1.
Elektron
Pernahkah
Anda memperhatikan tabung televisi? Tabung televisi merupakan tabung
sinar katode. Percobaan tabung sinar katode pertama kali dilakukan
oleh William Crookes (1875). Hasil eksperimennya yaitu ditemukannya
seberkas sinar yang muncul dari arah katode menuju ke anode yang
disebut sinar katode.
George
Johnstone Stoney (1891) yang mengusulkan nama sinar katode disebut
"elektron". Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan
pengaruh elektron terhadap perbedaan sifat antara atom suatu unsur
dengan atom dalam unsur lainnya. Antoine Henri Becquerel (1896)
menentukan sinar yang dipancarkan dari unsur-unsur radioaktif yang
sifatnya mirip dengan elektron.
Joseph
John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu
pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katode.
 |
| Pembelokan sinar katode oleh medan listrik |
Hasil
percobaan J.J. Thomson menunjukkan bahwa sinar katode dapat
dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. Hal ini membuktikan
terdapat partikel bermuatan negatif dalam suatu atom.
Besarnya
muatan dalam elektron ditemukan oleh Robert Andrew Milikan (1908)
melalui percobaan tetes minyak Milikan seperti gambar berikut.
 |
| Diagram percobaan tetes minyak Milikan |
Minyak
disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Akibat gaya
tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Apabila
tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik ke kutub
positif medan listrik. Dari hasil percobaan Milikan dan Thomson
diperoleh muatan elektron –1 dan massa elektron 0, sehingga
elektron dapat dilambangkan
2.
Proton
Jika
massa elektron 0 berarti suatu partikel tidak mempunyai massa.
Namun pada kenyataannya partikel materi mempunyai massa yang dapat
diukur dan atom bersifat atom itu netral. Bagaimana mungkin atom itu
bersifat netral dan mempunyai massa, jika hanya ada elektron saja
dalam atom?
Eugene
Goldstein (1886) melakukan eksperimen dari tabung gas yang memiliki
katode, yang diberi lubang- lubang dan diberi muatan listrik.
 |
| Percobaan Goldstein untuk mempelajari partikel positif |
Hasil
eksprerimen 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 kecil baik massa maupun muatannya,
sehingga partikel ini disebut dengan proton. Massa proton = 1 sma
(satuan massa atom) dan muatan proton = +1
3.
Inti Atom
Setelah
penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian
penembakan lempeng tipis emas. Jika atom terdiri dari partikel yang
bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan
seharusnya tidak ada yang diteruskan/menembus lempeng sehingga
muncullah istilah inti atom. Ernest Rutherford dibantu oleh Hans
Geiger dan Ernest Marsden (1911) menemukan konsep inti atom didukung
oleh penemuan sinar X oleh WC. Rontgen (1895) dan penemuan zat
radioaktif (1896). Percobaan Rutherford dapat digambarkan sebagai
berikut.
 |
Percobaan Rutherford, hamburan sinar alfa
oleh lempeng emas |
Hasil
percobaan ini membuat Rutherford menyatakan hipotesisnya bahwa atom
tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi
elektron yang bermuatan negatif, sehingga atom bersifat netral. Massa
inti atom tidak seimbang dengan massa proton yang ada dalam inti
atom, sehingga dapat diprediksi bahwa ada partikel lain dalam inti
atom.
4.
Neutron
Prediksi
dari Rutherford memacu W. Bothe dan H. Becker (1930) melakukan
eksperimen penembakan partikel alfa pada inti atom berilium (Be) dan
dihasilkan radiasi partikel berdaya tembus tinggi. Eksperimen ini
dilanjutkan oleh James Chadwick (1932). Ternyata partikel yang
menimbulkan radiasi berdaya tembus tinggi itu bersifat netral atau
tidak bermuatan dan massanya hampir sama dengan proton. Partikel ini
disebut neutron dan dilambangkan dengan
.