Salah satu konsep dalam ilmu kimia yang mengalami perubahan secara dinamis adalah mengenai konsep atom. Hal ini karena teori-teori dan model-model yang dikembangkan mempunyai kegunaan yang luas dalam menerangkan gejala-gejala fisis dan kimia. Selain itu penemuan-penemuan baru partikel materi memungkinkan luasnya penerapan penemuan tersebut.
Dewasa ini penerapan hasil-hasil pemikiran dan penemuan di sekitar konsep atom merambah ke segala bidang, selain mempunyai manfaat positif bagi kesejahteraan umat manusia, juga berdampak negatif dan berpotensi untuk membawa kesengsaraan bagi masyarakat seperti penemuan bom atom.
Pembicaraan mengenai konsep atom masih terasa aktual, karena banyak aspek yang terkait di dalamnya yang senantiasa menarik perhatian, baik oleh orang awam maupun yang memang berkecimpung di dalam bidang IPA. Bagi orang awam-di sini dapat diartikan seorang pemula yang tertarik dalam bidang IPA dan merasa perlu belajar IPA- konsep atom tetap merupakan suatu hal yang abstrak dan sulit dipahami dengan jelas, bahkan bagi yang kegiatan dan pekerjaannya di bidang IPA, terutama kimia atau fisika., gambaran mental mengenai atom tak dapat direpresentasikan dengan mudah.
Oleh karena itu pembahasan kembali konsep atom ditinjau dari sejarah perkembangan pemikirannya, kiranya dapat mendorong gairah pemikiran baru dalam memahami konsep abstrak ini serta kiranya bermanfaat agar upaya pembahasan konsep kimia menjadi lebih menarik dan realistis. Pembahasan kembali konsep atom dalam tulisan ini, ditujukan untuk menganalisis dan menginterpretasi fakta-fakta sejarah perkembangan teori atom berdasarkan kerangka berpikir sebagaimana yang dikemukakan Kuhn (1993) dalam karyanya The Structure of Scientific Revolutions.
Menurut Kuhn (1993), Sejarah perkembangan sains bukan merupakan rangkaian penemuan yang sifatnya akumulatif, sehingga ada tiga hal yang harus dikaji dari fakta-fakta sejarah yaitu : mengenai mitos, perubahan paradigma dan verifikasi paradigma. Mitos berkenaan dengan kepercayaan yang sudah usang, berupa awal pemikiran primitif mengenai suatu konsep atau suatu kepercayaan yang diperoleh dari pengamatan yang keliru. Istilah ‘mitos ‘diajukan sebagai kontras dari istilah ‘ilmiah’ yaitu suatu keyakinan baru dari suatu konsep yang telah diakui kebenarannya, karena telah dikaji ulang dengan cara-cara yang ilmiah. Sebenarnya pada saat “mitos” itu dikemukakan diyakini sebagai kebenaran, karena memang dilandasi kajian yang teliti dan mungkin pada masa itu bersifat sama ilmiahnya dengan yang dikatakan “ilmiah” di kemudian hari. Bila pada perkembangan selanjutnya banyak fakta-fakta yang ditemukan bertentangan, maka dikatakanlah sebagai mitos.
Thomas Kuhn (1993) menjelaskan bahwa sains tidak selalu bersifat akumulatif. Hal ini karena terjadi suatu revolusi sains yang mengubah paradima sains normal. Pada periode sains normal, para ilmuwan bekerja memverifikasi atau menguji teori-teori berdasarkan paradigma yang berlaku. Pada periode ini adanya anomali atau penyimpangan hasil diabaikan. Namun akumulasi anomali-anomali dapat memungkinkan terjadinya krisis paradigma, sehingga sains normal tidak dapat berlanjut. Pada saat itulah terjadi revolusi sains dan muncul paradigma baru. Paradigma baru yang timbul setelah anomali itu, akan tetap bertahan, jika hasil verifikasi atau fakta-fakta dapat mendukungnya. Semakin banyak verifikasi yang mendukung paradigma, semakin kuat pula kedudukannya, sehingga pada suatu waktu dapat menjadi sains yang normal. Selanjutnya bila terjadi akumulasi anomali, maka terjadi lagi krisis paradigma yang mengakibatkan revolusi sains .Berdasarkan kerangka berpikir Kuhn mengenai Revolusi Sains, maka : 1) Pada periode mana konsep atom merupakan suatu mitos kemudian menjadi sains norma
Model Atom Dari masa ke masa
Model atom mutakhir
PEMBAHASAN
Gagasan konsep atom yang dikemukakan Dalton dipandang sebagai kelanjutan pandangan filosof atomik, meskipun terdapat sedikit perbedaan dalam landasan berpikirnya. Beberapa gagasan yang dituangkan Dalton dilandasi oleh fakta-fakta empiris berlandaskan eksperimen yang dilakukan oleh ilmuwan lain . Sedangkan pandangan filosof tentang atom seluruhnya berupa refleksi kritis terhadap fenomena alam. Revolusi pemikiran konsep atom, terjadi karena teori atom Dalton tidak dapat diverifikasi, banyak anomali yang berkenaan dengan hal itu, sehingga menimbulkan serangkaian krisis, terutama akibat penemuan-penemuan di bidang kelistrikan dan gejala radioktivitas.
Penemuan gejala kelistrikan mengubah pandangan bahwa atom merupakan partikel bagian terkecil dari materi, karena telah dapat dibuktikan adanya partikel sub atom seperti proton, elektron dan netron. Beberapa studi yang intensif yang dilakukan membawa ke dalam suatu babak baru penyelidikan mengenai atom yang membawa pemahaman yang sangat berbeda dengan pandangan filosofi Dalton
Dari rangkaian penemuan gejala kelistrikan dan radioaktivitas, terdapat dua ilmuwan yang mengemukakan model atom, yaitu model atom Thomson dan model atom Rutherford. Kedua model ini tidak dapat diterima sebagai paradigma baru, karena secara internal konsepnya sendiri mengandung hal yang tidak logis dipandang dari aturan-aturan fisika yang berlaku serta tidak dapat menerangkan fenomena-fenomena yang diamati, seperti fenomena spektrum.
Paradigma baru dianggap terjadi ketika Bohr mengemukakan teori atom atau model atomnya sebagai perbaikan terhadap model atom Rutherford. Anggapan ini berdasarkan dari adanya perubahan paradigma dalam ilmu fisika yaitu dari paradigma Newtonian (fisika klasik) ke paradigma teori kuantum (fisika modern) yang dirintis oleh Max Plank pada tahun 1900. Namun apabila merujuk pada kenyataan, bahwa Bohr sebenarnya bekerja atas dasar teori planet elektronnya Rutherford yang banyak ditolak ilmuwan fisika masa itu (–bahkan ia bekerja sama dengan Rutherford untuk memperbaiki teorinya--), maka dianggap teori atom Bohr dianggap sebagai penyempurnaan terhadap teori atom Rutherford. Hal itu karena masalah yang dihadapi adalah bagaimana sebenarnya posisi elektron di dalam atom. Sedangkan adanya partikel sub-atom yang mendasari teori atom Rutherford sudah dapat diterima secara luas.
Dengan terjadinya revolusi dari fisika klasik ke fisika modern, yaitu berubahnya pandangan mekanika Newtonian dan teori gelombang Maxwell menjadi paradigma teori kuantum Max Planck, memberikan sumbangan pemikiran yang menghasilkan paradigma baru teori atom, yaitu teori atom Bohr. Teori ini mendapat perluasan pemikiran dari Sommerfield untuk menerangkan fakta-fakta yang tidak dapat dijelaskan dengan baik oleh Bohr.
Keberatan terhadap model atom Bohr-Sommerfield lebih banyak dilakukan oleh ilmuwan fisika, bagi kebanyakan ilmuwan kimia model atom ini cukup handal untuk menerangkan gejala-gejala kimiawi, seperti sifat-sifat ikatan kimia, penggabungan atom-atom dan sistem periodik unsur. Yang menjadi keberatan, sehingga timbul baru teori atom mekanika kuantum (mekanika gelombang) adalah faham determinisme yang melandasi pemikiran model atom Bohr dan juga perluasannya oleh Sommerfield (Teori atom Bohr-Sommerfield).
Secara esensi bagaimana kedudukan elektron di dalam atom yang digambarkan dengan keempat bilangan kuantum dapat diterima, namun yang harus digaris bawahi untuk mendapatkan koreksi dari model itu adalah bahwa konsep orbit yang dikemukakan Bohr diganti menjadi orbital dengan pengertian yang sesuai dengan Prinsip Ketidakpastian Heisenberg.
Dengan demikian apabila ditinjau dari konsep atom sendiri yang sampai saat ini dianut, terutama oleh ilmuwan kimia, maka pemaparan teori atom berdasarkan mekanika kuantum bukan suatu revolusi, tetapi rangkaian penemuan yang sifatnya akumulatif dalam kajian sains yang normal. Hal ini mengingat paradigma teori Bohr dan perluasannya oleh Sommerfield hingga sekarang tetap dipergunakan. Jadi paradigma mekanika kuantum memberikan sumbangan terhadap penyempurnaan teori atom Bohr dan bukan merupakan penolakan, karena dalam hal ini digunakan prinsip korespondensi.
Yang dianggap sebagai paradigma baru alasannya lebih bersifat filosofis, karena berkaitan dengan perubahan faham dari determinisme menjadi indeterminisme dalam memandang dunia mikroskopik yang terletak di luar jangkauan indera kita. Secara keseluruhan hal ini memberi gambaran, bahwa ilmu pengetahuan alam , khususnya fisika tidak lagi dianggap sebagai ilmu pengetahuan yang mengandung kebenaran yang mutlak dan dapat menetapkan suatu kejadian dengan pasti (eksak). Faham indeterministik ini pun diungkap pula dalam teori relativitasnya Einstein.
Penemuan-penemuan partikel dasar quark mengubah pandangan mengenai inti atom yang hanya terdiri dari partikel dasar proton dan neutron sehingga menghantarkan pada penggambaran struktur atom yang sangat kompleks dan sangat jauh dari konseptualisasi Daltonian. Manfaat yang diperoleh dari model quark adalah dapat menggambarkan bahwa struktur inti atom begitu rumit dan dinamis dimana proton dan neutron tidak begitu saja bertumpuk dalam inti atom - seperti jeruk dalam peti. Oleh karena itu model atom Murray-Zweig menjadi paradigma baru dalam menerangkan struktur atom, terutama dalam kaitannya dengan susunan inti atom. Namun bukan berarti paradigma sebelumnya tidak berlaku, karena untuk menerangkan bagaimana kedudukan elektron serta gerakan elektron sampai saat ini masih digunakan paradigma teori atom mekanika gelombang.
SIMPULAN
A. Sebelum permulaan abad 19, konsep atom dianggap sebagai ‘mitos’ , karena gagasan yang diajukan oleh para filosof Yunani hanya dilandasi pemikiran tentang fenomena alam. Perkembangannya menjadi ‘sains’ normal’ setelah Dalton mengkonseptualisasikan kembali berdasarkan kajian-kajian empirik. Periode ‘sains normal’ di bawah paradigma Dalton berlangsung hampir satu abad lamanya (ahir abad 19).
B. Akumulasi anomali yang menggugurkan paradigma Dalton antara lain gejala kelistrikan dan radoaktifitas.
C. Perubahan model atom Thompson, Rutherford, Bohr hingga model atom mekanika kuantum masih berada dalam satu paradigma yang meyakini bahwa atom memiliki sub partikel ; inti atom dan elektron. Perubahan model difokuskan pada penentuan susunan elektron dalam atom
D. Namun ditinjau dari landasan filosofisnya, perubahan Model Atom Bohr ke Model atom mekanika Kuantum dianggap sebagai perubahan paradigma deterministik menjadi Uncertainity Principle
E. Penemuan partikel elementer quark , belum dapat dianggap suatu anomali , karena model quark tidak mengubah paradigma namun melengkapinya,
F. Adanya perkembangan pemikiran konsep atom menunjukkan bahwa tidak ada kebenaran yang mutlak dalam IPA, bahkan melalui konsep atom faham determinisme dapat dibantah dengan argumentasi mekanika kuantum. Kemunculan model quark tidak lagi dianggap sesuatu guncangan bagi kebenaran ilmiah, namun dianggap dapat melengkapi khazanah ilmu pengetahuan. Hal ini karena para ilmuwan kini mempunyai pandangan bahwa kebenaran sains bersifat tentatif dan relatif.
DAFTAR RUJUKAN
Anna Poedjiadi. 1987. Sejarah Dan Filsafat Sains. Bandung. Yayasan Cendrawasih.
Bernal.J.D. 1981.The Natural Sciences In Our Time. Vol : 3. Massachusets. The MIT Press Cambridge.
Bruton, J.G. 1966. The Story of Western Science. New York Cambridge. University Press.
Dampier,W.C. 1984. A History of Science. 4 th .ed. Cambridge. University Press.
Feinberg, Gerald. 1990. Partikel Elementer. Ilmu pengetahuan Populer Vol.5. Jakarta. PT Widya Dara. Hal 116-125.
Hodeson, Lilian. 1990. Teori Kuantum. Ilmu Pengetahuan Populer Vol.5. Jakarta. PT. Widya Dara. Hal. 136-148.
Keenan, Charles W. et all. 1980. General College Chemistry. Sixth Ed. NY. Harper & Row Publishers, Inc.
Kuhn, Thomas.S. 1993. Peran Paradigma Dalam Revolusi Sains. Ed. Kedua. (terj. Tjun Surjaman). Bandung. PT. Remaja Rosda Karya.
Mason, Stephen F. 1962. A History of The Sciences. New Revised Ediion. Abelard-Schuman Ltd.
Mc Avoy, J.P dan Zarate Oscar. 1996. Mengenal Teori Kuantum Untuk Pemula. (Terj. Ahmad Baiquni). Jakarta.
Musthafa,KS. 1980. Alam Semesta Dan Kehancurannya Menurut Al-Qur’an Dan Ilmu Pengetahuan. Bandung. Al-Ma’arif.
Petrucci, Ralph. H.1985. General Chemistry. Principles And Modern Applications. Fourth Ed. NY. Collier Nac millan.Inc.
Trefil, James. 1990. Kuarka. Ilmu Pengetahuan Populer Vol.5. Jakarta. Pt. Widya Dara. Hal 126-130
Tidak ada komentar:
Posting Komentar