Makalah Kimia Dasar Teori Atom Thomson

Judul : Makalah Kimia Dasar - Teori Atom Thomson

Oleh  : Mhd Haris Lazuar Saragih

https://www.semuanyaadasaja.blogspot.com

BAB I

Pendahuluan

Latar Belakang

Atom adalah unit dasar materi yang terdiri dari inti atom (terdiri dari proton dan neutron) yang dikelilingi oleh elektron. Meskipun awalnya dianggap sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, modern science telah menemukan bahwa atom dapat dibagi lagi menjadi partikel subatomik seperti proton, neutron, dan elektron.

Perkembangan ilmu pengetahuan tentang atom telah mengalami berbagai tahapan pemikiran dan penemuan. Sebelum abad ke-20, atom diyakini sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Namun, penemuan elektron oleh J.J. Thomson pada tahun 1897 melalui percobaan sinar katoda membuktikan bahwa atom sebenarnya terdiri dari partikel yang lebih kecil, yang bermuatan negatif.

Penemuan ini menjadi titik awal untuk memahami struktur atom yang lebih kompleks dan mendorong lahirnya model atom Thomson. 

Tujuan Makalah

Makalah ini bertujuan untuk :

1. Menjelaskan sejarah penemuan atom Thomson
2. Menjelaskan teori atom thomson
3. Menjelaskan kelebihan dan kekurangan teori atom thomson
4. Menjelaskan tentang penerapan teori atom thomson

BAB II

Pembahasan

Siapa itu Thomson

Sir Joseph John "J. J." Thomson (1856–1940) adalah seorang fisikawan Inggris yang dikenal luas karena penemuannya tentang elektron pada tahun 1897. Penemuan ini merevolusi pemahaman tentang atom, yang sebelumnya diyakini sebagai partikel tak terbagi, dan membawanya dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1906.

• Kehidupan awal dan pendidikan: Lahir di Manchester pada 18 Desember 1856, Thomson menunjukkan bakat dalam sains sejak usia muda.
• Pada usia 14 tahun, ia terdaftar di Owens College (sekarang Universitas Manchester), dan kemudian melanjutkan ke Trinity College, Cambridge.
• Ia menghabiskan sebagian besar karier akademisnya di Cambridge, di mana ia menjadi dosen, anggota fakultas, dan akhirnya menjadi Master di Trinity College.
• Profesor Cavendish: Pada usia 27 tahun, ia ditunjuk sebagai Direktur Laboratorium Cavendish di Universitas Cambridge, sebuah posisi yang juga dipegang oleh James Clerk Maxwell. Ia dikenal sebagai guru yang berbakat dan berhasil membimbing banyak siswanya, termasuk tujuh penerima Hadiah Nobel di masa depan, termasuk anaknya sendiri.

Sejarah Penemuan Atom Thomson

Sir Joseph John Thomson atau lebih dikenal sebagai J.J Thomson (1856-1940) adalah seorang ilmuwan yang lahir di Creetham Hill, pinggiran kota Manchester pada tanggal 18 Desember 1856, di mana ia diangkat sebagai profesor fisika eksperimental sejak 1884. Penelitiannya membuahkan penemuan elektron. Thomson mengetahui bahwa gas mampu menghantar listrik. Ia menjadi perintis ilmu fisika nuklir. Dia mendaftar di Owens College, Manchester tahun 1870, dan tahun 1876 mendaftar di Trinity College, Cambridge sebagai pelajar biasa. Dia menjadi anggota Trinity College tahun 1880, ketika dia menjadi penerima Penghargaan Wrangler dan Smith (ke-2). Dia tetap menjadi anggota Trinity College seumur hidupnya. Dia menjadi penceramah tahun 1883, dan menjadi profesor tahun 1918. Dia adalah professor fisika eksperimental di laboratorium Cavendish, Cambridge, dimana dia menggantikan John Strutt, 3rd Baron Rayleigh, dari tahun 1884 sampai tahun 1918 dan menjadi profesor fisika terhormat di Cambridge dan Royal Institution, London.

Thomson baru-baru itu tertarik pada struktur atom yang direfleksikan dalam bukunya, yang berjudul Treatise on the Motion of Vortex Rings yang membuatnya memenangkan Adams Prize tahun 1884. Bukunya yang berjudul Application of Dynamics to Physics and Chemistry terbit tahun 1886, dan di tahun 1892 dia menerbitkan buku berjudul Notes on Recent Researches in Electricity and Magnetism. Pekerjaan belakangan ini membungkus hasil-hasil yang didapat berikutnya sampai pada kemunculan risalat James Clerk Maxwell yang terkenal dan sering disebut sebagai jilid ketiga Maxwell. Thomson bekerja sama dengan Professor J.H. Poynting untuk menulis buku fisika dalam empat jilid, berjudul Properties of Matter dan tahun 1895, dia menghasilkan buku Elements of the Mathematical Theory of Electricity and Magnetism, edisi kelima yang terbit di tahun 1921.

Tahun 1896, Thomson mengunjungi Amerika Serikat untuk memberikan kursus dari empat ceramah, yang meringkaskan penelitian-penelitian barunya di Universitas Princeton. Ceramahnya ini berikutnya diterbitkan dengan judul Discharge of Electricity through Gases (1897). Sekembalinya dari Amerika Serikat, dia memperoleh pekerjaan paling brilian dalam hidupnya, yaitu mempelajari memuncaknya sinar katode pada penemuan elektron, yang dibicarakan selama kursus pada ceramah malamnya sampai Royal Instution pada hari Jumat, 30 April 1897. Bukunya Conduction of Electricity through Gases terbit tahun 1903, diceritakan oleh Lord Rayleigh sebagai sebuah tinjauan atas "hari-hari hebatnya di Laboratorium Cavendish". Edisi berikutnya, ditulis dengan kolaborasi dengan anaknya, George, dalam dua jilid (1928 dan 1933).

Thomson kembali ke Amerika tahun 1904, untuk menyampaikan enam ceramahnya tentang kelistrikan dan zat di Universitas Yale. Ceramah itu memuat beberapa pernyataan penting tentang struktur atom. Dia menemukan sebuah metode untuk memisahkan jenis atom-atom dan molekul-molekul yang berbeda dengan menggunakan sinar positif, sebuah ide yang dikembangkan oleh Francis Aston, Dempster dan lainnya, yang menuju pada banyak penemuan isotop. Dan lagi, untuk itu hanya disebutkan dan dia menulis buku-buku, seperti The Structure of Light (1907), The Corpuscular Theory of Matter (1907), Rays of Positive Electricity (1913), The Electron in Chemistry (1923) dan otobiografinya, dan buku Recollections and Reflections (1936), di antara banyak terbitan lainnya. Thomson, seorang penerima perintah atas jasa, dilantik tahun 1908.

Dia dipilih menjadi anggota Royal Society tahun 1884 dan menjadi presiden selama 1916-1920; dia memperoleh medali Royal and Hughes pada tahun 1894 dan 1902, dan memperoleh Medali Copley tahun 1914. Dia dianugerahi Medali Hodgkins (Smithsonian Institute, Washington) tahun 1902; Medali Franklin dan Medali Scott (Philadelphia), 1923; Medali Mascart (Paris), 1927; Medali Dalton (Manchester), 1931; dan Medali Faraday (Institute of Civil Engineers) pada tahun 1938. Dia adalah Presiden British Association tahun 1909 (dan dari bagian A tahun 1896 dan 1931) dan dia memegang gelar Doktor Kehormatan dari Universitas Oxford, Dublin, London, Victoria, Columbia, Cambridge, Durham, Birmingham, Göttingen, Leeds, Oslo, Sorbonne, Edinburgh, Reading, Princeton, Glasgow, Johns Hopkins, Aberdeen, Kraków, dan Philadelphia.

Dalam penelitiannya dia mempelajari bahwa tabung katoda pada kondisi vakum parsial (hampir vakum) yang diberi tegangan tinggi akan mengeluarkan "berkas sinar" dimana Thomson menyebut sinar ini sebagai "berkas sinar katoda" disebabkan berkas sinar ini berasal dari katoda (elektroda negative). Berkas sinar katoda ini apabila didekatkan dengan medan listrik negative maka akan dibelokan (berkas sinar katoda ini tertolak oleh medan negative), berdasarkan hal ini maka Thomson menyatakan bahwa berkas sinar katoda itu adalah partikel-partikel yang bermuatan negative yang ia sebut sebagai "corpuscle".

Dia juga meyakini bahwa corpuscle itu berasal dari atom-atom logam yang dipakai sebagai elektroda pada tabung katoda. Dengan menggunakan jenis logam yang berbeda-beda sebagai elektroda yang dia gunakan pada tabung katoda maka percobaan Thomson tetap menghasilkan berkas sinar katoda yang sama. Akhirnya Thomson menyimpulkan bahwa setiap atom pasti tersusun atas corpuscle.

Corpuscle yang ditemukan oleh Thomson ini kemudian disebut sebagai "elektron" oleh G. Johnstone Stoney. Dari asumsi tersebut dia akhirnya meyakini bahwa atom sebenarnya tidak berbentuk masiv (berbentuk bulatan yang pejal) akan tetapi tersusun atas komponen-komponen penyusun atom.

Di alam atom berada dalam keadaan yang stabil dan memiliki muatan yang netral, dengan demikian Thomson lebih lanjut mengasumsikan bahwa didalam atom itu sendiri pasti terdapat bagian yang bermuatan positif. Dari asumsi tersebut maka Thomson mengajukan struktur atom sebagai bulatan awan bermuatan posistif dengan elektron yang terdistribusi random di dalamnya. Model atom Thomson ini lebih dikenal sebagai "plum pudding model" atau dalam bahasa Indonesia dikenal sebagai "model roti kismis". Untuk memudahkan membayangkan model atom ini maka Anda harus membayangkan sebuah roti dalam bentuk bola yang didalamnya terdapat kismis yang menyebar merata secara random Fisikawan Inggris ini telah berhasil memperoleh hadiah Nobel Fisika pada tahun 1906 atas penemuan elektron. Pada tahun 1890, dia menikahi Rose Elisabeth, putir Sir George E. Paget, K.C.B. Mereka dianugerahi seorang putera, sekarang Sir George Paget Thomson, profesor emeritus untuk fisika di Universitas London, yang juga dianugerahi Nobel Fisika tahun 1937, dan seorang puteri. Sir Joseph John Thomson meninggal dunia pada tanggal 30 Agustus 1940.

Teori Atom Thomson

Teori atom pun terus berkembang, hingga pada awal abad ke-20, William Crookes dan J.J Thomson menemukan katode yang lebih baik. Penelitian mengenai katode kemudian dilakukan lebih lanjut, salah satunya meneliti cahaya katode tersebut. Cahaya katode ini kemudian disimpulkan sebagai sebuah partikel.

Sebab cahaya katode ini memiliki kemampuan untuk memutar baling-baling yang diletakan diantara katode dan anode. Melalui penelitian tersebut, oleh Thomson kemudian ditarik kesimpulan bahwa sinar katode merupakan partikel yang menyusun atom yang memiliki muatan negatif dan kemudian disebut sebagai elektron.

Thomson juga menjelaskan bahwa atom adalah partikel yang bersifat netral, sebab elektron yang dimilikinya memiliki muatan negatif. Supaya muatan negatif ini menjadi netral maka harus ada partikel lain yang bermuatan positif. Hal ini kemudian berhasil mematahkan teori Dalton, dan kemudian dikenal sebagai teori Thomson. 

Hanya saja, teori atom yang mulai dikenal publik di awal abad ke-20 ini juga memiliki kelemahan. Yakni, Thomson tidak memiliki kemampuan untuk menjelaskan susunan muatan positif dan negatif yang dimiliki atau dibawa oleh bola atom.

Perkembangan Teori Atom Thomson

Elektron ditemukan oleh Joseph John Thomson pada tahun 1897. Penemuan elektron diawali dengan ditemukannya tabung katode oleh William Crookes. Kemudian J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode ini dan dapat dipastikan bahwa sinar katode ini merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan di antara katode dan anode

Gambar : Tabung Sinar Katoda

Sifat sinar katode, antara lain:

1. merambat tegak lurus dari permukaan katode menuju anode;
2. merupakan radiasi partikel sehingga terbukti dapat memutar baling-baling;
3. bermuatan listrik negatif sehingga dibelokkan ke kutub listrik positif;
4. dapat memendarkan berbagai jenis zat, termasuk gelas.

Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel sub-atom) 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 positif untuk menetralkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Model Atom Thomson yang

J.J. Thomson berhasil menentukan perbandingan antara muatan dengan massa elektron (e/m) sebesar 1,76 × 10^8 C/g. Kemudian pada tahun 1909, Robert Millikan dari Universitas Chicago, berhasil menentukan besarnya muatan 1 elektron sebesar 1,6 × 10^-19 C. Dengan demikian, maka harga massa 1 elektron dapat ditentukan dari harga perbandingan muatan dengan massa elektron (e/m).

Nilai e/m = 1,76 x 10^8 C/g, maka

Massa electron = 9,11 x 10^-29 g

Setelah penemuan elektron, maka model atom Dalton tidak dapat diterima lagi. Menurut J.J. Thomson, atom merupakan partikel yang bersifat netral. Karena elektron bermuatan negatif maka harus ada partikel lain yang dapat menetralkan muatan negatif tersebut yaitu partikel yang bermuatan positif. Dari penemuannya tersebut, J.J. Thomson mengemukakan teori atomnya yang dikenal dengan teori atom Thomson, yaitu:

Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron yang bermuatan negatif. Karena tersebarnya elektron-elektron di dalam atom bagaikan kismis, sehingga disebut juga model atom roti kismis.

Teori Atom Thomson

Berdasarkan percobaan tentang hantaran listrik melalui tabung hampa/tabung pengawan muatan (discharge tube) atau tabung sinar 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 didepan katode akan menjadi gelap. Daerah gelap ini akan bertambah jika tekanan gas dalam tabung terus dikurangi, akhirnya seluruh tabung menjadi gelap, tetapi bagian tabung didepan 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 katoda ini membuktikan bahwa ada partikel bermuatan negatif dalam suatu atom karena sinar tersebut dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. selanjutnya sinar katode ini merupakan partikel yang bermuatan negatif dan oleh Thomson partikel ini dinamakan elektron.

Kelebihan dan Kelemahan Teori Thomson

 Kelebihan

Memuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.

 Kelemahan

Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

Penerapan Teori Atom Thomson

Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari mengenai materi meliputi susunan, struktur, sifat, reaksi dan perubahan serta energi yang menyertainya. Salah satu ruang lingkup kajian dalam ilmu kimia adalah mengenai materi, wujud, sifat dan perubahan dari materi serta energi. Materi merupakan segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Atom merupakan zat penyusun materi. Perkembangan teori atom di mulai dari teori atom Dalton sampai teori mekanika kuantum bertujuan untuk mempelajari segala sesuai mengenai atom misalnya penentuan massa atom, sifat dan lain-lain.

Teori atom memiliki peranan penting terhadap kehidupan sehari-hari karena atom merupakan salah satu kajian utama dalam ilmu kimia. Dengan mempelajari teori atom kita dapat mengetahui mengenai sifat kimia dan fisika, serta kegunaan dari partikel atau zat yang ada disekeliling kita. Dari hasil kajian ilmu kimia mengenai materi tersebut memiliki peran penting dalam meningkatkan kesejahteraan manusia dalam kehidupannya karena segala sesuatu yang menjadi kajian ilmu kimia berkaitan dengan kehidupan sehari-hari.

Peranan ilmu kimia dapat diketahui dari aplikasi ilmu kimia yang bermanfaat bagi kehidupan sehari-hari yaitu diantaranya :

1. Produk hasil industri kimia banyak kita gunakan seperti sabun, deterjen, pasta gigi dan kosmetik. Polimer banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti karet, plastik, Teflon, pipa PVC.
2. Bahan kimia aditif yang dapat meningkatkan kualitas makanan dan minuman misalnya pewarna makanan agar tampilan makanan dan minuman semakin menarik, natrium benzoata sebagai pengawet bertujuan memperpanjang daya simpan makanan dan minuman.
3. Pengolahan mineral dan minyak bumi yang hasilnya banyak digunakan dalam kehidupan contohnya bahan bakar, batu bara, dan logam.
4. Dalam bidang kesehatan ditemukannya penemuan obat yang semakin berkembang dalam menyembuhkan penyakit
5. Dalam bidang pertanian mampu menganalisis kandungan tanah berkaitan dengan kesuburan tanah
6. Mengetahui sifat zat atau reaksi kimia bermanfaat dalam perkembangan industri

https://www.semuanyaadasaja.blogspot.com