Teori Atom (Dalton, Thomson, Ruterford, dan Bohr)

Teori Atom Dalton

Sekitar  2,5 abab yang lalu, filusuf  dari Yunani yaitu Leukippusberpendapat bahwa suatu materi akan tersusun atas  butiran-butiran kecil, pendapat ini kemudian dikembangkan oleh seorang muridnya yang bernama Demokritus. Demokritus selenjutnya berpendapat bahwa suatu materi tersusun oleh partikel-partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi, selajutnya partikel-partikel yag kecil tersebut dinamakan dengan atom.

Konsep atom ini selanjutnya berkembang setelah terdapat perumusan tentang Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan Tetap, yaitu pada abab 18 John Dalton mengungkapan teori tentang atom Sekitar  2,5 abab yang lalu, filusuf  dari Yunani yaitu Leukippus berpendapat bahwa suatu materi akan tersusun atas  butiran-butiran kecil, pendapat ini kemudian dikembangkan oleh seorang muridnya yang bernama Demokritus. Demokritus selenjutnya berpendapat bahwa suatu materi tersusun oleh partikel-partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi, selajutnya partikel-partikel yag kecil tersebut dinamakan dengan atom.
Konsep atom ini selanjutnya berkembang setelah terdapat perumusan tentang Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan Tetap, yaitu pada abab 18 John Dalton mengungkapan teori tentang atom 

Pada tahun 1804, John Dalton mengemukakan tentang eksitensi dari suatu atom. Ia berpendapat bahwa konsep atom menurut Demokritus benar karena tidak bertentangan dengan hukum Hukum Kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan Tetap. Berdasarkan pada pemikiran tersebut ia merumuskan teori atom, teori tersebut sebagai berikut :

1. Materi tersusun dari partikel-partikel kecil yang disebut dengan atom

2. Unsur adalah materi yang tersusun dari atom-atom yang sejenis dengan massa dan sifat yang sama

3. Unsur yang berbeda memiliki atom-atom dengan massa dan sifat yang berbeda pula.

4. Senyawa adalah materi yang tersusun dari sekurang- kurangnya 2 jenis atom dari unsur-unsur yang berbeda, dalam senyawa atom-atom tersebut berikatan melalui ikatan antar atom.

5. Atom tdak dapat dimusnahkan. Reaksi kimia hanyalah terjadi penataan ulang dari atom-atom yang terlibat dalam reaksi tersebut.

Dalam perkembangannya, tidak semua isi teori atam Dalton adalah benar, karena atom ternyata masih dapat terbagi lagi menjadi partikel-partikel yang lebih kecil yaitu partikel subatomik, seperti elektron, proton dan neuton.

Selain mengungkapkan tentang teori atom, Dalton juga memberikan gambaran tentang model atom, model tersebut digambarkan sebagai berikut :

John Dalton (1766-1844) Model Atom Dalton

Gambar John Dalton dan model atom dari John Dalton

Teori Atom Thomson

Penemuan elektron atas penelitian yang dilakukan oleh William Crookes (1875) yang disempurnakan oleh J.J. Thomson dan R. Milikan, memberikan bukti bahwa ketidaksempurnaan model atom Dalton, hal ini karena massa elektron lebih kecil dibandingkan dengan atom

J.J. Thompson memperinci model atom Dalton. Dikemukakannya bahwa “Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamnya tersebar muatan negatif elektron.

Cara yang mudah dan praktis untuk menggambarkan model ini adalah dengan menganggap elektron sebagai kismis di dalam roti proton, sehingga model ini diberi nama model roti kismis. Berikut ini gambar JJ Thomson dan Model Atomnya

Model Atom Rurtherford

Pada tahun 1910, Rutherford melakukan eksperimennya dengan melakukan penembakan sinar alfa terhadap sasaran sebuah lempeng emas tipis. Sinar alfa merupakan sinar yang berasal dari partikel yang dipancarkan oleh zat radioaktif. Sinar ini merupakan partikel atom helium yang bermuatan positif serta mampu menembus berbagai logam.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa adanya partikel alfa yang terpantul pada penembakan lempeng tipis emas. Fakta ini tidak sesuai dengan model atom yang dikemukakan oleh J.J. Thomson dimana atom digambarkan bersifat homogen pada seluruh bagiannya (tidak mengindikasikan adanya bagian yang lebih padat pada atom).
Berikut ini eksperimen yang dilakukan oleh Rutherford :

Gambar. I.8 Eksperimen yang dilakukan Rutherford

Dari ekperimen tersebut dapat disimpulkan bahwa :
a. Sebagian besar partikel sinar alfa diteruskan, menunjukkan bahwa pada atom terdapat ruang kosong
b. Partikel sinar alfa yang mendekati inti atom dibelokkan , menunjukkan adanya gaya tolak inti terhadap lempeng tipis emas
c. Adanya sinar yang dipantulkan, menunjukkan bahwa dalam atom-atom emas terdapat bagian yang padat yang mampu memantulkan partikel alfa dan bagian atom yang padat tersebut mempunyai muatan positif (partikel alfa yang bermuatan positif akan ditolak oleh bagian atom yang bermuatan positif)

Dengan kesimpulan ini Rutherford memberikan gagasan untuk model atom yaitu :
Atom tersusun atas inti atom yang memiliki muatan positif dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif, hal ini dapat diasumsikan dengan planet yang mengelilingi matahari. Planet sebagi elektron sedangkan matahari adalah inti atom yang bermuatan positif. Berikut ini gambar  model atomnya :

Pada tahun 1886, sebelum hakikat sinar katoda ditemukan,Goldstein melakukan suatu eksperimen dengan tabung sinar katoda dan ia menemukan fakta berikut: Yaitu apabila katoda tidak berlubang ternyata gas di belakang katoda tetap gelap. Namun, apabila pada katoda  berlubang ternyata gas di belakang katoda menjadi berpijar. Hal ini menunjukkan bahwa adanya radiasi yang berasal dari anoda, yang menerobos ke lubang dan menuju ke  katoda. Radiasi itu disebut dengan sinar anoda atau sinar positif atau sinar terusan (yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini)

Hasil eksperimen ini menunjukkan bahwa sinar terusan merupakan radiasi partikel (dapat memutar kincir) yang bermuatan positif (dalam medan listrik dibelokkan ke kutub negatif). Partikel sinar terusan ternyata bergantung pada jenis gas dalam tabung. Artinya, jika gas dalam tabung diganti dengan gas yang lain, ternyata dihasilkan partikel sinar terusan dengan ukuran yang berbeda. Partikel sinar terusan terkecil diperoleh dari gas hidrogen.

Pada tahun 1906, Ernesh Rutherford, ilmuwan yan berasal dari Inggris dengan menggunakan alat spekrometer massa (modifikasi dari sinar katoda) untuk membuktikan keberadaan dari partikel yang memliki muatan positif. Dari penelitian yang telah dilakukan dihasilkan bahwa atom H menghasilkan partikel bermuatan positif yang paling ringan. Massa partikel positif dari atom-atom lainnya merupakan kelipatan dari massa positif atomH.

Selanjutnya pada tahun 1919, partikel positif dari atom H diberi nama yaitu proton yang berasal dari bahasa Yunani yaitu “proteis” yang artinya yang terpenting. Massa proton sekitar 1,672 x 10^-27.

Eksperimen Rutherford merupakan awal ditemukan neutron, dalam eksperimen yang ia mencoba menghitung jumlah muatan positif dalam inti atom dan massa inti atom, dengan harapan massa inti atom dan massa muatan positif sama tetapi setelah dilakukan perhitungan ternyata massanya berbeda.

Ini dibuktikan oleh eksperimen yang dilakukan oleh  Aston pada ahun 1919 ia menemukan alat spektrometer massa, yaitu alat yang dapat digunakan untuk menentukan massa atom dan massa molekul. Dengan alat tersebut, Aston menemukan bahwa atom-atom dari unsur yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda. Fenomena ini selanjutnya disebut dengan  isotop, salah satu fenomena yang menggugurkan teori atom Dalton. Selain itu juga ditemukan bahwa massa suatu atom ternyata tidak sama dengan jumlah proton pada atom tersebut. Banyak atom yang massanya sekitar dua kali massa protonnya. Berdasarkan kedua fakta tersebut, Aston menduga keberadaan partikel netral dalam atom yang jumlahnya dapat berbeda meskipun unsurnya sama.

Selain itu lmuwan Amerika yaitu William Draper Harkins  pada tahun 1920 menduga adanya partikel lain dalam inti atom selain proton. Partikel tersebut mempunyai massa yang hampir sama dengan massa proton tetapi partikel tersebut tidak bermuatan. Selanjutnya Chadwick melakukan eksperimen untuk mengetahui keberadaan partikel yang tidak bermuatan atau bersifat netral.

Berikut ini gambar eksperimen yang dilakukan oleh Chadwick pada tahun 1932. 

Gambar. I.10 Eksperimen yang dilakukan Chadwick

Dari penembakan sinar α ke dalam pelat berilium akan menghasilkan suatu radiasi yang tidak bermuatan. Apabila terdapat suatu materi padat dalam hal ini menggunakan parafin ditempatkan sebagai penghalang, maka akan mengakibatkan proton dari atom hidrogen akan terlempar keluar.

Partikel yang tidak bermuatan tersebut selanjutnya disebut dengan neutron, dengan massa yaitu 1,675 x 10^-27 kg. Berikut ini massa dan muatan dari partikel subatom elektron, proton dan neutron.

Tabel I.1 Massa dan Muatan dari subatomik

Partikel	Lambang	Massa (kg)	Muatan
			Satuan	Coulomb
Elektron	e-	9,109 x 10 -31	-1	1,6 x 10-19
Proton	P	1,673 x 10 -27	+1	1,6 x 10-19
Neutron	N	1,675 x 10 -27	0	0

Jenis-jenis Termometer Dan Cara Menggunakannya

TERMOMETER

1.    TERMOMETER DIGITAL

• digunakan untuk mengetahui suhu objek benda atau tubuh

Cara Menggunakan :

Termometer digital, biasanya menggunakan termokopel sebagai sensornya untuk membaca perubahan nilai tahanan. Secara sederhana termokopel berupa dua buah kabel dari jenis logam yang berbeda yang ujungnya, hanya ujungnya saja, disatukan (dilas). Titik penyatuan ini disebut hot junction. Prinsip kerjanya memanfaatkan karakteristik hubungan antara tegangan (volt) dengan temperatur.

Skala Suhu              :   32^oC – 42^oC / 90^oF – 107.6^oF 

Kelebihan                :    Pada termometer digital menggunakan logam sebagai sensor suhunya yang kemudian memuai dan pemuaiannya ini diterjemahkan oleh rangkaian elektronik dan ditampilkan dalam bentuk angka yang langsung bisa dibaca.

2.    Termometer Six-Bellani

·         digunakan untuk mengukur suhu maksimum dan minimum suatu tempat

Cara Menggunakan : 

ketika suhu udara turun, alkohol di ruang A (tengah) [lihat gambar 2] menyusut sehingga raksa di ruang B naik dan mendorong keping baja untuk  menunjukkan angka minimum. Sebaliknya jika suhu udara naik, alkohol diruang A memuai dan mendesak raksa di ruang B turun, sedangkan raksa di ruang C naik untuk mendorong paku baja menunjukkan angka maksimum. Untuk mengembalikan keping baja pada posisi semula digunakan magnet tetap.

Skala Suhu           :    -20°C sampai dengan 50°C

Jenis Zat Muai      :    Alkohol dan Raksa

Kelebihan              :    dilengkapi magnet tetap untuk menarik keping baja turun melekat pada raksa

3.    Termometer Ruang

 ·         digunakan untuk mengukur suhu suatu ruangan

Cara Menggunakan  : 

untuk mengukur suhu suatu ruangan, biasanya thermometer ini digabungkan dengan berbagai alat lain misalnya : alat penunjuk waktu, hiasan dinding, dan lain sebagainya
Skala Suhu         :           -50 samapai dengan 50

Jenis Zat Muai   :           menggunakan zat muai logam(sebagian raksa)

Kelebihan           : -    merupakan termometer maksimum

                               -    ukuran tandon dibuat besar agar menjadi lebih peka terhadap perubahan suhu

4.    Termometer Klinis

 

 -Termometer Klinis biasanya digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia.

Cara menggunakan : 

Mula-mula, periksa terlebih dahulu apakah termometer sudah menunjukkan suhu dibawah 35°C. Jika belum, termometer kita kibas-kibaskan sehingga menunjukkan suhu kurang dari 35°C. Selanjutnya, pasang thermometer itu di bawah ketiak atau lipatan tubuh selama kira-kira 5 menit. Setelah itu, ambil thermometer dari tubuh dan baca pada skala termometer. Skala yang ditunjukkan termometer menunjukkan suhu tubuh pasien pada keadaan itu.

Skala Suhu              :    35°C sampai dengan 42°C

Jenis zat muai         :    raksa atau alkohol

Tingkat Ketelitian   :    0,1°C

Kelebihan                :    Termometer ini mempunyai lekukan sempit diatas wadahnya yang berfungsi untuk menjaga supaya suhu yang ditunjukkan setelah pengukuran tidak berubah setelah termometer diangkat dari badan pasien.

Kekurangan         :      Termometer klinis harus dikibas-kibaskan terlebih dahulu sebelum digunakan agar kembali ke posisi normal

5.    Termometer Laboratorium

 

- Termometer Laboratorium digunakan untuk perlengkapan praktikum di laboratorium.

Cara Menggunakan : 

Ukur suhu objek benda yang akan diukur (misalnya: cairan), Jika cairan bertambah panas maka raksa atau alkhohol akan memuai sehingga skalanya bertambah. Agar termometer sensitif terhadap suhu maka ukuran pipa harus dibuat kecil (pipa kapiler) dan agar peka terhadap perubahan suhu maka dinding termometer (reservoir) dibuat setipis mungkin dan bila memungkinkan dibuat dari bahan yang konduktor.

Jenis Zat Muai       : cairan raksa atau alkohol

Kelebihan              : skala ukurnya luas hingga di bawah nol

6.    Termometer Bimetal

Termometer bimetal mekanik adalah sebuah termometer yang terbuat dari dau buah kepingan logam yang memiliki koefisien muai berbeda yang dikeling (dipelat) menjadi satu. Kata bimetal sendiri memiliki arti yaitu bi berarti dua sedangkan kata metal berarti logam, sehingga bimetal berarti “dua logam”.

Cara kerja :

Keping Bimetal sengaja dibuat memiliki dua buah keping logam karena kepingan ini dapat melengkung jika terjadi perubahan suhu. Prinsipnya, apabila suhu berubah menjadi tinggi, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang keoefisien muainya lebih rendah, sedangkan jika suhu menjadi rendah, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang keofisien muainya lebih tinggi. Logam dengan koefisien muai lebih besar (tinggi) akan lebih cepat memanjang sehingga kepingan akan membengkok (melengkung) sebab logam yang satunya lagi tidak ikut memanjang. Biasanya keping bimetal ini terbuat dari logam yang koefisien muainya jauh berbeda, seperti besi dan tembaga.
Pada termometer, keping bimetal dapat difungsikan sebagai penunjuk arah karena jika kepingan menerima rangsangan berupa suhu, maka keping akan langsung melengkung karena pemuaian panjang pada logam.

Aplikasi :

Selain digunakan sebagai termometer, keping bimetal juga digunakan pada lampu sein mobil, termostat, setrika, dan lain lain.