Struktur Atom

Menjelang abad ke-19 dengan ditemukan adanya elektron dan gejala radioaktivitas, maka atom bukan lagi partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi, melainkan atom itu mengandung sejumlah partikel subatomik. Partikel-partikel utama yang dimaksud ialah elektron, proton, dan netron. Sedang partikel lain yang terdapat di dalam atom diantaranya ialah positron, neutrino dan meson. Partikel-partikel lain ini biasanya diperoleh selama terjadi perubahan-perubahan.

a. Elektron
Bila suatu muatan listrik dilewatkan melalui tabung Geisler yang berisi gas dengan tekanan sangat rendah, maka akan diemisikan seberkas sinar dari katoda. Sinar ini biasa disebut sinar katoda yang ditemukan oleh Plucker (1859) dan diteliti oleh Hittorf (1869) dan William Crookes (1879 – 1885).Sinar ini bergerak lurus meninggalkan katoda dengan kecepatan tinggi dan dapat menimbulkan bayangan kabur bila diberi tabir, dapat dibelokkan oleh medan magnet dan medan listrik. Thomson (1897) berhasil menentukan harga perbandingan e/m, yaitu perbandingan muatan listrik dengan massa. Akhirnya Stoney (1874) memberikan nama partikel itu sebagai elektron yang selalu dikandung oleh semua materi dengan harga e/m yang sama. Harga e/m yang terbesar dimiliki oleh atom hidrogen.

Diperoleh harga e = 1,602 x 10-19 C dan m = 9,11 x 10-34 g.

b. Proton
Oleh karena elektron merupakan penyusun atom yang bermuatan negatip, berarti materi harus mengandung penyusun lainyang bermuatan positip. Hal  ini dibuktikan oleh Goldstein (1886) dan Wien yang juga disebut sinar terusan atau sinar kanal. Partikel positip ini terjadi karena tabrakan antara partkel gas dalam tabung dengan elektron berenergi besar yang bergerak dari katoda ke anoda dalam tabung gas Dari berbagai eksperimen diperoleh dua perbedaan terpenting dari pengukuran e/m terhadap elektron.

a. Perbandingan muatan/massa untuk ion positip berbeda, jika gas dalam tabung berbeda. Pada massa pengukuran e/m elektron diperoleh harga yang sama apapun jenis gas yang terdapat di dalamnya.

b. Harga muatan/massa untuk ion positip jauh lebih kecil dari harga untuk elektron. Fakta ini menunjukkan bahwa ion positip terbentuk dari gas yang terdapat dalam tabung dan massanya lebih besar dari massa elektron. Diperoleh hasil, bahwa harga e/m untuk sinar terusan hidrogen lebih besar dari e/m untuk elektron. Dari sini dipostulatkan, bahwa H+ adalah suatu partikel dasar atom yang besar muatannya sama dengan muatan elektron tetapi tandanya berlawanan.

c. Netron
Rutherford (1920) meramalkan bahwa kemungkinan besar di dalam inti terdapat partikel dasar yang tidak bermuatan. Akan tetapi karena netralnya, maka partikel ini sukar dideteksi. Selanjutnya tahun 1932 James Chadwick dapat menemukan netron. Dari reaksi inti, partikel ? dengan massa 4 dapat ditangkap oleh boron (Ar = 11) menghasilkan nitrogen (Ar = 14) dan netron dengan massa 1. Reaksi inti ini ditunjukkan oleh persamaan : 2He4 + 5B11 ? 7N14 + 0n1
Dengan demikian maka partikel elektron, proton dan netron merupakan penyusun dasar suatu materi.