidak bisa dilihat secara kasat mata, karena ukurannya yang kecil. Oleh karena itu, para ahli banyak membuat teori dan hipotesis yang berkaitan dengan atom. Apa sajakah teori model atom menurut para ahli? Mari simak ulasan berikut!

Teori dan Model Atom Sebelum Masehi

Ratusan tahun sebelum Masehi, para ahli filsafat di Yunani mencetuskan teori dan model atom yang mendasari perkembangan teori pada zaman modern ini.

Ada dua jenis teori yang berkembang, meskipun keduanya saling bertolak belakang. Teori yang pertama adalah teori model atom menurut Aristoteles dan yang satunya adalah menurut Leukipos dan Demokritos.

Menurut pandangan Aristoteles, materi adalah sesuatu yang bersifat kontinyu, artinya dapat dibagi – bagi dan dapat dibelah terus menerus hingga tidak terbatas.

Sedangkan menurut Leukipos dan muridnya, Democritos, bahwa setiap materi tersusun atas kumpulan partikel. Materi tidak bersifat kontinyu, tetapi terdiri dari partikel yang terputus – putus, yaitu partikel yang tidak dapat dibagi – bagi lagi (diskontinyu).

Partikel yang tidak dapat dibagi – bagi lagi ini disebut dengan atom (a = tidak/bukan, tomos = dibagi/dapat dibagi).

Selama ± 2.000 tahun lamanya, teori atom Leukipos dan Democritos tidak pernah berkembang karena memiliki pendukung yang sedikit. Hal ini disebabkan karena nama Aristoteles lebih terkenal.

Barulah pada abad ke – 18, pandangan Leukipos dan Democritos didukung oleh para ilmuwan akibat munculnya Teori dan Model Atom Dalton pada tahun 1803.

Teori dan Model Atom Menurut Dalton

Pada tahun 1803, seorang ahli kimia mencetuskan teori yang mendasari perkembangan teori dan model atom modern. Yup, teori ini dicetuskan oleh ilmuwan yang bernama John Dalton (1766 – 1844).

Secara garis besar, teori dan model Atom Dalton menyatakan bahwa:

• Setiap zat atau materi disusun oleh partikel – partikel terkecil yang disebut atom,
• Atom suatu zat tidak dapat dibelah atau dibagi menjadi lebih kecil,
• Atom suatu zat sifatnya identik dan spesifik, artinya memiliki bentuk, ukuran, dan massa yang sama,
• Atom suatu zat berbeda dengan zat lain dan tidak dapat dirubah menjadi atom zat lain,
• Persekutuan antara dua atom atau lebih menghasilkan zat baru yaitu molekul,
• Pada reaksi kimia, atom – atom tidak mengalami perubahan bentuk, ukuran, maupun massa. Yang berubah hanyalah susunan antara satu atom dengan atom yang lainnya, baik atom yang sama maupun berbeda, dan
• Atom tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.

Teori dan model atom Dalton dapat diterima secara luas di kalangan para ahli kimia karena mampu menjelaskan berbagai macam reaksi kimia. Bahkan teori ini berhasil membimbing berbagai eksperimen yang dilakukan para ahli kimia di seluruh dunia.

Akan tetapi, mendekati abad ke–19, teori atom Dalton mulai digugat oleh berbagai ahli fisika.

Para ahli fisika melakukan berbagai macam percobaan dan mulai menyimpulkan bahwa atom bukanlah partikel terkecil yang menyusun suatu materi.

Dengan kata lain, para ahli fisika menduga bahwa masih ada partikel lain yang menyusun sebuah atom. Dari sini-lah teori atom Dalton mulai runtuh.

Kelebihan Teori Atom Dalton

• Mampu membuktikan bahwa teori atom Leukipos dan Demicritos benar
• Merupakan penggagas munculnya teori dan model atom modern
• Walaupun teorinya sudah gugur, namun ada beberapa pernyataan yang masih bertahan sampai sekarang
• Mampu menjelaskan secara umum bagaimana terjadinya reaksi kimia

Kekurangan Teori Atom Dalton

• Tidak dapat menjelaskan bagaimana atom–atom tersebut berikatan menjadi suatu molekul
• Tidak dapat menjelaskan bagaimana suatu larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik

Teori dan Model Atom Thomson (Roti Kismis)

Thomson melakukan penelitian mengenai partikel penyusun atom. Perlu diketahui bahwa saat Thomson melakukan penelitian, Goldstein sudah menemukan partikel bermuatan positif yang dinamakan proton.

J.J. Thomson melakukan penelitian mengenai sinar katoda menggunakan tabung Crookes yang telah dimodifikasi. Tabung Crookes adalah sebuah tabung yang diisi dengan gas bertekanan rendah. Pada tabung Crookes dipasang sebuah kutub positif (anoda) dan kutub negatif (katoda).

Jika tabung Crookes dialiri dengan arus searah tegangan tinggi, maka akan terpancar seberkas sinar dari katoda yang bergerak menuju anoda. Karena anoda bermuatan positif, maka dapat dipastikan bahwa sinar tersebut memiliki muatan negatif.

Thomson mengganti katoda dengan berbagai jenis logam, namun ternyata partikel yang dipancarkan tetap sama.

Akhirnya Thomson berkesimpulan bahwa sinar katoda ini terdapat pada atom setiap unsur. Karena bermuatan negatif, maka Thompson menamakannya elektron.

Secara garis besar, teori atom Thomson menyatakan bahwa:

• Atom adalah sebuah bola pejal (bola padat),
• Semua atom mengandung sebuah partikel yang bermuatan positif (proton, ditemukan oleh Goldstein), dan yang bermuatan negatif (elektron),
• Partikel proton dan elektron tersebar secara merata di dalam atom (menyerupai roti kismis), dan
• Jumlah partikel proton dan elektron dalam sebuah atom adalah sama sehingga atom selalu netral.

Kelebihan Teori dan Model Atom Thomson

• Mampu menjelaskan partikel penyusun dari sebuah atom, yaitu proton dan elektron

Kekurangan Teori dan Model Atom Thomson

• Tidak mampu menjelaskan mengapa larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik, karena menurut Thompson atom akan selalu bermuatan netral.

Teori dan Model Atom Rutherford

Rutherford melakukan penyempurnaan terhadap teori dan model atom yang dikemukakan oleh Thompson.

Telah dijelaskan sebelumnya bahwa menurut Thomson, atom adalah bola pejal (padat) yang apabila ditembakkan suatu partikel, maka partikel tersebut akan dipantulkan.

Rutherford melakukan penelitian untuk membuktikan hal itu.

Dia menembakkan partikel alfa kepada lempengan emas tipis, dan mendapatkan data bahwa partikel alfa tersebut hanya bergeser pada sudut kurang dari 1 derajat.

Rutherford berkesimpulan bahwa partikel tersebut tidak dipantulkan oleh atom seperti menurut Thompson, melainkan diteruskan. Karena alasan inilah, Rutherford menganggap atom bukanlah sebuah bola padat.

Teori dan model atom Rutherford menjelaskan bahwa:

• Atom bukanlah sebuah bola yang padat, melainkan memiliki banyak ruang kosong yang berisi elektron,
• Atom tersusun atas inti yang sangat kecil dan mempunyai muatan positif (proton),
• Inti atom yang bermuatan positif dikelilingi oleh partikel bermuatan negatif (elektron) yang bergerak mengelilingi inti seperti tata surya,
• Ukuran diameter inti atom ± 10^-13 cm dan diameter atom ± 10^-8 cm dengan perbandingan diameter inti atom terhadap diameter atom keseluruhan 1:10.000 

Kelebihan Teori dan Model Atom Rutherford

• Mematahkan teori atom Thompson yang mengatakan bahwa atom adalah bola pejal,
• Sudah membahas mengenai inti atom, dimana pada teori sebelumnya belum dibahas,
• Mampu memperkirakan diameter inti atom dan diameter atom keseluruhan

Kekurangan Teori dan Model Atom Rutherford

Teori atom Rutherford bertentangan dengan teori Maxwell yang menjelaskan bahwa setiap partikel bermuatan listrik yang bergerak melingkar akan mengubah sebagian energi kinetiknya menjadi pancaran radiasi elektromagnetik.

Jika teori Maxwell diterapkan pada model atom Rutherford, maka didapat kesimpulan bahwa elektron yang bergerak mengelilingi inti akan kehilangan energi kinetiknya terus menerus sehingga makin lama makin mendekat ke inti dan pada akhirnya jatuh ke inti atom.

Akhirnya model atom Rutherford menjadi sama dengan model Thompson.

Teori dan Model Atom Niels Bohr

Sebelum membahas mengenai teori dan model atom Niels Bohr, lebih baik membahas teori kuantum tentang spektrum atom terlebih dahulu:

• Atom – atom menyerap energi dari dari nyala api atau energi listrik yang besarnya sesuai dengan kelipatan energi atom itu sendiri, kemudian atom tersebut memancarkan kembali energi yang diserap tadi dalam bentuk energi radiasi
• Jumlah energi yang diserap atau dipancarkan suatu atom bersifat khas untuk atom setiap unsur. Contohnya jumlah energi yang diserap dan dipancarkan atom Emas (Au) berbeda dengan atom Tembaga (Cu).

Niels Bohr adalah seorang ilmuwan asal Denmark yang merupakan murid dari Rutherford, berpendapat lain mengenai teori kuantum spektrum atom tersebut.

Ia melakukan penelitian dan berpendapat bahwa yang menyerap dan melepaskan energi bukanlah atom, melainkan elektron.

Adapun hasil dari penelitian Niels Bohr sebagai berikut:

• Pelepasan energi radiasi oleh elektron disebabkan karena elektron tersebut mengalami penurunan tingkat energi di dalam suatu atom,
• Karena besarnya energi yang dipancarkan selalu sama, maka penurunan tingkat energi elektron juga sama,
• Perubahan tingkat energi elektron hanya dapat terjadi apabila elektron tersebut memiliki energi yang jumlahnya tertentu saja, tidak bisa sembarang energi,
• Besarnya tingkat energi elektron sudah memiliki nilainya tersendiri (terkuanta),
• Untuk berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi dengan jumlah tertentu dari luar atom. Proses ini disebut eksitasi.
• Untuk kembali dari eksitasi ke tingkat energi semulanya, elektron akan melepaskan energi dengan jumlah tertentu. Proses ini disebut deeksitasi.

Berdasarkan hasil penelitiannya itu, Niels Bohr merumuskan kembali teori dan model atom Rutherford sekaligus membuat model atomnya sendiri, yaitu model atom Niels Bohr.

Menurut teori dan model atom Niels Bohr:

• Inti atom bermuatan positif
• Elektron bergerak mengelilingi inti dalam orbitnya (tingkat energi) masing – masing
• Karena energi suatu elektron besarnya tertentu, maka elektron hanya menempati orbit yang tingkat energinya sesuai dengan energi yang dimiliki elektron tersebut. Elektron dengan energi yang besar akan menempati orbit yang memiliki tingkat energi yang besar pula, begitu juga sebaliknya.
• Perubahan energi elektron hanya terjadi apabila elektron berpindah orbit. Jika elektron berpindah ke orbit yang tingkat energinya lebih tinggi, maka elektron harus menyerap energi dari luar atom. Proses ini disebut eksitasi.
• Sedangkan jika elektron yang mengalami eksitasi berpindah ke orbit semulanya, maka elektron tersebut akan melepaskan energinya. Proses ini disebut deeksitasi.
• Jumlah orbit elektron yang terdapat di dalam atom sebanyak 7 buah. Orbit yang tingkat energinya paling kecil adalah yang paling dekat dengan inti atom, sedangkan yang tingkat energinya paling besar adalah yang terjauh dengan inti atom.

Dengan demikian, teori dan model atom Niels Bohr dapat menjawab mengapa elektron tidak terjatuh ke dalam inti seperti model atom Rutherford.

Kelebihan Teori dan Model Atom Niels Bohr

• Mampu menjelaskan bagaimana elektron dapat bergerak mengelilingi inti tanpa kehilangan energi kinetiknya sehingga tidak jatuh ke inti atom,
• Sudah melakukan penelitian mengenai jumlah orbit / tingkat energi yang dimiliki tiap atom, yaitu sebanyak tujuh buah,

Kekurangan teori dan Model Atom Niels Bohr

• Belum dapat memperkirakan letak dari suatu elektron di dalam atom

Teori dan Model Atom Kuantum (Modern)

Teori dan model atom kuantum berawal dari penelitian seorang ahli fisika Jerman bernama Werner Heisenberg pada tahun 1927.

Heisenberg berhasil membuktikan bahwa keberadaan elektron di dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, dan hal ini bertentangan dengan teori dan model atom menurut Niels Bohr.

Prinsip yang ditemukan oleh Heisenberg dikenal sebagai prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Mengapa elektron tidak dapat ditentukan kedudukannya secara pasti? Jawabannya karena ketika kita menentukan kedudukan elektron maka saat itu nilai momentumnya sudah berubah.

Sebaliknya, jika kita menentukan nilai momentumnya maka kedudukan elektron itu sendiri sudah berubah. Jadi kita hanya bisa memperkirakan salah satunya saja, tidak bisa memperkirakan keduanya.

Jika diterapkan pada teori dan model atom, berarti memang tidak mungkin menentukan posisi elektron secara pasti. Akan tetapi, kita hanya dapat memperkirakan saja dimana letak elektron tersebut di dalam atom.

Daerah dimana elektron mungkin dapat ditemukan disebut orbital. Dari teori dan model atom kuantum ini – lah lahir bilangan kuantum untuk memperkirakan posisi elektron yang pertama kali dicetuskan oleh Schrodinger.

Kelebihan teori dan model atom kuantum:

• Merupakan teori dan model atom yang masih berlaku hingga saat ini
• Sudah dapat memperkirakan kemungkinan posisi elektron di dalam suatu atom

Bagaimana? Sudah jelaskah mengenai teori dan model atom menurut para ahli? Kalau ada pertanyaan atau saran, silahkan corat–coret di kolom komentar ya!


Terima kasih sudah membaca :)