A. SEJARAH PENEMUAN PARTIKEL PENYUSUN ATOM
Apabila penggaris plastik digosok-gosokkan pada rambut kering, penggaris
tersebut dapat menarik potongan kecil kertas. Peristiwa tersebut
membuktikan bahwa penggaris memiliki sifat listrik, karena penggaris
merupakan materi yang tersusun atas atom-atom. Dengan demikian dapat
disimpulkan bahwa atom memiliki sifat listrik. Penyelidikan tentang sifat
kelistrikan suatu atom dilakukan selama bertahun-tahun oleh beberapa ahli
di antaranya J.J. Thompson, Eugen Goldstein, Rutherford, dan Bathe &
Becker.
1. Elektron
Elektron ditemukan oleh Joseph John Thomson pada tahun 1897. Penemuan elektron diawali dengan ditemukannya tabung katode oleh William Crookes. Kemudian J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode ini dan dapat dipastikan bahwa sinar katode ini merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan di antara katode dan anode
Sifat sinar katode, antara lain:
1. merambat tegak lurus dari permukaan katode menuju anode;
2. merupakan radiasi partikel sehingga terbukti dapat memutar baling-baling;
3. bermuatan listrik negatif sehingga dibelokkan ke kutub listrik positif;
4. dapat memendarkan berbagai jenis zat, termasuk gelas.
Dari hasil percobaan tersebut, J.J. Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.
J.J. Thomson berhasil menentukan perbandingan antara muatan dengan massa elektron (e/m) sebesar 1,76 × 108 C/g. Kemudian pada tahun 1909, Robert Millikan dari Universitas Chicago, berhasil menentukan besarnya muatan 1 elektron sebesar 1,6 × 10_19 C. Dengan demikian, maka harga massa 1 elektron dapat ditentukan dari harga perbandingan muatan dengan massa elektron (e/m).
Nilai e/m = 1,76 x 108 C/g,
maka Massa 1 elektron = 1,6 x 10-19 C / 1,76 x 108 = 9,1 x 10-31
Setelah penemuan elektron, maka model atom Dalton tidak dapat diterima lagi. Menurut J.J. Thomson, atom merupakan partikel yang bersifat netral. Karena elektron bermuatan negatif maka harus ada partikel lain yang dapat menetralkan muatan negatif tersebut yaitu partikel yang bermuatan positif. Dari penemuannya tersebut, J.J. Thomson mengemukakan teori atomnya yang dikenal dengan teori atom Thomson,
yaitu: Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron yang bermuatan negatif.
Karena tersebarnya elektron-elektron di dalam atom bagaikan kismis, sehingga disebut juga model atom roti kismis.
2. Inti atom
a. Proton
Dengan ditemukannya elektron oleh Thomson, para ahli semakin yakin bahwa atom tersusun oleh partikel-partikel yang lebih kecil. Pada tahun 1886, Eugen Goldstein memodifikasi tabung sinar katode dengan melubangi lempeng katodenya dan gas yang berada di belakang lempeng katode menjadi berpijar. Peristiwa tersebut menunjukkan adanya radiasi yang berasal dari anode yang menerobos lubang pada lempeng katode. Sinar ini disebut sinar anode atau sinar positif.
Sifat sinar anode, antara lain:
1. merupakan radiasi partikel sehingga dapat memutar baling-baling;
2. dalam medan listrik/magnet, dibelokkan ke kutub negatif, jadi merupakan radiasi bermuatan positif;
3. partikel sinar anode bergantung pada jenis gas dalam tabung. Partikel terkecil diperoleh dari gas hidrogen. Partikel ini kemudian disebut proton.
Massa 1 proton = 1 sma = 1,66 × 10-24 gram
Muatan 1 proton = +1 = 1,6 × 10-19 C
Pada tahun 1910, Ernest Rutherford bersama dua orang asistennya, yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui kedudukan partikel-partikel di dalam atom. Percobaan mereka dikenal dengan hamburan sinar alfa terhadap lempeng tipis emas. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa partikel yang ditembakkan pada lempeng logam emas yang tipis, sebagian besar diteruskan, dan ada sebagian kecil yang dibelokan bahkan ada juga beberapa di antaranya yang dipantulkan.
Hal tersebut sangat mengejutkan bagi Rutherford. Penemuan ini menyebabkan gugurnya teori atom Thomson. Partikel yang terpantul tersebut diperkirakan telah menabrak sesuatu yang padat di dalam atom. Dengan demikian atom tersebut tidak bersifat homogen seperti digambarkan oleh Thomson. Bahkan menurut pengamatan Marsden.
diperoleh fakta bahwa satu di antara 20.000 partikel D akan membelok dengan sudut 90o bahkan lebih.
Berdasarkan gejala-gejala tersebut, diperoleh beberapa kesimpulan antara lain:
1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel diteruskan. Berarti, sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong.
2. Partikel yang mengalami pembelokan ialah partikel yang mendekati inti atom. Hal tersebut disebabkan keduanya bermuatan positif.
3. Partikel yang dipantulkan ialah partikel yang tepat menabrak inti atom.
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atomnya yang menyatakan bahwa atom terdiri atas inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah elektron ynag mengelilingi inti, sehingga atom bersifat netral.
Rutherford juga menduga bahwa di dalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi untuk mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling menolak. Dari percobaan tersebut, Rutherford dapat memperkirakan jari-jari atom kira-kira 10–8cm dan jari-jari inti kira-kira 10–13cm.
b. Neutron
Pada tahun 1930, W. Bothe dan H. Becker melakukan percobaan yang lain, yaitu menembaki inti atom berilium dengan partikel D dan mereka menemukan suatu radiasi partikel yang mempunyai daya tembus yang besar. Kemudian pada tahun 1932, James Chadwick membuktikan bahwa radiasi tersebut terdiri atas partikel netral yang massanya hampir sama dengan massa proton. Karena partikel tersebut bersifat netral, maka dinamai neutron. Percobaan-percobaan selanjutnya membuktikan bahwa neutron juga merupakan partikel penyusun inti.
0 komentar:
Posting Komentar