Representasi visual sederhana dari model atom.
Atom, sebuah kata yang berasal dari bahasa Yunani 'atomos' yang berarti 'tidak dapat dibagi', merupakan unit dasar penyusun segala materi di alam semesta. Meskipun pada awalnya para filsuf Yunani kuno menganggapnya sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dipecah lagi, penemuan ilmiah modern telah membuktikan bahwa atom memiliki struktur internal yang kompleks. Setiap benda yang dapat kita lihat, sentuh, atau rasakan—mulai dari air yang kita minum, udara yang kita hirup, hingga bintang yang jauh di angkasa—semuanya tersusun dari kombinasi berbagai jenis atom. Memahami atom adalah kunci untuk membuka rahasia kimia, fisika, dan biologi.
Struktur dasar sebuah atom terdiri dari dua wilayah utama: inti atom (nukleus) dan awan elektron yang mengelilinginya. Inti atom terletak di pusat dan sangat padat, mengandung hampir seluruh massa atom tersebut. Inti atom terdiri dari dua jenis partikel subatomik: proton dan neutron.
Di luar inti, mengelilingi inti pada tingkat energi tertentu (orbit atau kulit elektron), terdapat partikel yang jauh lebih ringan dan bermuatan negatif:
Setiap jenis atom diidentifikasi secara unik melalui dua bilangan kuantitas penting. Yang pertama adalah Nomor Atom ($Z$), yang didefinisikan sebagai jumlah proton dalam inti. Inilah yang membedakan hidrogen (Z=1) dari helium (Z=2), dan seterusnya, hingga unsur terakhir yang diketahui dalam tabel periodik. Variasi dalam jumlah proton secara fundamental mengubah sifat kimia suatu zat.
Yang kedua adalah Nomor Massa ($A$), yang merupakan jumlah total proton dan neutron dalam inti. Karena elektron memiliki massa yang sangat kecil sehingga diabaikan dalam perhitungan ini, nomor massa secara efektif mencerminkan berat atom tersebut. Perbedaan jumlah neutron pada atom dari elemen yang sama menghasilkan apa yang kita sebut isotop—variasi unsur yang memiliki sifat kimia hampir identik tetapi massa berbeda. Contoh klasik adalah isotop Karbon-12 dan Karbon-14.
Interaksi antara atom terjadi melalui kulit terluar elektron, yang dikenal sebagai elektron valensi. Atom cenderung mencapai konfigurasi elektron yang stabil, biasanya dengan memiliki delapan elektron di kulit terluarnya (aturan oktet, meskipun ada pengecualian). Untuk mencapai stabilitas ini, atom dapat berbagi elektron dengan atom lain (membentuk ikatan kovalen) atau mentransfer elektron (membentuk ikatan ionik). Proses pembentukan ikatan inilah yang menghasilkan molekul dan senyawa, yang merupakan blok bangunan makroskopis dari dunia kita.
Model atom terus berkembang. Dari model 'kue kismis' Dalton, model 'planet' Rutherford, hingga model kuantum modern yang menggambarkan elektron dalam bentuk orbital probabilitas, pemahaman kita tentang atom semakin mendalam. Meskipun kita tidak bisa melihat elektron secara pasti karena sifat mekanika kuantumnya, model probabilitas ini memberikan prediksi yang sangat akurat mengenai perilaku kimia.
Penguasaan terhadap struktur atom telah mendorong revolusi teknologi yang luar biasa. Fisika nuklir, yang mengeksploitasi energi yang tersimpan dalam inti atom, memungkinkan pembangkit listrik tenaga nuklir dan, sayangnya, senjata nuklir. Di sisi lain, pemahaman yang mendalam tentang interaksi elektron telah melahirkan semikonduktor, dasar bagi semua perangkat elektronik modern, mulai dari komputer hingga ponsel pintar yang Anda gunakan. Ilmu material, nanoteknologi, dan bahkan studi tentang proses kehidupan pada tingkat molekuler semuanya bergantung pada pemahaman fundamental mengenai partikel terkecil ini. Jadi, meskipun sangat kecil, pengaruh atom terhadap peradaban modern sungguh tak terbatas.
Artikel ini menjelaskan konsep dasar dan struktur penyusun partikel fundamental materi.