Penemuan inti atom bermula dari penemuan keradioaktifan. Rutherford menggunakan sinar radioaktif dalam percobaan yang menghantarkan pada penemuan inti atom.
a. Penemuan Keradioaktifan
Pada tahun 1896, seorang ilmuwan Perancis, Henri
Becquerel (1852-1908), menumkan keradioaktifan ketika mempelajari suatu
batuan uranium yang disebut pekblende. Becquerel menemukan bahwa batuan
tersebut terus-menerus memancarkan radiasi. Pemancaran radiasi itu terjadi
dengan sendirinya, bukan karena pengaruh factor luar. Fenomena ini disebut keradioaktifan
atau radioaktivitas, sedangkan zat yang bersifat seperti itu disebut zat
radioaktif (radio = radiasu, aktif = spontan).
Sinar radioaktif mempunyai sifat yang berbeda
dari cahaya biasa, antara lain mempunyai daya tembus yang tinggi, dapat
mengionkan gas yang mempunyai daya tembus yang tinggi, dapat mengionkan gas
yang dilaluinya, serta dapat memendarkan berbagai macam zat. Penelitian lebih
lanjut terhadap keradioaktifan, khususnya yang dilakukan oleh Ernes Rutherford,
menunjukkan bahwa ada tiga jenis sinar radioaktif, yaitu sinar alfa (α), sinar
beta (β), dan sinar gema (ɤ). sinar α dan β merupakan radiasi partikel dan
mengalami pembelokan dalam medan listrik. Dari arah pembelokannya dapat
diketahui bahwa sinar α bermuatan positif, sedangkan sinar b bermuatan negative.
Partikel sinar a mempunyai massa 4 sma dan muatan +2. Partikel sinar β ternyata
sama dengan partikel sinar katode, yaitu elektron, yang bermuatan -1 dan
bermassa 1/1836 sma. Adapun sinar y adalah radiasi electromagnet, tidak
bermassa dan tidak bermuatan.
b. Penemuan Inti
Atom
Pada tahun 1910. Ernest Rutherford bersama
dua orang asistennya, yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan
serangkaian percobaan untuk mengetahui lebih banyak tentang susunan ato. Mereka
menembaki lempeng emas yang sangat tipis dengan partikel sinar alfa berenergi
tinggi.
Mereka menemukan bahwa sebagian besar
partikel alfa dapat menembus lempeng emas tanpa pembelokan yang berarti,
seolah-olah lempeng emas itu tidak ada. Akan tetapi, kemudian mereka menemukan
bahwa sbagian kecil dari partikel alfa mengalami pembelokan yang cukup besar,
bahkan beberapa di antaranya dipantulkan.
c. Teori Atom
Rutherford
Adanya partikel alfa yang terpantul pada penembakan lempeng emas tipis
dengan sinar alfa mengejutkan Rutherford. Partikel alfa yang terpantul itu
telah menabrak sesuatu yang sangat padat dalam atom. Fakta ini tidak sesuai
dengan model yang dikemukakan oleh J.J Thomson, di mana atom digambarkan
bersifat homogeny pada seluruh bagiannya (tidak mengindikasikan adanya bagian
yang lebih padat). Pada tahun 1911. Rutherford menjelaskan penghamburan sinar
alfa dengan mengajukan gagasan tentang ini atom. Menurut Rutherford,
sebagian besar dari massa dan muatan positif atom terkonsentrasi pada bagian
atom yang selanjutnya disebut inti atom. Hal ini dapat diandaikan dengan sebuah
roti kismis yang dipres menjadi seukuran pasir halus. Tentu saja hasilnya
menjadi sesuatu yang sangat pejal atau massif. Elekton beredar mengitari inti
pada jarak yang relative sangat jauh. Lintasan elektron itu disebut kulit
atom. Jarak dari inti hingga kulit atom disebut jari-jari inti atom adalah
sekitar 10-13 cm. jadi, sebagian besar dari atom ibarat lapangan
bulat dengan diameter 1 km.
Dengan model seperti model seperti itu, penghamburan sinar alfa oleh
lempeng emas tipis dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Sebagaian
besar partikel sinar alfa dapat tembus karena melalui ruang hampa.
2. Partikel alfa
yang mendekati inti atom dibelokkan karena mengalami gaya tolak inti.
3. Partikel alfa
yang menuju inti atom dipantulkan karena inti bermuatan positif dan sangat massif.