PERKEMBANGAN TEORI ATOM
PERKEMBANGAN TEORI ATOM
Dalton menyimpulkan teori atomnya berdasarkan data eksperimen yang ada pada masa itu. Teori atom dapat Dalton dapat menjelaskan Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan tetap dengan baik. Namun demikian, teori tersebut juga mempunyai beberapa kelemahan, diantaranya :
1. tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsure yang satu dengan unsur yang lain.
2. tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi
3. tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan.
Kelemahan-kelemahan seperti yang dikemukakan diatas dapat terpecahkan setelah percobaan-percobaan lebih lanjut yang dilakukan para ahli menunjukkan bahwa adanya atom bukanlah sesuatu yang tidak terbagi, melainkan terdiri atas beberapa jenis partikel subatom. Tiga diantaranya adalah proton, electron, neutron.
Proton adalah partikel bermuatan positif dengan massa sebesar 1,6726231 x 10-24 gram. Untuk menghindari penggunaan bilangan yang sangat kecil dan demi kepraktisan, para ahli menggunakan satuan massa khusus untuk partikel , yaitu satuan massa atom (sma). Jika dinyatakan dalam sma , maka massa sebutir proton adalah 1,0073 sma, atau biasa dibulatkan menjadi 1 sma.
Muatan partikel dasar biasanya dinyatakan sebagai muatan relatif terhadap muatan electron (e). Hal ini juga untuk membuat penulisan menjadi lebih praktis. Dengan begitu, muatan 1 proton = +1 yang artinya sama dengan +1,60217733 x 10-19 coulomb.
Elektron adalah partikel bermuatan negatif dengan massa 9,1093897 x 10-28 gram atau sekitar 0,0005858 sma (1/1840 sma). Karena relatif sangat kecil dibandingkan massa proton, seringkali massa electron dianggap sama dengan nol. Neutron mempunyai massa yang kira-kira sama dengan proton, yaitu sekitar 1 sma, tetapi neutron tidak bermuatan
a. 1. Penemuan Elektron
Electron ditemukan oleh Joseph John Thomson pada tahun 1900. Penemuan electron berkaitan dengan percobaan-percobaan tentang hantaran listrik melalui tabung hampa. Namun pada tahun 1821, Sir Humphry Davy, seorang menemukan bahwa gas menjadi penghantar yang lebih baik pada tekanan rendah. Sejak saat itu, banyak percobaan dilakukan dengan tabung hampa yang disebut tabung pengawan muatan(discharge tube), terutama oleh William Crookes.
a. Model Atom Thomson
Berdasarkan percobaan tentang hantaran listrik melalui tabung hampa / tabung pengawan muatan (discharge tube) atau tabung sinar katode.
Gambar 1. Tabung Sinar Katoda
ü b. Sinar Katoda
Sifat-sifat sinar katoda :
- Sinar katoda dipancarkan oleh katoda dalam sebuah tabung hampa bila dilewati arus listrik (aliran listrik adalah penting)
- Sinar katoda berjalan dalam garis lurus
- Sinar tersebut bila membentur gelas atau benda tertentu lainnya akan menyebabkan terjadinya fluoresensi (mengeluarkan cahaya). Dari fluoresensi inilah kita bisa melihat sinar, sinar katoda sendiri tidak tampak.
- Sinar katoda dibelokkan oleh medan listrik dan magnit; sehubungan dengan hal itu diperkirakan partikelnya bermuatan negatif
- Sifat-sifat dari sinar katoda tidak tergantung dari bahan elektrodanya (besi, platina dsb.)
Gambar 2. Tabung Sinar Katoda
ü
c. Pembelokan sinar katoda dalam medan magnit
c. Pembelokan sinar katoda dalam medan magnit
Gambar 3. Tabung Sinar Katoda
Sinar katoda tidak tampak, hanya melalui pengaruh fluoresensi dari bahan sinar ini dapat dilacak. Berkas sinar katoda dibelokkan oleh medan magnit. Pembelokkan ini menunjukkan bahwa sinar katoda bermuatan negatif.
ü d. Pengamatan J.J. Thomson (1856-1940)
Gambar 4. Tabung Sinar Katoda
Keterangan:
a. Jika hanya ada medan listrik, berkas sinar katode dibelokkan ke atas (titik 1)
b. Jika hanya medan magnet, berkas sinar katode dibelokkan ke bawah (titik 2)
c. Jika tidak ada medan listrik dan medan magnet, sinar katode bergerak lurus(titik3)
ü e. Perbandingan muatan dan massa
Berdasarkan eksperimennya Thomson mengukur bahwa kecepatan sinar katoda jauh lebih kecil dibandingkan kecepatan cahaya, jadi sinar katoda ini bukan merupakan REM. Selain itu Ia juga menetapkan perbandingan muatan listrik (e) dengan massa (m). Hasil rata-rata e/m sinar katoda kira-kira 2 x 108 Coulomb per gram. Nilai ini sekitar 2000 kali lebih besar dari e/m yang dihitung dari hidrogen yang dilepas dari elektrolisis air (Thomson menganggap sinar katoda mempunyai muatan listrik yang sama seperti atom hidrogen dalam elektrolisis air.
e/m = 1,76x 108. C g-1
Partikel sinar katoda bermuatan negatif dan merupakan partikel dasar suatu benda yang harus ada pada setiap atom. Pada tahun 1874 Stoney mengusulkan istilah elektron
2. Percobaan Tes Minyak Milikan
Setelah harga e/m untuk electron diketahui melalui percobaan yang dilakukan oleh Thomson, selanjutnya diperlukan percobaan lain untuk menentukan nilai e atau m. Pada tahun 1909, Robert Andrews Milikan dari Universitas Chicago, dapat memecahkan dilema tersebut melalui percobaan tetes minyak.
Gambar 5. Percobaan Tetes Minyak Milikan
Percikan tetes minyak dihasilkan oleh penyemprot (A). Tetes ini masuk kedalam alat melalui lubang kecil pada lempeng atas sebuah kondensor listrik. Pergerakan tetes diamati dengan teleskop yang dilengkapi alat micrometer eyepiece (D). Ion-ion dihasilkan oleh radiasi pengionan seperti sinar x dari sebuah sumber (E). Sebagian dari tetes minyak memperoleh muatan listrik dengan menyerap (mengadsorbsi) ion-ion.
Tetes diantara B dan C hanya melayang-layang, tergantung dari tanda (+ atau -) dean besarnya muatan listrik pada tetes. Dengan menganalisis data dari jumlah tetes, Milikan dapat menghitung besarnya muatan q. Milikan menemukan bahwa tetes selalu merupakan integral berganda dari muatan listrik elektron e yaitu : q = n.e (dimana n = 1, 2, 3 ...)
Nilai yang bisa diterima dari muatan listrik e adalah –1,60219 x 10-19C. Dengan menggabungkan hasil Milikan dan Thomson didapat massa sebuah elektron = 9,110 x 10-28 gram.
Thomson : e/m = 1,76x 108. C g-1
Milikan : e = 1,602 x 10-19C, Maka massa electron, m : 9,11 x 10-28 gram
Thomson : e/m = 1,76x 108. C g-1
Milikan : e = 1,602 x 10-19C, Maka massa electron, m : 9,11 x 10-28 gram
3. Teori Atom Thomson
Setelah penemuan electron, maka teori atom Dalton yang mengatakan bahwa atom adalah partikel yang tak terbagi, tidak dapat diterima lagi. Pada tahun 1900 , J.J.Thomson mengajukan model atom yang menyerupai roti kismis. Menurut Thomson , atom terdiri dari materi bermuatan positif dan didalamnya tersebar electron bagaikan kismis dalam roti kismis, secara keseluruhan atom bersifat netral
Gambar 6. Model atom Thomson
Gambar 6. Model atom Thomson
Subscribe to:
Posts (Atom)