2.2 Partikel Penyusun Atom

video struktur atom sumber : http://youtube.com/watch?v=IdgeLxNbRAE

Menjelang abad ke-19 dengan ditemukan adanya elektron dan gejala radioaktivitas, maka atom bukan lagi partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi, melainkan atom itu mengandung sejumlah partikel subatomik.Partikel-partikel utama yang dimaksud ialah elektron, proton, dan netron. Sedang partikel lain yang terdapat di dalam atom diantaranya ialah positron, neutrino dan meson.

Atom terdiri dari proton, neutron dan elektron. Proton dan neutron berada di dalam inti atom. Sedangkan elektron terus berputar mengelilingi inti atom karena muatan listriknya. semua elektron bermuatan negatif (-) dan semua proton bermuatan positif (+) . sementara itu neutron bermuatan netral. Elektron bermuatan yang bermuatan negatif (-) ditarik oleh proton yang bermuatan positif (+) pada inti atom. Dalam hal ini, semua atom di alam semesta akan terjadi bermuatan positif (+) karena ada kelebihan muatan listrik positif (+) di dalam proton.  Akibatnya, semua atom akan saling bertolak satu sama lain.

       

  A.    Percobaan-percobaan Mengenal Struktur Atom

1.              Elektron

Percobaan tabung sinar katode pertama kali dilakukan oleh William Crookes (1875). Hasil ekperimennya yaitu ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katode menuju ke anode yang disebut sinar katode.

George Johnstone Stoney (1891) mengusulkan nama sinar katode disebut “elektron”. Kelemahan dari stoney tidak dapat menjelaskan pengaruh elektron terhadap perbedaan sifat antara atom suatu unsur dengan atom dalam unsur lainya. Antonine Henri Beecquerel (1896) menemukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur radioaktof yang sifatnya mirip dengan elektron.

Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katode.

Gambar : Alat eksperimen J.J. Thomson (en.wikibooks.org)

Hasil percobaan J.J Thomson menujukkan bahwa sinar katode dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. Hal ini membuktikan terdapat partikel bermuatan negatif dalam suatu atom.

Besarnya muatan dalam eletron ditemukan oleh Robert Andreww miliki (1908) melalui percobaan tetes Minyak Milikan.

Gambar: Eksperimen tetes minyak Robert Millikan (stmary.ws)

Minyak disemprotkan kedalam tabung yang bermuatan litrik. Akibat gaya tarik grafitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Apabila tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik ke kutub positif medan listrik. Dari hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron-1 dan massa elektron 0.

2.      Proton

Bagaimana jika massa elektron 0? Apakah ini berarti suatu partikel tidak mempunyai massa. Faktanya partikel materi mempunyai massa yang dapat diukur dan atom bersifat atom netral. Adalah Eugene Goldstein (1886) melakukan eksperimen dari tabung gas yang memiliki katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik.

Melalui eksperimen dibuktikan saat terbentuk elektron yang menuju anode, terbentuk pula sinar positif menuju arah berlawanan melalui lubang  katode. Dari hasil percobaan terhadap beberapa gas, hidrogenlah yang menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil baik massa maupun muatanya, partikel ini disebut proton. Massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +1     

3.      Inti atom

Ernest Rutherford melakukan penelitian penembakan lempang tipis emas setelah ditemukannya elektron dan proton. Hipotesis Rutheford adalah  atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif, sehingga atom bersifat netral. Massa inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapat diprediksi bahwa ada partikel lain dalam inti atom.

Dari percobaannya Rutheford menemukan, jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan tidak ada yang diteruskan/ menembus lempeng. Dari sini muncullah istilah inti atom. Penemuan Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden (1911) tentang konsep inti atom didukung oleh penemuan sinar X oleh WC. Rontgen (1895) dan penemuan zat radioaktif (1896).

Percobaan Inti Atom Rutheford

Sumber : http://academicteam.wikia.com/wiki/Rutherford_Gold_Foil_Experiment

.

4.      Neutron

W. Bothe dan H. Becker (1930) melakukan eksperimen penembakan partikel pada inti atom berilium (Be) dan dihasilkan radiasi partikel berdaya tembus tinggi berdasarkan prediksi dari Rutherford

James Chadwick (1932) menemukan ternyata partikel yang menimbulkan radiasi berdaya tembus tinggi itu bersifat netral atau tidak bermuatan dan massanya hampir sama dengan proton. Partikel ini disebut neutron dan dilambangkan.

Percobaan James Chadwick

sumber : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chadwick_Neutron_Discovery.png