SEJARAH
PENEMUAN
PROTON DAN
NEUTRON ( NUKLEON )
SERTA
KARAKTERISTIK
PENYUSUN INTI ATOM
Di dalam tahun-tahun pertama
di abad ini tidak banyak yang diketahui struktur atom di luar kenyataan bahwa
atom itu mengandung elektron-elektron. Elektron telah ditemukan oleh
J.J.Thomson pada tahun 1897 dan massanya tidak diketahui pada waktu itu. Jadi,
tidak mungkin malah untuk mengatakan berapa banyak elektron yang dikandung oleh
sebuah atom. Atom adalah netral secara listrik sehingga atom itu juga harus
mengandung suatu muatan positif, tetapi tidak seorangpun mengetahui bagaimana
bentuk yang diambil oleh muatan positif pengkompensasi ini.
Pada tahun 1911, Ernest
Rutherford dengan menafsirkan beberapa eksperimen yang dilakukan didalam
laboratoriumnya, akhirnya mengusulkan bahwa muatan positif dari atom itu
dikonsentrasikan secara padat di pusat atom dam bahwa lagi pula muatan positif
itu bertanggung jawab mengenai bagian terbesar dari massa atom. Dia telah
menemukan inti atom tersebut.Bagaimana Rutherford pada
mulanya sampai membuat usul ini? Usul tersebut bukanlah sebuah dugaan yang tak
berarti tetapi benar-benar didasarkan pada hasil-hasil sebuah eksperimen yang
disarankan olehnya dan yang dilaksanakan oleh orang-orang yang bekerja sama
dengan dia, yakni Hans Geiger ( yang namanya termashur karena perhitungan
Geiger) dan Ernest Marsden, seorang mahasiswa berumur 20 tahun yang belum
memperoleh gelar sarjana muda.
Pada tahun 1910, Ernest Rutherford melakukan percobaan pada kebenaran
model ini dengan melakukan yang sekarang dikenal sebagai eksperimen hamburan Rutherford (Rutherford scattering
experiment). Rutherford menemukan
partikel-α, sebuah partikel yang dipancarkan oleh atom radioaktif, pada tahun
1909. Partikel ini memiliki muatan positif, dan faktanya adalah kita sekarang
tahu bahwa partikel-α seperti atom helium dilepaskan dari elektronnya, memberikannya
muatan 2+. Dalam eksperimen hamburan ini, aliran partikel-α ini diarahkan ke
lembaran emas. Lembaran emas ini dipilih oleh Rutherford karena dapat dibuat
sangat tipis hanya setebal beberapa
atom emas. Saat partikel-α melintasi lembaran emas, Rutherford dapat mengukur
berapa banyak partikel-α yang akan dihamburkan oleh atom emas dengan mengamati
kilatan cahaya partikel-α menabrak layar scintilator. Di bawah teori atom
Thomson, Rutherfod berhipotesa partikel-α akan dibelokkan sedikit, saat proton
emas menolak partikel-α yang bermuatan positif tinggi. Namun pada kenyataannya, eksperimen hamburan Rutherford menunjukkan
hasil yang jelas-jelas menolak hipotesis tersebut dan tentunya model atom
Thomson.
Rutherfod menemukan sebagian besar partikel alfa mampu menembus lembaran
emas tanpa dibelokkan. Bersamaan dengan itu, Rutherford juga menemukan partikel
alfa yang dibelokkan sedikit, namun dengan sangat mengejutkan, Rutherford juga
menemukan beberapa partikel alfa yang dibelokkan pada sudut yang sangat tajam
kembali ke sumber radioaktif. Untuk
menjelaskan adanya sebagian besar partikel-α yang menembus lembaran emas tanpa
dibelokkan, Rutherford kemudian mengembangkan model inti atom. Dalam model ini,
Rutherford menempatkan sebuah proton yang besar (seperti eksperimen dan model
sebelumnya) di pusat atom. Rutherford berteori bahwa di sekitar proton terdapat
ruang besar yang kosong dari segala partikel kecuali elektron yang
jarang-jarang. Ruang terbuka yang besar ini memberikan alasan adanya partikel
alfa yang tidak terbelokkan. Partikel alfa yang dibelokkan sedikit diperkirakan
telah lewat cukup dekat dari proton sehingga dibelokkan oleh gaya
elektrostatik. Sedangkan beberapa partikel alfa yang dibelokkan kembali ke
sumber diperkirakan telah mengalami tumbukan dengan inti sehingga dipantulkan kembali
oleh gaya elektrostatik.
Hasil
percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesanya bahwa atom tersusun
dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron yang bermuatan
negatif. Untuk mengimbanginya sehinga atom bersifat netral.Massa
inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti atom, sehingga
dapat dipredisi bahwa ada partikel lain dalam inti atom. Neutron
Prediksi dari Rutherford memacu W. Bothe dan H. Becker (1930) melakukan
eksperimen penembakan partikel alpha pada inti atom berilium (Be). Ternyata
dihasilkan radiasi partikel berdaya tembus tinggi. Eksperimen ini dilanjutkan
oleh James Chadwick (1932). Ternyata partikel yang menimbulkan radiasi berdaya
tembus tinggi itu bersifat netral atau tidak bermuatan dan massanya hampir sama
dengan proton. Partikel ini disebut neutron dan dilambangkan dengan 0 n.
Menurut Rutherford, atom terdiri atas inti
dengan massa yang besar, dikelilingi oleh sejumlah elektron, hingga atom
bersifat netral. Berdasarkan model ini, elektron-elektron berputar mengelilingi
inti dalam orbit-orbit, mirip dengan planet-planet berputar mengelilingi
matahari. Diameter atom dan inti atom masing-masing berkisar 10-8 cm
dan 10-13 cm.
Walaupun inti mengisi sekitar 10-13%
dari volume atom, tetapi massa atom kira-kira 99,95 % terdapat di inti.
Penyelidikan selanjutnya menunjukkan bahwa inti terdiri atas 2 partikel yang
hampir sama. Partikel ini adalah proton dengan massa 1,67252 x 10-24
gr dan netron dengan massa 1,67484 x 10-24 gr dimana muatan proton
sebesar 1,602 x 10-19 coulumb. Karena proton dan netron sangat
bermiripan, kecuali perbedaan muatan elektriknya, maka keduanya dikelompokkan
sebagai nukleon.
Komentar
Posting Komentar