STRUKTUR ATOM
Pernahkah Anda berpikir, tersusun dari apakah zat-zat yang ada
di sekitar Anda? Jika pernah memikirkannya, berarti apa yang Anda pikirkan sama
dengan pemikiran para ilmuwan Yunani zaman dulu. Pada 400 SM, para ilmuwan
mulai meneliti untuk mencari jawaban atas pertanyaan, “Apakah yang menyusun
suatu zat?” Ahli filsafat Yunani, Demokritus (460–370 SM) menawarkan istilah
atom untuk mengartikan keberadaan partikel terkecil dari suatu materi yang
tidak dapat dibagi lagi. Menurut Demokritus, atom artinya benda yang tidak
dapat dibagi-bagi lagi (a berarti tidak; tomos berarti potong/ bagi). Pendapat
Demokritus tersebut disangkal oleh Aristoteles. Menurutnya, suatu zat tersusun
atas api, air, tanah, dan udara. Anggapan Aristoteles digunakan oleh para
ilmuwan selama berabad-abad hingga John Dalton pada 1808 mengemukakan teori atomnya.
1. Partikel Penyusun Atom
Seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi, penelitian
mengenai atom menunjukkan perkembangan yang lebih maju dan terarah. Hasil
penelitian terbaru menyatakan bahwa suatu atom ternyata tersusun atas
partikel-partikel yang lebih kecil, yaitu proton, neutron, dan elektron. Apakah
perbedaan antara proton, neutron, dan elektron?
a. Elektron
Penemuan elektron berawal dari pembuatan tabung sinar katode
oleh
Elektron J. Plucker. Tabung sinar katode menjadi lebih
berarti setelah J.J. Thomson mempelajari sinar katode yang dihasilkan tabung.
Thomson melaporkan data penelitiannya sebagai berikut.
- Sinar katode merambat dalam suatu garis lurus, kecuali jika dikenai gaya dari luar.
- Sinar katode tertarik ke arah lempeng bermuatan positif.
- Sinar ini terdiri atas partikel-partikel dengan massa tertentu.
- Sifat sinar katode adalah sama, tidak bergantung pada bahan dan zat yang ada dalam tabung.
Berdasarkan data-data tersebut, Thomson menyimpulkan hal-hal
berikut.
- Sinar katode bermuatan negatif.
- Angka banding muatan terhadap massa (e : m) untuk sinar katode yaitu 1,7588 × 108 C/g.
- Partikel sinar katode adalah partikel dasar yang ada dalam setiap materi.
Partikel sinar katode itu diberi nama elektron. Elektron
merupakan salah satu partikel dasar penyusun atom. Pada 1913, seorang ahli
fisika Amerika Robert A. Millikan melakukan percobaan agar dapat mengetahui
muatan elektron. Ia meneliti naik turunnya butir-butir minyak di dalam medan
listrik sehingga akhirnya dapat menentukan muatan mutlak untuk elekton (e)
yaitu sebesar 1,6022 × 10–19 coulomb. Untuk lebih memudahkan, muatan listrik
untuk elektron diberi nilai relatif negatif satu (–1). Dengan ditemukannya
muatan mutlak untuk elektron maka massa elektron dapat dihitung yaitu sebesar
9,1096 × 10–28 g.
b. Proton
Pada 1886, Eugen Goldstein mempelajari arah sinar pada
sebuah tabung sinar katode. Goldstein melubangi katode dalam tabung sinar katode,
Kata Kunci kemudian mengamati sinar
yang terdeteksi di balik katode tersebut.
Ternyata, jika elektron berkecepatan tinggi
bergerak dari katode ke anode,
elektron akan menumbuk partikel gas dalam
tabung membentuk partikel positif yang bergerak ke katode. Bahkan, sebagian
keluar melalui lubang katode. Berdasarkan hal ini, ia menyimpulkan perbedaan
antara angka banding ( e : m) untuk partikel positif dan elektron. Menurut
Goldstein, angka banding ( e : m) untuk partikel positif berbeda jika gas dalam
tabung berbeda, sedangkan untuk elektron tetap tidak bergantung pada jenis gas
dalam tabung. Kemudian, nilai angka banding (e : m) partikel positif jauh lebih
kecil daripada elektron. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa massa ion positif
jauh lebih besar daripada massa elektron.
Ion hidrogen merupakan partikel positif yang paling ringan.
Harga e : m ion hidrogen sebesar 9,5791 × 104 C/g. Partikel ion hidrogen ini
dinyatakan sebagai partikel dasar atom yang besar muatannya sama dengan muatan
elektron tetapi berlawanan tanda. Dengan demikian, massa ion hidrogen dapat
dihitung sebesar 1,6726 × 10–24 g atau sekitar 1.837 kali massa elektron. Ion
dan proton. hidrogen ini disebut proton.
c. Neutron
Pada 1932, J. Chadwick menemukan partikel dasar ketiga yang
terletak dalam inti dan tidak bermuatan, partikel tersebut dikenal dengan nama
neutron. Dengan ditemukannya partikel neutron, terdapat tiga partikel dasar
atom, yakni elektron, proton, dan neutron. Proton dan neutron terletak di dalam
inti, sedangkan elektron beredar mengelilingi inti.