Sejarah Penemuan Partikel Penyusun Atom : Elektron, Proton dan Neutron

Atom dapat diurai menjadi partikel- partikel yang lebih kecil melalui teknologi modern. Partikel- partikel kecil tersebut disebut juga dengan partikel subatom yang terdiri atas elektron, proton dan neutron. Pada tulisan berikut ini kami akan membahas tentang berbagai penemuan berkaitan dengan partikel penyusun atom yaitu elektron, proton dan neutron.

Image by Elf-Moondance from Pixabay

Elektron

Penemuan elektron tidak serta merta langsung ditemukan, namun melalui berbagai proses dan melibatkan beberapa ilmuwan. H.Geisser dan J.Plucker (1854) awalnya membuat sebuah penelitian melalui eksperimen dengan menempatkan dua plat logam pada tabung gelas yang divakumkan dan diisi dengan gas pada tekanan rendah. Salah satu plat tersebut membawa muatan positif (anode) sementara yang lainnya membawa muatan negatif (katode). Saat muatan listrik beraliran tinggi dialirkan melalui gas dalam tabung, ternyata muncul sinar dari katoda ke anoda yang selanjutnya disebut dengan Sinar Katoda.

Pada tahun 1875, seorang ilmuwan bernama Willian Crookes juga membuat eksperimen dengan membuat tabung sinar katoda. Dalam eksperimennya ia menarik kesimpulan antara lain sebagai berikut :

• Partikel sinar katode bermuatan negatif karena tertarik oleh pelat yang ebrmuatan positif.
• Partikel sinar katoda memiliki massa karena mampu memutar baling- baling dalam tabung
• Partikel sinar katoda dimiliki oleh semua materi karena semua bahan yang digunakan baik padat, cair dan gas menghasilkan sinar katoda yang sama.

G.J Stoney (1891) kemudian menamakan sinar katoda tersebut dengan elektron. Kemudian J.J Thomson melalu penelitiannya berhasil menemukan keberadaan elektron yang merupakan partikel penyusun atom. Berdasarkan eksperimen yang dilakukan, ia mampu menghitung perbandingan muatan terhadap massa elektron atau e/m yaitu -1,76 * 10^-11 coloumb/kg. 

Selanjutnya R.A Milikan pada tahun 1908 juga menemukan harga muatan elektron yaitu -1,6 * 10^-19 coloumb. Berdasarkan perhitungan dari sebuah massa elektron didapatkan bahwa massa satu butir elektron adalah 9,11 * 10^-31 kg atau 9,11 * 10^-28 gram.

Proton

Dengan adanya elektron yang merupakan yang memiliki muatan partikel positif, mengindikasikan atom memiliki partikel positf untuk mengimbangi muatan negatif elektron. Seorang Ilmuwan, Eugen Goldstein (1886) melakukan percobaan dari tabung gas berlubang yang memiliki katoda dan diberi muatan listrik. Ia mencoba menggunakan berbagai jenis gas, namun hanyalah Hidrogen yang ternyata mampu menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil baik massa maupun muatannya. Dari hasil temuannya kemudian partikel tersebut dikenal dengan proton dan selanjutnya nama tersebut baru mulai tahun 1919.

Ernest Rutherford pada tahun 1906 kemudian berhasil menghitung bahwa massa partikel bermuatan positif adalah kira- kira 1.837 kali massa elektron.

Massa 1 elektron = 9,11 * 10^-28 gram

Massa 1 proton = 1.837 * 9,11 * 10^-28 gram = 1,673 * 10^-24 gram

Elektron

james Chadwick pada tahun 1932 menemukan neutron, sebuah partikel inti yang tidak bermuatan massa. Massa sebutir neutron adalah 1,673 * 10^-24, disinyalir sama dengan massa sebutir proton. Kesimpulannya, inti atom tersusun atas dua partikel yaitu proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan negatif. 

Proton dan neutron memiliki nama yang umum digunakan yaitu bukleon, artinya partikel- partikel inti. Massa proton dan neutron dianggap sama dan dinyatakan sebagai massa elementer, yaitu satuan massa atom (sma). jadi, massa 1 proton = 1 sma dan massa 1 neutron = 1 sma, sementara massa elektron = 0 sma karena dianggap tidak bermassa.  

Itulah sejarah tentang penemuan partikel penyusun atom baik elektron, proton dan neutron. Semoga tulisan ini bermanfaat. Salam.