STRUKTUR ATOM

A. Perkembangan Teori Atom

1.  Aristoteles (384–322 SM),

 Aristotles berpendapat bahwa materi bisa dibagi hingga tak terhingga                  (bersifaf kontinu).

2.  Democritus ( 460- 370 SM)

Democritus menyatakan bahwa materi-materi tersusun dari partikel-partikel terkecil yang tidak dapat di bagi lagi. Teori Democritus tentu bertentangan dengan teori Aristoteles

3.     John Dalton (1766-1844) 
    Dalton berpendapat bahwa konsep atom democritus benar. Keyakinannya didasarkan  pada Hukum kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap.
     Pada tahun 1803 ia merumuskan teorinya sebagai berikut : 
    ·  Atom adalah unit pembangun dari segala macam materi 
    · Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur  yang masih mempunyai sifat sama         dengan unsur  pembentuknya 

    · Reaksi kimia tidak dapat memusnahkan atom, tidak menciptakan atom, tidak             mengubah atom menjadi unsur lain. Hanya menata ulang susunan atom yang terlibat dalam suatu reaksi 

     · Atom-atom dari suatu unsur adalah identik. Atom-atom dari unsure yang berbeda memiliki sifat yang berbeda, termasuk mempunyai massa yang berbeda 

     ·  Senyawa terbentuk ketika atom-atom dari dua jenis unsur atau lebih bergabung dengan perbandingan tertentu

Bentuk atom Dalton :

 

Bentuknya sederhana seperti bola bulat pejal, massif,

tidak memiliki muatan, dan tidak dapat dibagi

    Kelemahan teori atom Dalton
a.  Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi.
b.  Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan. c.  Model atom  Dalton tidak dapat menjelaskan     perbedaan antara atom     unsur yang satu dengan unsur yang lain.

Kelebihan teori atom Dalton

a.Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
b. Dapat menerangkan Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

4.     Joseph John Thomson (1856-1940)

Percobaan menggunakan tabung sinar katode :

Penjelasan :

Gambar tersebut membuktikan bahwa sinar katode merupakan radiasi partikel yang bermuatan listrik negatif dengan rincian hasil :

1. Sinar katode merambat lurus dari permukaan katode menuju anode

2. Sinar katode dapat memutar kincir

3. Sinar katode dibelokkan kearah kutub positif 
Kesimpulan :
Sinar katode dalam medan listrik, bermuatan listrik negatif karena berbelok setelah didekatkan ke kutub positif yang kemudian dinamakan elektron.

Model atom Thomson (1898) :

Atom berbentuk bulat dimana muatan listrik posiif yang tersebar merata dalam atom dinetralkan oleh elektron-elektron bermuatan negatif yang berada diantara muatan positif.

Kelebihan
Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.

Kelemahan
Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut, belum dapat menjelaskan reaksi kimia yang terjadi antar atom

5.     Ernest Rutherford (1871-1937)

Eksperimen Rutherford

     Dari eksperimen tersebut Rutherford menyimpulkan: 

     ·  Sebagian besar partikel sinar alfa dapat tembus karena melalui ruang hampa 

     ·  Atom memiliki bagian yang sangat kecil tetapi sangat padat yang disebut inti

       atom 

    ·    Muatan inti atom sejenis dengan muatan partikel sinar alfa, yaitu beruatan positif

Model atom Rutherford :

Atom tersusun dari inti yang bermuatan positif dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif. Massa atom terpusat t pada inti dan sebagian besar volume atom merupakan ruang hampa.

Kelemahan: tidak menjelaskan mengapa electron tidak jatuh ke intinya

6.     Niels Bohr (1885-1963

Pada tahun 1911 niels bohr melakukan eksperimen untuk memperbaiki teori atom rutherford. Ia melakukan percobaan spektrum atom hidrogen.

Melalui percobaannya ia menimpulkan :

·        Electron dalam atom hanya dapat berada pada tingkat energy tertentu

·        Pada keadaan normal electron menempati tingkat energy terendah yaitu kulit K

· Electron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lain disertai pemancaran/penyerapan sejumlah energy

·     Selama elektron berada dalam lintasan tetapnya, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.

Model atom Bohr : 

Elektron-elektron pada atom mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit electron yang mempunyai tingkat energi. Semakin keluar maka senakin tinggi tingkat energinya.

7.     Teori Atom Modern

Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).

 

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau        model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini

B.  Partikel Penyusun Atom

  

Atom terdiri dari tiga macam partikel yaitu proton, netron, dan elektron. Proton dan netron terdapat dalam inti atom, sedangkan elektron berada dalam ruang seputar inti atom. Ketiga macam partikel ini tergolong partikel dasar, sebab atom unsur-unsur dibentuk oleh partikel-partikel itu.

 C. Notasi Atom

Nomor atom suatu unsur (lambangnya Z) sama dengan jumlah proton dalam inti atom unsur itu.Oleh karena atom bersifat netral, maka dalam atom jumlahb proton harus sama dengan jumlah elektron. Dengan demikian nomor atom menunjukkan jumlah proton dalam atom atau jumlah elektron dalam atom. Nomor massa atom suatu unsur (lambangnya A) menunjukkan jumlah proton dan netron dalam inti. Lambang suatu unsur dapat dituliskan sebagai berikut:

 

dimana :

A = nomor massa, menunjukkan jumlah proton + jumlah netron,

A = ∑ p +  ∑ n

X = tanda atomsuatu unsur

Z = nomor atom, menunjukkan jumlah proton atau jumlah elektron dalam inti.

Misal ¹²₆C,  artinya

nomor atom C = 6 , maka jumlah proton = jumlah elektron = 6

dan nomor massa C = 12, maka jumlah netron = 12 – 6 = 6

Atom – atom suatu unsur dapat mengandung netron dengan jumlah yang berlainan. Misalnya atom oksigen di alam ada yang mengandung 8 netron, 9 netron, atau 10 netron. Sedangkan jumlah proton atau jumlah elektron semua atom oksigen adalah 8. Atom- atom unsur yang sama tetapi mempunyai jumlah netron yang berbeda merupakan isotop. Sedangkan atom unsur – unsur yang berbeda dengan nomor atom yang berbeda tetapi mempunyai massa atom yang sama merupakan isobar. Dan atom unsur – unsur yang berbeda dengan jumlah netron yang sama merupakan isoton.

Atom suatu unsur ada yang cenderung melepas/menangkap elektron. Atom yang melepas elektron akan membentuk ion positif dan yang menangkap elektron akan membentuk ion negatif.

   

D. Konfigurasi Elektron

Adalah penyebaran elektron dalam kulit atom atau menggambarkan jumlah elektron yang mengisi tiap-tiap kulit. Berdasarkan mekanika kuantum diketahui bahwa lintasan gerak elektron dalam  atom tidak dapat ditentukan secara. Yang dapat ditentukan adalah elektron mempunyai kebolehjadian menempati ruang-ruang tertentu dalam atom yang dinamakan orbital. Tiap orbital maksimum dapat menampung dua elektron. Orbital – orbital yang mempunyai tingkat energi sama atau hampir sama membentuk kulit. Aturan pengisian electron pada kulit atom:

1.    Jumlah maksimum electron yang menempati tiap kulit harus memenuhi persamaan   2n², dengan n adalah bilangan kuantum utama (nomorkulit)

Hubungan kulit , nilai n, dan daya tampung elektron

Nomor Kulit	Nama Kulit	Jumlah elektron maksimum
K	1	2
L	2	8
M	3	18
N	4	32
dst	dst	dst

2.    Cara penulisan konfigurasi elektron:

·         Untuk unsur yang nomor atomnya 1 – 18 : isilah kulit yang tingkat energinya terendah terlebih dahulu sampai penuh, baru kalau ada sisa isilah kulit berikutnya.

·         Untuk unsur yang nomor atomnya > 18 : Bila elektronnya tidak cukup untuk mengisi secara penuh, maka kulit berikutnya diisi sama seperti kulit sebelumnya atau dua kulit sebelumnya. 

Contoh :

Tulis konfigurasi elektron dari :

    ₃Li⁷       = 2.    1                                      ₃₅Br⁷⁹      =    2.    8.   18.   7

   ₁₁Na²³   = 2.      8.      1                           ₂₅Mn⁵⁵     =    2      .8     .8.    7

Jumlah elektron yang terletak pada kulit paling luar disebut dengan  elektron Valensi . Elektron valensi dari ⁷₃Li (2. 1} adalah 1 , elektron valensi dari ³¹ ₁₅P (2.8.5 )  adalah 5. 

E. Pemakaian Radioisotop

  

Radioisotop digunakan dibidang kedokteran nuklir untuk keperluan diagnosis maupun terapi.

Kriteria radioisotop yang akan digunakan sebagai diagnose adalah sebagai berikut

1.    Penggunaan dosis radiasi yang kecil

2.    Penggunaan radioisotop dengan umur paruh pendek

3.    Sistem pembuangan/limbah yang memadai

4.    Sistem proteksi radiasi yang memadai

1.    Pemeriksaan Fungsi Kelenjar Gondok

Untuk pemeriksaan kelenjar gondok digunakan Na-I-131 atau Pertechnetate-Tc-99m.  Pemeriksaan ini sangat berguna untuk diagnosa penyakit gondok endemik.

2.    Pemeriksaan Fungsi Ginjal

Senyawa Hippuran – I – 131 yang dimasukkan ke dalam tubuh melalui pembuluh balik lengan dengan cara di suntikan dan dideteksi pada daerah ginjal kiri dan kanan, dapat memberikan informasi mengenai fungsi ginjal.

3.    Pemeriksaan Fungsi Hati

Radioisotop yang digunakan pada pemeriksaan adalah Tc-99m, Au-98, I-131, NaI-131 yang dimasukkan dalam tubuh dan dengan bantuan scanner dapat diperoleh hasil berupa gambaran yang dapat memberikan informasi antara lain :

·         Ukuran hati

·         Adanya kelainan disekitar jaringan hati.

·         Respon jaringan hati terhadap hasil pengobatan penyakit hati

·         Adanya kelainan bawaan hati

Kegunaan Radioisotop dalam Aplikasi Industri

Pada eksplorasi minyak dan gas, penggunaan teknologi nuklir berguna untuk menentukan sifat dari bebatuan sekitar seperti porositas dan litografi. Teknologi ini melibatkan penggunaan neutron atau sumber energi sinar gamma dan detektor radiasi yang ditanam dalam bebatuan yang akan diperiksa.

Pada konstruksi jalan, pengukur kelembaban dan kepadatan yang menggunakan nuklir digunakan untuk mengukur kepadatan tanah, aspal, dan beton. Biasanya digunakan cesium-137 sebagai sumber energi nuklirnya.

Ionisasi dari americium-241 digunakan pada detektor asap dengan memanfaatkan radiasi alfa. Tritium digunakan bersama fosfor pada rifle untuk meningkatkan akurasi penembakan pada malam hari. Perpendaran tanda “exit” menggunakan teknologi yang sama.