Sejarah Penemuan Elektron Proton dan Neutron
- Sebelum ilmu Kimia berkembang, para filsafat Yunani Kuno sudah
mengenal istilah atom. Menurut pandangannya, atom adalah partikel
terkecil yang membangun materi. Dengan teknologi modern, atom dapat diurai menjadi partikel-partikel yang lebih kecil, dinamakan partikel subatom, yaitu elektron, proton, dan neutron.
1. Penemuan Elektron
Keberadaan elektron dapat diketahui berdasarkan percobaan sinar katode (Sir William Crookes, 1879). Dalam percobaannya, Crookes menggunakan alat yang disebut tabung sinar katode atau disebut juga tabung Crookes (lihat Gambar 1.1).
2. Penemuan Proton
Keberadaan proton dibuktikan melalui percobaan tabung Crookes yang dimodifikasi (perhatikan Gambar 1.3). Tabung Crookes diisi gas hidrogen dengan tekanan rendah. Percobaan ini dikembangkan oleh Eugen Goldstein. Jika tabung Crookes dihubungkan dengan sumber arus listrik di bagian belakang katode yang dilubangi maka akan terbentuk berkas sinar. Goldstein menamakan sinar itu sebagai sinar terusan. Oleh karena sinar terusan bergerak menuju katode maka disimpulkan bahwa sinar terusan bermuatan positif. Menurut Goldstein, sinar terusan tiada lain adalah ion hidrogen. Ion ini terbentuk akibat gas hidrogen bertumbukan dengan sinar katode. Oleh karena ion hidrogen hanya mengandung satu proton maka disimpulkan bahwa sinar positif adalah proton. Penggantian gas hidrogen oleh gas lain selalu dihasilkan sinar yang sama dengan sinar terusan yang dihasilkan oleh gas hidrogen. Hal ini dapat membuktikan bahwa setiap materi mengandung proton sebagai salah satu partikel penyusunnya.
Gambar 1.3 Pada
tabung sinar katode yang dimodifikasi, sinar katode mengionisasi gas
dalam tabung yang mengakibatkan gas dalam tabung bermuatan positif. Gas
yang bermuatan positif ini bergerak menuju katode, sebagian dapat
melewati celah katode dan menumbuk dinding tabung.
3. Temuan Neutron
Keberadaan neutron dalam atom ditemukan oleh J. Chadwick melalui percobaan penembakan unsur berilium oleh partikel alfa kecepatan tinggi. Dari percobaan tersebut, terbentuk partikel yang tidak dipengaruhi medan magnet dan dapat bertumbukan dengan parafin (Gambar 1.4). Partikel alfa adalah partikel bermuatan positif yang dipancarkan oleh unsur radio aktif.
1. Penemuan Elektron
Keberadaan elektron dapat diketahui berdasarkan percobaan sinar katode (Sir William Crookes, 1879). Dalam percobaannya, Crookes menggunakan alat yang disebut tabung sinar katode atau disebut juga tabung Crookes (lihat Gambar 1.1).
Gambar 1.1 Sinar katode adalah elektron yang memiliki massa.
Jika
tabung Crookes dihubungkan dengan sumber arus searah tegangan tinggi
maka katode akan memancarkan berkas sinar menuju anode. Sinar itu
dinamakan sinar katode. Sinar katode memiliki massa. Hal ini
dapat dilihat dengan memutarnya baling-baling yang dipasang pada
jalannya berkas sinar katode (Gambar 1.1). Pengamatan
lain menunjukkan, sinar katode dapat dibelokkan oleh medan listrik
menuju kutub positif listrik. Hal ini membuktikan bahwa sinar katode
memiliki muatan negatif (perhatikan Gambar 1.2).
Gambar 1.2 Sinar katode dibelokkan oleh medan listrik.
Berdasarkan fakta tersebut, apa yang dapat Anda simpulkan? Stoney menamakan sinar katode dengan istilah elektron.
Dengan demikian, elektron memiliki massa dan bermuatan negatif. Jika
bahan katode diganti dengan logam lain selalu dihasilkan sinar katode
yang sama. Hal ini membuktikan bahwa sinar katode atau elektron
merupakan partikel dasar penyusun materi.2. Penemuan Proton
Keberadaan proton dibuktikan melalui percobaan tabung Crookes yang dimodifikasi (perhatikan Gambar 1.3). Tabung Crookes diisi gas hidrogen dengan tekanan rendah. Percobaan ini dikembangkan oleh Eugen Goldstein. Jika tabung Crookes dihubungkan dengan sumber arus listrik di bagian belakang katode yang dilubangi maka akan terbentuk berkas sinar. Goldstein menamakan sinar itu sebagai sinar terusan. Oleh karena sinar terusan bergerak menuju katode maka disimpulkan bahwa sinar terusan bermuatan positif. Menurut Goldstein, sinar terusan tiada lain adalah ion hidrogen. Ion ini terbentuk akibat gas hidrogen bertumbukan dengan sinar katode. Oleh karena ion hidrogen hanya mengandung satu proton maka disimpulkan bahwa sinar positif adalah proton. Penggantian gas hidrogen oleh gas lain selalu dihasilkan sinar yang sama dengan sinar terusan yang dihasilkan oleh gas hidrogen. Hal ini dapat membuktikan bahwa setiap materi mengandung proton sebagai salah satu partikel penyusunnya.
3. Temuan Neutron
Keberadaan neutron dalam atom ditemukan oleh J. Chadwick melalui percobaan penembakan unsur berilium oleh partikel alfa kecepatan tinggi. Dari percobaan tersebut, terbentuk partikel yang tidak dipengaruhi medan magnet dan dapat bertumbukan dengan parafin (Gambar 1.4). Partikel alfa adalah partikel bermuatan positif yang dipancarkan oleh unsur radio aktif.
Gambar 1.4 Diagram alir pelepasan partikel Neutron
Data
percobaan menunjukkan bahwa sinar yang keluar dari target berilium
tidak dipengaruhi oleh medan magnet. Ketika sinar yang keluar dari
target berilium menumbuk parafin, proton akan keluar dari parafin dengan
kecepatan tinggi. Chadwick menyimpulkan bahwa partikel yang keluar dari
unsur berilium tidak bermuatan dan memiliki massa hampir sama dengan
massa proton. Partikel tersebut dinamakan neutron.