Apa yang ada di dalam atom?

Lebih kecil dari yang kecil

Atom sangat kecil. Beberapa juta atom yang berjajar berdampingan baru cukup untuk membentang selebar titik di akhir kalimat ini.

Kata atom berasal dari kata Yunani atomos, yang berarti “tak terpotong”. Untuk waktu yang lama, orang mengira atom adalah benda terkecil yang ada. Kemudian, mulai tahun 1897, para ilmuwan menemukan bahwa atom tersusun dari bagian-bagian yang lebih kecil lagi.

Inti atom: proton dan neutron

Di pusat setiap atom terdapat inti atom. Inti menyimpan dua jenis partikel: proton, yang bermuatan positif, dan neutron, yang sama sekali tidak bermuatan.

Inti sangat kecil dibandingkan seluruh atom. Jika atom sebesar stadion olahraga, intinya hanya seukuran sebutir kacang polong di tengahnya. Namun, inti menyimpan lebih dari 99,9% massa atom, karena proton dan neutron jauh lebih berat daripada elektron.

Muatan sejenis saling tolak-menolak, jadi proton-proton dalam inti saling mendorong. Meski begitu, gaya yang sangat kuat yang hanya bekerja pada jarak yang sangat kecil menahan proton dan neutron tetap bersama.

Elektron: di bagian luar

Elektron jauh lebih ringan daripada proton. Dibutuhkan sekitar 1.836 elektron untuk menyamai massa satu proton. Setiap elektron bermuatan negatif.

Muatan berlawanan saling tarik-menarik, jadi inti yang positif menarik elektron yang negatif. Tarikan itu menjaga elektron tetap dekat dengan inti.

Elektron tersusun dalam lapisan yang disebut kulit. Kulit pertama dapat menampung hingga 2 elektron dan kulit kedua hingga 8. Diagram sering menggambar elektron sebagai titik pada lingkaran, tetapi elektron sebenarnya tidak mengikuti lintasan rapi seperti planet. Elektron menyebar dalam awan yang samar, dan setiap kulit sebenarnya adalah tingkat energi.

Muatan dan massa sekilas

Proton bermuatan +1 dan bermassa sekitar 1 satuan massa atom (u), satuan yang sangat kecil yang dibuat untuk menimbang atom.

Neutron tidak bermuatan (0) dan bermassa sekitar 1 u, hampir persis sama dengan proton.

Elektron bermuatan −1 dan bermassa hanya sekitar 0,0005 u. Massa itu begitu kecil sehingga sering dianggap nol.

Mengapa atom tidak bermuatan secara keseluruhan

Dalam atom, jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Muatan positif dan negatif saling meniadakan, sehingga atom secara keseluruhan bersifat netral.

Atom karbon adalah contoh yang baik. Atom ini memiliki 6 proton dan 6 elektron, sehingga muatannya seimbang. Sebagian besar atom karbon juga memiliki 6 neutron. Keenam elektron itu berada di dua kulit: 2 di kulit pertama dan 4 di kulit kedua.

Reaksi kimia biasa tidak pernah mengubah inti. Atom hanya menerima, melepas, atau berbagi elektron. Atom yang menerima atau melepas elektron menjadi partikel bermuatan yang disebut ion. Atom natrium yang melepas satu elektron menjadi Na⁺, dan atom klorin yang menerima satu menjadi Cl⁻.