Teori Atom Rutherfod.docx

Teori Atom Rutherfod Dimana diketahui bersama bahwa setelah diusulkannya teori atom Dalton dan Thomson, muncul teori yang lebih baru yang digagas oleh Ernerst Rutherford, yang sekarang dikenal dengan teori atom Rutherford. Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sinar alfa merupakan sinar yang berasal dari partikel yang dipancarkan oleh zat radioaktif. Sinar ini adalah partikel atom-atom helium yang bermuatan positif serta mampu menembus berbagai logam.Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih. Pada tahun 1908, Hans Geiger dan Ernest Marsden yang bekerja di laboratorium Rutherford melakukan eksperimen dengan menembakkan sinar alfa (sinar bermuatan positif) pada pelat emas yang sangat tipis. Sebagian besar sinar alfa itu berjalan lurus tanpa gangguan, tetapi sebagian kecil dibelokkan dengan sudut yang cukup besar, bahkan ada juga yang dipantulkan kembali ke arah sumber sinar. Selanjutnya, Ahli fisika Inggris, Rutherford beserta temannya Geiger dan Marsden pada 1911 melakukan eksperimen yang dikenal dengan penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas (0,0004 mm). Rutherford menyangkal kebenaran teori atom Thomson yang mengatakan bahwa atom merupakan bermuatan positif, dan disekelilingnya terdapat elektron bermuatan negatif layaknya roti kismis. Teori atom Rutherford mengatakan bahwa atom mempunyai inti yang merupakan pusat massa yang kemudian dinamakan nukleus, dengan dikelilingi awan elektron bermuatan negatif. Ia menemukan bahwa uranium dan senyawa-senyawanya secara spontan memancarkan partikel-partikel. Partikel yang dipancarkan itu ada yang bermuatan listrik dan memiliki sifat yang sama dengan sinar katode atau elektron.

Pengertian Teori Teori Atom Rutherford Teori Tom Rutherford mengatakan bahwa atom mempunyai inti yang merupakan pusat massa yang kemudian dinamakan nukleus,dengan dikelilingi awan elektron bermuatan negatif

Dasar Teori Atom Rutherford

Teori atom Rutherford didasarkan pada eksperimen penembakan inti atom lempengan emas dengan partikel alfa yang dikenal dengan percobaan Geiger-Marsden. Pada saat itu, Rutherford menysun desain rancangan percobaan penembakan atom emas oleh partikel alfa yang dipancarkan oleh unsur radioaktif. Ternyata, sinar radioaktf tersebut ada yang dipantulkan, dibelokkan, dan diteruskan.

Bunyi Teori Atom Rutherford Rutherford melakukan penelitian tentang hamburan sinar α (alpha) pada lempeng emas. Hasil pengamatan tersebut dikembangkan dalam hipotesis model atom Rutherford:     

Sebagian besar dari atom merupakan permukaan kosong atau hampa. Atom memiliki inti atom bermuatan positif yang merupakan pusat massa atom. Elektron bergerak mengelilingi inti dengan kecepatan yang sangat tinggi. Sebagian besar partikel α lewat tanpa mengalami pembelokkan/hambatan. Sebagian kecil dibelokkan, dan sedikit sekali yang dipantulkan. Awan elektron tidak mempengaruhi penyebaran partikel alfa

Percobaan penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas. Unsur-unsur yang memancarkan sinar itu disebut unsur radioaktif, dan sinar yang dipancarkan juga dinamai sinar radioaktif. Ada tiga macam sinar radioaktif, yaitu: a. sinar alfa (α), yang bermuatan positif b. sinar beta (β), yang bermuatan negatif c. sinar gama(γ), yang tidak bermuatan

Sinar alfa dan beta merupakan radiasi partikel. Setiap partikel sinar alfa bermuatan +2 dengan massa 4 sma, sedangkan partikel sinar beta sama dengan elektron, bermuatan –1 dan massa 1/1.840 sma (dianggap sama dengan nol). Adapun sinar gama adalah radiasi elektromagnet, tidak bermassa, dan tidak bermuatan.

Setelah berkali-kali melakukan percobaan, akhirnya Rutherford berhasil mengungkapkan fakta-fakta berikut.Sebagian besar partikel alfa menembus selaput tipis emas. Berarti, sebagian besar atom adalah ruang kosong. Sedikit dari partikel alfa (yang bermuatan positif) dibelokkan keluar oleh sesuatu, hal ini menunjukkan adanya sesuatu yang bermuatan positif yang dapat membelokkan partikel alfa. Lebih sedikit lagi dari partikel alfa itu (hanya 1 dari 20.000) terpantul dari selaput tipis emas. Dengan kenyataan ini, Rutherford sempat tercengang dan berkomentar, “sungguh luar biasa, seolah Anda menembak selembar kertas tisu dengan peluru setebal 40 cm dan peluru itu kembali menghantam Anda sendiri”. Hal ini menunjukkan adanya sesuatu yang sangat kecil (belakangan disebut sebagai inti), namun massa terpusat di sana sehingga partikel alfa yang menumbuk pusat massa itu akan terpantulkan.

Model Atom Rutherford, Atm Helium. [2] Dari fenomena percobaan tersebut maka Rutherford mengusulkan suatu model atom yang dikenal dengan model atom nuklir Rutherford sebagai berikut. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruangan kosong. Jari-jari atom sekitar 10–10 m, sedangkan jari-jari inti atom sekitar 10–15 m.

Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif dan hampir seluruh massa atom terpusat pada inti. Elektron beredar mengelilingi inti. Jumlah muatan inti (proton) sama dengan jumlah muatan elektron sehingga atom bersifat netral.

Model Atom Rutherford, Atom Neon. [3]

Akan tetapi, teori atom Rutherford juga memiliki kelemahan. Beberapa kelebihan dan kelemahan dari model atom nuklir Rutherford, dapat dilihat seperti dalam tabel berikut.

Kelebihan Model Atom Rutherford 1. Dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas. 2. Mengemukakan keberadaan inti atom yang bermuatan positif dan merupakan pusat massa atom. 3. Mudah dipahami untuk menjelaskan struktur atom yang rumit 4. Dapat menjelaskan bentuk lintasan elektron yang mengelilingi inti atom 5. Dapat menggambarkan gerak elektron disekitar inti

Kelemahan Model Atom Rutherford 1. Bertentangan dengan teori elektron dinamika klasik, di mana suatu partikel bermuatan listrik apabila bergerak akan memancarkan energi. 2. Elektron bermuatan negatif yang beredar mengelilingi inti akan kehilangan energi terus-menerus sehingga akhirnya akan membentuk lintasan spiral dan jatuh ke inti. Pada kenyataannya hal ini tidak terjadi, elektron tetap stabil pada lintasannya. 3. Menurut hukum fisika klasik, elektron yang bergerak mengelilingi inti memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Akibatnya, lama-kelamaan elektron itu akan kehabisan energi dan akhirnya menempel pada inti. 4. Model atom rutherford ini belum mampu menjelaskan dimana letak elektron dan cara rotasinya terhadap inti atom. 5. Elektron memancarkan energi ketika bergerak, sehingga energi atom menjadi tidak stabil. 6. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H).

Dalil Teori Atom Rutherford: Berdasarkan percobaan tersebut disimpulkan bahwa 1. Sebagian besar ruang dalam atom adalah ruang hampa;partikel α diteruskan 2. Di dalam atom terdapat suatu bagian yang sangat kecil dan padat yang disebut inti atom; partikel α dipantulkan kembali oleh inti atom 3. Muatan inti atom dan partikel α sejenis yaitu positif; sebagian kecil partikel α dibelokkan. 4. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan 5. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif. 6. Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.

Dari pengamatan itulah baru kemudian diketahui bahwa kalau partikel alfa ditembakkan (dihamburkan) pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1 derajat). Namun dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu di antara 20.000 partikel alfa akan membelok dengan sudut 90 derajat atau bahkan lebih. Berarti, ada partikel-partikel tertentu yang membelokkan partikel alfa.

Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, Ernest Rutherford dan kedua muridnya membuat beberapa kesimpulan tentang atom dan isinya, yaitu:

Atom ternyata bukan bola pejal, karena hampir semua partikel alpa diteruskan. Kalau lempengan emas dianggap sebagai satu lapisan atom-atom emas, maka dalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif. Partikel tersebut merupakan partikel yang menusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alpa akan dibelokkan, bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil dari ukuran atom keseluruhan.

Tokoh Kimia :

Ernest Rutherfor (1871 – 1937)

Ernest Rutherford. Ernest Rutherford (1871 – 1937) seorang fisikawan asal Inggris (New Zealand). Dia merupakan salah seorang dari orang-orang pertama yang memecah atom, ia menunjukkan bahwa atom bukan merupakan materi terkecil yang tidak dapat dipisahkan lagi. Setelah melakukan beberapa kali penelitian, dia terinspirasi oleh puding buah plum dengan cokelat yang tersebar sebagai analogi model atom.

Teori Kimia Bohr

Dilihat dari kandungan energi elektron, ternyata model atom Rutherford mempunyai kelemahan. Ketika elektron-elektron mengelilingi inti atom, mereka mengalami percepatan terus-menerus, sehingga elektron harus membebaskan energi. Lama kelamaan energi yang dimiliki oleh elektron makin berkurang dan elektron akan tertarik makin dekat ke arah inti, sehingga akhirnya jatuh ke dalam inti. Tetapi pada kenyataannya, seluruh elektron dalam atom tidak pernah jatuh ke inti. Jadi, model atom nuklir Rutherford harus disempurnakan. Dua tahun berikutnya, yaitu pada tahun 1913, seorang ilmuwan dari Denmark yang bernama Niels Henrik David Bohr (1885-1962) menyempurnakan model atom Rutherford. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck Model atom yang diajukan Bohr dikenal sebagai model atom Rutherford-Bohr, yang dapat diterangkan sebagai berikut. 1. Elektron-elektron dalam atom hanya dapat melintasi lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit-kulit atau tingkat-tingkat energi. 2. Elektron yang beredar pada lintasannya tidak memancarkan energi, lintasan elektron ini disebut lintasan / keadaan stasioner. 3. Kedudukan elektron dalam kulit-kulit, tingkat-tingkat energi dapat disamakan dengan kedudukan seseorang yang berada pada anak-anak tangga. Seseorang hanya dapat berada pada anak tangga pertama, kedua, ketiga, dan seterusnya, tetapi ia tidak mungkin berada di antara anak tangga-anak tangga tersebut. 4. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti. 5. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap. 6. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv. 7. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck. Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasanlintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya. Apabila elektron dengan tingkat energi rendah pindah ke lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi, peristiwa ini disebut eksitasi.

Sebaliknya, apabila elektron pindah dari lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi ke lintasan dengan tingkat energi lebih rendah maka elektron akan memancarkan energi, peristiwa ini disebut deeksitasi. Baik eksitasi maupun deeksitasi disebut peristiwa transisi elektron. Energi yang diserap atau dipancarkan pada peristiwa transisi elektron ini dinyatakan dengan persamaan

ΔE = hv Keterangan: ΔE = perbedaan tingkat energi h = tetapan Planck = 6,6 × 10–34 J/s v = frekuensi radiasi

Energi yang dipancarkan/diserap ketika terjadi transisi elektron terekam sebagai spektrum atom.

Beberapa kelebihan dan kelemahan dari model atom Bohr, dapat dilihat dalam uraian berikut. Kelebihan Teori Atom Bohr Menjawab kelemahan dalam model atom Rutherford dengan mengaplikasikan teori kuantum.    

Menerangkan dengan jelas garis spektrum pancaran (emisi) atau serapan (absorpsi) dari atom hidrogen. Kelemahan Teori Atom Bohr Terjadi penyimpangan untuk atom yang lebih besar dari hidrogen. Tidak dapat menerangkan efek Zaeman, yaitu spektrum atom yang lebih rumit apabila atom ditempatkan pada medan magnet.

Kelemahan Teori Kimia Bohr Model atom Bohr dapat menjelaskan kestabilan atom dan spektrum atom hidrogen. Akan tetapi, model ini mempunyai kelemahan, antara lain: 1. Model atom Bohr hanya dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen secara akurat, tetapi gagal menjelaskan spektrum atom yang lebih kompleks. 2. Asumsi bahwa elektron mengelilingi inti dalam orbit melingkar tidak sepenuhnya benar karena orbit yang berbentuk elips dimungkinkan. 3. Model atom Bohr tidak dapat menjelaskan adanya garis-garis halus dalam spektrum hidrogen (efek Zeeman). Hal ini karena Bohr mengganggap elektron sebagai partikel.

Ibnu khaldun

w.j.s poerwadarminta