Pengertian
atom
atom
adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan
elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton
yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti
atom hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah
atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Sekumpulan atom demikian
pula dapat berikatan satu sama lainnya, dan membentuk sebuah molekul. Atom yang
mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang
mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau
negatif dan disebut sebagai ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton
dan neutron yang terdapat pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom
menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop
unsur tersebut.
Istilah
atom berasal dari bahasa yunani, yang berarti tidak dapat dipotong ataupun
sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep atom sebagai komponen yang
tak dapat dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan oleh para filsuf india dan
yunani. Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar
pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi
lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan
awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan
komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa 'atom' tidaklah tak
dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang digunakan para fisikawan
kemudian berhasil memodelkan atom.
Dalam
pengamatan sehari-hari, secara relatif atom dianggap sebuah objek yang sangat
kecil yang memiliki massa yang secara proporsional kecil pula. Atom hanya dapat
dipantau dengan menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop gaya atom. Lebih
dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton dan neutron yang
bermassa hampir sama.
setiap
unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak stabil, yang
dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi,
yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti.elektron yang terikat pada
atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat
mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan
foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom
menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur, dan mempengaruhi sifat-sifat
magnetis atom tersebut.
Sejarah
Konsep
bahwa materi terdiri dari satuan-satuan terpisah yang tidak dapat dibagi lagi
menjadi satuan yang lebih kecil telah ada selama satu milenium. Namun,
pemikiran tersebut masihlah bersifat abstrak dan filosofis, daripada
berdasarkan pengamatan empiris dan eksperimen. Secara filosofis, deskripsi
sifat-sifat atom bervariasi tergantung pada budaya dan aliran filosofi
tersebut, dan seringkali pula mengandung unsur-unsur spiritual di dalamnya.
Walaupun demikian, pemikiran dasar mengenai atom dapat diterima oleh para
ilmuwan ribuan tahun kemudian, karena ia secara elegan dapat menjelaskan
penemuan-penemuan baru pada bidang kimia.
Rujukan
paling awal mengenai konsep atom dapat ditilik kembali kepada zaman india kuno
pada tahun 800 sebelum masehi,yang dijelaskan dalam naskah filsafat jainisme
sebagai anu dan paramanu.
Aliran
mazhab nyaya dan vaisesika mengembangkan teori yang menjelaskan bagaimana
atom-atom bergabung menjadi benda-benda yang lebih kompleks. Satu abad kemudian
muncul rujukan mengenai atom di dunia barat oleh leukippos, yang kemudian oleh
muridnya demokritos pandangan tersebut disistematiskan. Kira-kira pada tahun
450 sm, demokritos menciptakan istilah atomos , yang berarti
"tidak dapat dipotong" ataupun "tidak dapat dibagi-bagi
lagi". Teori demokritos mengenai atom bukanlah usaha untuk menjabarkan suatu
fenomena fisis secara rinci, melainkan suatu filosofi yang mencoba untuk
memberikan jawaban atas perubahan-perubahan yang terjadi pada alam.filosofi
serupa juga terjadi di india, namun demikian ilmu pengetahuan modern memutuskan
untuk menggunakan istilah "atom" yang dicetuskan oleh demokritos.
Kemajuan
lebih jauh pada pemahaman mengenai atom dimulai dengan berkembangnya ilmu
kimia. Pada tahun 1661, robert boyle mempublikasikan buku the sceptical
chymist yang berargumen bahwa materi-materi di dunia ini terdiri dari
berbagai kombinasi "corpuscules", yaitu atom-atom yang
berbeda.
Hal
ini berbeda dengan pandangan klasik yang berpendapat bahwa materi terdiri dari
unsur-unsur udara, tanah, api, dan air. Pada tahun 1789, istilah element (unsur)
didefinisikan oleh seorang bangsawan dan peneliti perancis, antoine lavoisier,
sebagai bahan dasar yang tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi dengan
menggunakan metode-metode kimia.
Berbagai
atom dan molekul yang digambarkan pada buku john dalton, a new system of
chemical philosophy (1808).
Pada
tahun 1803, john dalton menggunakan konsep atom untuk menjelaskan mengapa
unsur-unsur selalu bereaksi dalam perbandingan yang bulat dan tetap, serta
mengapa gas-gas tertentu lebih larut dalam air dibandingkan dengan gas-gas
lainnya. Ia mengajukan pendapat bahwa setiap unsur mengandung atom-atom tunggal
unik, dan atom-atom tersebut selanjutnya dapat bergabung untuk membentuk
senyawa-senyawa kimia.
Teori
partikel ini kemudian dikonfirmasikan lebih jauh lagi pada tahun 1827, yaitu
ketika botaniwan robert brown menggunakan mikroskop untuk mengamati debu-debu
yang mengambang di atas air dan menemukan bahwa debu-debu tersebut bergerak
secara acak.
Fenomena
ini kemudian dikenal sebagai "gerak brown". Pada tahun 1877, j.
Desaulx mengajukan pendapat bahwa fenomena ini disebabkan oleh gerak termal
molekul air, dan pada tahun 1905 albert einstein membuat analisis matematika
terhadap gerak ini. Fisikawan perancis jean perrin kemudian menggunakan hasil
kerja einstein untuk menentukan massa dan dimensi atom secara eksperimen, yang
kemudian dengan pasti menjadi verifikasi atas teori atom dalton.
Berdasarkan
hasil penelitiannya terhadap sinar katoda, pada tahun 1897 j. J. Thomson
menemukan elektron dan sifat-sifat subatomiknya. Hal ini meruntuhkan konsep
atom sebagai satuan yang tidak dapat dibagi-bagi lagi.thomson percaya bahwa
elektron-elektron terdistribusi secara merata di seluruh atom, dan
muatan-muatannya diseimbangkan oleh keberadaan lautan muatan positif (model
puding prem).
Namun
pada tahun 1909, para peneliti di bawah arahan ernest rutherford menembakkan
ion helium ke lembaran tipis emas, dan menemukan bahwa sebagian kecil ion
tersebut dipantulkan dengan sudut pantulan yang lebih tajam dari yang apa yang
diprediksikan oleh teori thomson. Rutherford kemudian mengajukan pendapat bahwa
muatan positif suatu atom dan kebanyakan massanya terkonsentrasi pada inti
atom, dengan elektron yang mengitari inti atom seperti planet mengitari
matahari. Muatan positif ion helium yang melewati inti padat ini haruslah
dipantulkan dengan sudut pantulan yang lebih tajam. Pada tahun 1913, ketika
bereksperimen dengan hasil proses peluruhan radioaktif, frederick soddy
menemukan bahwa terdapat lebih dari satu jenis atom pada setiap posisi tabel
periodik.istilah isotop kemudian diciptakan oleh margaret todd sebagai nama
yang tepat untuk atom-atom yang berbeda namun merupakan satu unsur yang sama.
J.j. thomson selanjutnya menemukan teknik untuk memisahkan jenis-jenis atom
tersebut melalui hasil kerjanya pada gas yang terionisasi.
Model
atom hidrogen bohr yang menunjukkan loncatan elektron antara orbit-orbit tetap
dan memancarkan energi foton dengan frekuensi tertentu.
Sementara
itu, pada tahun 1913 fisikawan niels bohr mengkaji ulang model atom rutherford
dan mengajukan pendapat bahwa elektron-elektron terletak pada orbit-orbit yang
terkuantisasi serta dapat meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya, meskipun
demikian tidak dapat dengan bebas berputar spiral ke dalam maupun keluar dalam
keadaan transisi.suatu elektron haruslah menyerap ataupun memancarkan sejumlah
energi tertentu untuk dapat melakukan transisi antara orbit-orbit yang tetap
ini. Apabila cahaya dari materi yang dipanaskan memancar melalui prisma, ia
menghasilkan suatu spektrum multiwarna. Penampakan garis-garis spektrum
tertentu ini berhasil dijelaskan oleh teori transisi orbital ini.
Ikatan
kimia antar atom kemudian pada tahun 1916 dijelaskan oleh gilbert newton lewis
sebagai interaksi antara elektron-elektron atom tersebut.atas adanya
keteraturan sifat-sifat kimiawi dalam tabel periode kimia,kimiawan amerika
irving langmuir tahun 1919 berpendapat bahwa hal ini dapat dijelaskan apabila
elektron-elektron pada sebuah atom saling berhubungan atau berkumpul dalam
bentuk-bentuk tertentu. Sekelompok elektron diperkirakan menduduki satu set
kelopak elektron di sekitar inti atom.
Percobaan
stern-gerlach pada tahun 1922 memberikan bukti lebih jauh mengenai sifat-sifat
kuantum atom. Ketika seberkas atom perak ditembakkan melalui medan magnet,
berkas tersebut terpisah-pisah sesuai dengan arah momentum sudut atom (spin).
Oleh karena arah spin adalah acak, berkas ini diharapkan menyebar menjadi satu
garis.
namun
pada kenyataannya berkas ini terbagi menjadi dua bagian, tergantung dari apakah
spin atom tersebut berorientasi ke atas ataupun ke bawah.
Pada
tahun 1926, dengan menggunakan pemikiran louis de broglie bahwa partikel
berperilaku seperti gelombang, erwin schrödinger mengembangkan suatu model atom
matematis yang menggambarkan elektron sebagai gelombang tiga dimensi daripada
sebagai titik-titik partikel. Konsekuensi penggunaan bentuk gelombang untuk
menjelaskan elektron ini adalah bahwa adalah tidak mungkin untuk secara
matematis menghitung posisi dan momentum partikel secara bersamaan. Hal ini
kemudian dikenal sebagai prinsip ketidakpastian, yang dirumuskan oleh werner
heisenberg pada 1926. Menurut konsep ini, untuk setiap pengukuran suatu posisi,
seseorang hanya bisa mendapatkan kisaran nilai-nilai probabilitas momentum,
demikian pula sebaliknya. Walaupun model ini sulit untuk divisualisasikan, ia
dapat dengan baik menjelaskan sifat-sifat atom yang terpantau yang sebelumnya
tidak dapat dijelaskan oleh teori mana pun. Oleh sebab itu, model atom yang
menggambarkan elektron mengitari inti atom seperti planet mengitari matahari digugurkan
dan digantikan oleh model orbital atom di sekitar inti di mana elektron paling
berkemungkinan berada.
diagram skema spetrometer massa sederhana.
Perkembangan
pada spektrometri massa mengijinkan dilakukannya pengukuran massa atom secara
tepat. Peralatan spektrometer ini menggunakan magnet untuk membelokkan
trayektori berkas ion, dan banyaknya defleksi ditentukan dengan rasio massa
atom terhadap muatannya. Kimiawan francis william aston menggunakan peralatan
ini untuk menunjukkan bahwa isotop mempunyai massa yang berbeda. Perbedaan
massa antar isotop ini berupa bilangan bulat, dan ia disebut sebagai kaidah
bilangan bulat. Penjelasan pada perbedaan massa isotop ini berhasil dipecahkan
setelah ditemukannya neutron, suatu partikel bermuatan netral dengan massa yang
hampir sama dengan proton, yaitu oleh james chadwick pada tahun 1932. Isotop
kemudian dijelaskan sebagai unsur dengan jumlah proton yang sama, namun
memiliki jumlah neutron yang berbeda dalam inti atom.
Pada
tahun 1950-an, perkembangan pemercepat partikel dan detektor partikel
mengijinkan para ilmuwan mempelajari dampak-dampak dari atom yang bergerak
dengan energi yang tinggi.neutron dan proton kemudian diketahui sebagai hadron,
yaitu komposit partikel-partikel kecil yang disebut sebagai kuark.
Model-model
standar fisika nuklir kemudian dikembangkan untuk menjelaskan sifat-sifat inti
atom dalam hal interaksi partikel subatom ini.
Sekitar
tahun 1985, steven chu dkk. Di bell labs mengembangkan sebuah teknik untuk
menurunkan temperatur atom menggunakan laser. Pada tahun yang sama, sekelompok
ilmuwan yang diketuai oleh william d. Phillips berhasil memerangkap atom
natrium dalam perangkap magnet. Claude cohen-tannoudji kemudian menggabungkan
kedua teknik tersebut untuk mendinginkan sejumlah kecil atom sampai beberapa
mikrokelvin. Hal ini mengijinkan ilmuwan mempelajari atom dengan presisi yang
sangat tinggi, yang pada akhirnya membawa para ilmuwan menemukan kondensasi
bose-einstein.
Dalam
sejarahnya, sebuah atom tunggal sangatlah kecil untuk digunakan dalam aplikasi
ilmiah. Namun baru-baru ini, berbagai peranti yang menggunakan sebuah atom
tunggal logam yang dihubungkan dengan ligan-ligan organik (transistor elektron
tunggal) telah dibuat.berbagai penelitian telah dilakukan untuk memerangkap dan
memperlambat laju atom menggunakan pendinginan laser untuk mendapatkan
pemahaman yang lebih baik mengenai sifat-sifat atom.
Elektron
elektron adalah partikel subatom yang bermuatan negatif dan umumnya
ditulis sebagai e. Elektron tidak memiliki komponen dasar ataupun
substruktur apapun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel
elementer.elektron memiliki massa sekitar 1/1836 massa proton.
momentum sudut (spin) instrinsik elektron adalah setengah
nilai integer, yang berarti bahwa ia termasuk fermion. Antipartikel elektron
disebut sebagai positron, yang identik dengan elektron, tapi bermuatan positif.
Ketika sebuah elektron bertumbukan dengan positron, keduanya kemungkinan dapat
saling berhambur ataupun musnah total, menghasilan sepasang (atau lebih) foton
sinar gama.
·
elektron, yang termasuk ke dalam generasi keluarga partikel lepton pertama,
berpartisipasi dalam interaksi gravitasi, interaksi elektromagnetik dan
interaksi lemah. Sama seperti semua materi, elektron memiliki sifat bak
partikel maupun bak gelombang (dualitas gelombang-partikel), sehingga ia dapat
bertumbukan dengan partikel lain dan berdifraksi seperti cahaya. Oleh karena
elektron termasuk fermion, dua elektron berbeda tidak dapat menduduki keadaan
kuantum yang sama sesuai dengan asas pengecualian pauli.
·
konsep muatan listrik yang tidak dapat dibagi-bagi lagi diteorikan untuk
menjelaskan sifat-sifat kimiawi atom oleh filsuf alam richard laming pada awal
tahun 1838; nama electron diperkenalkan untuk menamakan muatan ini pada tahun
1894 oleh fisikawan irlandia george johnstone stoney. Elektron berhasil
diidentifikasikan sebagai partikel pada tahun 1897 oleh j. J. Thomson.
·
dalam banyak fenomena fisika, seperti listrik, magnetisme dan konduktivitas
termal, elektron memainkan peran yang sangat penting. Suatu elektron yang
bergerak relatif terhadap pengamat akan menghasilkan medan magnetik dan
lintasan elektron tersebut juga akan dilengkungkan oleh medan magnetik eksternal.
Ketika sebuah elektron dipercepat, ia dapat menyerap ataupun memancarkan energi
dalam bentuk foton. Elektron bersama-sama dengan inti atom yang terdiri dari
proton dan neutron, membentuk atom. Namun, elektron hanya mengambil 0,06% massa
total atom. Gaya tarik coulomb antara elektron dengan proton menyebabkan
elektron terikat dalam atom. Pertukaran ataupun perkongsian elektron antara dua
atau lebih atom merupakan sebab utama terjadinya ikatan kimia.
menurut teorinya, kebanyakan
elektron dalam alam semesta diciptakan pada peristiwa big bang (ledakan besar),
namun ia juga dapat diciptakan melalui peluruhan beta isotop radioaktif maupun
dalam tumbukan berenergi tinggi, misalnya pada saat sinar kosmis memasuki
atmosfer. Elektron dapat dihancurkan melalui pemusnahan dengan positron, maupun
dapat diserap semasa nukleosintesis bintang. Peralatan-peralatan laboratorium
modern dapat digunakan untuk memuat ataupun memantau elektron individual.
Elektron memiliki banyak kegunaan dalam teknologi modern, misalnya dalam
mikroskop elektron, terapi radiasi, dan pemercepat partikel.
Sejarah
Orang
yunani kuno memperhatikan bahwa ambar dapat menarik benda-benda kecil ketika
digosok-gosokkan dengan bulu hewan.
Selain
petir, fenomena ini merupakan salah satu catatan terawal manusia mengenai
listrik.dalam karya tahun 1600-nya de magnete,
fisikawan inggris william gilbert menciptakan istilah baru electricus
untuk merujuk pada sifat penarikan benda-benda kecil setelah digosok. Bahasa
inggris untuk kata electric diturunkan dari bahasa latin electrum,
yang berasal dari bahasa yunani (elektron) untuk batu ambar.
Pada
tahun 1737, c. F. Du fay dan hawksbee secara independen menemukan apa yang
mereka percaya sebagai dua jenis listrik friksional; satunya dihasilkan dari
penggosokan gelas, yang lainnya dihasilkan dari penggosokan resin. Dari
sinilah, du fay berteori bahwa listrik terdiri dari dua fluida elektris, yaitu
"vitreous" dan "resinous", yang dipisahkan oleh gesekan dan
menetralkan satu sama lainnya ketika bergabung.satu dasarwasa kemudian,
benjamin franklin mengajukan bahwa listrik tidaklah berasal dari fluida
elektris yang bermacam-macam, namun berasal dari fluida elektris yang sama di
bawah tekanan yang berbeda. Ia memberikan tatanama muatan positif dan negatif
untuk tekanan yang berbeda ini.
antara
tahun 1838 dan 1851, filsuf alam britania richard laming mengembangkan gagasan
bahwa atom terdiri dari materi inti yang dikelilingi oleh partikel subatom yang
memiliki muatan listrik.awal tahun 1846, fisikawan jerman william weber
berteori bahwa listrik terdiri dari fluida yang bermuatan positif dan negatif,
dan interaksinya mematuhi hukum kuadrat terbalik. Setelah mengkaji fenomena
elektrolisis pada tahun 1874, fisikawan irlandia george johnstone stoney
mengajukan teori bahwa terdapat suatu "satuan kuantitas listrik
tertentu" yang merupakan muatan sebuah ion monovalen. Ia berhasil
memperkirakan nilai muatan elementer e ini menggunakan hukum
elektrolisis faraday.namun, stoney percaya bahwa muatan-muatan ini secara
permanen terikat pada atom dan tidak dapat dilepaskan.
Pada
tahun 1881, fisikawan jerman hermann von helmholtz berargumen bahwa baik muatan
positif dan negatif dibagi menjadi beberapa bagian elementer, yang
"berperilaku seperti atom dari listrik".
Pada
tahun 1894, stoney menciptakan istilah electron untuk mewakili muatan elementer
ini. Kata electron merupakan kombinasi kata electric dengan akhiran on,
yang digunakan sekarang untuk merujuk pada partikel subatomik seperti proton
dan neutron.
Proton
Struktur quark proton
Dalam
fisika, proton adalah partikel subatomik dengan muatan positif suatu
atom biasanya terdiri dari sejumlah proton dan netron yang berada di bagian inti
(tengah) atom, dan sejumlah elektron yang mengelilingi inti tersebut. Dalam
atom bermuatan netral, banyaknya proton akan sama dengan jumlah elektronnya.
banyaknya
proton di bagian inti biasanya akan menentukan sifat kimia suatu atom. Inti
atom sering dikenal juga dengan istilah nuklei, nukleus, atau nukleon (bhs
inggris: nucleon), dan reaksi yang terjadi atau berkaitan dengan inti atom ini
disebut reaksi nuklir.
neutron
Struktur quark dari sebuah neutron
Neutron
atau netron adalah partikel subatomik yang tidak bermuatan (netral) inti
atom dari kebanyakan atom (semua kecuali isotop hidrogen yang paling umum, yang
terdiri dari sebuah proton) terdiri dari proton dan neutron.
Di
luar inti atom, neutron tidak stabil dan memiliki waktu paruh sekitar 10 menit,
meluluh dengan memancarkan elektron dan antineutrino untuk menjadi proton.
Metode
peluruhan yang sama (peluruhan beta) terjadi di beberapa inti atom.
Partikel-partikel dalam inti atom biasanya adalah neutron dan proton, yang
berubah menjadi satu dan lainnya dengan pemancaran dan penyerapan pion. Sebuah
neutron diklasifikasikan sebagai baryon dan terdiri dari dua quark bawah dan
satu quark atas. Persamaan neutron antibendanya adalah antineutron.
Perbedaan
utama dari neutron dengan partikel subatomik lainnya adalah mereka tidak
bermuatan. Sifat netron ini membuat penemuannya lebih terbelakang, dan sangat
menembus, membuatnya sulit diamati secara langsung dan membuatnya sangat pentin
sebagai agen dalam perubahan nuklir.
Penelitian
yang dilakukan rutherford selain sukses mendapatkan beberapa hasil yang
memuaskan juga mendapatkan kejanggalan yaitu massa inti atom unsur selalu lebih
besar daripada massa proton di dalam inti atom. Rutherford menduga bahwa
terdapat partikel lain di dalam inti atom yang tidak bermuatan karena atom
bermuatan positif disebabkan adanya proton yang bermuatan positif. Adanya
partikel lain di dalam inti atom yang tidak bermuatan dibuktikan oleh james
chadwick pada tahun 1932. Chadwick melakukan penelitian dengan menembak logam
berilium menggunakan sinar alfa.
hasil
penelitian menunjukkan bahwa suatu partikel yang tak bermuatan dilepaskan
ketika logam berilium ditembak dengan sinar alfa dan partikel ini disebut
sebagai neutron.
Netron
tak bermuatan dan bermassa 1 sma (pembulatan).
Sumber
Http://id.wikipedia.org
Tidak ada komentar:
Posting Komentar