Dengan berbagai jenis zat yang ada, mungkin kamu merasa terkejut jika mengetahui bahwa zat terbentuk dari sejumlah kecil unsur. Contohnya, karbon mampu bergabung dengan unsur lain (seperti hidrogen dan oksigen) untuk membentuk ribuan zat (seperti gula, alkohol, dan plastik). Meskipun beberapa unsur telah lama diketahui, sebagian besar ditemukan selama 300 tahun terakhir.
Setiap unsur memiliki keunikan tersendiri dengan segala sifatnya. Untuk memudahkan, setiap unsur diwakili oleh sebuah simbol. Sebagai contoh, H untuk hidrogen, O untuk oksigen, dan Cl untuk klorida. Sebagai tambahan, setiap unsur memiliki nomor atom dan berat atom sendiri. Simbol-simbol unsur, bersama dengan nomor atom dan berat atom, ditampilkan dalam susunan tertentu yang disebut tabel periodik. Meskipun unsur-unsur dengan sifat-sifat kimia yang serupa disusun dalam kolom-kolom. Susunan tersebut akan membantu dalam mempelajari kimia.
Penemuan dan Kemiripan
Ilmu kimia modern dimulai selama abad kedelapan belas, ketika beberapa filsuf menggolongkan hasil-hasil penguraian ke dalam sejumlah kecil zat-zat dasar. Sebagai contoh, pada tahun 1774, seorang berkebangsaa Inggris, Joseph Priestley menemukan bahwa ketika bubuk merah merkuri oksida dipanaskan, bubuk tersebut terurai menjadi logam merkuri cair dan menjadi gas tak berwarna yang membantu pembakaran. (Gas ini kemudian dinamakan oksigen.) Sebagian besar zat dapat diuraikan menjadi beberapa zat yang lebih sederhana melalui pemanasan atau melalui arus listrik; namun demikian, zat yang paling dasar tidak dapat diuraikan lebih lanjut, bahkan dengan temperatus atau tegangan listrik yang sangat tinggi. Bahan pembangunan dari semua zat yang ada kemudian dikenal sebagai unsur.
Ketika ahli kimia Prancis, Antoine Lavoiser mempublikasikan daftar unsurnya yang terkenal pada tahun 1789, pada saat itu hanya terdapat 33 unsur, beberapa di antaranya keliru. Menjelang tahun 1930, para ahli kimia yang pintar berhasil menambah daftar unsur kimia yang terbentuk di alam menjadi 90. Baru-baru ini, para ahli fisika di berbagai laboratorium berenergi tinggi, telah menciptakan kurang lebih 20 unsur yang sangat radioaktif yang sama sekali tidak stabil yang secara alamiah tidak terdapat di Bumi. Ada kemungkinan unsur-unsur tersebut mungkin diproduksi di dalam inti-inti yang panas dari beberapa bintang.
Unsur kimia yang ada sekarang berjumlah 109, dan daftar ini terus bertambah. Untungnya bagi para siswa, dari jumlah tersebut, kira-kira hanya 40 unsur yang berkaitan erat dengan kimia dasar. Kamu harus memahami simbol dan sifat-sifat umum ke-20 unsur paling sederhana yang serupa dengan kalsium.
Terdapat kelompok unsur di alam yang memiliki sifat kimia yang serupa. Helium, neon, argon, kripton, dan xenon adalah gas-gas tak berwarna yang hanya dua dari gas-gas tersebut yang dapat bergabung dengan unsur-unsur lain di bawah kondisi yang sangat khusus; karena kurangnya reaktivitas menjadikan gas-gas tersebut disebut gas inert (gas-gas mulia). Sebaliknya, fluorin dan klorida merupakan gas berwarna kehijauan bersifat korosif yang membentuk garam ketika bereaksi dengan logam, oleh karena itu disebut sebagai halogen (pembentuk garam) untuk fluorin, klorin, bromida, dan iodin.
Sebagai contoh terakhir dari kelompok unsur dengan sifat-sifat yang serupa, unsur-unsur logam litium, sodium (natrium), dan potasium (kalium) memiliki berat jenis yang rendah sehingga mampu mengapung di air dan sedemikian reaktifnya sehingga langsung terbakar dengan mengambil oksigen yang ada dalam air. Logam-logam ringan ini membentuk basa kuat sehingga dinamakan logam-logam alkali. Kamu hanya dapat memahami setiap kolom dari unsur-unsur yang sejenis.
Unsur-unsur sejenis juga terjadi pada lingkungan alam yang sama. Sebagai contoh, unsur-unsur halogen terkonsentrasi dalam air laut. (Sebagian besar garam di laut tersusun oleh natrium klorida.) Halogen-halogen lainnya diekstraksi dari air laut yang telah dipekatkan lebih lanjut – bromin diperoleh dari garam yang terbentuk melalui penguapan dan iodin dari rumput laut yang tumbuh di lautan.
Kunci utama untuk memahami sistem ekstensif tentang fakta dan prinsip yang disebut kimia adalah aturan bahwa sifat suatu unsur atau senyawa dapat diperkirakan dari unsur-unsur sejenis.
Berat Atom
Menjelang abad kesembilan belas, para ahli kimia berusaha menata pengetahuan mereka yang masih sederhana tentang unsur-unsur kimia. Pada saat itu, sudah diketahui bahwa unsur-unsur dengan berat yang berbeda bereaksi untuk membentuk senyawa. Sebagai contoh, mereka menemukan bahwa 3 logam magnesium bereaksi dengan 2 gram oksigen. Namun demikian, berat oksigen yang sama akan membutuhkan 5 gram logam kalsium untuk bereaksi secara sempurna membentuk kalsium oksida. Tabel di bawah ini menunjukkan perbandingan berat kombinasi.
| Tabel: Rasio dan Percobaan |
| Berat yang berkombinasi |
| 5 gram Kalsium |
| 3 gram Magnesium |
| 2 gram Oksigen |
Para ahli kimia akhirnya berhasil mengetahui bahwa perbandingan berat dalam reaksi kimia merupakan sifat dasar dari unsur. Ahli kimia Inggris, John Dalton menyadari bahwa semua berat kombinasi yang telah diketahui adalah hampir sama dengan hasil perkalian antara bilangan bulat dengan berat kombinasi unsur teringan (hidrogen). Pada tahun 1803, Dalton mengusulkan teori atom dimana semua unsur lain dapat dibuat dari penggandaan atom hidrogen. Konsekuensinya, Dalton mendasarkan skala berat atom pada hidrogen yang setara dengan 1.
Meskipun teori Dalton tidak dapat dikatakan sederhana, Dalton berhasil menetapkan skala standar berat atom. Karena berat kombinasi dari oksigen kira-kira 16 kali berat hidrogen, bagan sebelumnya dapat diperbaiki, seperti terdapat pada tabel di bawah ini.
| Tabel: Skala Standar |
| Berat Atom |
| 40,08 Kalsium |
| 24,31 Magnesium |
| 16,00 Oksigen |
| 1,01 Hidrogen |
Berat atom untuk kalsium, magnesium, dan oksigen masih tetap berasio 5:3:2 dari berat aslinya. Perhatikan bahwa berat atom hidrogen tidak tepat 1, oleh karena itu skala berat atom sekarang didasarkan pada atom karbon yang memiliki unit berat 12. Pendapat Dalton yang menyatakan bahwa semua unsur yang lebih berat memiliki berat yang merupakan penggandaan integral atom hidrogen tidak begitu valid, namun teorinya cukup baik untuk mengarahkan pada penemuan partikel-partikel yang menyusun atom-atom.
Tabel Periodik
Pada tahun 1869, pakar kimia Rusia, Dmitri Mendeleev menerbitkan sistematisasi yang terkenal yang disebut tabel periodik. Mendeleev menyusun semua unsur kimia yang dikenal berdasarkan berat atomnya dan menemukan bahwa sifat-sifat kimia dan fisika yang serupa berulang setiap 7 unsur bagi unsur yang lebih ringan dan setiap 17 unsur untuk yang lebih berat. (Gas inert belum ditemukan pada saat itu; nilai yang benar untuk sifat yang sama adalah 8 dan 18.) Tabel periodik didasarkan pada berat atom dan sifat-sifat yang mirip. Pada setiap baris, semakin ke kanan berat atomnya semakin bertambah. Setiap kolom berisi sekelompok unsur yang memiliki sifat kimia yang serupa.
Pada tabel periodik modern, setiap kotak terdiri atas empat data. Selain nama unsur dan simbolnya, berat atom berada di bawah, dan nomor atom terdapat di atas. Unsur-unsur tersebut disusun berdasarkan bertambahnya nomor atom pada baris horizontal yang disebut periode.
Nomor atom, yang terdapat di bagian atas setiap simbol unsur merupakan urutan yang penting dalam tabel periodik. Ketika suatu unsur dirujuk berdasarkan bilangan bulat, maka bilangan ini merupakan nomor atom dan bukan berat atom. Oleh karena itu, unsur 27 adalah kobalt (yang nomor atomnya 27), bukan aluminium (yang berat atomnya 27). Sekarang, ingat baik-baik perbedaan antara berat atom dan nomor atom.
Tabel periodik menunjukkan pola sifat-sifat setiap unsur. Unsur yang teringan berada di bagian atas bagan; semakin ke bawah, berat atomnya semakin bertambah. Unsur-unsur yang berada di kanan atas, di atas garis diagonal dari aluminium (13) sampai ke polonium (84) merupakan unsur nonlogam, kira-kira setengahnya berupa gas pada kondiri normal laboratorium Semua unsur di bagian tengah dan kiri tabel adalah unsur-unsur logam, kecuali gas hidrogen (1). Sebagian besar logam bersinar, benda yang padat yang dapat diubah, kecuali merkuri yang memiliki titik leleh yang rendah sehingga menjadi cair di suhu ruangan. Semua logam memiliki panas dan listrik daya hantar yang tinggi. Banyak sekalo senyawa kimia sederhana dibentuk dari sebuah unsur logam yang bereaksi dengan unsur nonlogam.
Pada tabel periodik, unsur-unsur yang berada dalam kolom yang sama memiliki sifat yang serupa dan unsur-unsur memiliki sifat yang serupa lainnya (seperti sulfur, selenium, dan tellurium) adalah anggota dari kelompok atau keluarga yang sama dan merupakan kongener satu dengan lainnya.
Artikel bermanfaat lainnya:
Semoga bermanfaat,
Tetap Semangat! | Materi Pelajaran