Mengenal 4 Macam Model Atom: Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr | Fisika Kelas 12

Artikel ini berisi tentang berbagai model dan teori atom dari beberapa ilmuwan di dunia. Yuk cari tahu apa aja! 

—

Bagi kamu yang suka dan ngikutin semua episode kartun zaman dulu, salah satunya Jimmy Neutron pasti dari dulu kamu udah nggak asing sama bentuk atom. Buat yang belum tau kartun ini, kamu bisa cek sendiri ya wkwkwk. Nah, walaupun kartun Jimmy Neutron ini ngebawa nuansa atom, tapi bukan berarti si Jimmy ini yang ciptain atau nemuin teori atom pertama kali.

Jimmy Neutron (Sumber Giphy: tenor.com)

Definisi Atom

Kalo ngomongin tentang atom, pasti definisi yang kita kenal adalah “atom itu bagian terkecil dari suatu unsur”. Yap! Definisi itu sebenernya menurut model atom John Dalton. Tapi kamu tahu gak sih sebenernya istilah atom itu pertama kali itu dicetuskan oleh Democritus, seorang filsafat Yunani. Atom terdiri dari kata a yang berarti tidak, dan tomos artinya terbagi. 

Nah, karena teori atom muncul pertama kali murni dari hasil pemikiran bukan eksperimen, jauh beberapa tahun kemudian timbul perdebatan antar ilmuwan. Jadi, dari hal inilah kita bisa ngeliat model atom yang berubah-ubah karena terus diperbarui dari waktu ke waktu.

Baca juga: Postulat Relativitas Khusus Einstein 

Model Atom Dalton

Sekitar tahun 1803, ahli kimia Inggris, namanya John Dalton membawa teori Democritus ke dalam teori atom modern pertama. Setelah itu, tahun 1808, ia baru mempublikasikan teorinya tentang atom lewat buku yang berjudul A New System of Chemical Philosophy.

Buat yang penasaran sama bukunya, nih aku kasih tau inti dari bukunya Dalton. Misalnya ada sebuah kubus, kubus itu tersusun dari banyak persegi atau kotak. Terus kalo persegi itu dipotong terus menerus jadi bagian yang lebih kecil, nantinya persegi itu akan sampai ke bagian yang kecil banget. Nah, bagian yang terkecil itu udah nggak bisa dibagi lagi. Menurut Dalton, bagian terkecil itulah yang dinamakan sebagai atom. 

Tapi, ternyata masih banyak kelemahan, dan model atom Dalton ini kurang akurat. Seperti asumsi Dalton yang bilang kalo semua atom dari unsur yang sama itu bakalan sama dalam segala hal pada akhirnya terbukti salah. Terus, banyak juga pertanyaan-pertanyaan yang nggak bisa kejawab dari model atom-nya ini.

Model Atom J.J Thomson

Fisikawan Inggris bernama Joseph John Thomson atau akrab dipanggil J.J Thomson punya teori berbeda nih dari ilmuwan sebelumnya. Teorinya ini makin kuat karena Thomson melakukan eksperimen yang detail. 

Tahun 1897, dia ngajak kedua teman nya, yaitu John S. Townsend dan H.A Wilson untuk ngelakuin eksperimen pakai sinar katoda. Nama eksperimennya dikenal dengan nama “Percobaan Sinar Katoda”. 

Ternyata dari hasil eksperimennya, dia nemuin kalo sinar katoda bakal ditarik sama pelat logam bermuatan positif, tapi bakal ditolak sama pelat bermuatan negatif. Dia dapat kesimpulan nih, kalo sinar katoda itu bermuatan negatif, dan lazimnya sesuatu yang bermuatan akan memiliki massa. Makanya, di sekolah kita juga belajar mengenai massa atom kan?!

Baca juga: Hukum Coloumb: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal

Ada yang lebih kerennya lagi nih! Thomson menemukan elektron sebagai partikel penyusun atom, dan dari eksperimennya menunjukkan kalo atom itu bukan bagian terkecil dari suatu materi.

Penemuan elektron sebagai partikel penyusun atom membuat Thomson harus mikirin bentuk atomnya. Cukup disayangkan sih karena dia belum tau bentuk dari muatan positifnya. Alhasil, bentuk atom menurut Thomson adalah muatan negatif yang berbentuk partikel-partikel, sedangkan muatan positifnya nyebar gitu aja.

Hmm.. ternyata model atom J.J Thomson pun ada kelemahan, salah satunya adalah nggak bisa tau nilai dari massa elektron saja dan muatan elektron saja. Percobaan yang dilakukan oleh Thomson hanya menghasilkan besaran yang merupakan perbandingan muatan dan massa elektron.

Nah, seorang fisikawan asal Amerika yaitu Robert Andrews Millikan kemudian melakukan eksperimen lebih lanjut yang dikenal “Percobaan Tetes Minyak Millikan” dan berhasil menemukan besar muatan elektron. Karena muatan elektron diketahui maka nantinya massa elektron pun bisa dihitung.

Saat itu, cukup banyak ilmuwan yang nggak ngasih dukungan eksperimental ke model atom Thomson. Sampai akhirnya, tahun 1913 Rutherford melakukan eksperimen sendiri untuk mengecek model atom Dalton. Yuk kita bahas model atom Rutherford!

Model Atom Rutherford

Ernest Rutherford adalah seorang fisikawan dari Selandia Baru yang menempuh pendidikan di Universitas Canterbury dan kemudian melanjutkan studinya di Universitas Cambridge. Seperti yang udah disinggung sedikit di atas, Rutherford melakukan eksperimen yang dikenal dengan istilah hamburan sinar alfa.

Jadi, di eksperimennya ini, ia menyelidiki struktur atom yang melibatkan penembakan partikel alfa bermuatan positif pada lempengan atau pelat emas tipis. Terus, sinar alfa yang dipantulkan oleh lempengan emas tersebut dideteksi pada layar.

Intinya sih, muatan positif nggak menyebar ke seluruh atom, tapi hanya berpusat di inti atau disebutnya nukleus. Nah, sebagian besar atom itu menurutnya cuma ruang kosong aja. Wah, dari sini kita bisa tau ya kalo model atom Rutherford beda banget sama model atom Dalton dan Thomson.

Nah guys, walaupun eksperimen Rutherford ini cukup ngasih penjelasan yang lebih kompleks dari model atom Thomson, tapi model ini masih punya kelemahan. Dia nggak bisa menjelaskan stabilitas atom dan gak bisa menerangkan apa yang membuat elektron dapat terus mengorbit inti atom. Harusnya menurut teori elektrodinamika klasik, elektron yang mengorbit inti atom lama-kelamaan pasti kehabisan energi dan pada akhirnya jatuh dan bergabung dengan inti atom.

Karena itulah, seorang fisikawan bernama Niels Bohr akan menyempurnakan model atom Rutherford. Langsung aja kita bahas model atomnya!

Baca juga: Mengenal Transistor, Si Kecil Pendobrak Zaman

Model Atom Niels Bohr

Niels Bohr adalah seorang fisikawan asal Denmark. Bohr menguji model atom Rutherford dengan sebuah eksperimen yang dikenal dengan “Percobaan Tabung Sinar Hidrogen”. Ia juga menggunakan prisma dalam eksperimennya dengan tujuan supaya menguraikan spektrum cahaya yang melewatinya. Hasil dari percobaan ini menghasilkan spektrum warna yang berbeda. 

Ohya, dari hasil eksperimennya juga diketahui bahwa elektron menempati orbit atau kulit yang stabil. Jadi, tingkat energi setiap kulit orbital adalah tetap. Walaupun sebenarnya masih banyak kekurangan dari model atom Bohr, tapi nyatanya sampai sekarang banyak yang menggunakan bentuk atom Bohr ini.

– – –

Wahh gak kerasa nih kita udah kenalan sama 4 ilmuwan yang melakukan pengamatan pada atom. Jujurly, keren banget dah! Semua ilmuwan saling menyempurnakan untuk menghasilkan definisi atom yang konkret. Eits, tapi ini masih awal banget gengs. Masih banyak lagi konsep-konsep seru dari atom. Kalo kamu punya soal/pertanyaan seputar atom dan kawan-kawannya, bisa langsung tanya ke roboguru ya! Tinggal foto soalnya keluar deh jawabannya. Mantep kan?!

Sampai jumpa di artikel selanjutnya ya, dadah!

Referensi:

A History of the Atom. [Daring] Tautan: https://www.compoundchem.com/2016/10/13/atomicmodels/ (diakses tanggal 14 Maret 2022)

Artikel ini telah diperbarui pada 19 Agustus 2022.