Mengkaji Struktur Atom dan Sistem Periodik Melalui Perkembangan Teorinya dari Masa ke Masa

 Oleh : Mohammmad Simar Kurniawan

  (@T12-Simar)

Abstrak

Semua benda yang ada di alam semesta ini terbentuk  dari atom-atom dalam unsur penyusunnya. Struktur atom dapat diibaratkan seperti tata surya, di mana matahari merupakan pusatnya. Planet-planet dalam tata surya beredar mengelilingi matahri pada lintasan masing-masing. Demikian juga dengan elektron-elektron dalam atom akan bergerak mengelilingi inti atom sesuai dengan lintasannya. Atom tersusun atas partikel-partikel sub atom tertentu dan tidak bergantung pada jenis unsurnya. Jika suatu unsur, misalnya sepotong besi dipotong menjadi dua dan potongan tersebut dipotong lagi secara terus-menerus, makan akan diperoleh pertikel besi terkecil yang masih mempunyai sifat yang sama seperti sebelum besi tersebut dipotong. Partikel- partikel tersebut dinamakan atom besi. Unsur lain, misalnya emas, juga tersusun dari atom-atom emas. Atom penyusun emas mempunyai sifat yang berbeda dengan atom penyusun besi.

Kata kunci : struktum atom, partikel, elektron

Abstract

All objects in the universe are formed from atoms in their constituent elements. The atomic structure can be likened to the solar system, where the sun is the center. The planets in the solar system revolve around the sun in their respective trajectories. Likewise, the electrons in the atom will move around the atomic nucleus in accordance with its trajectory. Atoms are composed of certain sub-atomic particles and do not depend on the type of element. If an element, for example a piece of iron is cut in half and the pieces are cut again and again, it will get the smallest iron particles that still have the same properties as before the iron was cut. These particles are called iron atoms. Other elements, such as gold, are also composed of gold atoms. The atoms that make up gold have different properties from the atoms that make up iron.

Keywords: atomic structure, particles, electrons

I. Pendahuluan   

Kata atom berasal dari kata atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi.  Pengertian atom sebagai partikel terkecil suatu zat yang tidak dapat dipecah lagi,  pertama kali dikemukakan oleh seorang ahli filsafat Yunani bernama leukippos dan deumokritus yang hidup pada abad ke-4 sebelum masehi (400-370 SM). Pada masa itu terdapat pendapat lagi yang dikemukakan oleh aristoteles (384-332 SM) bahwa materi dapat dibagi  terus-menerus tanpa batas. Pada saat itu pendapat aristoteles lebih banyak mendapat dukungan sedangkan pendapat leukippos dan deumokritus semakin dilupakan. Namun pada abad ke-18 ternyata banyak ahli kimia yang setuju dengan pendapat leukippos dan deumokritus. Awal abad ke-20 para ahli meyakini kebenaran bahwa model atom yang menggambarkan atom terdiri atas inti atom dan elektron-elektron yang berada sebagai awan di seputar inti atom. Setiap partikel mempunyai sifat-sifat yang khas dan terutama atom sendiri memiliki sifat-sifat diantaranya, Ukuran atom sangat kecil, jari-jarinya sekitar 0,1 nm sehingga tidak dapat diamati dengan menggunakan cahaya tampak (λ≈500 nm). Semua atom stabil Atom tidak membelah diri secara spontan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil  Semua atom mengandung elektron bermuatan negatif, namun netral.  Atom memancarkan dan menyerap radiasi elektromagnetik.

Sistem periodik unsur yang ada saat ini sangatlah mengalami perkembangan mulai dari yang sederhana sampai sampai yang kita gunakan saat ini. Dengan semakin berkembang ilmu pengetahuan semakin banyak unsur yang ditemukan. Untuk memudahkan mengenali siat-siat unsur, para ilmuwan berupaya mencari sistem yang mudah dalam mempelajari karakterisitik unsur-unsur tersebut. Berbagai macam klasifikasi dalam upaya penggolongan unsur telah disusun oleh para ahli, dimulai dari menggolongkan unsur ke dalam logam dan nonlogam hingga penggolongan unsur ke dalam tabel periodik modern yang sampai saat ini masih digunakan. Sistem periodik modern disusun berdasarkan nomor atom dan kemiringan sifat. Lajur lajur horizontal disusun berdasarkan kenaikkan nomor atom, sedangkan kolom vertikal disusun berdasarkan kemiringan sifat.

II. Permasalahan

Model atom berkembang dari masa ke masa, mulai dari model atom yang sederhana sampai dengan model atom yang kompleks. Berdasarkan kesimpulan yang diperoleh dari percobaan ataupun eksperimen, para ahli mengajukan teori tentang model atom, yaitu suatu gambar rekaan atom berdasarkan eksperimen ataupun kajian teoritis. Inti atom terdiri atas elektron, proton dan neutron. Partikel penyusun atom (elektron, proton dan neutron) diantaranya, pertama atom terdiri atas 3 macam partikel dasar, yaitu proton, neutron, dan elektron. Kedua, proton dan neutron berada dalam inti atom. Dan yang terakhir yakni, elektron berada dalam ruang seputar inti. Suatu atom memiliki siat dan massa yang khas,yang membedakan satu atom dengan atom yang lain, jumlah proton dan neutron dalam inti atom saling berhubungan dan biasanya jumlahnya sama. Massa proton dan neutron juga hampir sama, dan jumlah keduanya hampir sama dengan massa atom. Sedangkan massa elektron sangat kecil sehingga tidak banyak menyumbang massa atom secara keseluruhan

Sistem periodik unsur merupakan sebuah tabel yang memuat semua unsur kimia yang dikenal oleh IUPAC (International Union of Pure and Appied Chemistry) di dalam tabel itu unsur kimia dikelompokkan berdasarkan kenaikan nomor atom kesamaan sifatnya. Sejarah perkembangan Sistem Periodik Unsur dan penyusunan Sistem Periodik Unsur telah mengalami banyak penyempurnaan. Pada abad kesembilan belas kimiawan menemukan pengulangan periodik yang teratur dalam sifat-sifat fisika dan unsur. Secara khusus, tabel periodik yang disusun olehMendeleev menggolongkan unsur-unsur secara akurat dan dapat meramalkan sifat-sifat beberapa unsur yang pada saat itu belum ditemukan.

III. Pembahasan

Model atom berkembang dari masa ke masa, mulai dari model atom yang sederhana sampai dengan model atom yang kompleks. Berikut perkembangan teori atom dari masa ke masa yang dikemukakan oleh para ahli :

1. John Dalton    

Pada tahun1803, John Dalton seorang guru sekolah dari inggris yang ahli dalam bidang fisika dan kimia, mengajukan pendapat bahwa materi terdiri atas atom-atom. Teori atom Dalton ini dapat disimpulkan sebagi berikut :

A. Atom adalah bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi, atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil.

B. Atom satu unsur sama dalam segala hal, tetapi berbeda dari atom unsur lain

C. Atom-atom dapat bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.

D. Molekul terbentuk dari penggabungan atom beberapa unsur.

E. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusun kembali dari atom-atom. Atom suatu unsur adalah permanen, tidak dapat diuraikan, tidak dapat diciptakan, dan tidak dapat dimusnahkan.

Teori atom di dukung oleh dua hukum alam, yaitu hukum kekelan massa (hukum Lavoiser), yang menyatakan bahwa massa zat sebelum  dan sesudah at adalah sama dan hukum perbandingan tetap(hukum proust) yang menyatakan bahwa perbandingan massa unsur-unsur yang menyusun suatu zat adalah uap. Dalam perkembangan selanjutnya, teori atom Dalton mempunya kelemahan diantaranya yakni, tidak menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan atom unsur yang lainya, dan  atom ternyata bukan merupakan partikel terkecil. Sebab atom tersebut tersusun atas partikel elektron, proton, dan neutron. 

2. J.J Thomsom

Thomson mengeluarkan bukti bahwa dalam atom terdapat inti atom. Teori Thomosn merupakan penyempurnaan dari teori  atom Dalton. Thomson mengemukakan bahwa dalam atom terdapat elektron-elektron yang tersebar secara merata dalam bola bermuatan positif. . Keadaan tersebut mirip rotis kismis di mana elektron diumpamakan sebagai kismis yang tersebar dalam seluruh bagian dari roti.

3. Ernest Rutherford

Rutherford menemukan bukti bahwa dalam atom terdapat inti atom, yang bermuatan positif berukuran jauh lebih kecil daripada ukuran atom, tetapi nomor massa hampir seluruhnya berasal dari massa intinya, teori Atom Rutherford menggambarkan atom terdiri atas inti yang bermuatan positi dan berada pada pusat atom, serta elektron bergerak melintasi inti seperti halnya planet-planet mengitari matahari. Model atom Rutherford menimbulkan perdebatan, karena bertentangan dengan teori elektronika mekanik. Pada model atom Rutherford memiliki kelemahan yakni tidak mampu menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom akibat gaya tarik inti terhadap elektron. Padahal seharusnya, elektron yang bergerak mengelilingi inti suatu  saat akan jatuh ke inti. 

4. Niels Bohr

Atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif di sekitarnya beredar elektron-elektron yang bermuatan negatif. Dalam atom, elektron beredar mengelilingi inti atom yang pada lintasan (orbit) tertentu yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang stasionerm (tetap). Sepanjang elektron berada dalam lintasan stasioner energi akan konstan, sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan maupun diserap. Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan yang lebih rendah ke lintasan yang lebih tinggi jika menyerap energi. Sebaliknya jika elektron berpindah dari lintasan yang tinggi ke lintasan yang lebih rendah terjadi pembebasan energi.

Pada tahun 1924, louis de Broglie, menjelaskan bahwa “ cahaya dapat berda dalam suasana tertentu yang terdiri dari partikel-partikel, kemungkinan berbentuk partikel pada suatu waktu, yang memperlihatkan sifat-sifat gelombang”. Dari sinilah muncul sifat dualisme elekton, yaitu elektron dapat dipandang sebagai partikel dan sebagai gelombang. Hipotesis de Broglie terbukti benar dengn ditemukanya siat gelombang  dari elektron. Sebagai akibat dari dualisme sifatb elektron sebagai materi dan sebagai gelombang, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dapat dibenarkan. Gelombang tidak bergerak menurut suatu garis, melainkan menyebar pada suatu daerah tertentu. 

Menjelang abad ke-19 diketahui bahwa atom bukanlah partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi karena mengandung sejumlah partikel subatomik yaitu elektron proton dan neutron. 

A. Elektron

Partikel yang bermuatan negatif  disebut elektron. Partikel penyusun dengan massa paling ringan adalah elektron. Elektron dilambangkan dengan huruf “e” massa elektron hanya 1/1840 sma(satuan massa atom) Oleh karena itu elektron dianggap tidak bermassa. Sinar katoda merupakan elektron seperti yang ditemukan oleh Plucker (1859) dan diteliti oleh Hittorf dan William crookes (1879-1885). sinar kotak a bergerak lurus dengan kecepatan tinggi dan dapat menimbulkan bayangan di layar CRT

B. Proton adalah partikel bermuatan positif yang terdapat di dalam inti atom. Proton dilambangkan dengan huruf P dan massanya oleh 1 sma (satuan massa atom) Setiap unsur memiliki atom-atom tertentu dengan jumlah proton yang tidak sama. Misalnya, hidrogen jumlah protonnya adalah 1, litium jumlah proton adalah 3, natrium jumlah protonnya adalah 11 dan sebagainya.

C. Neutron

Penemuan partikel neutron diawali oleh penelitian Rutherford, dalam eksperimennya ia berusaha menghitung jumlah muatan positif dalam inti atom dan massa inti atom dan ia mendapati bahwa massa inti atom hanya  setengah dari massa atom. Kata neutron berasal dari bahasa latin neutral yang berarti tidak memiliki muatan. lambang untuk Neutro adalah n. massa  neutron setara dengan 1 sma (satuan massa atom)sebagai contohnya helium memiliki  neutron sebanyak 2. Litium memiliki neutron sebanyak 3 natrium memiliki neutron sebanyak 11 dan sebagainya

  

Nomor Atom dan Massa mempunyai karakteristik tersendiri, yaitu mempunyai jumlah proton, elektron, dan neutron yang berbeda. Untuk membedakan karakterstik  antar atom dapat di identifikasi melalui jumlah proton, elektron, dan neutron tersebut. Jumlah proton atau jumlah elektron pada atom netral ditunjukkan oleh nomor atom, sedangkan jumlah proton dengan jumlah neutron disebut nomor massa. Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom yang diberikan lambang Z. nomor atom ini merupakan ciri khas suatu unsur oleh karena atom bersifat netral maka jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya. jadi nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron nomor atom ditulis agak ke bawah sebelum lambang unsur.  Nomor massa seperti diuraikan sebelumnya massa elektron sangat kecil, dianggap nol. Oleh karena itu massa atom ditunjukkan oleh massa inti atom yaitu proton dan neutron. jumlah dari massa proton dan neutron disebut nomor massa yang besarnya hampir sama dengan massa atom.

Berdasarkan sejarah semenjak ilmu kimia diperkenalkan oleh para ilmuwan arab dan persia, mereka membagi unsur menjadi dua kelompok, yaitu kelompok logan dan nonlogam. Kemudian berkembang dengan Triad Dobereiner, Okta Newlands, Tabel periodik Mandeleev, dan Tabel periodik Modern.

A. Johann Wolgang Dobereiner pada tahun 1829 menggolongkan unsu-unsur yang mempunyai siat sama. Masing-masing kelompok terdiri atas unsur yang disebut triad. Dalam satu triad terdapat nomor massa relati unsur yang terletak di tengah merupakan harga rata-rata nomor massa relati unsur pertama dan unsur ketiga.

B. John Alexander Reina Newlands (1838-1898) seorang ahli kimia inggris pada tahun 1864 menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atom massa relati. Ia mendapatkan bahwa unsur kedelapan mempunyai siat kimia yang mirip dengan unsur pertama, unsur kesembilan mempunyai sifat yang mirip dengan unsur kedua.

C. Tabel periodik Mandeleev, pada tahun 1869, dua ahli kimia Louthar dan Mendeleev menggunakan prinsip Newlands mengadakan penggolongan unsur-unsur. Menurut Mandeleev sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dn nomor massa relatinya.. pengelompokan ini lebih mengutamakan kesamaan siat unsur-unsur daripada kenaikan atom massa relatifnya.

D. Tabel periodik Modern, didasarkan pada tabel periodik bentuk panjang milik Henry Moseley. Lajur horizontal disebut periode, terususun berdasarkan kenaikan nomor atom, sedangkan lajur vertikal disebut golongan.

IV. Kesimpulan

Atom terdiri atas inti atom yang dikelilingi elektron-elektron yang tersebar dalam kulit-kulit atom. Inti atom terdiri atas partikel proton dan neutron. Struktur atom menggambarkan bagaimana partikel-partikel dasar tersusun dalam atom. Perkembangan model atom mengalami perubahan sesuai dengan fakta-fakta percobaan model atom Delta, Thomson, Rutherford, Niels Bohr, dan model atom Modern. Nomor atom menunjukkan jumlah proton dalam inti atom suatu unsur dan nomor massa suatu atom menunjukka jumlah proton dan jumlah neutron dalam inti (nukleon). Sistem periodik unsur adalah suatu daftar unsur-unsur yang disusun dengan semua unsur yang sudah dikenal ada dalam daftar tersebut. Sistem periodik unsur juga merupakan sistem pengelompokkan unsur berdasarkan hukum periodik, mencakup periode dan golongan yang keduanya saling berhubungan dan menentukan keperiodikkan sifat unsur, disajikan ke dalam bentuk tabel yang disebut Tabel Periodik Unsur.

V. Daftar Pustaka 

Huda, Muhammad Nasrul. 2017. Sturuktur Atom dan sistem Periodik Unsur.  

Cirebon : Universitas Nahdhatul Ulama. Dalam https://www.academia.edu/34644270/MAKALAH_STRUKTUR_ATOM_and_SISTEM_PERIODIK_UNSUR_COVER_Diajukan_untuk_Memenuhi_Tugas_Mandiri

(Diunduh 24 September 2021)

Sugiarto, Bambang. 2004. Struktur Atom dan sistem Periodik Unsur. Jakarta : 

Di Rektorart Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional. Dalam 

https://text-id.123dok.com/document/yjo5ov6z-bagian-proyek-pengembangan-kurikulum-4.html

(Diunduh 24 september 2021)