MISTERI ALAM DAN MANUSIA 3

             BAB SATU   :  ALAM MIKROKOSMOS

1.  Dunia Atom yang Ajaib

Perkataan Atom berasal dari bahasa Yunani yang artinya bahagian Materi yang tidak dapat dibagi, jadi atom adalah bahagian yang paling halus. Dunia atom penuh dengan keajaiban-keajaiban yang rasanya seperti tidak masuk akal akan tetapi keajaiban atom itu adalah ilmiah dan logis. Coba kita bayangkan, kalau kelereng mainan anak anak kita kumpul sebanyak 100 juta maka kita akan memerlukan gudang yang luas ruangnya 1.000 M3, tapi dengan 100 juta atom luas ruang yang terpakai baru seujung jarum. Tapi kalau kita memperbesar 100 kali lagi, kutu menjadi sebesar Merpati, rambut menjadi sebesar rotan yang besar dan rumput sudah seperti pohon bambu. Kalau pembesaran ini kita teruskan 100 kali lagi (jadi diperbesar 10.000 kali) maka kutu yang tadi sebesar merpati menjadi binatang raksasa yang panjangnya 15 meter, rambut sudah sebesar pohon jati yang berumur 100 tahun, batang rumput panjangnya sudah dua kilometer dan lebarnya 10 meter, namun atom belum kelihatan juga.

Kalau begitu mari kita perbesar 10.000 kali lagi jadi pembesaran menjadi 100 juta kali, barulah kelihatan atom itu sebesar kelereng, padahal rambut sudah berpenampang 10 km dan batang rumput panjangnya sudah setengah keliling dunia yang lebarnya 100 km. Ketika itu kalau bola tenis kita letakkan untuk menjadi perbandingan dengan atom itu maka perbandingannya seperti bumi dengan kelereng. Betapa kecilnya atom itu dapat anda bayangkan sehingga tidak ada sebuah mikroskop yang sanggup melihat atom itu. Hati kita sekarang jadi penasaran karena kepingin tahu, berapakah gerangan beratnya atom?

Satu atom zat air beratnya tak lebih dari 1,65 x 1/10²⁴ gram = 1,65 kali Satu per Sekwardilliun gram.

Kalau beratnya ini kita perbesar menjadi 1 (satu) gram maka satu kilogram air beratnya menjadi sama dengan berat bumi. Kalau pertanyaan kita teruskan untuk mengetahui berapa banyak jumlah atom dalam 1 cc air? Dalam tekanan normal 0⁰ C tak kurang 27 x 10¹⁸ = 27 trilliun atom dengan elektronnya silang siur dalam ruangannya yang  tak terlihat itu.

Atom-atom dari unsur yang bermacam-macam itu tak sama beratnya, yang paling ringan adalah atom zat air, sesudah itu Helium, sesudah itu Lithium, dan yang paling berat adalah Uranium (beratnya 238 x berat atom zat air). Belakangan ditemukan Mendelevium yang beratnya 256  x  berat atom zat air, Femium 255 X berat atom zat air..

1.1  Apa Sebenarnya Isi Atom itu?

Bila Atom itu dibom dengan sinar X ia akan melepaskan bagian-bagiannya, dimana bagian-bagiannya itu berisi listrik negatif oleh sebab itu dinamakan “Elektron”. Pelepasan elektron  ini bukan hanya dapat dilakukan dengan buatan akan tetapi dapat terjadi secara alami yang disebut proses  “radiasi”, merupakan salah satu peristiwa alam yang sangat ajaib. Lebih mengherankan lagi bahwa suatu zat yang sedang menjadi radio aktif tak dapat dipengaruhi dengan cara apapun .Jadi kalau proses radiasi sedang berlangsung maka tak ada kekuatan didunia ini yang dapat menahannya. Zat yang radio aktif itu memancarkan tiga macam cahaya, yang satu mempunyai daya penetrasi yang kuat sekali, yang kedua ternyata mempunyai sifat seperti elektro magnet dan yang ketiga adalah bagian yang jauh lebih besar dan lebih berat dari elektron dan isinya positif. Segala zat yang radio aktif dan zat-zat yang memproduksi sinar yang diketahui sampai sekarang ini melepaskan elektronnya dengan sendirinya dengan tak mempunyai sabab dari luar dirinya.

Percobaan-percobaan selanjutnya mendapat kepastian bagi Rutheford bahwa semua atom terdiri atas proton yang berat dan positif, dan bagian-bagian pinggir yang ringan dan negatif (elektron). Setelah 13 tahun lamanya membuat percobaan barulah Chadwick dan suami istri Curie Joliot berhasil melepaskan bahagian yang baru dari inti yang padat itu.Bahagian ini boleh dikatakan mempunyai massa yang hampir sama dengan massa proton tapi anehnya tak mempunyai isi listrik, ia netral, oleh sebab itu ia dinamakan Neutron.

Sekarang marilah kita lihat pula dengan  kacamata ilmu, berapa kecil sebenarnya elektron itu, dan berapa besarnya proton dan neutron bila dibandingkan dengan elektron.Jari-jari elektron panjangnya kira-kira 10^–12 = 1/10.000.000.000.000 panjang jari jari atom. Apakah proton dan neutron itu jari-jarinya lebih panjang? Ternyata tidak demikian, ketiga bahagian atom ini besarnya hampir bersamaan, tetapi beratnya yang berbeda.

Jadi gambaran atom ini adalah sebagai berikut:

Ditengah-tengah tiap atom terdapat inti yang positif (proton) baik yang tunggal (zat air) maupun yang majemuk (seperti unsur-unsur yang lain), yang biarpun isinya kecil sekali namun massanya bila dibandingkan dengan atom hampir seluruh massa atom itu seolah-olah dimiliki intinya.

Disekeliling proton beredar elektron yang mengambil ruangan yang sama besarnya satu proton tetapi massanya jauh lebih kecil kira-kira 1/1.836, namun jumlahnya sama dengan proton. Dan didalam inti ini ada jenis lain yang bukan positif dan bukan pula negatif yang massanya sama dengan proton. Ia adalah Neutron. Tentang jumlah neutron kadang kala melebihi jumlah proton, sebab semakin berat atom itu semakin kuat kandungan positif  negatifnya, maka kekuatan netral harus lebih besar, karena itu bila proton suatu unsur melebihi bilangan 20, biasanya neutronnya lebih banyak dari proton.

Dalam tahun ketika neutron ditemukan Anderson, Neddermeyer menemukan pula positron. Positron adalah bahagian yang sangat kecil sama kecilnya dengan elektron tapi berisi listrik positif, karena itu dinamai positron ( positif elektron ). Tempatnya didalam atom belum dapat dipastikan benar, namun sifatnya yang dapat menetralkan dan menghancurkan elektron dapat memperberat dugaan bahwa positron berada dalam inti atom itu juga.

Anderson bersama-sama dengan Strect dan Stevenson menemukan bahagian lain lagi. Bahagian ini lebih ringan dari proton atau neutron tapi lebih berat dari elektron lebih kurang 200 x elektron. Anderson menamakannya Meson ( Meso elektron = Meso-tron= meson ). Apa pula fungsinya meson ini? Adalah sebagai penetrasi agar positron tidak melompat menghancurkan elektron. Sekarang kita sudah mengenal lima macam bahagian atom yaitu: Proton, Neutron, Elektron, Positron dan Meson.  Kiranya masih ada bahagian yang lain lagi :

Dalam tahun 1931 Fauti Formi meramalkan adanya Netrino, dan Gamaw menduga bahwa disamping netrino ada antinetrino. Kalau Netrino dan Antinetrino dengan sesuatu sebab bertemu keduanya akan saling menghancur. Apakah ini artinya “menjadi hilang”? Ahli-ahli Fisika modern tidak mengenal perkataan hilang atau “tidak ada”, jadi tidak ada yang hilang. Diduga penghancuran itu melahirkan sesuatu yang lain, artinya tenaga ( energi ) itu menjadi hilang dan gantinya adalah “gelombang gravitasi” dan gelombang “gaya-bobot”. Penghancuran inilah yang menyebabkan bahwa disekeliling benda angkasa terdapat lapangan gaya bobot, sehingga segala sesuatu yang ada itu tidak lebur dan tidak hilang didalam ruang alam semesta.

Sebagaimana yang telah diuraikan bahwa massa atom berada pada nukleus (inti)nya sehingga berat inti menjadi berat atom itu sendiri. Sebagai dasar perbandingan, para sarjana menetapkan inti Hidrogen yang hanya punya proton yang  tunggal, maka hidrogen mendapat nomor-urut : 1(satu). Helium mendapat nomor-urutr dua, karena protonnya 1 x berat atom hidrogen, tapi berat intinya sebenarnya 4 x berat hidrogen. Kenapa demikian? Ini disebabkan adanya Neutron yang beratnya sama dengan proton. Karena jumlah elektron dengan proton didalam atom harus sama, maka untuk menghitung berapa banyak neutron didalam sebuah atom, cukup dengan mengurangi jumlah berat atom dengan jumlah elektronnya. Adapun jumlah elektron dari sebuah atom adalah ditandai dengan nomor urutnya. Kalau nomor urutnya 15, berarti elektronnya sebanyak 15. Berat atomnya 31 berarti neutron dikurangi 15 = 16. Untuk jelasnya lihatlah tabel berikut ini.

        

No	NAMA UNSUR	SIMBOL	BERAT ATOM
1	Hidrogen	H	1,008
2	Heliun	He	4,003
3	Lithium	Li	6,940
4	Berillium	be	9,013
5	Boron	B	10,82
6	Karbon	C	12,01
7	Nitrogen	N	14,01
8	Oksigen	O	16,00
9	Fluor	F	19,00
10	Neon	Ne	20,18
11	Natrium	Na	22,99
12	Magnesium	Mg	24,32
13	Alumunium	Al	26,98
14	Silikon	Si	28,09
15	Pospor	P	30,98
16	Belereng	S	32,07
17	Khlor	CI	35,46
18	Argon	A	38,94
19	Kalium	K	39,10
20	Kalsium	Ca	40,08
21	Titanium	Ti	47,90
22	Scandium	Sc	44,96
23	Vanadium	V	50,95
24	Chromium	Cr	52,01
25	Mangan	Mn	54,94
26	Ferum (Besi )	Fe	55,85
27	Cobalt	Co	58,94
28	Nikel	Ni	58,71
29	Tembaga	Cu	63,54
30	Seng	Zn	65,38
31	Gallium	Ga	69,72
32	Germanium	Ge	72,60
33	Arsenic	As	74,91
34	Selinium	Se	78,96
35	Bromine	Br	79,92
36	Krypton	Kr	83,80
37	Rubidium	Rb	85,48
38	Strontium	Sr	87,63
39	Yettrium	Y	88,92
40	Zirconium	Zr	91,22
41	Niobium	Nb	92,91
42	Molybdenum	Mo	95,95
43	Technetium	Tc	99,00
44	Ruthenium	Ru	101,1
45	Rhodium	Rh	102,9
46	Palladium	Pd	106,4
47	Perak	Ag	107,9
48	Cadmium	Cd	112,4
49	Indium	In	114,8
50	Timah	Sn	118,7
51	Antimony	Sb	121,8
52	Tellirium	Te	127,6
53	Iodine	I	126,6
54	Xenon	Xe	131,3
55	Cesium	Cs	132,9
56	Barium	Ba	137,4
57	Lanthanum	La	138,9
58	Cerium	Ce	140,1
59	Praseodymium	Pr	140,9
60	Neodymium	Nd	144,3
61	Promethium	Pm	(147)
62	Samarium	Sm	150,4
63	Europium	Eu	152,0
64	Gadolinium	Gd	157,3
65	Terbium	Tb	158,9
66	Dysprosium	Dy	162,5
67	Holmium	Ho	164,9
68	Erbium	Er	167,3
69	Thulium	Tm	168,9
70	Yetterbium	Yb	173,0
71	Lutetium	Lu	175,0
72	Hafnium	Hf	178,5
73	Tantalum	Ta	181,0
74	Tungsten	W	183,9
75	Rhenium	Re	186,2
76	Osmium	Os	190,2
77	Iridium	Ir	192,2
78	Platina	Pt	195,1
79	Emas	Au	197,0
80	Air raksa	Hg	200,6
81	Thallium	Tl	204
82	Timah hitam	Pb	207,2
83	Bismuth	Bi	209
84	Polonium	Po	210
85	Astatine	At	(210)
86	Radon	Rn	222
87	Francium	Fr	(223)
88	Radium	Ra	226,1
89	Actinium	Ac	227
90	Thorium	Th	232,1
91	Protactinium	Pa	231
92	Uranium	U	238,1
93	Meptunium	Np	(237)
94	Plutonium	Pu	(242)
95	Americium	Am	(243)
96	Curium	Cm	(245)
97	Brekelium	Bk	(249)
98	Californium	Cf	(249)
99	Einstenium	Es	(253)
100	Fermium  Fermium	Fm	(255)
101	Mendelevium	Md	(256)
102	Nobelium	No	(253)

           

Melihat dari banyaknya elektron pada kulit otom yaitu sebanyak 112, berarti ada kemungkinan jumlah atom atom didalam jagat ini ada sebanyak 112 macam, yang didalam daftar nama-nama atom baru dikenal hanya sebanyak 102 macam karena nama-nama atom yang  ditemukan para ahli hanya sebanyak seratus dua macam saja.