Setelah kenalan Model atom Thomson, yang menganggap elektron berada dalam media bermuatan positif, model yang lebih maju dikenal sebagai Model atom Rutherford. Ilmuwan yang bertanggung jawab atas kemajuan baru dalam sains ini adalah Ernest Rutherford. Ia lahir pada tanggal 20 Agustus 1871 dan meninggal pada tanggal 19 Oktober 1937. Selama hidupnya ia memberikan kontribusi yang besar bagi kimia dan dunia sains pada umumnya.
Oleh karena itu, kami akan mendedikasikan artikel ini untuk memberi tahu Anda semua yang perlu Anda ketahui tentang model atom Rutherford.
Eksperimen Daun Emas
Model old thomson mengatakan bahwa elektron berada dalam medium bermuatan positif. Pada tahun 1909 Ernest Rutherford, ditemani oleh dua asisten bernama Geiger dan Marsden, melakukan penelitian yang dikenal sebagai eksperimen Daun Emas di mana mereka dapat memverifikasi bahwa "Puding kismis" Thomson yang terkenal salah. Dan percobaan baru ini mampu menunjukkan bahwa atom memiliki struktur dengan muatan positif yang kuat. Eksperimen ini tidak dapat membantu untuk membangun kembali beberapa kesimpulan yang akhirnya disajikan sebagai model atom Rutherford pada tahun 1911.
Eksperimen yang dikenal sebagai Gold Leaf tidaklah unik, tetapi dilakukan antara tahun 1909 dan 1913. Untuk ini, mereka menggunakan laboratorium fisika dari Universitas Manchester. Eksperimen ini sangat penting karena kesimpulan baru dapat dibuat dari hasil mereka, yang mengarah pada model atom revolusioner.
Eksperimen ini terdiri dari: selembar emas tipis yang hanya setebal 100nm harus dibombardir dengan sejumlah besar partikel alfa. Partikel alfa ini adalah dan ion. Artinya, atom yang tidak memiliki elektron, sehingga hanya memiliki proton dan neutron. Dengan memiliki neutron dan proton, muatan total atom menjadi positif. Eksperimen ini terutama bertujuan untuk menguatkan apakah model Thomson benar. Jika model ini benar, partikel alfa harus melewati atom emas dalam garis lurus.
Untuk mempelajari defleksi yang disebabkan oleh partikel alfa, filter seng sulfida fluoresen harus ditempatkan di sekitar kertas emas halus. Hasil dari percobaan ini adalah teramati bahwa beberapa partikel mampu melewati atom emas lembaran dalam garis lurus. Namun, beberapa partikel alfa ini dibelokkan ke arah acak.
Kesimpulan dari percobaan Gold Leaf
Mengingat fakta ini, tidak mungkin untuk menguatkan apa yang dianggap model atom sebelumnya. Dan model atom ini menunjukkan bahwa muatan positif didistribusikan secara merata di dalam atom dan ini akan membuatnya lebih mudah untuk menyeberanginya karena muatannya tidak akan sekuat pada titik tertentu.
Hasil eksperimen Gold Leaf ini sama sekali tidak terduga. Hal ini membuat Rutherford berpikir bahwa atom memiliki pusat dengan muatan positif yang kuat yang dibuat menjadi partikel alpha mencoba untuk menyebarkannya ditolak oleh struktur pusat. Untuk menetapkan sumber yang lebih andal, partikel dipertimbangkan dalam jumlah yang dipantulkan dan yang tidak. Berkat pemilihan partikel ini, dimungkinkan untuk menentukan ukuran inti dibandingkan dengan orbit elektron di sekitarnya. Dapat juga disimpulkan bahwa sebagian besar ruang atom kosong.
Bisa dilihat, beberapa partikel alfa dibelokkan oleh lapisan emas. Beberapa dari mereka hanya menyimpang pada sudut yang sangat kecil. Ini membantu untuk menyimpulkan bahwa muatan positif pada atom tidak terdistribusi secara merata. Artinya, muatan positif terletak pada atom secara terkonsentrasi dalam volume ruang yang sangat kecil.
Sangat sedikit partikel alfa yang melayang kembali. Penyimpangan ini menunjukkan sebagai berikut partikel tersebut bisa saja memantul. Berkat semua pertimbangan baru ini, model atom Rutherford dapat dibangun dengan ide-ide baru.
Model atom Rutherford
Kita akan mempelajari prinsip-prinsip model atom Rutherford:
- Partikel yang memiliki muatan positif di dalam atom mereka tersusun dalam volume yang sangat kecil jika kita membandingkannya dengan volume total atom tersebut.
- Hampir semua massa yang dimiliki atom berada dalam volume kecil yang disebutkan. Massa bagian dalam ini disebut inti.
- Elektron yang bermuatan negatif mereka ditemukan berputar di sekitar inti.
- Elektron berputar dengan kecepatan tinggi saat berada di sekitar inti dan melakukannya dalam jalur melingkar. Lintasan ini disebut orbit. Nanti saya akan mereka dikenal sebagai orbital.
- Baik elektron yang bermuatan negatif maupun inti dari atom bermuatan positif itu sendiri selalu bersatu berkat gaya tarik elektrostatis.
Penerimaan dan batasan model atom Rutherford
Seperti yang diharapkan, model baru ini membayangkan panorama atom yang sama sekali baru di dunia ilmiah. Berkat model atom ini, banyak ilmuwan kemudian dapat mempelajari dan menentukan jumlah elektron yang dimiliki setiap unsur dalam tabel periodik. Selain itu, penemuan baru dapat dibuat yang membantu menjelaskan fungsi atom dengan cara yang paling sederhana.
Namun, model ini juga memiliki beberapa keterbatasan dan bug. Meskipun ini adalah terobosan dalam dunia fisika, mereka bukanlah model yang sempurna maupun yang lengkap. Dan apakah itu dari menurut hukum Newton dan aspek penting dari hukum Maxwell, model ini tidak dapat menjelaskan hal-hal tertentu:
- Dia tidak bisa menjelaskan bagaimana muatan negatif bisa bertahan bersama di dalam inti. Menurut tibia elektronik, muatan positif harus saling tolak.
- Kontradiksi lainnya adalah terhadap hukum dasar elektrodinamika. Jika elektron dengan muatan positif dianggap berputar di sekitar inti, mereka harus memancarkan radiasi elektromagnetik. Dengan memancarkan radiasi ini, energi dikonsumsi agar elektron runtuh di inti. Oleh karena itu, model atom lurik tidak dapat menjelaskan kestabilan atom.
Saya berharap dengan informasi ini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang model atom Rutherford.