KELEMAHAN Teori Atom Rutherford Adalah Tidak Adanya Penjelasan Tentang? 3 Kelemahan Teori Ini

TRIBUNPONTIANAK.CO.ID - Ernest Rutherford, ahli fisika kelahiran Selandia Baru adalah salah satu tokoh yang berjasa dalam pengembangan model atom.

Dilansir dari Lumen Learning, Rutherford mengemukakan bahwa semua muatan positif dan sebagian massa atom terkonsentrasi di ruang yang sangat kecil bernama nukleus (inti atom) di bagian dalam atom.

Di dalam nukleus terdapat proton dan juga neutron yang berkontribusi pada hampir semua massa atom.

Rutherford juga mengemukakan bahwa sebagian volume atom diisi oleh substansi bernama elektron.

Elektron yang bermuatan negatif terdistribusi disekitar inti atom, membentuk sebagian besar volume atom.

Disadur dari Encyclopedia Britannica, teori atom Rutherford merupakan hasil percobaan menembak lapisan tipis emas dengan partikel alfa.

Rutherford memperhatikan bahwa partikel alfa yang dipancarkan melalui lubang pada pelat fotografi akan menghasilkan gambar yang tajam, sedangkan partikel alfa yang dipancarkan melalui mika akan terlihat buram.

Dilansir dari Khan Academy, eksperimen sinar alfa foil emas Rutherford menunjukkan bahwa atom sebagian besar adalah ruang kosong dengan inti kecil, padat, dan bermuatan positif.

Hal ini mematahkan teori atom J.J. Thomson yang menyatakan bahwa elektron berada dalam lautan bermuatan positif.

Kelebihan teori atom Rutherford

Berikut kelebihan dari teori atom Rutherford, yaitu:

• Menemukan inti atom atau nukleus dari eksperimennya
• Menemukan atom merupakan inti (terdiri dari proton dan neutron) yang dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif
• Menggambakan gerak elektron di sekitar inti atom
• Menemukan jari-hari inti atom dan juga jari-jari atom
• Menemukan bahwa inti atom sangat kecil namun berkontribusi sebagai hampir keseluruhan massa atom
• Menemukan bahwa elektron sangat ringan namun berkontribusi sebagai hampir keseluruhan volume atom
• Mudah dipahami untuk menggambarkan struktur atom yang rumit

Kelemahan teori atom Rutherford

Kekurangan teori atom Rutherford adalah:

• Tidak bisa menjelaskan spektrum garis atom hidrogen
• Tidak bisa menjelaskan stabilitas atom Stabilitas atom yaitu pertanyaan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom? Padahal elektron yang bermuatan negatif dan inti yang bermuatan positif akan saling tarik-menarik.
• Gaya tarik tersebut menyebabkan percepatan gerak elektron yang pada akhirnya akan membuat elektron jatuh ke inti atom.

Perkembangan Teori Atom

Berikut perkembangan teori atom dari zaman ke zaman:

1. Model Atom Dalton

John Dalton (1776-1844) adalah ilmuwan yang pertama mengembangkan model atom pada 1803 hingga 1808.

Hipotesis Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti tolak peluru.

Teori atom Dalton didasarkan pada anggapan:

Semua benda terbuat dari atom

Atom-atom tidak dapat dibagi maupun dipecah menjadi bagian lain

Atom-atom tidak dapat dicipta maupun dihancurkan

Atom-atom dari unsur tertentu adalah indentik satu terhadap lainnya dalam ukuran, massa, dan sifat-sifat yang lain, namun mereka berbeda dari atom-atom dari unsur-unsur yang lain

Perubahan kimia merupakan penyatuan atau pemisahan dari atom-atom yang tak dapat dibagi, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Sayangnya, teori Dalton tidak dapat menjelaskan bagaimana atom sebagai bola pejal dapat menghantarkan arus listrik.

Padahal, listrik adalah elektron yang bergerak.

Ia tak sempat membuktikan partikel lain yang menghantarkan arus listrik.

Teori Dalton dianut hingga ratusan tahun kemudian hingga akhirnya dipatahkan oleh ilmuwan setelahnya.

2. Model Atom Thomson

Pada awal abad ke-20, JJ Thomson menggambarkan atom seperti bola roti dengan taburan kismis.

Bola itu padat dan bermuatan positif.

Di permukaannya, tersebar elektron yang bermuatan negatif.

Thomson membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom.

Ia mematahkan anggapan Demokritos dan Dalton bahwa atom adalah partikel terkecil. Sayangnya, model atom Thomson tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam atom.

3. Model atom Rutherford

Ernest Rutherford, ahli fisika kelahiran Selandia Baru adalah salah satu tokoh yang berjasa dalam pengembangan model atom. Rutherford membuat model atom seperti tata surya.

Atom adalah bola berongga yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya.

Inti atom bermuatan positif.

Selain itu, massa atom terpusat apda inti atom.

Model ini persis seperti bagaimana planet mengelilingi matahari.

Namun model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.

Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi.

Ini menyebabkan lama-kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti.

Kendati demikian, Rutherford telah berjasa mengenalkan konsep lintasan atau kedudukan elektron yang kelak disebut dengan kulit atom.

4. Model Atom Bohr

Niels Bohr, ahli fisika dari Denmark adalah ilmuwan pertama yang mengembangkan teori struktur atom pada 1913.

Teori tentang sifat atom yang didapat dari pengamatan Bohr:

Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.

Elektron bisa berpindah dari satu lintasan ke lintasan yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingge energi elektron atom itu tidak akan berkurang

Jika berpindah ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi.

Jika berpindah ke lintasan yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi.

Kedudukan elektron-elektron pada tingkat-tingkat energi tertentu-tertentu yang disebut kulit-kulit elektron.

Model atom Bohr menunjukkan bahwa atom terdiri dari beberapa kulit.

Kulit ini adalah tempat berpindahnya elektron.

Namun model atom Bohr memiliki radius dan orbit.

Ini tidak sesuai dengan Prinsip Ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan radius tidak bisa ada bersamaan dengan orbit.

Selain itu, model atom Bohr juga tidak menjelaskan Efek Zeeman.

Efek Zeeman adalah ketika garis spektrum terbagi karena adanya medan magnet.

5. Model atom modern

Setelah abad ke-20, pemahaman mengenai atom makin terang benderang.

Model atom modern yang kita yakini sekarang, telah disempurnakan oleh Erwin Schrodinger pada 1926.

Schrodinger menjelaskan partikel tak hanya gelombang, melainkan gelombang probabilitas.

Kulit-kulit elektrin bukan kedudukan yang pastu dari suatu elektron, namun hanya suatu probabilitas atau kebolehjadian saja.

Sebelumnya, Werner Heisenberg juga mengembangkan teori mekanika kuantum dengan prinsip ketidakpastian.

Prinsip tersebut kurang lebih berbunyi:

"Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan. Yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom."

Awan elektron di sekitar inti menunjukkan tempat kebolehjadian elektron.

Orbital menggambarkan tingkat energi elektrin.

Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau nyaris sama akan membentuk sub-kulit.

Kumpulan beberapa sub-kulit akan membentuk kulit.

Dengan demikian, kulit terdiri dari beberapa sub-kulit, dan sub-kulit terdiri dari beberapa orbital.

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut sebagai model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku hingga saat ini. (*)

Artikel ini telah tayang di Kompas.com dengan judul "Kelebihan dan Kekurangan Teori Atom Rutherford" dan Perkembangan Teori Atom: Model Dalton, Thomson, Rutherford, dan Bohr