ATOM SEBAGAI PENYUSUN ALAM SEMESTA

Mukhlis Akhadi
Ahli Peneliti Utama di Badan Tenaga Nuklir Nasional

Sudah sejak zaman dahulu manusia tertarik kepada benda-benda yang ada di sekeliling mereka. Sejarah perkembangan ilmu pengetahuan mencatat, bahwa banyak di antara para filosof Yunani kuno telah berusaha menerangkan materi yang ada di sekitar mereka. Di salah satu sekolah filsafat Yunani kuno misalnya, Empedocles (abad ke-5 SM) menajarkan, bahwa ada empat bahan dasar penyusun alam, yaitu: tanah, udara, api dan air.

Dari Yunani kita juga mengenal adanya konsep dasar tentang atom dari Demokritus (460-370 SM). la menggambarkan atom sebagai materi terkecil yang sedemikian kecilnya sehingga tidak dapat dibagi-bagi lagi. Inilah konsep tentang atom pertama yang tercatat oleh sejarah ilmu pengetahuan. Konsep tersebut lahir murni dari hasil pemikiran, dan bukan merupakan hasil percobaan.

Perkembangan pemikiran manusia tentang atom terus berlanjut, dan hingga kini atom masih tetap menjadi obyek penelitian yang menarik perhatian para ahli fisika. Didukung oleh berbagai hasil penemuan, maka teori tentang atompun berkembang dari waktu ke waktu.

Sejarah perkembangan ilmu pengetahuan juga mencatat, bahwa teori tentang atom yang didasarkan pada hasil percobaan pertama kali dikemukakan oleh John Dalton (1766-1844). Menurut Dalton, atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Atom-atom suatu unsur semuanya serupa dan tidak dapat berubah menjadi unsur lain. Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsur yang berlainan dapat membentuk molekul. Pada suatu reaksi kimia, atom-atom berpisah tetapi kemudian bergabung lagi dengan susunan yang berbeda dari semula, tetapi massa keseluruhannya tetap. Pada reaksi itu, atom-atom bergabung menurut perbandingan tertentu.

Begitu meyakinkan Dalton dalam mengemukakan teori atom, maka pada saat itu teori atomnya dipakai untuk menerangkan proses-proses dalam reaksi kimia. Penemuan-penemuan dalam bidang kimia pada abad ke-18 telah memperkokoh teori atom Dalton ini, sehingga pada saat itu keberadaan atom dapat dipercaya oleh para ahli, sekalipun mereka belum pernah melihat bentuk dari atom tersebut.

Perkembangan Berikutnya

Penemuan-penemuan baru dalam bidang fisika ternyata mampu membuka cakrawala baru pemahaman atom oleh manusia. Penemuan elektron oleh J.J. Thomson menyebabkan model atom yang dikemukakan Dalton tidak dapat diterima lagi. Dengan gugurnya model atom Dalton ini, Thomson terdorong untuk mengemukakan teori atom baru yang dikemukakannya pada tahun 1904. Thomson melukiskan bahwa atom bukanlah merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi seperti yang difahami manusia sebelumnya. Ia melukiskan bahwa atom mempunyai bentuk seperti bola yang muatan positifnya terbagi merata ke seluruh isi atom. Muatan positif itu dinetralkan oleh elektron-elektron bermuatan negatif yang tersebar di antara muatan positif tadi. Teori atom ini diterima secara luas oleh para ilmuwan hingga akhir abad ke-18.

Dalam perjalanan berikutnya, teori atom Thomson inipun akhirnya gugur oleh pengujian yang dilakukan Ernest Rutherford. Pengujian itu dilakukan dengan cara menembaki lempengan emas yang sangat tipis (ketebalan 0,01 mm) dengan partikel alfa. Apabila model atom Thomson itu benar, maka gerakan partikel alfa tidak akan dibelokkan sewaktu menumbuk lempeng emas. Namun Rutherford ternyata mendapatkan hasil yang lain dari yang diharapkan semula. Partikel alfa yang ditembakkan ke permukaan lempeng emas itu ternyata tidak semuanya mampu menembus lempeng emas secara lurus. Ada beberapa diantaranya dibelokkan dan sebagian lagi dipantulkan kembali.

Dari hasil percobaannya tadi Rutherford akhirnya berkesimpulan, bahwa sebagian partikel alfa dipantulkan kembali karena bertumbukan dengan bagian yang sangat keras dari atom, yang selanjutnya oleh Rutherford disebut inti atom. Dengan demikian, model atom Thomson yang menyatakan bahwa massa atom tersebar merata di seluruh isi atom tidak dapat diterima lagi. Dengan gugurnya teori atom Thomson ini, maka pada tahun 1911 Rutherford mengemukakan teori atom yang baru sebagai berikut:

• Atom terdiri dari muatan positif dan negatif dimana semua muatan positif dan sebagian besar masa atom terkumpul pada suatu titik di tengah-tengah bola atom yang disebut inti atom.
• Inti atom dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan negatif pada jarak yang relatif jauh, dimana elektron-elektron berputar pada lintasan-lintasan seperti planet yang bergerak mengelilingi matahari dalam sistim tata surya.

Penyusun Alam Semesta

Meski model atom Rutherford tadi masih memiliki beberapa kelemahan, namun teori itu dapat memberikan gambaran kasar tentang atom. Model atom seperti inilah yang biasanya diperkenalkan kepada masyarakat awam maupun pelajar pemula. Dan gambaran tadi, paling tidak kita menyadari bahwa pada prinsipnya atom adalah penyusun alam semesta. Atom ada di sekeliling kita. Bahkan tubuh kita sendiri pada prinsipnya tersusun atas atom-atom.

Untuk mengenali lebih lanjut tentang keberadaan atom itu, marilah kita mengambil salah satu contoh yang paling sederhana dalam kehidupan kita sehari-hari. Jika dalam menjalani kehidupan ini manusia membutuhkan air minum, maka dari air minum itu kita dapat menemukan atom. Dari satu gelas air, kita bisa mengambil setetes air. Dalam setetes air itu terdapat bertrilyun-trilyun molekul air. Molekul adalah bagian terkecil dari suatu materi yang masih memiliki sifat dasar materi. Jika segelas air bersifat cair pada suhu ruangan dan tidak berwarna, maka satu molekul airpun masih rnemiliki sifat dasar air, yaitu cair dan tidak berwarna.

Dalam ilmu kimia, air memiliki rumus molekul H₂O, yang berarti satu melekul air tersusun atas dua buah atom hidrogen (H) dan satu buah atom oksigen (O). Dalam hal ini atom merupakan bagian terkecil dari suatu materi yang sudah tidak memiliki sifat dasar materi. Atom hidrogen dan oksigen dalam keadaan terpisah (tidak membentuk molekul air) berada dalam bentuk gas pada temperatur ruangan.

Sumber : www.infonuklir.com dan www.iaea.org