commit to user 14
evaluasi dalam pelaksanaan proses belajar mengajar. Menurut Zainal Arifin 1990: 3 prestasi belajar mempunyai beberapa fungsi utama:
1 Sebagai indikator kualitas dan kuantitas pengetahuan yang telah dikuasai peserta didik.
2 Sebagai bahan informasi dalam motivasi pendidikan. 3 Sebagai indikator intern dan ekstern dari suatu institusi pendidikan.
4 Dapat dijadikan indikator daya serap kecerdasan anak didik. 5 Hasil belajar yang dicapai siswa sangat erat kaitannya dengan rumusan tujuan
instruksional yang direncanakan guru sebelumnya.
6. Struktur Atom
a. Konsep Dasar Struktur Atom
Konsep dasar tentang atom sebenarnya sudah lama dikenal orang. Konsep tersebut antara lain berasal dari pemikiran orang Yunani kuno yang
dipelopori oleh Democritus yang hidup pada akhir abad ke-4 dan awal abad ke-5 Sebelum Masehi. Menurut teori yang dikemukakannya, suatu benda dapat dibagi
menjadi bagian-bagian yang sangat kecil yang akhirnya tidak dapat dibagi lagi yang disebut atom. Kata atom berasal dari bahasa Yunani yaitu “atomos” yang
berarti “tidak dapat dibagi lagi”. Disebutkan bahwa alasan ini berasal dari observasi di mana butiran pasir dapat bersama-sama membentuk sebuah pantai.
Dalam analoginya, pasir adalah atom, dan pantai adalah senyawa. Analogi ini kemudian dapat dihubungkan dengan pengertian Democritus terhadap atom yang
tidak bisa di bagi lagi walaupun sebuah pantai dapat dibagi ke dalam butiran- butiran pasirnya, butiran pasir ini tidak dapat dibagi. Namun model Democritus
ini kurang memiliki bukti eksperimental, sehingga tidak dapat diterima oleh beberapa ahli ilmu pengetahuan dan filsafat.
b. Perkembangan Teori Model Atom
Perkembangan teori model atom dipelajari mulai dari teori atom Dalton hingga teori atom modern. Berikut ini penjelasan dari masing-masing teori model
atom:
commit to user 15
1 Model Atom Dalton John Dalton merumuskan teori atom yang pertama sekitar tahun 1803-1807,
yang kita kenal sebagai teori atom Dalton. Berikut adalah postulat-postulat dalam teori atom Dalton:
a Setiap unsur terdiri atas partikel yang sudah tak terbagi yang disebut atom. b Atom-atom dari suatu unsur adalah identik. Atom-atom dari unsur yang
berbeda, termasuk mempunyai massa yang berbeda. c Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur yang lain,
tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Reaksi kimia hanya merupakan penataan ulang atom-atom.
d Senyawa terbentuk ketika atom-atom dari dua jenis unsur atau lebih bergabung dengan perbandingan tertentu. Misalnya air terdiri dari atom-
atom hidrogen dan atom-atom oksigen. Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti
pada tolak peluru, seperti gambar berikut ini:
Gambar 1. Model Atom Dalton Kelemahan teori atom Dalton yaitu:
a Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain.
b Tidak dapat menjelaskan sifat listrik materi. c Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan.
Michael Purba, 2006: 18-21 2 Model Atom Thomson
a Penemuan Elektron Tahun 1897, Joseph John Thomson menemukan elektron. Thomson
melakukan percobaan dengan menggunakan tabung kaca bertekanan udara sangat rendah hamper vakum. Pada kedua ujung tabung tersebut
commit to user 16
dipasang plat logam yang berfungsi sebagai elektrode. Kedua elektrode tersebut dihubungkan dengan sumber arus listrik bertekanan tinggi.
Elektrode yang dihubungkan dengan kutub positif disebut anode, sedangkan elektrode yang dihubungkan dengan kutub negatif disebut
katode. Tabung seperti itu dinamakan tabung sinar katode tabung Crookes.
Percobaan itu dilakukan sebagai berikut. Dengan menggunakan pompa vakum, tekanan udara dalam tabung dapat diatur. Jika tekanan udara dalam
tabung dibuat cukup rendah, maka gas dalam tabung akan berpendar berpijar dengan cahaya yang warnanya bergantung pada jenis gas dalam
tabung. Selanjutnya, jika tekanan gas dalam tabung dibuat semakin kecil, maka akhirnya tabung menjadi gelap. Akan tetapi, bagian tabung di depan
katode berpendar dengan warna hijau. Perpendaran ini bersumber dari radiasi katode menuju anode yang membentur gelas sehingga gelas
berpendar mengeluarkan cahaya warna hijau. Sinar itu disebut sinar katode. Selanjutnya diketahui bahwa sinar katode merupakan radiasi
partikel yang bermuatan negatif. Berdasarkan hasil percobaan itu, Thomson mengungkapkan sifat-sifat
sinar katode sebagai berikut ini: 1 Dipancarkan oleh katode dalam sebuah tabung hampa jika dilewatkan
arus listrik bertegangan tinggi. 2 Merambat dalam garis lurus menuju anode.
3 Jika membentur gelas, maka gelas berpendar berfluoresensi. Dengan adanya fluoresensi ini, kita dapat mengetahui adanya sinar katode.
4 Dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet ke kutub positif. Oleh karena itu, sinar katode bermuatan negatif.
5 Sinar tidak bergantung pada bahan elektrodenya. Hal itu berarti, setiap elektrode dapat memancarkan sinar katode. Jadi, setiap materi
mengandung partikel seperti sinar katode. Dari kelima sifat-sifat sinar katode itu, dapat disimpulkan bahwa sinar
katode adalah partikel dasar atom yang ada pada setiap atom. Partikel
commit to user 17
dasar tersebut kemudian disebut elektron. Berdasarkan hal itu, Thomson menyimpulkan bahwa elektron merupakan partikel dasar penyusun atom.
Selanjutnya Thomson melakukan percobaan untuk menentukan harga perbandingan muatan elektron dengan massanya. Thomson melakukan
percobaan seperti gambar. Dari percobaan itu, diperoleh harga em sebesar 1,76 x 10
8
C g
-1
. Nilai-nilai itu merupakan hasil pengukuran pengaruh medan listrik dan magnet terhadap pembelokan sinar katode serta
pengukuran jari-jari kelengkungan dari pembelokan tersebut. Parning, 2005: 22-23
b Percobaan Tetes Minyak Millikan Tahun 1909, Robert Millikan melakukan percobaan dengan tetes minyak
untuk menentukan muatan 1 elektron. Pada percobaan itu, tetes minyak dapat menangkap satu, dua, tiga atau lebih elektron. Millikan menemukan
muatan tetes minyak yang besarnya adalah 1 x 1,6 x 10
-19
C, 2 x 1,6 x 10
-19
C, 3 x 1,6 x 10
-19
C, dan seterusnya. Berdasarkan hal tersebut, Millikan menyimpulkan bahwa muatan 1 elektron adalah 1,6 x 10
-19
C dan diberi tanda -1.
Berdasarkan percobaan Thomson dan Millikan massa elektron dapat dihitung sebagai berikut:
1 Dari percobaan Thomson : qm = em = 1,76 x x10
8
C g
-1
. 2 Dari percobaan Millikan : e = 1,6 x 10
-19
C. 3 Oleh karena itu, massa elektron : m = 9,11 x 10
-28
gram. Parning, 2005: 24
c Teori Atom Thomson Penemuan elektron atas jasa Joseph John Thomson dan Robert Andrews
Millikan pada tahun-tahun pertama abad ke-20 memberikan bukti ketidaksempurnaan model atom Dalton yang mengatakan bahwa atom
adalah partikel terkecil yang tak dapat terbagi, tidak dapat diterima lagi. 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
commit to user 18
tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom Dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson,
yang menyatakan bahwa: “Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan di dalamnya tersebar muatan negatif elektron”.
Model atom ini dapat digambarkan menyerupai roti kismis. Menurut Thomson, atom terdiri dari materi bermuatan positif dan di dalamnya
tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis. Secara keseluruhan atom bersifat netral. Model atom Thomson dapat dilihat pada gambar
berikut:
Gambar 2. Model Atom Thomson Michael Purba, 2006: 25
3 Model Atom Rutherford a Penemuan Inti Atom
Pada tahun 1910, Ernerst Rutherford melakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui lebih banyak tentang susunan atom. Eksperimen yang
dilakukan Rutherford adalah penembakan lempeng emas yang sangat tipis dengan partikel alfa berenergi tinggi. Sinar alfa adalah salah satu jenis
radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Dalam percobaan itu ditemukan bahwa sebagian besar partikel alfa dapat menembus lempeng emas tanpa
pembelokan yang berarti, seolah-olah lempeng emas itu tidak ada. Akan tetapi, kemudian didapati pula bahwa sebagian kecil dari partikel alfa
mengalami pembelokan yang cukup besar, bahkan beberapa diantaranya dipantulkan. Rutherford menduga bahwa pembelokan dan pemantulan
sinar alfa tersebut terjadi karena sinar alfa berbenturan dengan suatu benda pejal yang berukuran sangat kecil.
commit to user 19
Gambar 3. Percobaan Rutherford Setelah melakukan eksperimen, Rutherford menyimpulkan bahwa benda
pejal itu merupakan inti atom. Hal itu berarti atom terdiri dari inti atom dan ruang kosong. Di luar inti atom terdapat elektron yang bermuatan
negatif dan jumlahnya sama dengan muatan pada inti atom. Elektron beredar mengelilingi atom pada jarak yang relatif jauh dari inti atom.
Lintasan elektron tersebut dinamakan kulit atom. Jarak inti atom ke kulit elektron disebut jari-jari atom.
Parning, 2005: 24 Dengan model seperti itu, penghamburan sinar alfa oleh lempeng emas
tipis dapat dijelaskan sebagai berikut: 1 Sebagian besar partikel sinar alfa dapat tembus karena melalui daerah
hampa. 2 Partikel alfa yang mendekati inti atom dibelokkan karena mengalami
gaya tolak inti. 3 Partikel alfa yang menuju inti atom dipantulkan karena inti bermuatan
positif dan sangat pejal. Michael Purba, 2006: 27-28
b Teori Atom Rutherford Melalui percobaan dengan menembaki plat emas yang sangat tipis dengan
sinar alfa, Rutherford menemukan inti atom yang bermuatan positif dan massa atomnya terpusat pada intinya. Hipotesa dari Rutherford adalah
atom yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Rutherford memodelkan atom sebagaimana pada sistem tata surya, yaitu
commit to user 20
elektron-elektron bergerak mengelilingi inti atom seperti planet-planet mengitari matahari.
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 sehingga lama-kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan
mendekati inti dan jatuh ke dalam inti. Michael Purba, 2006: 29
Gambar 4. Model Atom Rutherford 4 Model Atom Bohr
Pada tahun 1913, berdasarkan analisis spektrum atom, Niels Bohr mengajukan model atom sebagai berikut:
a Dalam atom terdapat lintasan-lintasan tertentu tempat elektron dapat mengorbit inti tanpa disertai pemancaran atau penyerapan energi. Lintasan
itu, yang juga disebut kulit atom, adalah orbit berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu. Tiap lintasan ditandai dengan satu bilangan bulat yang
disebut bilangan kuantum utama n, mulai dari 1, 2, 3, 4, dan seterusnya, yang dinyatakan dengan lambang K, L, M, N, dan seterusnya. Lintasan
pertama, dengan n = 1, dinamai kulit K. lintasan kedua, dengan n = 2, dinamai kulit L, dan seterusnya. Makin besar harga n makin jauh dari
inti, makin besar energi elektron yang mengorbit pada kulit itu.
commit to user 21
Gambar 5. Model Atom Bohr b Elektron hanya boleh berada pada lintasan-lintasan yang diperbolehkan
lintasan yang ada, dan tidak boleh berada di antara dua lintasan. Lintasan yang akan ditempati oleh elektron bergantung pada energinya. Pada
keadaan normal tanpa pengaruh luar, elektron menempati tingkat energi terendah. Keadaan seperti itu disebut tingkat dasar ground state.
c Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu energi. Perpindahan elektron ke kulit
luar akan disertai penyerapan energi. Sebaliknya, perpindahan elektron ke kulit lebih dalam akan disertai pelepasan energi.
Kelemahan model atom ini adalah tidak dapat menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak. Sehingga diperlukan model atom yang lebih
sempurna dari model atom Bohr. 5 Model Atom Modern Model Atom Mekanika Kuantum
Pada tahun 1927, Erwin Schrodinger, seorang ilmuwan dari Austria mengemukakan teori atom mekanika kuantum atau mekanika gelombang. Teori
tersebut dapat diterima para ahli hingga sekarang. Teori atom mekanika kuantum mempunyai persamaan dengan teori atom
Niels Bohr dalam hal tingkat-tingkat energi atau kulit-kulit atom, tetapi berbeda dalam hal bentuk lintasan atau orbit tersebut. Dalam teori atom mekanika
kuantum, posisi elektron adalah tidak pasti. Hal yang dapat ditentukan mengenai keberadaan elektron di dalam atom adalah daerah peluang terbesar untuk
menemukan elektron tersebut. Daerah peluang terbesar itu disebut orbital.
commit to user 22
Teori atom modern adalah sebagai berikut: a Atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron,
sedangkan elektron-elektron mengitari inti atom yang berada pada orbital- orbital tertentu dan membentuk kulit atom. Hal itu disebut dengan konsep
orbital. b Berdasarkan perpaduan asas ketidakpastian dari Heisenberg dan mekanika
gelombang dari Broglie, Schrodinger merumuskan konsep orbital, yaitu “Orbital adalah suatu ruang atau daerah peluang menemukan elektron”.
c Kedudukan elektron pada orbital-orbitalnya dinyatakan dengan bilangan kuantum.
Gambar 6. Model Atom Modern Awan elektron disekitar inti menunjukkan tempat kebolehjadian elektron.
c. Partikel Penyusun Atom
