Makalah Kimia

Hansel Yani

X-MIPA3/12

ELEKTRON

Dalam karya tahun 1600 De Magnete, fisikawan Inggris William Gilbert menciptakan

istilah baru electricus untuk merujuk pada sifat penarikan benda-benda kecil setelah

digosok.Bahasa Inggris untuk kata electric diturunkan dari bahasa Latin ēlectrum, yang

berasal dari bahasa Yunani ήλεκτρον (ēlektron) untuk batu ambar.

Pada tahun 1737, C.F.du Fay dan Hawksbee secara independen menemukan apa yang

mereka percaya sebagai dua jenis listrik friksional, satunya dihasilkan dari penggosokan

gelas, yang lainnya dihasilkan dari penggosokan resin. Dari sinilah, Du Fay berteori bahwa

listrik terdiri dari dua fluida elektris, yaitu "vitreous" dan "resinous", yang dipisahkan oleh

gesekan dan menetralkan satu sama lainnya ketika bergabung.Satu dasarwasa kemudian,

Benjamin Franklin mengajukan bahwa listrik tidaklah berasal dari fluida elektris yang

bermacam-macam, namun berasal dari fluida elektris yang sama di bawah tekanan yang

berbeda. Ia memberikan tatanama muatan positif dan negatif untuk tekanan yang berbeda ini.

Antara tahun 1838 dan 1851, filsuf alam Britania Richard Laming mengembangkan

gagasan bahwa atom terdiri dari materi inti yang dikelilingi oleh partikel subatom yang

memiliki muatan listrik.Awal tahun 1846, fisikawan Jerman William Weber berteori bahwa

listrik terdiri dari fluida yang bermuatan positif dan negatif, dan interaksinya mematuhi

hukum kuadrat terbalik. Setelah mengkaji fenomena elektrolisis pada tahun 1874, fisikawan

Irlandia George Johnstone Stoney mengajukan teori bahwa terdapat suatu "satuan kuantitas

listrik tertentu" yang merupakan muatan sebuah ion monovalen. Ia berhasil memperkirakan

nilai muatan elementer e ini menggunakan Hukum elektrolisis Faraday.Namun, Stoney

percaya bahwa muatan-muatan ini secara permanen terikat pada atom dan tidak dapat

dilepaskan. Pada tahun 1881, fisikawan Jerman Hermann von Helmholtz berargumen bahwa

baik muatan positif dan negatif dibagi menjadi beberapa bagian elementer, yang "berperilaku

seperti atom dari listrik".

Pada tahun 1894, Stoney menciptakan istilah electron untuk mewakili muatan

elementer ini.Kata electron merupakan kombinasi kata electric dengan akhiran on, yang

digunakan sekarang untuk merujuk pada partikel subatomik seperti proton dan neutron.

Semasa tahun 1870-an, kimiawan dan fisikawan Inggris William Crookes

mengembangkan tabung katode pertama yang vakum.Ia kemudian menunjukkan sinar

berpendar yang tampak di dalam tabung tersebut membawa energi dan bergerak dari katode

ke anode. Lebih jauh lagi, menggunakan medan magnetik, ia dapat membelokkan sinar

tersebut dan mendemonstrasikan bahwa berkas ini berperilaku seolah-olah ia bermuatan

negatif.Pada tahun 1879, ia mengajukan bahwa sifat-sifat ini dapat dijelaskan menggunakan

apa yang ia istilahkan sebagai 'materi radian' (radiant matter). Ia mengajukan ini adalah

keadaan materi keempat, yang terdiri dari molekul-molekul bermuatan negatif yang

diproyeksikan dengan kecepatan tinggi dari katode.

Fisikawan Britania kelahiran Jerman Arthur Schuster memperluas eksperimen

Crookes dengan memasang dua pelat logam secara paralel terhadap sinar katode dan

memberikan potensial listrik antara dua pelat tersebut. Medan ini kemudian membelokkan

sinar menuju pelat bermuatan positif, memberikan bukti lebih jauh bahwa sinar ini

mengandung muatan negatif. Dengan mengukur besar pembelokan sinar sesuai dengan arus

listrik yang diberikan, pada tahun 1890, Schuster berhasil memperkirakan rasio massa

terhadap muatan komponen-komponen sinar. Namun, perhitungan ini menghasilkan nilai

yang seribu kali lebih besar daripada yang diperkirakan, sehingga perhitungan ini tidak

dipercayai pada saat itu.

Pada tahun 1896, fisikawan Britania J.J.Thomson, bersama dengan koleganya John

S.Townsend dan H.A.Wilson,melakukan eksperimen yang mengindikasikan bahwa sinar

katode benar-benar merupakan partikel baru dan bukanlah gelombang, atom, ataupun

molekul seperti yang dipercayai sebelumnya. Thomson membuat perkiraan yang cukup baik

dalam menentukan muatan e dan massa m, dan menemukan bahwa partikel sinar katode,

yang ia sebut "corpuscles" mungkin bermassa seperseribu massa ion terkecil yang pernah

diketahui (hidrogen).Ia menunjukkan bahwa nisbah massa terhadap muatan, e/m, tidak

tergantung pada material katode. Ia lebih jauh lagi menunjukkan bahwa partikel bermuatan

negatif yang dihasilkan oleh bahan-bahan radioaktif, bahan-bahan yang dipanaskan, atau

bahan-bahan yang berpendar bersifat universal.Nama elektron kemudian diajukan untuk

menamakan partikel ini oleh fisikawan Irlandia George F. Fitzgerald, dan seterusnya

mendapatkan penerimaan yang universal.

Manakala sedang mengkaji mineral fluoresens pada tahun 1896, fisikawan Perancis

Henri Becquerel menemukan bahwa mineral tersebut memancarkan radiasi tanpa terpapar

sumber energi eksternal. Bahan radioaktif ini menarik perhatian banyak ilmuwan, meliputi

ilmuwan Selandia Baru Ernest Rutherford yang menemukan bahwa partikel ini memancarkan

partikel. Ia melabeli partikel ini partikel alfa dan partikel beta berdasarkan kemampuannya

menembus materi.Pada tahun 1900, Becquerel menunjukkan bahwa emisi sinar beta oleh

radium dapat dibelokkan oleh medan listrik, dan rasio massa terhadap muatannya adalah

sama dengan rasio massa terhadap muatan sinar katode.Bukti ini menguatkan pandangan

bahwa elektron merupakan komponen atom.

Muatan elektron kemudian diukur lebih seksama lagi oleh fisikawan Amerika Robert

Millikan dalam Percobaan tetesan minyak pada tahun 1909. Hasil percobaan ini

dipublikasikan pada tahun 1911. Percobaan ini menggunakan medan listrik untuk mencegah

tetesan minyak bermuatan jatuh sebagai akibat dari gravitasi. Peralatan yang digunakan

dalam percobaan ini dapat mengukur muatan listrik dari 1–150 ion dengan batas kesalahan

kurang dari 0,3%. Percobaan yang mirip dengan percobaan Millikan sebelumnya telah

dilakukan oleh Thomson, menggunakan tetesan awan air bermuatan yang dihasilkan dari

elektrolisis,dan oleh Abram Ioffe pada tahun 1911, yang secara independen mendapatkan

hasil yang sama dengan Millikan menggunakan mikropartikel logam bermuatan. Ia

mempublikasikan hasil percobaannya pada tahun 1913.Namun, tetesan minyak lebih stabil

daripada tetesan air karena laju penguapan minyak yang lebih lambat, sehingga lebih cocok

digunakan untuk percobaan dalam periode waktu yang lama.

Sekitar permulaan abad ke-20, ditemukan bahwa di bawah kondisi tertentu, partikel

bermuatan yang bergerak cepat dapat menyebabkan kondensasi uap air yang lewat jenuh di

sepanjang lintasan partikel tersebut. pada tahun 1911, Charles Wilson menggunakan prinsip

ini untuk membangun bilik kabut, mengijikan pelacakan partikel-partikel bermuatan seperti

elektron yang bergerak cepat untuk difoto.

PROTON

Dalam fisika, proton adalah partikel subatomik dengan muatan positif sebesar 1.6 ×

10-19 coulomb dan massa 938 MeV (1.6726231 × 10-27 kg, atau sekitar 1836 kali massa

sebuah elektron).

Suatu atom biasanya terdiri dari sejumlah proton dan netron yang berada di bagian

inti (tengah) atom, dan sejumlah elektron yang mengelilingi inti tersebut. Dalam atom

bermuatan netral, banyaknya proton akan sama dengan jumlah elektronnya. Banyaknya

proton di bagian inti biasanya akan menentukan sifat kimia suatu atom. Inti atom sering

dikenal juga dengan istilah nuklei, nukleus, atau nukleon dan reaksi yang terjadi atau

berkaitan dengan inti atom ini disebut reaksi nuklir.

Jika massa elektron 0 berarti suatu partikel tidak mempunyai massa. Pada

kenyataannya partikel materi mempunyai massa yang dapat diukur dan atom bersifat atom itu

netral.

Pada tahun 1886 Eugene Goldstein melakukan eksperimen dari tabung gas yang

memiliki katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik. Hasil eksperimen

tersebut membuktikan bahwa pada saat terbentuk elektron yang menuju anode, terbentuk pula

sinar positif yang menuju arah berlawanan melewati lubang pada katode. Setelah berbagai

gas dicoba dalam tabung ini, ternyata gas hidrogenlah yang menghasilkan sinar muatan

positif yang paling keciol baik massa maupun muatannya, sehingga parikel ini disebut proton.

NEUTRON

Neutron atau netron adalah partikel subatomik yang tidak bermuatan (netral) dan

memiliki massa 940 MeV/c² (1.6749 × 10-27 kg, sedikit lebih berat dari proton. Putarannya

adalah ½.

Perbedaan utama dari neutron dengan partikel subatomik lainnya adalah mereka tidak

bermuatan. Sifat netron ini membuat penemuannya lebih terbelakang, dan sangat menembus,

membuatnya sulit diamati secara langsung dan membuatnya sangat pentin sebagai agen

dalam perubahan nuklir.

Penelitian yang dilakukan Rutherford selain sukses mendapatkan beberapa hasil yang

memuaskan juga mendapatkan kejanggalan yaitu massa inti atom unsur selalu lebih besar

daripada massa proton di dalam inti atom. Rutherford menduga bahwa terdapat partikel lain

di dalam inti atom yang tidak bermuatan karena atom bermuatan positif disebabkan adanya

proton yang bermuatan positif. Adanya partikel lain di dalam inti atom yang tidak bermuatan

dibuktikan oleh James Chadwick pada tahun 1932. Chadwick melakukan penelitian dengan

menembak logam berilium menggunakan sinar alfa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

suatu partikel yang tak bermuatan dilepaskan ketika logam berilium ditembak dengan sinar

alfa dan partikel ini disebut sebagai neutron. 

Prediksi dari Rutherford memacu W.Bothe dan H.Becker pada tahun 1930 melakukan

eksperimen penembakan partikel alfa pada inti atom berillium dan dihasilkan radiasi parikel

berdaya tembus tinggi. Eksperimen ini dilanjutkan oleh James Chadwick pada 1932.

Ternyata partikel yang menimbulkan radiasi berdaya tembus tinggi itu bersidat netral atau

tidak bermuatan dan massany hampir sama dengan proton. Partikel ini disebut neutron dan

dilambangkan