Struktur Atom: Pengertian, Contoh, dan Penjelasannya

 

Jika berbicara tentang benda terkecil di dunia, apa menurutmu? Semut? Kuman? Salah. Meskipun kedua hal tersebut memang kecil, tapi belum bisa sebagai benda terkecil di dunia. Karena, benda yang paling kecil disebut dengan sub-atom yang terdapat pada atom. Namun, atom juga terbagi ke dalam beberapa bagian, dan akan dibahas dalam struktur atom ini.

Atom tersusun dari beberapa bagian yang disebut sebagai sub-atom, dan tidak tergantung dari jenis unsurnya. Bagian-bagian tersebut diantaranya adalah proton, elektron, dan neutron. Letak proton dan neutron berada di inti atom, sedangkan letak elektron berada di luar inti atom yang mengelilingi atom.

Teori mengenai atom tidak muncul begitu saja. Karena pengembangannya terus disempurnakan seiring perkembangan zaman. Berikut kami bahas mengenai perkembangan teori atom.

 

Perkembangan Teori Atom

1.  John Dalton

Menurut Dalton, atom adalah bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi, dan bentuknya seperti bola pejal. Atom juga tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. Selain itu, Atom dari suatu unsur yang sama memiliki berat, ukuran, dan bentuk yang sama, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain.

 

2.  J. J. Thomson

Menurut Thomson, atom merupakan materi bermuatan positif yang di dalamnya tersebar elektron bermuatan, bagaikan kismis dalam roti kismis. Kelebihan Teori dari Thomson ini menjelaskan bahwa atom bersifat netral karena tersusun muatan positif dan negatif, dan juga membuktikan bahwa adanya elektron dalam semua unsur.

 

3.  Rutherford

Menurut teori Rutherford, atom terdiri dari inti atom yang memiliki muatan positif, dan dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan negatif yang beredar mengelilingi inti. Kelebihan dari teori Rutherford ini adalah dapat menjelaskan bentuk lintasan elektron, dan juga dapat menjelaskan pergerakan elektron di sekitar inti atom.

 

4.  Niels Bohr

Menurut teori yang dikemukakan oleh Niels Bohr, atom terdiri dari inti atom bermuatan positif, kemudian dikelilingi oleh elektron yang bergerak mengelilingi inti pada tingkatan tertentu. Kelebihan teori dari Bohr ini memperbaiki kelemahan dari teori Rutherford, membuktikan adanya lintasan elektron untuk atom hidrogen, dan menjelaskan spektrum atom hidrogen secara akurat.

 

5.  Mekanika Kuantum

Teori mekanika kuantum menjelaskan bahwa elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti, atom memiliki kulit elektron, setiap kulit elektron punya subkulit elektron, dan setiap subkulit elektron pun juga punya sub-sub kulit elektron. Ilmuan yang berperan dalam teori ini adalah Erwin Schrodinger, Werner Heisenberg, dan Louis de Broglie.

 

Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah bilangan-bilangan yang menyatakan kedudukan atau lokasi suatu elektron dalam atom. Bilangan kuantum dapat menentukan tingkat energi utama atau jarak dari inti atom, bentuk orbital, orientasi orbital, dan spin elektron.

Bilangan ini terbagi ke dalam 4 bagian, diantaranya adalah bilangan kuantum utama, bilangan kuantum azimuth, bilangan kuantum magnetik, dan bilangan kuantum spin.

 

1.  Bilangan kuantum utama (n)

Bilangan ini menentukan nomor kulit (besarnya energi).

Nilai n = 1, 2, 3, dst.

Kulit K -> n = 1, L -> n = 2, M -> n = 3, dst.

 

2.  Bilangan kuantum azimuth (l)

Bilangan kuantum azimuth menyatakan nomor subkukit (bentuk orbital).

Nilai I = (n-1) = 0, 1, 2, 3, dst

Subkulit -> s (sharp) -> l = 0, p (principal) -> l = 1, d (diffuse) -> l = 2, f (fundamental) -> l = 3.

 

3.  Bilangan kuantum magnetik (m)

Bilangan kuantum ini menyatakan nomor orbital (orientasi atau arah orbital).

Nilai m = -1 s.d. +1

Subkulit s [] -> m = 0

Subkulit p [] [] [] -> m = -1,0,+1

Subkulit d [] [] [] [] [] -> m = -2,-1,0,+1,+2

Subkulit f [] [] [] [] [] [] [] -> m = -3,-2,-1,0,+1,+2,+3

 

4.  Bilangan kuantum spin (s)

Bilangan ini untuk membedakan arah putaran elektron pada sumbunya. Karena itulah, diberi tanda positif dan negatif. Jadi, nilai s nya ada 2 macam, yaitu s = -½ dan +½.

 

Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron menggambarkan distribusi elektron dalam suatu atom pada semua orbital yang mungkin.

 

1.  Menurut Bohr

Bilangan menunjukkan tingkat energi, lambangnya n (menentukan nomor kulit atom). Tiap kulit maks. Menampung 2n² elektron.

Kulit K (maks. 2 elektron), L (maks. 8 elektron), M (maks. 18 elektron), N (maks. 32 elektron).

Aturannya adalah isikan sampai maksimal, kemudian ke kulit berikutnya. Jika sisa elektron >8 dan <18, isikan 8 ke kulit berikutnya. Jika sisa elektron >18 dan <32, isikan 18 ke kulit berikutnya. Maks. 8 elektron untuk kulit terluar.

 

2.  Menurut Mekanika Kuantum

Penulisan jumlah elektron disimpan di sisi kanan sebagai angka kecil atas lambang orbital.

 

a.    Prinsip Aufbau

Pengisian elektron pada orbital, dimulai dengan tingkat energi yang lebih rendah, sampai tingkat energi yang lebih tinggi. Mudah diingat jika dalam diagram mnemonic, contohnya modifikasi Uncle Wiggly (1983).

 

b.    Aturan Hund

Pengisian orbital-orbital pada tingkat energi sama dalam satu subkulit, elektron ditempatkan pada orbital secara sendiri-sendiri dengan spin dan pararel, baru kemudian isi berpasangan.

 

c.     Larangan Patuli

Dalam sebuah atom dilarang ada 2 elektron yang memiliki semua bilangan kuantum (n,l,m, dan s) yang sama. Satu orbital maks. Terisi hanya 2 elektron dengan spin yang berbeda.

 

Notasi Atom

Notasi atom adalah penulisan lambang atom/unsur beserta nomor massa dan nomor atom. Lambang atom/unsur. Ditulis paling besar. Kemudian nomor massa ditulis kecil di bagian atas kiri lambang atom, dan nomor atom ditulis kecil di bagian bawah kiri lambang atom. Untuk yang bermuatan, muatannya ditulis di bagian kanan atas.

Perlu diketahui bahwa nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron, dan nomor atom = jumlah proton.

Notasi atom terbagi ke dalam 3 bagian, yaitu notasi atom netral (tidak bermuatan), atom bermuatan positif, dan atom bermuatan negatif. Berikut kami jelaskan satu per satu.

 

1.  Atom netral (tidak bermuatan)

Untuk atom netral, jumlah proton sama dengan jumlah elektron, sama dengan nomor atom.

Σ proton = Σ elektron = nomor atom.

 

2.  Atom bermuatan positif (kation)

Atom ini melepas elektron, karena itulah menjadi kelebihan proton.

Σ proton = nomor atom

Σ elektron = nomor atom – muatan

 

3.  Atom bermuatan negatif (anion)

Atom ini menangkap elektron, karena itulah menjadi kelebihan elektron.

Σ proton = nomor atom

Σ elektron = nomor atom – muatan

 

Mohon maaf jika penjelasannya kurang lengkap. Selain itu, ada beberapa materi yang belum dijelaskan, yaitu diagram orbital, dan penjelasan mengenai isotop, isobar, isoton, da isoelektron. Jadi, silahkan mencari materinya di buku atau referensi lain.