Sobat Materi Kimia SMA, partikel penyusun atom pertama yang akan kita
pelajari di kelas X ini adalah elektron. Keberadaan dan
sifat-sifat elektron diketahui berdasarkan percobaan sinar katoda
yang dilakukan oleh Sir William Crookes pada tahun 1979. Dalam percobaannya,
Crookes menggunakan alat yang disebut tabung sinar katoda (CRT / Chatode Ray
Tubes) atau disebut tabung Crookes.
Tabung Crookes terdiri
dari tabung kaca bertekanan sangat rendah. Pada tabung tersebut dipasang dua
elektroda. Elektroda yang dihubungkan ke kutub negatif dari sumber listrik
disebut katoda, sedangkan yang dihubungkan dengan kutub positif disebut anoda.
Jika tabung dihubungkan
dengan sumber arus searah bertegangan tinggi, maka dari katoda akan terpancar
seberkas sinar yang bergerak menuju anoda. Sinar itu dinamakan sinar katoda
karena dipancarkan dari katoda. Sinar katoda tidak tampak, keberadaan sinar
tersebut diketahui dari efeknya yang menyebabkan berpendarnya zat-zat
flouresensi (misalnya ZnS) pada kaca dinding tabung Crookes.
Pengamatan terhadap sinar
katoda menunjukan bahwa sinar tersebut dapat dibelokan mendekati kutub kutub
positif medan listrik. Hal ini membuktikan bahwa sinar katoda bermuatan
negatif. Disamping itu, memiliki sifat partikel (memiliki massa), sebab dapat
memutar baling-baling yang dipasangkan pada jalannya berkas sinar katoda.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa sinar katoda memiliki muatan dan massa.
Jika bahan untuk katoda
diganti dengan logam-logam yang lain, selalu dihasilkan sinar katoda yang
serupa. Hal ini membuktikan bahwa partikel sinar katoda terdapat pada setiap
materi. Partikel sinar katoda oleh G.J Stoney diberi nama elektron.
Pada tahun 1897, Sir
Joseph J. Thomson menemukan angka banding muatan elektron terhadap massa elektron,
(e/m). Nilai e/m yang ditemukan oleh Thomson adalah -1,76 x 108 C/g. Harga e/m
tidak bergantung pada jenis logam yang dipakai untuk katoda dan tidak bergantung
pada jenis gas yang dipakai dalam tabung. Penemuan angka banding ini membuka
jalan bagi penemuan besarnya massa dan muatan elektron.
Pada tahun 1906, Robert
A. Millikan berhasil menemukan harga elektron
melalui percobaan tetes minyak. Dari percobaan tersebut, Millikan menemukan
bahwa muatan tetes minyak (q) selalu merupakan kelipatan bilangan bulat dari
-1,6 x 10-19 C, yakni:
q = n.e , dengan n = 1, 2, 3, dst
Hal ini disebabkan satu
tetes minyak dapat menangkap elektron
sebanyak 1, 2, 3,... atau kelipatan dari bilangan bulat. Oleh karena itu,
disimpulkan bahwa muatan sebuah elektron
sama dengan -1,6 x 10-19 C.
Dengan mengetahui besar
muatan elektron, maka harga massa elektron dapat dihitung dengan
memasukan harga muatan tersebut kedalam persamaan angka banding e/m yang
ditemukan oleh Thomson, yaitu:
Bagaimana, apakah
penjelasan diatas membantu kalian memahami materi kimia tentang elektron?
Partikel penyusun atom kedua yang akan kita pelajari adalah proton.
