Temuan Proton Partikel Pembangun Atom

4 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X

3. Temuan Neutron

Keberadaan neutron dalam atom ditemukan oleh J. Chadwick melalui percobaan penembakan unsur berilium oleh partikel alfa kecepatan tinggi. Dari percobaan tersebut, terbentuk partikel yang tidak dipengaruhi medan magnet dan dapat bertumbukan dengan parafin Gambar 1.4 . Partikel alfa adalah partikel bermuatan positif yang di- pancarkan oleh unsur radio aktif. Gambar 1.4 Diagram alir pelepasan partikel neutron Sumber partikel Proton kecepatan tinggi Magnet Parafin Berilium Partikel alfa adalah partikel yang dipancarkan oleh unsur radioaktif yang bermuatan positif. Alpha particle is particle emitted by radioactive element which has a positive charge. Note Catatan Data percobaan menunjukkan bahwa sinar yang keluar dari target berilium tidak dipengaruhi oleh medan magnet. Ketika sinar yang keluar dari target berilium menumbuk parafin, proton akan keluar dari parafin dengan kecepatan tinggi. Chadwick menyimpulkan bahwa partikel yang keluar dari unsur berilium tidak bermuatan dan memiliki massa hampir sama dengan massa proton. Partikel tersebut dinamakan neutron.

4. Massa dan Muatan Partikel Subatom

Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh Sir Joseph J. Thomson 1897 dan Robert A. Millikan 1906, massa dan muatan partikel sub atom dapat ditentukan. Untuk menyatakan massa subatom, massa proton dan neutron ditetapkan sama dengan satu, sedangkan elektron 1 1.836 kali massa proton. Massa proton sesungguhnya adalah 1,67 × 10 –27 kg dan massa elektron sesungguhnya adalah 9,11 × 10 –31 kg. Berapakah muatan elektron? Pertanyaan ini dijawab pada abad ke- 20 oleh ahli fisika Amerika, Robert A. Millikan. Penelitiannya yang terkenal dinamakan percobaan Tetes Minyak Millikan. Pada 1906, Robert A. Millikian berhasil menentukan harga muatan elektron melalui percobaan tetes minyak. Minyak disemprotkan sampai tetesan minyak jatuh melalui celah yang terdapat pada pelat bagian atas dan tetesan minyak memasuki ruang di antara dua pelat yang dipasang sejajar. Jika gas Z di antara kedua pelat itu disinari dengan sinar-x maka gas Z akan melepaskan elektron dan elektron ini terikat oleh tetesan minyak: Z+ sinar-x → Z + + e – . 5 Struktur Atom Dengan mengatur potensial pada pelat P, gerak tetesan minyak dapat diatur naik turun, gerakan ini dapat diamati melalui teleskop Gambar 1.5 . Turunnya tetes minyak akibat gaya gravitasi mg dan naiknya tetes minyak diatur oleh potensial untuk mengimbangi gaya gravitasi yang besarnya sesuai dengan hukum Stokes 6 πη rv , dengan r = jari-jari minyak, v= kecepatan jatuh minyak, dan η = viskositas minyak. Dari percobaan tetes minyak, Millikan menemukan bahwa muatan tetes minyak q selalu merupakan kelipatan bilangan bulat dari –1,6 × 10 –19 C, yakni: q = n e, dengan n = 1, 2, 3, ..., i Hal ini disebabkan satu tetes minyak dapat menangkap elektron sebanyak kelipatan dari bilangan bulat. Oleh karena itu, disimpulkan bahwa muatan sebuah elektron sama dengan –1,6 × 10 –19 C. Dengan mengetahui besar muatan elektron, harga massa elektron dapat dihitung dengan cara memasukkan harga muatan tersebut ke dalam persamaan angka banding e m = –1,76 ×10 11 C kg –1 yang ditemukan oleh Thomson, yaitu: 31 11 1 19 e m e 1,6×10 C m = = =9,11×10 1,76×10 Ckg − − − − − Untuk menyatakan muatan partikel subatom, muatan proton sama dengan +1, elektron ditetapkan sama dengan –1, sedangkan neutron tidak bermuatan netral. Muatan elektron dan proton sesungguhnya adalah –1,60 × 10 –19 C dan + 1,60 × 10 –19 C. Tetesan minyak yang jatuh melalui lubang menuju pelat bermuatan positif +. Butiran murni minyak yang di semprotkan pada alat. Pengamat Pelat yang bermuatan listrik – memengaruhi pergerakan tetesan. Sinar-X menembak elektron-elektron melalui udara, dan berbenturan dengan tetesan. sumber sinar X Gambar 1.5 Percobaan tetes minyak Millikan untuk mengukur muatan elektron. Sumber: Introduction Chemistry, 1997 Sekilas Kimia Sumber: www. th. physik.uni-frankfurt. J. J. Thomson menemukan elektron sebagai unit penting dalam arus listrik atas, Robert A. Millikan menemukan muatan elektron melalui percobaan minyak tetes bawah. J.J Thomson 1856-1940 Robert A. Millikan 1871-1937 Carilah informasi tentang percobaan yang dilakukan oleh Thomson dalam menentukan massa dan muatan partikel subatom. Kegiatan Inkuiri Tabel 1.1 Massa dan Muatan Partikel Subatom Partikel Subatom Massa Muatan Proton, p Neutron, n Elektron, e 1,67 × 10 –27 1,67 × 10 –27 9,11 × 10 –31 Eksak kg Relatif Eksak coulomb Relatif 1 +1,60 × 10 –19 – – 1,60 × 10 –19 +1 – –1 1 1.836