Partikel penyusun atom

Bismillahirahmanirrahim

Partikel penyusun atom

 Atom adalah unit dasar dari setiap substansi yang menempati ruang dan memiliki massa dan volume yang pasti.  Sebuah atom terdiri dari tiga partikel utama sub-atom yaitu proton, elektron dan neutron.

Proton

Jumlah proton yang terdapat dalam inti atom dikenal sebagai nomor atom unsur. Massa atom terkonsentrasi pada inti yang terdiri dari proton dan neutron. Massa proton dan neutron hampir sama, namun itu sekitar  1.836 kali lebih berat daripada elektron. Muatan positif antara proton menyebabkan mereka saling tolak. Sebuah gaya nuklir yang kuat mengikat proton bersama-sama. Gaya ini diberikan oleh keberadaan 1 quark bawah dan 2 quark atas dalam proton.

·         Muatan pada proton = 2 (⅔) + (- ⅓) = 1.

·         Dengan demikian, proton memperoleh muatan positif.

Elektron

Joseph John Thomson pada tahun 1897 melakukan percobaan dengan menggunakan tabung sinar katode. Terdapat dua plat elektroda dimana salah satu plat logam yang terdapat pada ujung tabung berfungsi sebagai katoda. Kedua plat ini dimasukkan ke dalam tabung kaca bertekanan rendah kemudian dialirkan listrik bertegangan tinggi hingga mampu melepas elektron dari katoda ke anoda.

Sinar katoda tidak dapat kita lihat menggunakan mata telanjang namun kita bisa mengetahui bahwa sinar ini ada dari berpenjarnya lapisan tabung kaca bagian dalam akibat adanya benturan antara elektron dengan dinding tabung. Atau kita bisa melihatnya jika sinar katoda kita benturkan ke layar ber-fluoresensi (layar yang dapat berpendar) setelah terlebih dahulu kita beri lubang pada plat logam anoda. Seperti gambar di bawah ini.

(Brown & LeMay, 1977)

Dari hasil percobaannya ditemukan sifat sinar katode yaitu:

a.      Merupakan radiasi partikel karena mampu memutar baling-baling.

b.     Radiasi ini bila dibelokkan menggunakan medan magnet, maka akan menuju ke kutub magnet positif. Itu artinya sinar katode bermuatan negatif.

c.      Partikel katoda merambat tegak lurus dari lempengan katode menuju anode.

d.     Sinar katoda tidak tergantung pada jenis plat logam yang digunakan.

e.      Sinar katoda dapat kita buat dengan listrik tegangan tinggi.

Dari sifat inilah kemudian oleh J.J Thomson menamakan partikel penyusun atom bermuatan negatif ini sebagai elektron. Setelain ini J.J Thomson juga menemukan perbandingan muatan elektron terhadap massa yaitu 1,76 × 10⁸ C/g yang kemudian pada tahun 1909, Robert Millikan berhasil menemukan besarnya muatan sebuah elektron yaitu 1,6 × 10^-19 C. Dengan demikian, maka kita peroleh massa 1 elektron sebesar 9,1095×10^-31 Kg.

Neutron

Neutron tidak memiliki muatan atau netral dan pada tahun 1932, seorang ahli fisika Inggris James Chadwick menemukan bahwa itu terletak pada inti. Neutron lebih lanjut terdiri dari partikel fundamental yang disebut quark. Hal ini terdiri dari 1 ke atas dan 2 quark ke bawah. Quark membawa nilai pecahan muatan dan karenanya menentukan muatan partikel.

·         1 quark atas = muatan ⅔ e dan quark bawah = muatan – ⅓ e.

·         Oleh karena itu muatan neutron = ⅔ + (- ⅓ – ⅓) = 0.

·         Dengan demikian, neutron tidak memiliki muatan

BILANGAN KUANTUM

 Apasih yang diamaksud dengan bilangan kuantum??

Bilangan kuantum adalah suatu harga yang menyatakan keadaan orbital suatu atom.

Setiap orbital atom memiliki satu set tiga bilangan kuantum yang unik, antara lain bilangan kuantum utama (n), azimuth (atau momentum angular) (l), dan magnetik (m_l). Ketiga bilangan kuantum tersebut dapat mendeskripsikan tingkat energi orbital dan juga ukuran, bentuk, dan orientasi dari distribusi probabilitas radial orbital atom. Lalu, terdapat bilangan yang keempat, yakni bilangan kuantum spin (m_s), yang memberikan informasi spin suatu elektron dalam sebuah orbital. Setiap elektron dalam sebuah atom memiliki satu set empat bilangan kuantum yang unik, yakni n, l, m_l, dan m_s.

Kombinasi bilangan kuantum n, l, dan m_l yang mungkin pada 4 kulit elektron pertama dapat dilihat pada tabel berikut:

Konfigurasi electron

penyusunan elektron-elektron dalam orbital-orbital pada kulit-kulit atom multi elektron. Aturan-aturan dalam penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital, antara lain:

1.     Asas Aufbau: Elektron menempati orbital-orbital dimulai dari tingkat energi yang terendah, dimulai dari 1s, 2s, 2p, dan seterusnya seperti urutan subkulit yang terlihat pada gambar berikut.

2.     Asas larangan Pauli: Tidak ada dua elektron dalam satu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yang sama. Setiap orbital maksimum diisi oleh 2 elektron yang memiliki spin yang berlawanan (m_s = +½ dan m_s = −½).

3.     Kaidah Hund: Jika ada orbital dengan tingkat energi yang sama, konfigurasi elektron dengan energi terendah adalah dengan jumlah elektron tak berpasangan dengan spin paralel yang paling banyak.

Berdasarkan eksperimen, terdapat anomali konfigurasi elektron dari aturan-aturan di atas. Subkulit d memiliki kecenderungan untuk terisi setengah penuh atau terisi penuh. Contohnya, konfigurasi elektron ₂₄Cr: [Ar] 4s¹ 3d⁵ lebih stabil dibanding [Ar] 4s² 3d⁴; dan ₂₉Cu: [Ar] 4s¹ 3d¹⁰ lebih stabil dibanding [Ar] 4s² 3d⁹.

Daftar pusaka:

https://www.siswapedia.com/partikel-penyusun-atom/

https://usaha321.net/pertikel-penyusun-atom.html

https://www.studiobelajar.com/bilangan-kuantum/