Model Atom J.J Thomson, Kelebihan dan Kekurangannya

Belajar Kimia-Pada awal 1900an, J.J. Thomson mengusulkan model atom baru yang mengikutkan keberadaan partikel elektron dan proton. Karena eksperimen menunjukkan proton memiliki massa yang jauh lebih besar dibandingkan elektron, maka model Thomson menggambarkan atom sebagai proton tunggal yang besar. Di dalam partikel proton, Thomson memasukkan elektron yang menetralkan adanya muatan positif dari proton. Menurut Thomson, atom terdiri dari suatu bulatan bermuatan positif dengan rapat muatan yang merata. Di dalam muatan positif ini tersebar elektron dengan muatan negatif yang besarnya sama dengan muatan positif. Cara yang populer untuk menggambarkan model ini adalah dengan menganggap elektron sebagai kismis (plumb) di dalam kue puding proton, sehingga model ini diberi nama model kue kismis (plumb-pudding model).

Pada gambar di bawah, bagian berwarna orange bermuatan positif, sedangkan berwarna hijau adalah elektron yang bermuatan negatif.

 

Joseph John Thomson Pada tahun 1897 J.J Thomson menemukan elektron berdasarkan percobaannya melalui tabung sinar katode. Kelemahan dari Dalton diperbaiki oleh J.J. Thomson, eksperimen yang dilakukannya tabung sinar kotoda. Hasil eksperimennya menyatakan ada partikel bermuatan negatif dalam atom yang disebut elektron. Suatu bola pejal yang permukaannya dikelilingi elektron dan partikel lain yang bermuatan positif sehingga atom bersifat netral.

Walaupun model atom Thomson adalah yang pertama yang memasukkan konsep adanya proton dan elektron yang bermuatan, model Thomson tidak mampu melewati pengamatan pada eksperimen-eksperimen berikutnya. Sebagai catatan, proton yang digunakan dalam model Thomson ini bukanlah partikel proton yang ditemukan di model yang lebih modern. Bahkan sesungguhnya dapat dikatakan model Thomson tidak memiliki proton, namun sebuah sel bermuatan positif.

Pengaruh model atom Dalton dapat dilihat dengan jelas pada model Thomson. Dalton berspekulasi bahwa atom adalah benda padat, dan Thomson mendukung gagasan ini dalam modelnya dengan mengelompokkan elektron dan proton bersama-sama.

Sampai akhir abad ke-19, konsep mengenai bentuk atom masih berupa bola pejal layaknya bola biliar. Sedangkan pada tahun 1987 Joseph John Thomson secara total merubah konsep atom dengan adanya penemuan elektron yang dikenal dengan teori atom Thomson. Sekiranya teori atom Thomson dapat diringkas sebagai berikut :

Atom berupa bola yang bermuatan positif dengan adanya elektron yang bermuatan negatif di sekelilingnya.

Muatan positif dan negatif pada atom besarnya sama. Hal ini menjadikan atom bermuatan netral. Suatu atom tidak mempunyai muatan positif atau negatif yang berlebihan.

Penemuan Elektron

Elektron ditemukan oleh J.J. Thomson melalui percobaan tabung sinar katoda. Pada saat itu, Thomson melihat bahwa jika arus listrik melewati tabung vakum, ada semacam aliran berkilau yang terbentuk. Thomson menemukan bahwa aliran berkilau tersebut dibelokkan ke arah plat kutub positif. Teori atom Thomson membuktikan bahwa aliran tersebut terbentuk dari partikel kecil dari atom dan partikel terebut bermuatan negatif. Thomson menamai penemuan tersebut sebagai elektron.

Pelucutan Gas

Pelucutan gas peristiwa mengalirnya muatan-muatan listrik di dalam tabung lucutan gas pada tekanan yang sangat kecil. Sebuah tabung lucutan adalah tabung yang berisi udara, didalam tabung berisi elektrode-elektrode, yang biasanya disebut anoda dan katode. Udara dalam tabung ini tidak dapat mengalirkan arus listrik walaupun ujung-ujung elektroda tersebut dihubungkan dengan induktor Ruhmkorf.

Ingat !!! bahwa Katoda (-) Anoda (+)

Keadaan akan berubah jika udara dalam tabung dikeluarkan sehingga tekanan udara menjadi kecil dan letak-letak molekul udara manjadi renggang. Pada tekanan 4 cm Hg dalam tabung memancarkan cahaya merah-ungu. Cahaya ini akan menghilang sejalan denga semakin kecilnya tekanan. Pada tekanan 0,02 mm Hg udara dalam tabung tidak lagi memancarkan cahaya namun kaca dimuka katoda berpendar kehijauan.

Crookes berpendapat bahwa dari katoda dipancarkan sinar yang tidak tampak yang disebut Sinar katoda. Sinar katoda dapat di pelajari karena bersifat memendarkan kaca. Sinar Katoda adalah arus elektron dengan kecepatan tinggi yang keluar dari katoda

Sifat Sinar Katoda:

1. Memiliki Energi
2. Memendarkan kaca
3. Membelok dalam medan listrik dan medan magnet.
4. Jika ditembakkan pada logam menghasilkan sinar X
5. Bergerak cepat menurut garis lurus dan keluar tegak lurus dari Katoda. 

 
Simpangan sinar katoda dalam medan listrik dan medan magnet menunjukkan bahwa sinar ini bermuatan negatif. Thomson dapat menunjukkan bahwa partikel sinar katoda itu sama bila katoda diganti logam lain. Jadi partikel-partikel sinar katoda ada pada setiap logam yang disebut elektron.


Tanpa mngenal lelah dan menyerah, akhirnya Thomson dapat mengukur massa elektron, ternyata muatan elektron 1,6021.10-19 Coulomb dan massa elektron 9,1090.10-31 Kg. Terjadinya sinar katoda dapat diterangkan sebagai berikut: pada tekanan yang sangat kecil, letak molekul-molekul udara sangat renggang, dalam gerakannya menuju katoda (-), ion-ion positif membentur katoda dengan kecepatan tinggi. Benturan-benturan tersebut mengakibatkan terlepasnya elektron-elektron dari logam katoda.

Kelebihan :

Teori Thomson memiliki kelebihan yaitu mampu membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur namun teori ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.


Kelemahan :

Tidak dapat menyatakan gerakan elektron dalam atom
Tidak dapat menentukan massa elektron