Sat. May 28th, 2022

Apa itu atom? Fakta tentang alam semesta – Atom adalah unit dasar materi. Segala sesuatu di alam semesta selain energi terbuat dari materi oleh karena itu atom membentuk segala sesuatu di alam semesta, menurut Northwestern University .

Apa itu atom? Fakta tentang alam semesta

brainmysteries – Istilah “atom” berasal dari kata Yunani yang berarti tidak dapat dibagi, karena pernah dianggap bahwa atom adalah benda terkecil di alam semesta dan tidak dapat dibagi. Kita sekarang tahu bahwa atom terdiri dari tiga partikel yang dikenal sebagai partikel subatom: proton, neutron, dan elektron — yang terdiri dari partikel yang lebih kecil lagi, seperti quark .

Baca juga : Apa itu Astronomi?

Melansir livescience, Atom diciptakan setelah Big Bang 13,7 miliar tahun yang lalu. Saat alam semesta baru yang panas dan padat mendingin, kondisi menjadi cocok untuk pembentukan quark dan elektron. Quark berkumpul untuk membentuk proton dan neutron, dan partikel-partikel ini bergabung menjadi inti. Ini semua terjadi dalam beberapa menit pertama keberadaan alam semesta, menurut CERN .

Butuh 380.000 tahun bagi alam semesta untuk cukup dingin untuk memperlambat elektron sehingga inti dapat menangkap mereka untuk membentuk atom pertama. Atom paling awal terutama adalah hidrogen dan helium , yang masih merupakan unsur paling melimpah di alam semesta, menurut Jefferson Lab . Gravitasi akhirnya menyebabkan awan gas bergabung dan membentuk bintang, dan atom yang lebih berat (dan masih) diciptakan di dalam bintang dan dikirim ke seluruh alam semesta ketika bintang meledak (supernova).

PARTIKEL ATOM

Proton dan neutron lebih berat dari elektron dan berada di inti atom di pusat atom. Elektron sangat ringan dan ada di awan yang mengorbit nukleus. Awan elektron memiliki radius 10.000 kali lebih besar dari nukleus, menurut Laboratorium Nasional Los Alamos .

Proton dan neutron memiliki massa yang kira-kira sama. Namun, satu proton sekitar 1.835 kali lebih besar dari elektron. Atom selalu memiliki jumlah proton dan elektron yang sama, dan jumlah proton dan neutron biasanya juga sama. Menambahkan proton ke atom membuat elemen baru, sementara menambahkan neutron membuat isotop, atau versi yang lebih berat, dari atom itu.

INTI

Nukleus ditemukan pada tahun 1911 oleh Ernest Rutherford, seorang fisikawan dari Selandia Baru, menurut American Institute of Physics . Pada tahun 1920, Rutherford mengusulkan nama proton untuk partikel atom yang bermuatan positif. Dia juga berteori bahwa ada partikel netral di dalam nukleus, yang James Chadwick, seorang fisikawan Inggris dan mahasiswa Rutherford, dapat mengkonfirmasi pada tahun 1932.

Hampir semua massa atom berada di nukleusnya, menurut Chemistry LibreTexts . Proton dan neutron yang membentuk nukleus memiliki massa yang kira-kira sama (proton sedikit lebih kecil) dan memiliki momentum sudut, atau putaran yang sama.

Nukleus disatukan oleh gaya kuat , salah satu dari empat gaya dasar di alam. Gaya antara proton dan neutron ini mengatasi gaya tolak menolak yang sebaliknya akan mendorong proton terpisah, sesuai dengan aturan kelistrikan. Beberapa inti atom tidak stabil karena gaya ikat bervariasi untuk atom yang berbeda berdasarkan ukuran inti. Atom-atom ini kemudian akan meluruh menjadi unsur lain, seperti karbon-14 yang meluruh menjadi nitrogen-14.

PROTON

Proton adalah partikel bermuatan positif yang ditemukan di dalam inti atom. Rutherford menemukannya dalam percobaan dengan tabung sinar katoda yang dilakukan antara tahun 1911 dan 1919. Proton sekitar 99,86% massa neutron menurut Jefferson Lab.

Jumlah proton dalam atom adalah unik untuk setiap elemen. Misalnya, atom karbon memiliki enam proton, atom hidrogen memiliki satu dan atom oksigen memiliki delapan. Jumlah proton dalam suatu atom disebut sebagai nomor atom unsur tersebut. Jumlah proton juga menentukan perilaku kimia unsur. Unsur disusun dalam Tabel Periodik Unsur berdasarkan kenaikan nomor atom.

Tiga quark membentuk setiap proton — dua quark “naik” (masing-masing dengan dua pertiga muatan positif) dan satu quark “turun” (dengan sepertiga muatan negatif) – dan mereka disatukan oleh partikel subatomik lain yang disebut gluon, yang tidak bermassa.

ELEKTRON

Elektron sangat kecil dibandingkan dengan proton dan neutron, lebih dari 1.800 kali lebih kecil dari proton atau neutron. Elektron sekitar 0,054% sama masifnya dengan neutron, menurut Jefferson Lab.

Joseph John (JJ) Thomson, seorang fisikawan Inggris, menemukan elektron pada tahun 1897, menurut Science History Institute . Awalnya dikenal sebagai “sel darah”, elektron memiliki muatan negatif dan secara elektrik tertarik ke proton yang bermuatan positif. Elektron mengelilingi inti atom dalam jalur yang disebut orbital, sebuah gagasan yang dikemukakan oleh Erwin Schrödinger, seorang fisikawan Austria, pada tahun 1920-an. Hari ini, model ini dikenal sebagai model kuantum atau model awan elektron. Orbital dalam yang mengelilingi atom berbentuk bola tetapi orbital luar jauh lebih rumit.

Konfigurasi elektron atom mengacu pada lokasi elektron dalam atom yang khas. Menggunakan konfigurasi elektron dan prinsip fisika, ahli kimia dapat memprediksi sifat atom, seperti stabilitas, titik didih dan konduktivitas, menurut Los Alamos National Laboratory .

NEUTRON

Keberadaan neutron diteorikan oleh Rutherford pada tahun 1920 dan ditemukan oleh Chadwick pada tahun 1932, menurut American Physical Society . Neutron ditemukan selama percobaan ketika atom ditembakkan pada lembaran tipis berilium . Partikel subatomik tanpa muatan dilepaskan — neutron.

Neutron adalah partikel tak bermuatan yang ditemukan di semua inti atom (kecuali hidrogen). Massa neutron sedikit lebih besar dari massa proton. Seperti proton, neutron juga terbuat dari quark — satu quark “naik” (dengan muatan 2/3 positif) dan dua quark “turun” (masing-masing dengan muatan sepertiga negatif).

SEJARAH ATOM

Teori atom setidaknya sudah ada sejak 440 SM hingga Democritus, seorang ilmuwan dan filsuf Yunani. Democritus kemungkinan besar membangun teori atomnya berdasarkan karya para filsuf masa lalu, menurut Andrew G. Van Melsen, penulis “From Atomos to Atom: The History of the Concept Atom” (Duquesne University Press, 1952).

Penjelasan Democritus tentang atom dimulai dengan sebuah batu. Sebuah batu dipotong menjadi dua memberikan dua bagian dari batu yang sama. Jika batu itu terus-menerus dipotong, pada suatu saat akan ada sepotong batu yang cukup kecil sehingga tidak bisa lagi dipotong. Istilah “atom” berasal dari kata Yunani untuk tidak dapat dibagi, yang menurut Democritus adalah titik di mana suatu makhluk (bentuk materi apa pun) tidak dapat dibagi lagi, menurut situs web pendidikan Lumen Learning .

Penjelasannya mencakup gagasan bahwa atom ada secara terpisah satu sama lain, bahwa ada jumlah atom yang tak terbatas, bahwa atom dapat bergerak, bahwa mereka dapat bergabung bersama untuk menciptakan materi tetapi tidak bergabung menjadi atom baru, dan bahwa mereka tidak dapat dibagi, menurut Universe Today . Namun, karena sebagian besar filsuf pada saat itu — terutama Aristoteles yang sangat berpengaruh — percaya bahwa semua materi diciptakan dari bumi, udara, api, dan air, teori atom Democritus dikesampingkan.

John Dalton, seorang ahli kimia Inggris, membangun ide-ide Democritus pada tahun 1803 ketika dia mengajukan teori atomnya sendiri, menurut departemen kimia di Universitas Purdue . Teori Dalton mencakup beberapa ide dari Democritus, seperti atom tidak dapat dibagi dan tidak dapat dihancurkan dan atom yang berbeda terbentuk bersama untuk menciptakan semua materi. Penambahan Dalton pada teori ini mencakup ide-ide berikut: Bahwa semua atom dari unsur tertentu adalah identik, bahwa atom dari satu unsur akan memiliki berat dan sifat yang berbeda dari atom unsur lain, bahwa atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan dan bahwa materi dibentuk oleh atom bergabung dalam bilangan bulat sederhana.

Thomson, fisikawan Inggris yang menemukan elektron pada tahun 1897, membuktikan bahwa atom dapat dibagi, menurut Chemical Heritage Foundation . Dia mampu menentukan keberadaan elektron dengan mempelajari sifat-sifat pelepasan listrik dalam tabung sinar katoda. Menurut makalah Thomson tahun 1897, sinar dibelokkan di dalam tabung, yang membuktikan bahwa ada sesuatu yang bermuatan negatif di dalam tabung vakum.

Pada tahun 1899, Thomson menerbitkan deskripsi versi atomnya, yang umumnya dikenal sebagai “model puding plum”. Kutipan dari makalah ini dapat ditemukan di situs Chem Team . Model atom Thomson mencakup sejumlah besar elektron yang tersuspensi dalam sesuatu yang menghasilkan muatan positif yang memberi atom muatan netral secara keseluruhan. Modelnya menyerupai puding prem, makanan penutup Inggris populer yang memiliki kismis yang digantung dalam bola seperti kue bundar.

Ilmuwan berikutnya yang memodifikasi dan memajukan model atom lebih lanjut adalah Rutherford, yang belajar di bawah bimbingan Thomson, menurut departemen kimia di Universitas Purdue. Pada tahun 1911, Rutherford menerbitkan versinya tentang atom, yang mencakup inti bermuatan positif yang diorbit oleh elektron. Model ini muncul ketika Rutherford dan asistennya menembakkan partikel alfa pada lembaran emas tipis. Partikel alfa terdiri dari dua proton dan dua neutron, semuanya disatukan oleh gaya nuklir kuat yang sama yang mengikat nukleus, menurut Jefferson Lab.

Para ilmuwan memperhatikan bahwa sebagian kecil partikel alfa tersebar pada sudut yang sangat besar ke arah gerakan asli, sementara sebagian besar melewatinya hampir tidak terganggu. Rutherford mampu memperkirakan ukuran inti atom emas, menemukan itu menjadi setidaknya 10.000 kali lebih kecil dari ukuran seluruh atom dengan sebagian besar atom menjadi ruang kosong. Model atom Rutherford masih menjadi model dasar yang digunakan sampai sekarang.

Beberapa ilmuwan lain melanjutkan model atom, termasuk Niels Bohr (dibangun di atas model Rutherford untuk memasukkan sifat-sifat elektron berdasarkan spektrum hidrogen), Erwin Schrödinger (mengembangkan model atom kuantum), Werner Heisenberg (menyatakan bahwa seseorang tidak dapat mengetahui keduanya posisi dan kecepatan elektron secara bersamaan), dan Murray Gell-Mann dan George Zweig (secara independen mengembangkan teori bahwa proton dan neutron terdiri dari quark).

By rainmys