a. Ukuran atom
Seperti telah disebutkan di bagian sebelumnya, ketakterbagian atom perlahan mulai dipertanyakan. Pada saat yang sama, perhatian pada struktur atom perlahan menjadi semakin besar. Bila ilmuwan mempelajari struktur atom, ukurannya harus dipertimbangkan. Telah diketahui bahwa sebagai pendekatan volume atom dapat diperkirakan dengan membagi volume 1 mol padatan dengan konstanta Avogadro.
Latihan 2.3 volume satu molekul air
Dengan menganggap molekul air berbentuk kubus, hitung panjang sisi kubusnya. Dengan menggunakan nilai yang didapat, perkirakan ukuran kira-kira satu atom (nyatakan dengan notasi saintifik atau notasi ilmiah 10x).
Jawab:
Volume 1 mol air sekitar 18 cm3. Jadi volume 1 molekul air adalah:
V = 18 cm3/6,022 x 1023 = 3x10-23 cm3 = 30 x 10-24 cm3. Panjang sisi kubus adalah
(30 x 10-24 cm3)1/3 cm = 3,1 x 10–8 cm.
Nilai ini mengindikasikan bahwa ukuran atom sekitar 10–8 cm. Thomson mengasumsikan bahwa atom dengan dimensi sebesar itu adalah bola seragam bermuatan positif dan elektron-elektron kecil yang bermuatan negatif tersebar di permukaan bola tersebut. Dalam kaitan ini model Thomson sering disebut dengan “model bolu kismis”, kismisnya seolah elektron dan bolunya adalah atom.
b. Penemuan inti atom
Setelah melakukan banyak kemajuan dengan mempelajari keradioaktifan, fisikawan Inggris Ernest Rutherford (1871-1937) menjadi tertarik pada struktur atom, yang merupakan asal radiasi radioaktif. Ia menembaki lempeng tipis logam (ketebalan 104Å) dengan berkas paralel partikel α (di kemudian hari ditemukan bahwa partikel α adalah inti atom He). Ia merencanakan menentukan sudut partikel yang terhambur dengan menghitung jumlah sintilasi pada layar ZnS (Gambar 2.2). Hasilnya sangat menarik dan diluar dugaan Rutherford. Sebagian besar partikel melalui lempeng tersebut. Sebagian partikel dipantulkan balik. Untuk menjelaskan hal yang tak terduga ini, Rutherford mengusulkan adanya inti atom .
Gambar 2.2 Percobaan hamburan partikel α Rutherford
Sangat aneh mendapati sebagian besar partikel berbalik, dan beberapa bahkan dipantulkan dengan sudut 180 derajat. Rutherford menyatakan bahwa dalam atom harus ada partikel yang massanya cukup besar sehingga patikel α yang memiliki massa sebesar massa atom helium dipantulkan dan memiliki jari-jari yang sangat kecil.
Menurut ide Rutherford, muatan positif atom terpusat di bagian pusat (dengan jari-jari terhitung sekitar 10–12 cm) sementara muatan negatifnya terdispersi di seluruh ruang atom. Partikel kecil di pusat ini disebut dengan inti. Semua model atom sebelumnya yang menyatakan atom sebagai ruang yang seragam dengan demikian ditolak.
Namun, model atom Rutherford yang terdiri atas inti kecil dengan elektron terdispersi di sekitarnya tidak dapat menjelaskan semua fenomena yang telah dikenal pada waktu itu. Bila elektron tidak bergerak, elektron akan bersatu dengan inti karena tarikan elektrostatik (gaya Coulomb). Hal ini jelas tidak mungkin terjadi sebab atom adalah kesatuan yang stabil. Bila elektron mengelilingi inti seperti planet dalam pengaruh gravitasi matahari, elektron akan mengalami percepatan dan akan kehilangan energi melalui radiasi elektromagnetik. Akibatnya, orbitnya akan semakin dekat ke inti dan akhirnya elektron akan jatuh ke inti. Dengan demikian, atom akan memancarkan spektrum yang kontinyu. Tetapi faktanya, atom stabil dan diketahui atom memancarkan spektrum garis (dibahas dalam spektrum atom) bukan spektrum kontinyu. Jelas diperlukan perubahan fundamenatal dalam pemikiran untuk menjelaskan semua fakta-fakta percobaan ini.
No comments:
Post a Comment