1. ELEKTRON, PROTON, NEUTRON

1.1 Elektron

Elektron adalah partikel dasar bermuatan listrik negatif. 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. Elektron memiliki muatan – 1,6 x

10-19 C dan massa 9,11 x 10-31 kg. Elektron beredar mengelilingi inti.

1.2 Proton

Proton adalah partikel inti atom yang bermuatan positif. Proton ditemukan oleh

Eugen Goldstein melalui percobaan Tabung Crookes. Proton adalah partikel

subatomik dengan muatan positif sebesar 1.6 × 10-19 coulomb dan massa 938

MeV (1.6726231 × 10-27 kg, atau sekitar 1836 kali massa sebuah elektron).

Suatu atom biasanya terdiri dari sejumlah proton dan netron yang berada di

bagian inti (tengah) atom, dan sejumlah elektron yang mengelilingi inti

tersebut. Dalam atom bermuatan netral, banyaknya proton akan sama dengan

jumlah elektronnya. Banyaknya proton di bagian inti biasanya akan

menentukan sifat kimia suatu atom. Inti atom sering dikenal juga dengan istilah

nuklei, nukleus, atau nukleon (bhs Inggris: nucleon), dan reaksi yang terjadi

atau berkaitan dengan inti atom ini disebut reaksi nuklir.

1.3 Neutron

Neutron adalah partikel inti atom yang tidak bermuatan. Neutron ditemukan

oleh James Chadwick melalui percobaan penembakan unsur berilium oleh

partikel alfa yang berkecepatan tinggi. Neutron memiliki massa 1,67 x 10 -27 kg,

lebih berat dari proton. Di luar inti atom, neutron tidak stabil dan memiliki

waktu paruh sekitar (waktu yang dibutuhkan untuk jumlah tersebut berkurang

menjadi setengah dari nilai awal) 10 menit, meluluh dengan memancarkan

elektron dan antineutrino untuk menjadi proton. Metode peluruhan yang sama

Ikatan Kimia 1

Kelompok : 1Suprihatin (06111010001)Ariska Andraini (06111010006)Ririn Vidiastuti (06111010015)Susianah (06111010016)

(peluruhan beta [peluruhan radioaktif yang memancarkan partikel beta

(elektron atau positron).

2. PRINSIP KERJA DARI PERCOBAAN THOMPSON, MILIKAN, DAN

RUTHERFORD TENTANG PENEMUAN PROTON, ELEKTRON, DAN

NEUTRON

2.1 Prinsip Kerja Percobaan Thompson

Prinsip kerja dari tabung sinar katoda gambar diatas akan diuraikan sebagai

berikut. Tabung dari gelas yang hampir hampa udara di dalamnya dipasang dua

elektroda, yaitu katoda dan anoda. Katoda merupakan tempat elektron

terpancar sedangkan anoda merupakan elektroda yang potensialnya positif dan

dijaga tetap tinggi. Elektron yang terpancar dari katoda akan membentur anoda,

tetapi sebagian bergerak lurus melewati lubang kecil pada anoda. Berkas kecil

elektron akan bergerak terus ke daerah yang terletak antara pelat yang

bermuatan positif dan negatif. Setelah melewati pelat ini elektron akan

membentur ujung tabung yang menyebabkan pendaran cahaya.

Jika atom diberi energi maka elektron akan mengalami eksitasi, dengan kata

lain elektron akan berpindah ke kulit terluar yang memiliki energi lebih rendah.

Saat energi telah habis, elektron tersebut akan kembali ke posisi semula sambil

melepaskan energi dalam bentuk cahaya.

Hasil percobaan J.J Thomson menujukkan bahwa sinar katode dapat

dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. Hal ini membuktikan terdapat

partikel bermuatan negatif dalam suatu atom.

Dari hasil percobaan tersebut, J.J. Thomson menyatakan bahwa sinar katode

merupakan partikel penyusun atom yang bermuatan negatif dan selanjutnya

disebut elektron.

Ikatan Kimia 2

J.J. Thomson berhasil menentukan perbandingan antara muatan dengan massa

elektron (e/m) sebesar 1,76 × 108 C/g. Dari penemuannya tersebut, J.J.

Thomson mengemukakan teori atomnya yang dikenal dengan teori atom

Thomson, yaitu:

Model Atom Thomson

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.

2.2 Prinsip Kerja Percobaan Milikan

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 108 C/g, maka

Massa 1 elektron =9.11 x 10-28 g

Gambar percobaan tetes Minyak Milikan seperti gambar berikut.

Ikatan Kimia 3

Minyak disemprotkan kedalam tabung yang bermuatan litrik. Akibat gaya tarik

grafitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Apabila tetesan

minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik ke kutub positif medan listrik.

Dari hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muatan elektron-1 dan

massa elektron 0.

2.3 Prinsip Kerja Percobaan Rutherford

Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian

penembakan lempeng tipis emas. Jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan

positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan seharusnya tidak ada

yang diteruskan/ menembus lempeng sehingga mincullah istilah inti atom.

Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden (1911)

menemukan konsep inti atom didukung oleh penemuan sinar X oleh WC.

Rontgen (1895) dan penemuan zat radioaktif (1896). Percobaan Rutherford

dapat digambarkan sebagai berikut.

Ikatan Kimia 4

Hasil percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesisnya bahwa atom

tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang

bermuatan negatif, sehingga atom bersifat netral. Massa inti atom tidak

seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga dapt

diprediksi bahwa ada partikel lain dalam inti atom.

Berdasarkan percobaan tersebut, Rutherford menyatakan bahwa atom adalah

bola berongga yang tersusun dari inti atom dan eletron yang tersusun dari inti

atom dan elektron yang mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan

massa atom terpusat pada inti atom. Kelemahan dari Rutherford tidak dapat

menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan

teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi

elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan

jatuh ke dalam inti.

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Penelitian Gelombang Elektromagnetik Dilakukan pada Sinar Tampak dan

Kaitannya dengan Elektron.

Gelombang elektromagnetik merupakan :

- Gelombang transversal

- Gelombang yang dapat merambat dengan kecepatan 3 x 108 m/s

- Gelombang yang dapat merambat di ruang hampa tanpa medium, contohnya

cahaya matahari.

Ikatan Kimia 5

Dapat disimpulkan bahwa gelombang elektromagnetik adalah perambatan secara

transversal antara medan listrik dan medan magnet ke segala arah yang satu sama

lain saling tegak lurus.

Cahaya merupakan gelombang eloktromagnetik, yaitu gelombang yang getarannya

adalah medan listrik dan medan magnet. Berdasarkan jenisnya, cahaya dibedakan

menjadi cahaya yang tampak dan cahaya yang tidak tampak. Cahaya tampak adalah

cahaya yang jika mengenai benda maka benda tersebut akan dapat dilihat oleh

manusia, contoh cahaya matahari.

Cahaya tampak digunakan untuk penelitian gelombang elektromagnetik karena

spectrum cahaya tampak adalah satu-satunya spektrum gelombang

elektromagmnetik yang dapat dilihat semuanya terdiri dari tujuh spektrum warna

yaitu merah,jingga,kuning,hijau,biru,nila dan ungu. Spektrum frekuensi sinar

tampak berisi frekuensi dimana mata manusia peka terhadapnya. Frekuensi sinar

tampak membentang antara 40.000 dan 80.000 GHz (1013) atau bersesuaian

dengan panjang gelombang antara 380 dan 780 nm (10-9).

Seperti penjelasan di atas bahwa cahaya tampak memiliki spectrum gelombang

elektromagnetik. Jika atom diberi energy, maka electron akan berpindah ke kulit

terluar yang memiliki tingkat energy lebih rendah dari posisi semula. Ketika energy

yang diberikan telah habis, electron akan kembali ke posisi semula dengan

Ikatan Kimia 6

memancarkan energy dalam bentuk cahaya. Spektrum yang dihasilkan dari

perpindahan electron pada setiap atom berbeda, karena energy yang dilepaskan

electron dalam bentuk cahaya memiliki panjang gelombang berbeda sehingga kita

mampu melihat perbedaan warna setiap atom. Dengan kata lain, spectrum pada

cahaya tampak yang merupakan salah satu gelombang elektromagnetik terjadi

karena adanya pergerakan electron saat diberi energy.

Ikatan Kimia 7

REFERENSI

Nursyamsiah . 2009. Prinsip Kerja Percobaan Thompson, Milikan Rutherford, (online),

(http://hjciah27.blogspot.com/2009/11/laporan-e-m.html, diakses 25 September

2013)

Ann. 2013. Spektrum Sinar Tampak, (online),

(http://annucigema.blogspot.com/2013/06/spektrum-sinar-tampak.html, diakses 25

september).

Helin, Monica Nanda. 2012. Cahaya, (online),

(http://ulangan-ipa1-18.blogspot.com/2012/12/cahaya.html, diakses 25 september

2013).

Wijaya El. 2013. Gelombang Elektromagnetik, (online),

(http://www.slideshare.net/eljovkusnowijaya/gelombang-elektromagnetikx21-

16523441, dikases 25 September 2013).

Ikatan Kimia 8