Home Kimia

Percobaan-Percobaan Mengenal Struktur Atom

Updated: • • min read
Table of Contents

Struktur Atom

Kita sebelumnya telah mengetahui bahwa atom tersusun atas proton, neutron, dan elektron. Kali ini kita akan mengenal lebih dalam tentang susunan penyusun atom ini.


Elektron

Elektron adalah muatan negatif (-). Banyak pemanfaatan dari elektron ini, salah satunya adalah pada pembuatan TV. Kalian tentu pernahkah melihat televisi tabung ? Televisi tabung memanfaatkan tabung sinar katode. Percobaan tentang tabung sinar katode pertama kali dilakukan oleh William Crookes (1875). Eksperimen William Crookes (1875) adalah berhasil menemukan berkas sinar yang muncul dari arah katode yang menuju ke anode. Ini yang disebut sinar katode.

George Johnstone Stoney (1891) adalah orang yang pertama kali mengusulkan nama sinar katode sebagai "elektron". Namun kelemahan dari teori Stoney, adalah tidak dapatnya menjelaskan pengaruh elektron terhadap perbedaan sifat dari atom suatu unsur dengan atom dalam unsur lainnya.

Selain itu, ada juga Antoine Henri Becquerel (1896) yang menentukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur radioaktif yang sifatnya mirip atau menyerupai dengan elektron.

Dan terakhir oleh Joseph John Thomson (1897), yang melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katode. Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh J.J. Thomson, memperlihatkan bahwa ternyata sinar katode dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. Hal ini membuktikan bahwa terdapat partikel bermuatan negatif dalam suatu atom.

Pembelokan sinar katode oleh medan listrik
Besarnya muatan dalam elektron ditemukan oleh Robert Andrew Milikan (1908) dengan melalui percobaan yang dikenal dengan tetes minyak Milikan seperti gambar di bawah ini.

Diagram percobaan tetes minyak Milikan
Mula-mula, minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik, kemudian gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Dan jika tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik ke kutub positif medan listrik. Dari hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron sebesar –1 dan massa elektron sebesar 0, sehingga elektron dapat dilambangkan sebagai ( 0-1e ).


Proton

Proton bermuatan positif. Jika dikatakan bahwa massa elektron sebesar 0, artinya suatu partikel tidak mempunyai massa. Namun pada kenyataannya partikel materi mempunyai massa yang dapat diukur dan atom bersifat netral.

Bagaimana bisa atom bersifat netral dan mempunyai massa, jika hanya terdapat elektron saja dalam atom ?

Untuk menjawab pertanyaan itu Eugene Goldstein (1886) melakukan eksperimen dari tabung gas yang memiliki katode, kemudian dilubang-lubangkan dan diberi muatan listrik. Hasil dari eksperimen tersebut memperlihatkan, ternyata elektron akan menuju anode, dan terbentuklah sinar positif yang menuju ke arah berlawanan melewati lubang pada katode. Setelah macam-macam gas di ujicoba dalam tabung tersebut, diketahui bahwa gas hidrogen yang menghasilkan sinar dengan muatan positif paling kecil massa dan muatannya, sehingga partikel ini disebut sebagai proton.

Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton adalah +1.
Percobaan Goldstein untuk mempelajari partikel positif

Inti Atom

Setelah ditemukannya proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian, dengan menembakkan sinar alfa pada lempeng tipis emas. Jika ternyata atom tersusun dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan seharusnya tidak akan diteruskan atau menembus lempeng emas itu. Berdasarkan percobaan itu dikenallah istilah inti atom.

Penemuan ini berkembang hingga Ernest Rutherford dan Hans Geiger dan Ernest Marsden (1911) menemukan konsep inti atom, yang didukung oleh penemuan sinar X. Lalu kemudian Rontgen (1895) menemukan zat radioaktif pada tahun 1896. Percobaan Rutherford dapat ditampilkan seperti di bawah ini.

Percobaan Rutherford, hamburan sinar alfa oleh lempeng emas
Hasil percobaan di atas membuat Rutherford dapat menarik kesimpulan tentang atom yang tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron dengan muatan negatif. Dan itu juga alasan mengapa atom bersifat netral. Disamping itu massa inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapat dikatakan bahwa terdapat partikel lain di dalam inti atom.


Neutron

Pemahaman Neutron lahir dari teori Rutherford yang memacu W. Bothe dan H. Becker (1930) melakukan eksperimen dengan menembakkan partikel alfa pada inti atom berilium (Be). Dari percobaan tersebut diperoleh radiasi partikel berdaya tembus tinggi. Eksperimen ini kemudian dilanjutkan oleh James Chadwick (1932) dan berhasil menyimpulkan bahwa partikel yang menimbulkan radiasi memiliki daya tembus yang tinggi itu bersifat netral atau tidak bermuatan dan massanya hampir menyerupai proton. Partikel ini kini dikenal sebagai neutron dan dilambangkan dengan 10n.


Baca Juga