Perkembangan Teori Atom

a. Teori Atom Kuno

- Democritus (460 - 370 SM). Materi bersifat diskotinu. Artinya, bila materi dibelah terus-menerus, maka akan diperoleh bagian terkecil dari materi yang masih memiliki sifat materi, namun tidak dapat dibelah lagi. Jadi, materi tersusun dari partikel-partikel kecil yang tidak dapat dibelah lagi, dalam bahasa Inggris = indivisible, dalam bahasa Yunani = atomos. Pemikiran ini berdasarkan Leucippus yang berkata bahwa materi tersusun dari butiran-butiran.

- Aristoteles (384 - 322 SM). Materi tidak bersifat diskontinu. Jadi, materi dapat dibelah terus-menerus sampai akhirnya tidak ada.

b. Teori Atom Dalton

- John Dalton (1766 - 1844). Beliau berpendapat bahwa:

1. Tiap unsur terdiri dari partikel-partikel kecil yang tidak dapat dibagi lagi dan disebut atom.
2. Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom lain.
3. Atom-atom penyusun suatu unsur sama dalam massa dan sifat-sifat tertentu tetapi berbeda dengan unsur lainnya.
4. Ketika membentuk senyawa, unsur-unsur yang berbeda bergabung dengan perbandingan tertentu.

Pendapat di atas didasari oleh teori partikel cahaya dari Newton, konsep unsur dari Boyle, Hukum kekekalan massa Lavoisier dan hukum perbandingan tetap Proust.

c. Penemuan Elektron

- J.J Thomson (1856 - 1940). Dalam atom masih ada partikel yang lebih kecil lagi. Bila ke dalam tabung kaca yang berisi gas yang bertekanan rendah dialiri arus listrik bertegangan tinggi, maka terjadi pancaran sinar dari katode menuju anode yang disebut sinar katode.

Dalam tabung yang dilengkapi kincir, sinar katode dapat menggerakkan kincir. Berarti, Sinar katode adalah suatu partikel. Sinar katode membelok ke kutub positif medan listrik. Berarti sinar katode adalah partikel yang bermuatan.

Apabila gas pengisi tabung dan elektrodenya diganti, ternyata partikel sinar katode yang dihasilkan selalu sama. Hal ini membuktikan bahwa partikel sinar katode terdapat dalam semua bahan. Atau dapat dikatakan bahwa dalam semua atom unsur terdapat partikel sinar katode yang sama.

Dengan mengukur pembelokan sinar katode pada listrik dan dalam medan magnet, dapat diperoleh nilai perbandingan muatan partikel sinar katode dan massanya sebesar 1,76 x 108 coulomb gram-1.

- Robert Milikan (1868 - 1953). Mengukur massa sebuah sinar katode dengan mengalirkan minyak ke dalam celah antara 2 pelat logam, maka minyak akan jatuh perlahan. Bila pelat logam diberikan tegangan listrik maka gerak tetesan minyak akan berhenti. Berdasarkan kecepatan jatuhnya minyak dan tegangan listrik untuk menghentikan gerak minyak, diperoleh nilai kelipatan 1,6 x 10^-19 coulomb. Menurutnya, tetesan minyak membawa sejumlah partikel sinar katode. Berarti muatan sebuah sinar katode adalah 1,6 x 10^-19 coulomb. Muatan partikel sinar katode merupakan muatan partikel listrik yang paling kecil dan diberi nama elektron.

d. Model Atom Thomson

Dari hasil eksperimen tabung sinar katode, beliau mengambil kesimpulan bahwa "atom adalah bola masif yang bermuatan positif dan di dalamnya terdapat elektron yang bertebaran secara sembarang seperti kismis dalam roti kismis"

e. Penemuan Proton

- Eugene Goldstein (1850 - 1930). Selain ada partikel elektron yang bermuatan negatif, pasti ada pula partikel yang bermuatan positif di dalam atom. Karena, atom unsur bersifat netral. Ini berdasarkan percobaan yaitu pelat katode dari lempengan logam berlubang dan diletakkan di tengah-tengah tabung. Selain ada sinar katode yang menuju anode ada juga sinar yang melewati saluran katode. Ini dinamakan sinar saluran atau sinar terusan (canal rays). Sinar saluran terbentuk dari gas pengisi tabung. Dalam medan listrik sinar saluran membelok ke kutub positif. Bila tabung diisi dengan gas hidrogen, maka dihasilkan pertikel sinar saluran yang bermuatan paling kecil, yaitu +1,6 x 10^-19 coulomb dan bermassa 1,673 x 10^-24 gram (hampir 2000 kali lipat massa elektron). Partikel ini disebut proton. Bila tabung diisi dengan gas helium, maka diperoleh sinar saluran yang muatannya 2 kali proton dan massanya 4 kali proton. Partikel ini disebut sinar alfa.

f. Model Atom Rutherford

- Rutherford, Hans Geiger, Ernest Marsden (1831-1937). Eksperimen penembakkan sinar α pada lempeng emas yang tipis. Eksperimen ini disebut juga penghamburan sinar α. Berikut ini adalah kesimpulan dari eksperimen tersebut:

• Sebagian sinar α menembus lempeng logam. Hal ini terjadi apabila partikel sinar α bergerak melewati ruang kosong. 
• Sebagian kecil sinar dibelokkan. Hal ini terjadi apabila partkel sinar α bergerak mendekati inti atom.
• Sangat sedikit sinar dipantulkan. Hal ini terjadi apabila sinar α menabrak inti atom. 

Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa ato merupakan rongga kosong yang terdiri dari inti bermuatan positif yang sangat kecil tetapi sangat rapat dikelilingi oleh elektron yang bergerak dengan kecepatan sangat tinggi. Beliau membayangkan atom berbentuk seperti tata surya kita, yaitu:

• Atom merupakan rongga kosong karena seagian sinar α menembus lempeng logam tanpa pembelokkan yang berarti
• Inti merupakan benda yang kecil dan rapat karena ada sedikit partikel sinar α yang dipantulkan
• Elekron mengelilingi inti dengan keceptan tinggi agar tidak jatuh ke inti karena dengan bergerak cepat akan ada gaya keluar yang mengatasi gaya tarik inti, sehingga tidak jatuh ke inti.

g. Model Atom Bohr

- Neils Bohr (1885 - 1963). Pengamatan spektrum berbagai unsur untuk melihat apakah elektron dapat memancarkan energi. Hasilnya, unsur hidrogen yang hanya mempunyai sebuah elektron ternyata juga mempunyai spektrum. Dari data eksperimen dan berdasarkan teori kuantum dari Max Planck, disimpulkan bahwa:

• Atom adalah rongga kosong dan berbentuk seperti tata surya. Atom terdiri dari inti bermuatan positif yang sangat kecil dan rapat.
• Elektron mengelilingi inti pada jarak-jarak tertentu dan disebut lintasan elektron atau tingkat energi. Dalam keadaan stasioner, elektron berada pada tingkat energi tertentu tanpa memancarkan energi.
• Tingkat energi mulai dari yang paling rendah sampai yang paling tinggi dinyatakan dengan notasi: K, L, M, ... Q.
• Elektron dapat berpindah lintasan dari yang terendah ke lintasan yang lebih tinggi sambil memancarkan energi atau sebaliknya dari lintasan yang lebih tinggi ke lintasan yang lebih rendah sambil memancarkan energi.

h. Penemuan Neutron

- James Chadwick (1891 - 1974). Pada tahun 1932 beliau melakukan eksperimen untuk membuktikan bahwa dalam atom masih ada partikel lain selain elektron dan proton. Ia berpendapat demikian karena massa atom unsur selalu lebih besar dari muatannya. Ia menembakkan emisi berilium ke berbagai target, antara lain adalah atom hidrogen, helium dan nitrogen. Ternyata hasil eksperimen membuktikan terjadinya radiasi dari partikel yang tidak bermuatan. Massa partikel tersebut hampir sama dengan massa proton. Partikel itu ia namakan neutron, asal kata dari bahasa latin, yang artinya netral atau tidak bermuatan.