PERKEMBANGAN TEORI ATOM

“MODEL ATOM THOMSON”

Standar Kompetensi : Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakukanya relativitas Einstein dalam pradigma fisika modern.

Kompetensi Dasar : Mendeskripsikan perkembangan teori atom.

Indikator : Mendeskripsikan karakteristik teori atom Thomson.

Materi Pembelajaran :

Pengertian Teori Atom Thomson

Teori Atom Thomson adalah salah satu teori yang mencoba mendeskripsikan bentuk atom yaitu seperti bentuk roti kismis. Diibaratkan sebagai roti kismis karena saat itu Thomson beranggapan bahwa atom bermuatan positif dengan adanya elektron bermuatan negatif di sekelilingnya. 

Sampai akhir abad ke-19, konsep mengenai bentuk atom masih berupa bola pejal layaknya bola biliar. Sedangkan pada tahun 1987 Joseph John Thomson secara total merubah konsep atom dengan adanya penemuan elektron yang dikenal dengan teori atom Thomson.

Dalil Thomson

Sekiranya teori atom Thomson dapat diringkas sebagai berikut :

1. Atom berupa bola yang bermuatan positif dengan adanya elektron yang bermuatan negatif di sekelilingnya.
2. Muatan positif dan negatif pada atom besarnya sama. Hal ini menjadikan atom bermuatan netral. Suatu atom tidak mempunyai muatan positif atau negatif yang berlebihan.

Selain roti kismis, teori atom Thomson dapat diumpamakan sebagai semangka. Daging buah yang berwarna merah melambangkan ruang yang bermuatan positif, sedangkan biji yang tersebar di dalamnya adalah elekton yang bermuatan negatif.

Penemuan Elektron

Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode.

Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.
Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positifuntuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa

“atom merupakan bola pejal bermuatan positif dan didalamnya tersebar muatan negative (electron)”

Model atom ini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah dikelupas kulitnya. biji jambu menggambarkan elektron yang tersebar marata dalam bola daging jambu yang pejal, yang pada model atom Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal.

Pada saat itu juga, Thomson melihat bahwa jika arus listrik melewati tabung vakum, ada semacam aliran berkilau yang terbentuk. Thomson menemukan bahwa aliran berkilau tersebut dibelokkan ke arah plat kutub positif. Teori atom Thomson membuktikan bahwa aliran tersebut terbentuk dari partikel kecil dari atom dan partikel terebut bermuatan negatif. Thomson menamai penemuan tersebut sebagai elektron.

Kelebihan atom Thomson

1.      Menyimpulkan adanya electron dan proton.

2.      Memperkenalkan konsep tentang inti atom

3.      Menyimpulkan rapatan inti relative dan massa atom pada beberapa atom yang berbeda

Kelemahan atom Thomson

1.      Tidak menjelaskan adanya electron di luar inti atom

2.      Tidak menjelaskan peranan electron dalam membentuk ikatan.

3.      Tidak membahas neutron, oleh karena itu tidak dapat menjelaskan sifat radioaktif dan adanya isotop.

Contoh Soal

1.      Menurut J.J. Thomson, sebuah atom harus netral. Bagaimanakah caranya agar sebuah atom dapat netral?

Jawab :

            Dengan cara menyamakan jumlah atom positif (proton) dengan jumlah atom negatif (neutron).

2.      Elektron merupakan partikel negatif yang ditemukan oleh J.J. Thomson pada tahun 1990. Penemuan elektron ini berkaitan dengan…

Jawab :

            Penemuan elektron Thomson berkaitan dengan hantaran listrik pada tabung hampa/tabung katode

Evaluasi

1.   Dimanakah terdapat sebagian besar massa atom menurut J.J. Thomson?

2.   Berapakah diameter atom menurut J.J. Thomson?

3.   Berapakah nilai perbandingan antara muatan dengan massa elektron menurut J.J. Thomson?

4.   Terangkan percobaan yang dilakukan J.J. Thomson, sehingga beliau dinyatakan sebagai penemu elektron!

Jawab      :

1.      Sebagian besar massa atom terdapat pada muatan positifnya.

2.      Menurut J.J. Thomsom, atom merupakan bola padat dengan diameter 10^-10 m yang mempunyai muatan positif  yang terbagi merata keseluruh isi atom.

3.      Perbandingannya:

e/m = 1,7588 x 10^-11 C/kg

4.      Percobaan J.J Thomson melakukan percobaan tentang hantaran listrik pada tabung hampa/tabung katode. Dalam tabung katode, tekanan gas dalam tabung dapat diatur melalui pompa isap (pompa vakum). Pada tekanan cukup rendah dan tegangan yang cukup tinggi (beberapa ribu volt), gas dalam tabung akan berpijar dengan cahaya yang warnanya tergantung pada jenis gas dalam tabung (gas neon berwarna merah, gas natrium berwarna kuning). Jika tekanan gas dikurangi, maka daerah di depan katode akan menjadi gelap. Daerah gelap ini akan bertambah jika tekanan gas dalam tabung terus dikurangi, akhirnya seluruh tabung menjadi gelap, tetapi bagian tabung di depan katode berpendar dengan warna kehijauan.

           Melalui percobaan dapat ditunjukkan bahwa perpendaran tersebut disebabkan oleh suatu radiasi yang memancar dari permukaan katode menuju anode. Oleh karena berasal dari katode, maka radiasi ini disebut sinar katode. Hasil percobaan tabung katode ini membuktikan bahwa ada partikel bermuatan negatif dalam suatu atom karena sinar tersebut dapat dibelokkan kearah kutub positif medan listrik. Selanjutnya sinar katode ini merupakan partikel yang bermuatan negatif dan oleh Thomson partikel ini dinamakan elektron.