Model dan Kelemahan Teori Atom Rutherford

Ernest Rutherford

Model dan Kelemahan Teori Atom Rutherford - Pada tahun 1908, Hans Geiger dan Ernest Marsden yang bekerja di laboratorium Rutherford melakukan eksperimen dengan menembakkan sinar alfa (sinar bermuatan positif) pada pelat emas yang sangat tipis. Sebagian besar sinar alfa itu berjalan lurus tanpa gangguan, tetapi sebagian kecil dibelokkan dengan sudut yang cukup besar, bahkan ada juga yang dipantulkan kembali ke arah sumber sinar. [1]

Selanjutnya, Ahli fisika Inggris, Ernest Rutherford beserta temannya Geiger dan Marsden pada 1911 melakukan eksperimen yang dikenal dengan penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas (0,0004 mm). Ia menemukan bahwa uranium dan senyawa-senyawanya secara spontan memancarkan partikel-partikel. Partikel yang dipancarkan itu ada yang bermuatan listrik dan memiliki sifat yang sama dengan sinar katode atau elektron.

Percobaan penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas (klik untuk perbesar)

Unsur-unsur yang memancarkan sinar itu disebut unsur radioaktif, dan sinar yang dipancarkan juga dinamai sinar radioaktif. Ada tiga macam sinar radioaktif, yaitu: [1]

a. sinar alfa (α), yang bermuatan positif

b. sinar beta (β), yang bermuatan negatif

c. sinar gama(γ), yang tidak bermuatan

Sinar alfa dan beta merupakan radiasi partikel. Setiap partikel sinar alfa bermuatan +2 dengan massa 4 sma, sedangkan partikel sinar beta sama dengan elektron, bermuatan –1 dan massa 1/1.840 sma (dianggap sama dengan nol). Adapun sinar gama adalah radiasi elektromagnet, tidak bermassa, dan tidak bermuatan. [1]

Setelah berkali-kali melakukan percobaan, akhirnya Rutherford berhasil mengungkapkan fakta-fakta berikut.

1. Sebagian besar partikel alfa menembus selaput tipis emas. Berarti, sebagian besar atom adalah ruang kosong.
2. Sedikit dari partikel alfa (yang bermuatan positif) dibelokkan keluar oleh sesuatu, hal ini menunjukkan adanya sesuatu yang bermuatan positif yang dapat membelokkan partikel alfa.
3. Lebih sedikit lagi dari partikel alfa itu (hanya 1 dari 20.000) terpantul dari selaput tipis emas. Dengan kenyataan ini, Rutherford sempat tercengang dan berkomentar, “sungguh luar biasa, seolah Anda menembak selembar kertas tisu dengan peluru setebal 40 cm dan peluru itu kembali menghantam Anda sendiri”. Hal ini menunjukkan adanya sesuatu yang sangat kecil (belakangan disebut sebagai inti), namun massa terpusat di sana sehingga partikel alfa yang menumbuk pusat massa itu akan terpantulkan.

Model Atom Rutherford, Atm Helium. [2] (klik untuk perbesar)

Dari fenomena percobaan tersebut maka Rutherford mengusulkan suatu model atom yang dikenal dengan model atom nuklir Rutherford sebagai berikut.

1. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruangan kosong. Jari-jari atom sekitar 10^–10 m, sedangkan jari-jari inti atom sekitar 10^–15 m.
2. Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif dan hampir seluruh massa atom terpusat pada inti.
3. Elektron beredar mengelilingi inti.
4. Jumlah muatan inti (proton) sama dengan jumlah muatan elektron sehingga atom bersifat netral.

Model Atom Rutherford, Atom Neon. [3] (klik untuk perbesar)

Akan tetapi, teori atom Rutherford juga memiliki kelemahan. Beberapa kelebihan dan kelemahan dari model atom nuklir Rutherford, dapat dilihat seperti dalam tabel berikut.

Kelebihan Teori Atom Rutherford

1. Dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas.
2. Mengemukakan keberadaan inti atom yang bermuatan positif dan merupakan pusat massa atom.

Kelemahan Teori Atom Rutherford

1. Bertentangan dengan teori elektron dinamika klasik, di mana suatu partikel bermuatan listrik apabila bergerak akan memancarkan energi.
2. Elektron bermuatan negatif yang beredar mengelilingi inti akan kehilangan energi terus-menerus sehingga akhirnya akan membentuk lintasan spiral dan jatuh ke inti. Pada kenyataannya hal ini tidak terjadi, elektron tetap stabil pada lintasannya.

Referensi :

Rahayu, I. 2009. Praktis Belajar Kimia, Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p 210.

Referensi Lainnya :

Newmark, Ann. 1997. Jendela IPTEK: Kimia. Jakarta: Balai Pustaka.

[1] Utami, B. A. N. Catur Saputro, L. Mahardiani, dan S. Yamtinah, Bakti Mulyani.2009. Kimia : Untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 250.

[2] http://abyss.uoregon.edu/~js/ast123/lectures/lec04.html

[3] http://global.britannica.com/EBchecked/topic/514258/Rutherford-atomic-model