Dalam dunia fisika, pemahaman mengenai teori atom telah mengalami evolusi sejak awal abad ke-20. Teori atom mekanika kuantum muncul sebagai jawaban atas berbagai pertanyaan yang tidak dapat dijelaskan oleh model-model sebelumnya.

Artikel ini akan membahas pengertian, sejarah, tokoh penting yang berperan, serta kekurangan dan kelebihan dari teori kuantum ini.

Menurut laman umsu.ac.id, teori atom kuantum adalah cara berpikir dan alat matematik yang digunakan untuk memahami bagaimana atom dan partikel-partikel kecil berperilaku, dengan dasar prinsip-prinsip mekanika kuantum.

Sejarah dan Tokoh Penemu Teori Atom Mekanika Kuantum

Awal Abad ke-20

Di awal abad ke10, eksperimen seperti sinar katode dan hamburan partikel alfa oleh Ernest Rutherford menunjukkan bahwa atom terdiri dari inti padat yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron. Namun, model ini tidak mampu menjelaskan bagaimana atom tetap stabil dan berperilaku spektrum atom.

Kemudian pada tahun 1913, Niels Bohr mengembangkan model atom yang menghubungkan ide-ide kuantum dengan mekanika klasik. Ia mengatakan bahwa elektron berada pada orbit tertentu dengan tingkat energi tertentu. Meskipun model ini menjelaskan spektrum atom hidrogen, ia masih gagal untuk menjelaskan atom yang lebih kompleks.

Persamaan Schrödinger

Pada tahun 1926, Erwin Schrödinger menciptakan persamaan gelombang yang menjadi dasar teori atom kuantum modern. Persamaan ini menggambarkan bagaimana fungsi gelombang partikel subatomik berubah seiring waktu. Ini memungkinkan fisikawan untuk menghitung dan memprediksi perilaku partikel di tingkat atom.

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg

Pada tahun 1927, Werner Heisenberg mengemukakan prinsio ketidakpastian yang menyatakan bahwa kita tidak dapat mengukur posisi dan momentum partikel secara bersamaan dengan akurasi tinggi. Ini menunjukkan bahwa ada unsur probabilitas dalam mekanika kuantum.

Pengembangan Teori Atom Kuantum

Setelah Pengenalan Persamaan Schrödinger dan prinsip ketidakpastian, teori atom kuantum terus berkembang. Fisikawan seperti Max Born dan Wolfgang Pauli berkontribusi pada formulasi matematis dan interpretasi teori ini menggunakan konsep fungsi gelombang dan bilangan kuantum.

Perkembangan Lebih Lanjut

Teori atom kuantum terus diperluas dengan kontribusi dari banyak ilmuwan. Konsep-konsep seperti prinsip eksklusi Pauli, teori medan kuantum, dan kekekalan simetri menjadi elemen penting dalam pengembangan teori atom kuantum yang lebih lengkap.

Kelebihan dan Kekurangan Teori Atom Mekanika Kuantum

Kelebihan Teori Atom Mekanika Kuantum

• Dapat mengetahui kebolehjadian menemukan elektron (orbital)
• Dapat mengetahui posisi elektron yang sedang mengorbit
• Dapat mengukur perpindahan energi eksitasi dan emisinya
• Dapat mengidentifikasi bahwa pada inti atom terdapat proton dan neutron kemudian dikelilingi oleh elektron yang berputar pada porosnya / orbitalnya
• Mampu menjelaskan sifat atom dan molekul yang berelektron lebih dari satu.

Kekurangan Teori Atom Mekanika Kuantum

• Persamaan gelombang Schrodinger hanya dapat diterapkan secara eksak untuk partikel dalam kotak dan atom dengan elektron tunggal.
• Model atom kuantum sulit diterapkan di sistem makroskopik.