Percobaan Rutherford hingga menemukan model atom

Dalam percobaannya, Ernest Rutherford (1871-1937) menembakkan partikel _ (alfa)pada kepingan emas yang tipis dengan tebal 1/100 mm. partikel alfa adalah partikel angmempunyai massa 7000 kali massa elektron. Hasil pengamatan menunjukkan adanyapartikel-partikel yang dihamburkan, dibelokkan dan dipantulkan.. Berdasarkan hasil experimennya, Ruther ford menyangkal teori atom J.J Thomson.Pada tahun 1911 ia menyusun model atom yang baru.

Model atom menurut Rutherford :

1. Atom sebagian besar tediri dari ruang hampa dengan satu inti yang bermuatan positif dan satu atau beberapa electron yang beredar disekitar inti, seperti planet-planet yang bergerak dalam sistem tata surya. Massa atom sebagian besar terletak pada intinya.
2. Atom secara keseluruhan bersifat netral, muatan positif pada inti sama besarnya dengan muatan elektron yang beredar di sekitarnya. Muatan positif pada inti besarnya sama dengan nomer atom dikalikan dengan muatan elementer.
3. Inti dan elektron tarik-menarik. Gaya tarik menarik ini merupakan gaya sentripetal yang mengendalikan gerak elektron pada orbitnya masing-masing seperti grafitasi dalam tata surya.
4. Pada reaksi kimia, inti atom tidak mengalami perubahan. Yang mengalami perubahan ialah elektron-elektron pada kulit terluar.

Percobaan Rutherford sehingga menemukan model atom

Ernest Rutherford (1871 – 1937), ilmuwan Inggris bersama dua orang asistennya Geiger dan Marsden pada tahun 1911, menguji kebenaran model atom Thomson. Mereka melakukan percobaan dengan menembakkan sinar alfa (α) melalui celah pelat timbal dan ditumbukkan dengan lempeng emas tipis yang berukuran 0,01 mm. Untuk mendeteksi partikel alfa yang keluar dari lempeng emas, dipasang layar yang berlapis seng sulfida. Apabila partikel α bertumbukkan dengan lempeng ini maka akan menyebabkan nyala sekilas atau fluoresensi yang dapat terlihat secara jelas.

Hasil pengamatan Rutherford dinyatakan sebagai berikut:

1. Sebagian besar sinar α dapat menembus lempeng emas dengan lurus, hal ini terjadi karena tidak dipengaruhi oleh elektron-elektron. Karena sebagian besar bagian atom merupakan ruang kosong.
2. Sebagian kecil sinar α dibelokkan, karena lintasannya terlalu dekat dengan inti atom, sehingga dipengaruhi oleh gaya tolak inti atom. Karena inti atom bermuatan positif.
3. Sedikit sekali sinar α dipantulkan kembali sebab tepat bertumbukkan dengan inti atom. Karena massa atom terpusatkan pada inti atom.

Dengan kenyataan seperti itu, Rutherford membuat teori atom, sebagai berikut :

1. Muatan positif berkumpul pada suatu titik di tengah-tengah atom yang disebut inti atom.
2. Muatan negatif (elektron) berada di luar inti atom dan bergerak mengelilingi inti pada lintasannya seperti planet-planet mengelilingi matahari pada sistem tata surya.

Kelebihan Model Atom Rutherford

1. Bahwa atom memiliki inti atom yang bermuatan positif dan disekelilingnya terdapat elektron yang mengelilinya.
2. Dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas
3. Jari-jari inti atom dan jari-jari atom sudah dapat ditemukan
4. Sudah dapat menerangkan / menentukan bentuk lintasan elektron yang mengelilingi inti atom
5. Dapat menggambarkan gerak elektron disekitar inti
6. Elektron dapat bergerak dalam lintasan apapun, dari lintasan yang tak terhingga jumlahnya

Kelemahan Model atom Rutherford
Sebagaimana halnya model atom Thomson, model atom Rutherford juga harus diuji kebenarannya apakah sesuai dengan kenyataan atau tidak. Dari hasil pengujian para ilmuwan ternyata juga ditemukan adanya kelemahan pada model atom Rutherford.

Ada dua kelemahan pada model atom Rutherford. Kelemahan pertama, yaitu: elektron yang bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom yang bermuatan positif sambil mendapatkan percepatan ke arah inti atom karena pengaruh gaya tarik inti atom. Berdasarkan hukum-hukum elektromagnetik, gerakan elektron yang demikian akan menimbulkan gelombang elektromagnetik dan memancarkan energi. Akibatnya energi elektron akan menyusut, sehingga jari-jari lintasannya akan mengecil.

Kelemahan kedua, model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan spektrum garis hidrogen. Hal ini terjadi karena lintasan elektron semakin mengecil, sehingga waktu putarnya juga berkurang dan frekuensi gelombang yang dipancarkan menjadi beraneka ragam. Sehingga, atom hidrogen tidak akan menunjukkan spektrum garis tertentu, namun spektrumnya merupakan spektrum kontinu. Sedangkan pada kenyataannya dengan menggunakan spektrometer menunjukkan bahwa spektrum atom hidrogen merupakan garis yang khas.