UNSUR


Unsur kimia

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Unsur kimia bisa berarti dua hal. Kesatu, unsur sama artinya dengan atom (misal mengatakan 'unsur oksigen' sama dengan mengatakan 'atom oksigen'). Kedua, unsur berarti zat yaitu kumpulan sangat banyak atom hingga sampai pada tingkat yang bisa kita rasakan, bisa dilihat, dicium, dan berdampak pada tubuh (makhluk hidup, benda padat, cair, dan gas). Unsur jika lebih dirinci termasuk sebagai zat murni bersama dengan senyawa
perbedaan unsur dalam artian atom dan unsur dalam artian zat

Unsur (dalam hal ini atom) mempunyai jumlah proton yang sama dalam inti atomnya (yaitu nomor atom, atau Z yang sama).[1] Sebanyak 118 unsur telah diketahui, yang mana 94 di antaranya ada secara alami di bumi. Sedangkan 24 sisanya, merupakan unsur buatan. Terdapat 80 unsur yang memiliki sekurang-kurangnya satu isotop stabil dan 38 unsur yang merupakan radionuklida yang seiring berjalannya waktu meluruh menjadi unsur lain. Besi adalah unsur penyusun bumi paling melimpah (berdasarkan massa), sementara di kerak bumi oksigen adalah yang paling melimpah.[2]

Unsur kimia menyusun materi biasa di jagat raya. Namun, observasi astronomi menyarankan bahwa materi biasa yang teramati hanya menyusun 4% dari materi di alam semesta: sisanya adalah materi gelap (73%); komposisinya tidak diketahui, tetapi tidak tersusun dari unsur kimia.[3] Energi misterius ini kemungkinan mempercepat inflasi Alam semesta.

Dua unsur yang paling ringan, hidrogen dan helium, sebagian besar terbentuk dalam Ledakan Dahsyat dan merupakan unsur paling umum di jagat raya. Tiga unsur berikutnya (litiumberilium, dan boron) sebagian besar terbentuk melalui spalasi sinar kosmis, dan oleh sebab itu lebih jarang daripada unsur-unsur yang lebih berat. Pembentukan unsur dengan proton antara 6 sampai 26 terjadi dan terus berlanjut dalam bintang-bintang deret utama melalui nukleosintesis bintang. Kelimpahan oksigen, silikon, dan besi yang tinggi di Bumi mencerminkan produksinya yang banyak di bintang-bintang tersebut. Unsur-unsur dengan proton lebih dari 26 terbentuk melalui nukleosintesis supernova dalam supernova, yang, ketika mereka meledak, memercikkan unsur-unsur ini sebagai sisa-sisa supernova jauh ke angkasa, yang menyatu dengan planet ketika mereka terbentuk.[4]

Istilah "unsur" (atau "elemen") digunakan untuk atom-atom dengan jumlah proton tertentu (tanpa menghiraukan apakah mereka terionisasi atau berikatan kimia, misalnya hidrogen dalam air) maupun sebagai zat kimia murni yang mengandung unsur tunggal (misalnya gas hidrogen).[1] Untuk makna yang kedua, telah diusulkan juga istilah "zat elementer" dan "zat sederhana", tetapi tidak mendapat penerimaan yang luas dalam literatur kimia Inggris, sementara dalam beberapa bahasa lainnya kesetaraannya banyak digunakan (misalnya Pranciscorps simplebahasa Rusiaпростое вещество). Sebuah unsur tunggal dapat membentuk banyak zat yang berbeda strukturnya; mereka disebut alotrop unsur.Ketika unsur yang berbeda bergabung secara kimia, dengan atom-atom yang terikat melalui ikatan kimia, mereka membentuk senyawa kimia. Hanya sedikit unsur yang ditemukan tak berikatan sebagai mineral murni. Unsur alami semacam ini di antaranya adalah tembagaperakemaskarbon (sebagai batu baragrafit, atau intan), dan belerang. Semua unsur, kecuali yang sangat inert seperti gas mulia dan logam mulia, biasanya ditemukan di bumi dalam bentuk gabungan kimianya, sebagai senyawa kimia. Sementara sekitar 32 unsur kimia yang ada di bumi dalam bentuk alami tak tergabung, sebagian besar berada sebagai campuran. Misalnya, udara atmosfer campuran utamanya adalah nitrogen, oksigen, dan argon, sementara unsur padat alami terjadi dalam logam paduan, seperti pada besi dan nikel.

Sejarah penemuan dan penggunaan unsur dimulai sejak masyarakat manusia primitif yang menemukan unsur-unsur alami seperti karbon, belerang, tembaga dan emas. Peradaban selanjutnya mengekstraksi unsur tembaga, timah, timbal dan besi dari bijihnya melalui peleburan, menggunakan batu baraAlkimiawan dan kimiawan secara berurutan mengidentifikasi lebih banyak lagi; seluruh unsur yang terbentuk secara alami telah diketahui pada tahun 1950.Sifat unsur kimia dirangkum dalam tabel periodik, yang menyusun unsur-unsur menurut kenaikan nomor atom dalam baris ("periode") yang merupakan pengulangan ("secara periodik") sifat-sifat kimia dan fisika kolom-kolomnya ("golongan"). Selain unsur radioaktif tak stabil dengan waktu paruh singkat, seluruh unsur tersedia secara industri, sebagian besar berketakmurnian[Cat 1] rendah.

Deskripsi[sunting | sunting sumber]

Unsur kimia paling ringan adalah hidrogen dan helium, keduanya tercipta melalui nukleosintesis Big Bang selama 20 menit pertama alam semesta,[5] dengan rasio sekitar 3:1 berdasarkan massa (atau 12:1 berdasarkan nomor atom),[6][7] bersama dengan dua unsur renik berikutnya, litium dan berilium. Hampir semua unsur lain yang dijumpai di alam terbentuk melalui beragam metode nukleosintesis alami.[8] Sejumlah kecil atom secara alami diproduksi di bumi melalui reaksi nukleogenik, atau dalam proses kosmogenik, seperti spalasi sinar kosmis. Atom-atom baru juga diproduksi secara alami di bumi sebagai isotop luruhan radiogenik dari proses peluruhan radioaktif seperti peluruhan alfapeluruhan betafisi spontan, peluruhan gugus, dan moda peluruhan yang lebih jarang lainnya.

Dari 94 unsur yang terbentuk secara alami, unsur dengan nomor atom 1 hingga 82 memiliki sekurang-kurangnya satu isotop stabil (kecuali teknesium, unsur 43, dan prometium, unsur 61, yang tidak memiliki isotop stabil). Isotop yang dianggap stabil adalah mereka yang tidak (atau belum) teramati mengalami peluruhan radioaktif. Unsur dengan nomor atom 83 hingga 94 adalah tidak stabil dari sudut pandang peluruhan radioaktif seluruh isotop yang dapat dideteksi. Beberapa unsur ini, terutama bismut (nomor atom 83), torium (nomor atom 90), dan uranium (nomor atom 92), memiliki satu atau lebih isotop dengan waktu paruh yang cukup panjang untuk bertahan sebagai sisa-sisa ledakan nukleosintesis stelar yang menghasilkan logam berat sebelum pembentukan Tata Surya. Selama lebih dari 1,9×1019 tahun, lebih dari satu miliar kali lebih lama daripada perkiraan umur alam semesta saat ini, bismut-209 (nomor atom 83) memiliki waktu paruh peluruhan alfa terpanjang di antara unsur yang terjadi secara alami, dan hampir selalu dianggap setara dengan 80 unsur stabil.[9][10] Unsur yang paling berat (yaitu yang di atas plutonium, unsur 94), mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh yang sangat singkat dan tidak ditemukan di alam sehingga harus disintesis.

Per tahun 2010, terdapat 118 unsur yang diketahui (dalam konteks ini, "diketahui" berarti telah diteliti dengan cukup baik, meskipun hanya dari sedikit produk peluruhannya, untuk memastikan berbeda dari unsur lain).[11][12] Dari 118 unsur ini, 94 terbentuk secara alami di bumi. Enam di antaranya terbentuk dalam jumlah yang sangat renik: teknesium, nomor atom 43; prometium, nomor 61; astatin, nomor 85; fransium, nomor 87; neptunium, nomor 93; dan plutonium, nomor 94. Sembilan puluh empat unsur ini telah terdeteksi melimpah di alam semesta, dalam spektrum bintang dan juga supernova, di mana terjadi pembentukan unsur radioaktif berumur pendek. Sembilan puluh empat unsur pertama telah dideteksi langsung di bumi sebagai nuklida primordial yang hadir sejak pembentukan tata surya, atau sebagai fisi alami atau transmutasi produk uranium dan torium.

Sisanya, 24 unsur yang lebih berat, yang tidak ditemukan saat ini baik di bumi maupun pada spektra astronomis, telah diproduksi secara artifisial: seluruhnya bersifat radioaktif, dengan waktu paruh yang sangat singkat. Jika ada atom-atom unsur ini yang terdapat pada pembentukan bumi, dapat dipastikan telah meluruh sempurna, dan jika terdapat pada nova (bintang baru), pastinya berada dalam jumlah yang sangat kecil untuk diketahui. Teknesium adalah non-alami yang disintesis pertama kali, pada tahun 1937, meskipun sekelumit teknesium telah dijumpai di alam (dan juga unsurnya telah ditemui secara alami pada tahun 1925).[13] Pola produksi artifisial dan pengungkapan alami di kemudian hari telah berulang dengan unsur radioaktif alami yang langka lainnya.[14]

Dafar unsur tersedia berdasarkan nama, nomor atom, massa jenis, titik lebur, titik didih, dan berdasarkan simbol, serta berdasarkan energi ionisasi unsur kimia. Nuklida unsur stabil dan radioaktif juga tersedia sebagai daftar nuklida, yang diurutkan berdasarkan waktu paruh untuk yang tidak stabil. Satu yang paling nyaman, dan tentunya penyajian unsur paling tradisional adalah dalam bentuk tabel periodik, yang mengelompokkan unsur-unsur dengan kemiripan sifat kimia (dan biasanya juga memiliki struktur elektron yang mirip).

Nomor atom[sunting | sunting sumber]

Nomor atom suatu unsur sama dengan jumlah proton dalam masing-masing atom, dan mendefinisikan unsur kimia.[15] Sebagai contoh, seluruh atom karbon mengandung 6 proton dalam inti atomnya; sehingga nomor atom karbon adalah 6.[16] Atom karbon dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda; atom dari unsur yang sama tetapi memiliki jumlah netron yang berbeda dikenal sebagai isotop.[17]

Jumlah proton dalam inti atom juga menentukan muatan listrik, yang pada gilirannya menentukan jumlah elektron atom tersebut dalam kondisi tak terionisasi. Elektron menempati orbital atom yang menentukan beragam sifat kimia atom. Jumlah neutron dalam inti atom biasanya berpengaruh sangat kecil pada sifat unsur kimia (kecuali dalam kasus hidrogen dan deuterium). Oleh karena itu, seluruh isotop karbon memiliki sifat kimia yang hampir identik karena kesemuanya memiliki enam proton dan enam elektron, meskipun atom karbon dapat mempunyai, misalnya, 6 atau 8 neutron. Inilah dasar pemikiran penentuan karakteristik unsur kimia menggunakan nomor atom, dan bukannya nomor massa atau massa atom.

Lambang nomor atom adalah Z.

Isotop[sunting | sunting sumber]

Isotop adalah atom-atom unsur yang sama (yaitu, dengan jumlah proton yang sama dalam inti atomnya), tetapi memiliki jumlah neutron yang berbeda. Oleh karena itu, terdapat, misalnya, tiga isotop utama karbon. Seluruh atom karbon memiliki 6 proton di dalam intinya, tetapi mereka dapat memiliki 6, 7, atau 8 neutron. Sehingga, nomor massanya masing-masing adalah 12, 13, dan 14. Ketiga isotop karbon tersebut dikenal sebagai karbon-12karbon-13, dan karbon-14, sering kali disingkat sebagai 12C13C14CKarbon dalam kehidupan sehari-hari dan dalam ilmu kimia adalah campuran dari 12C (sekitar 98,8%), 13C (sekitar 1,1%) dan sekitar 1 atom per triliun 14C.

Sebagian besar unsur alami (66 dari 94) memiliki lebih dari satu isotop stabil. Selain isotop hidrogen (yang masing-masing memiliki massa relatif sangat jauh berbeda—cukup untuk menyebabkan efek kimia), isotop-isotop unsur terdaftar secara kimia hampir tidak dapat dibedakan.

Seluruh unsur memiliki isotop yang bersifat radioaktif (radioisotop), meskipun tidak semua radioisotop ini terjadi secara alami. Radioisotop umumnya meluruh menjadi unsur lain dengan memancarkan partikel alfa atau beta. Jika suatu unsur memiliki isotop yang tidak bersifat radioaktif, ini disebut sebagai isotop "stabil". Seluruh isotop stabil yang dikenal terjadi secara alami (lihat isotop primordial). Kebanyakan radioisotop yang tidak dijumpai di alam telah dijelaskan setelah dibuat secara artifisial. Unsur-unsur tertentu tidak memiliki isotop stabil dan hanya terdiri dari isotop radioaktif: secara spesifik, unsur tanpa isotop stabil adalah teknesium (nomor atom 43), prometium (nomor 61), dan seluruh unsur dengan nomor atom lebih dari 82.

Dari 80 unsur dengan sekurang-kurangnya satu isotop stabil, 26 di antaranya hanya memiliki sebuah isotop stabil. Rata-rata jumlah isotop stabil untuk 80 unsur stabil adalah 3,1 isotop stabil per unsur. Jumlah isotop stabil terbanyak yang terjadi untuk unsur tunggal adalah 10 isotop (timah, nomor atom 50).

Massa isotop dan massa atom[sunting | sunting sumber]

Nomor massa unsur, A, adalah jumlah nukleon (proton dan neutron) dalam inti atom. Isotop yang berbeda dari unsur tertentu dibedakan berdasarkan nomor massanya, yang secara konvensional ditulis sebagai superskrip di sebelah kiri lambang atom (misalnya 238U). Nomor massa selalu bilangan bulat dan memiliki satuan "nukleon". Sebagai contoh, magnesium-24 (24 adalah nomor massa) adalah sebuah atom dengan 24 nukleon (12 proton dan 12 neutron).

Sementara nomor massa hanya berupa pencacahan jumlah neutron dan proton, sehingga menghasilkan bilangan bulat, nomor massa suatu atom berupa bilangan riil yang menyatakan massa isotop (atau "nuklida") unsur tertentu, dinyatakan dalam satuan massa atom (lambang: u). Secara umum, nomor massa nuklida tertentu memiliki nilai yang sedikit berbeda dari massa atomnya, karena

  1. massa masing-masing proton dan neutron tidak tepat 1 u;
  2. elektron hanya sedikit kontribusinya terhadap massa atom ketika jumlah neutron melebihi jumlah proton, dan (akhirnya)
  3. energi ikatan nuklir.

Sebagai contoh, massa atom klorin-35 hingga lima angka bermakna adalah 34,969 u dan klorin-37 adalah 36,966 u. Namun, massa atom dalam u untuk masing-masing isotop sangat mendekati nomor massa sederhananya (selalu dalam rentang 1%). Satu-satunya isotop yang memiliki massa atom tepat bilangan asli adalah 12C yang secara definitif memiliki massa tepa 12, karena u didefinisikan sebagai 1⁄12 dari massa atom karbon-12 alami bebas dalam keadaan dasar.

Berat atom standar (umum disebut sebagai "berat atom") suatu unsur adalah rata-rata massa atom seluruh isotop unsur kimia yang ditemukan di lingkungan tertentu, tertimbang sesuai kelimpahan isotopnya, relatif terhadap satuan massa atom. Angka ini dapat berupa fraksi yang tidak mendekati bilangan bulat. Misalnya, massa atom relatif klorin adalah 35,453 u, yang sangat jauh berbeda dari bilangan bulat karena merupakan rata-rata dari 76% klorin-35 dan 24% klorin-37. Ketika nilai massa atom relatif berbeda lebih dari 1% dari bilangan bulat, akibat dirata-ratakan, hal itu menunjukkan bahwa keberadaannya di alam diwakili oleh lebih dari satu isotop dalam jumlah yang banyak.

Kemurnian kimia dan kemurnian isotopis[sunting | sunting sumber]

Kimiawan dan ilmuwan nuklir memiliki definisi yang berbeda terkait unsur murni. Dalam kimia, unsur murni berarti suatu zat yang seluruh (atau hampir seluruh) atomnya memiliki nomor atom atau jumlah proton, yang sama. Sementara ilmuwan nuklir mendefinisikan unsur murni sebagai sesuatu yang mengandung hanya satu isotop stabil.[18]

Sebagai contoh, kawat tembaga secara kimia berkemurnian 99,99% jika 99,99% nya adalah atom tembaga, dengan masing-masing 29 proton. Namun ia tidak murni secara isotop karena tembaga biasa mengandung dua isotop stabil, 69% 63Cu dan 31% 65Cu, dengan jumlah proton yang berbeda. Namun, batangan emas murni dinyatakan murni secara kimia maupun isotop karena emas biasa hanya mengandung satu isotop, 197Au.

Alotrop[sunting | sunting sumber]

Atom unsur berkemurnian kimia dapat berikatan kimia satu dengan lainnya melalui lebih dari satu cara, memungkinkan unsur murni terdapat dalam banyak struktur kimia (penataan ulang spasial atom), yang dikenal sebagai alotrop, yang memiliki sifat berbeda. Sebagai contoh, karbon dapat dijumpai sebagai intan, yang memiliki struktur tetrahedral di sekeliling masing-masing atom karbon; grafit, yang memiliki lapisan atom karbon dengan struktur heksagonal yang ditumpuk; grafena, yang merupakan lapisan tunggal grafit yang sangat kuat; fulerena, yang memiliki bentuk hampir bulat, dan tabung nano karbon, yang berbentuk tabung dengan struktur heksagonal (bahkan inipun berbeda satu dengan lainnya dalam hal sifat listrik). Kemampuan suatu unsur untuk berada dalam lebih dari satu bentuk struktur dikenal sebagai 'alotropi'.

Keadaan standar, dikenal juga sebagai keadaan rujukan, suatu unsur didefinisikan sebagai keadaan paling stabilnya secara termodinamika pada tekanan 1 bar dan temperatur tertentu (biasanya pada 298,15 K). Dalam termokimia, suatu unsur didefinisikan memiliki entalpi pembentukan nol dalam keadaan dasarnya. Sebagai contoh, keadaan standar karbon adalah grafit, karena struktur grafit lebih stabil daripada alotrop lainnya.

Sifat-sifat[sunting | sunting sumber]

Beberapa kategori dapat diterapkan secara luas terhadap unsur, termasuk memperhatikan sifat fisik dan kimia mereka secara umum, keadaan materi dalam kondisi yang banyak dijumpai, titik lebur dan didihnya, massa jenisnya, struktur kristalnya sebagai padatan, dan asal-usulnya.

Sifat-sifat umum[sunting | sunting sumber]

Beberapa istilah umum digunakan untuk menandai sifat fisik dan kimia umum unsur-unsur kimia. Pembeda pertama adalah antara logam, yang mudah menghantarkan listriknonlogam, yang tidak menghantarkan listrik, dan sekelompok kecil (metaloid), yang memiliki sifat di antara keduanya dan sering berperilaku sebagai semikonduktor.

Klasifikasi yang lebih detail sering ditunjukkan melalui penyajian warna dalam tabel periodik. Sistem ini membatasi istilah "logam" dan "nonlogam" menjadi hanya logam dan nonlogam tertentu dari sedemikian banyaknya logam dan nonlogam. Versi klasifikasi tabel periodik yang digunakan di sini meliputi: aktinidalogam alkalilogam alkali tanahhalogenlantanidalogam transisilogam pasca-transisimetaloidnonlogam reaktif, dan gas mulia. Pada sistem ini, logam alkali, logam alkali tanah, dan logam transisi, serta lantanida dan aktinida, adalah golongan khusus logam dilihat dari sudut pandang yang lebih luas. Sama halnya, nonlogam reaktif dan gas mulia adalah nonlogam jika dilihat dari perspektif yang lebih luas. Dalam beberapa penyajian, halogen tidak dibedakan, dengan astatin diidentifikasi sebagai metaloid dan lainnya diidentifikasi sebagai nonlogam.

Keadaan materi[sunting | sunting sumber]

Hal mendasar lainnya yang umum digunakan untuk membedakan unsur kimia adalah wujud materi (fase) nya, yaitu padatcair, atau gas, pada temperatur dan tekanan standar (STP). Sebagian besar unsur berwujud padat pada temperatur konvensional dan tekanan atmosfer, sementara beberapa berwujud gas. Hanya bromin dan raksa yang berwujud cair pada 0 °C (32 °F) dan tekanan atmosfer normal; sesium dan galium berwujud padat pada suhu tersebut, tetapi meleleh pada suhu, berturut-turut, 284 °C (543 °F) dan 298 °C (568 °F).

Titik lebur dan titik didih[sunting | sunting sumber]

Titik lebur dan titik didih, biasanya dinyatakan dalam derajat Celsius pada tekanan satu atmosfer, umumnya digunakan untuk mendefinisikan karakter berbagai unsur. Karakter ini untuk sebagian besar unsur telah diketahui, namun, untuk beberapa unsur radioaktif yang tersedia dalam jumlah sangat kecil belum diketahui. Helium tetap berada dalam wujud cair meskipun pada keadaan nol mutlak pada tekanan atmosfer, sehingga He hanya memiliki titik didih, dan tidak memiliki titik lebur pada penyajian konvensional.

Massa jenis[sunting | sunting sumber]

Massa jenis pada temperatur dan tekanan standar (STP) tertentu sering kali digunakan dalam menentukan karakter unsur. Massa jenis sering dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik (g/cm3). Beberapa gas yang pada temperatur pengukuran berwujud gas, massa jenisnya biasanya dinyatakan untuk wujud gasnya; ketika dicairkan atau dipadatkan, unsur gas memiliki massa jenis sama dengan unsur lainnya.

Ketika suatu unsur memiliki alotrop dengan massa jenis yang berbeda, salah satu alotrop yang mewakili biasanya dipilih dalam penyajian kesimpulan, sementara massa jenis untuk masing-masing alotrop dapat dinyatakan di bagian detailnya. Sebagai contoh, tiga alotrop karbon yang terkenal (karbon amorfgrafit, dan intan) memiliki massa jenis masing-masing 1,8–2,1; 2,267; dan 3,515 g/cm3.

Struktur kristal[sunting | sunting sumber]

Unsur-unsur yang diteliti hingga saat ini sebagai sampel padat memiliki delapan jenis struktur kristalkubikkubik pusat badankubik pusat mukaheksagonalmonoklinisortorombisrombohedral, dan tetragonal. Untuk beberapa unsur transuranium sintetis, sampel yang tersedia sangat sedikit untuk dapat menentukan struktur kristalnya.

Keterjadian dan asalnya di bumi[sunting | sunting sumber]

Unsur kimia dapat juga dikategorikan berdasarkan asal-usulnya di bumi. Sembilan puluh empat unsur pertama terjadi secara alami, sementara unsur dengan nomor atom lebih 94 hanya diproduksi secara artifisial sebagai produk sintetis melalui reaksi nuklir buatan.

Dari 94 unsur yang terjadi secara alami, 83 dianggap sebagai primordial dan bersifat stabil atau radioaktif lemah. Sisanya, 11 unsur yang terjadi secara alami, memiliki waktu paruh yang terlalu singkat untuk berada di awal Tata Surya, dan oleh karena itu dianggap sebagai unsur fana. Dari 11 unsur fana tersebut, 5 unsur (poloniumradonradiumaktinium, dan protaktinium) umumnya merupakan produk peluruhan dari torium dan uranium. Enam unsur fana yang tersisa (teknesiumprometiumastatinfransiumneptunium, dan plutonium) memiliki keterjadian yang sangat langka, sebagai produk moda peluruhan atau proses reaksi nuklir langka yang melibatkan uranium atau unsur-unsur berat.

Seluruh unsur dengan nomor atom 1 hingga 40 adalah stabil, sementara yang bernomor atom 41 hingga 82 (kecuali teknesium dan prometium) adalah metastabil. Waktu paruh "radionuklida teoritis" metastabil ini sangat panjang (sekurang-kurangnya 100 juta kali lebih panjang daripada perkiraan usia alam semesta) sehingga peluruhan radioaktifnya belum dapat dideteksi melalui eksperimen. Unsur dengan nomor atom 83 hingga 94 bersifat metastabil dari sudut pandang bahwa peluruhan radioaktifnya dapat dideteksi. Tiga dari unsur ini, bismut (unsur 83), torium (90), dan uranium (92) memiliki satu atau lebih isotop dengan waktu paruh yang cukup panjang untuk bertahan sebagai sisa-sisa ledakan nukleosintesis stelar yang menghasilkan unsur berat sebelum pembentukan tata surya kita. Sebagai contoh, pada lebih dari 1,9×1019 tahun, lebih dari satu miliar kali lebih lama daripada perkiraan alam semesta. Bismut-209 memiliki waktu paruh peluruhan alfa terpanjang dari unsur alami lainnya.[9][10] Sebanyak 24 unsur yang sangat berat (yaitu unsur setelah plutonium, unsur 94) mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh singkat dan tidak dapat menghasilkan produk peluruhan berupa unsur berumur panjang. Oleh sebab itu mereka sama sekali tidak terjadi secara alami.

Tabel periodik[sunting | sunting sumber]

Golongan123456789101112131415161718
Logam alkaliLogam alkali tanahPniktogenKalkogenHalogenGas Mulia
Periode

1

Hidro­gen
1
He­lium
2
2
Lit­ium
3
Beri­lium
4
Boron
5
Kar­bon
6
Nitro­gen
7
Oksi­gen
8
Fluor
9
Neon
10
3
Nat­rium
11
Magne­sium
12
Alumi­nium
13
Sili­kon
14
Fos­for
15
Bele­rang
16
Klor­in
17
Argon
18
4
Kali­um
19
Kal­sium
20
Skan­dium
21
Tita­nium
22
Vana­dium
23
Krom­ium
24
Man­gan
25
Besi
26
Ko­balt
27
Nikel
28
Tem­baga
29
Seng
30
Gali­um
31
Germa­nium
32
Arsen
33
Sele­nium
34
Brom­in
35
Krip­ton
36
5
Rubid­ium
37
Stron­sium
38
Itr­ium
39
Zirko­nium
40
Nio­bium
41
Molib­denum
42
Tek­nesium
43
Ruthe­nium
44
Rod­ium
45
Pala­dium
46
Perak
47
Kad­mium
48
Indi­um
49
Timah
50
Anti­mon
51
Telu­rium
52
Iodin
53
Xenon
54
6
Se­sium
55
Ba­rium
56
1 asterisk
Lute­sium
71
Haf­nium
72
Tanta­lum
73
Wolf­ram
74
Re­nium
75
Os­mium
76
Iri­dium
77
Plat­ina
78
Emas
79
Raksa
80
Tal­ium
81
Tim­bal
82
Bis­mut
83
Polo­nium
84
Asta­tin
85
Radon
86
7
Fran­sium
87
Ra­dium
88
2 asterisks
Lawren­sium
103
Ruther­fordium
104
Dub­nium
105
Sea­borgium
106
Bohr­ium
107
Has­sium
108
Meit­nerium
109
Darm­stadtium
110
Roent­genium
111
Koper­nisium
112
Nihon­ium
113
Flerov­ium
114
Mosko­vium
115
Liver­morium
116
Tene­sin
117
Ogane­son
118
1 asterisk
Lan­tanum
57
Serium
58
Praseo­dimium
59
Neodi­mium
60
Prome­tium
61
Sama­rium
62
Europ­ium
63
Gadolin­ium
64
Ter­bium
65
Dispro­sium
66
Hol­mium
67
Erbium
68
Tulium
69
Iter­bium
70
 
2 asterisks
Akti­nium
89
Tor­ium
90
Protak­tinium
91
Ura­nium
92
Neptu­nium
93
Pluto­nium
94
Ameri­sium
95
Curi­um
96
Berke­lium
97
Kalifor­nium
98
Einstei­nium
99
Fer­mium
100
Mende­levium
101
Nobe­lium
102
 

hitam=padathijau=cairmerah=gasabu-abu=tidak diketahui
PrimordialHasil peluruhanSintetis
LogamMetaloidNonlogamSifat
kimia
tidak diketahui
Logam alkaliLogam alkali tanahLan­tanidaAktinidaLogam transisiLogam pasca-​transisiNonlogam poliatomikNonlogam diatomikGas mulia

Sifat unsur kimia sering kali dirangkum menggunakan tabel periodik, yang mengatur secara elegan unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atom menjadi baris ("periode") yang mendasari perulangan sifat kimia dan fisik kolom ("golongan") secara periodik. Tabel standar saat ini berisi 118 unsur yang telah dikonfirmasi per 10 April 2010.

Meskipun terdapat penyajian sebelum tabel periodik, penemuannya umumnya dikreditkan kepada kimiawan Rusia Dmitri Mendeleev pada tahun 1869, yang dengan tabelnya memberikan ilustrasi tentang tren keberulangan sifat-sifat unsur kimia. Tata letak tabel telah disesuaikan dan diperluas seiring berjalannya waktu karena penemuan unsur-unsur baru dan pengembangan model-model teoritis baru untuk menjelaskan perilaku kimia.

Tabel periodik saat ini digunakan dimanapun di lingkungan disiplin ilmu kimia, karena mampu menyediakan kerangka kerja yang sangat berguna untuk mengelompokkan, melakukan sistematika dan membandingkan seluruh bentuk perilaku kimia yang berbeda. Tabel tersebut juga banyak memiliki aplikasi dalam bidang fisikageologibiologiilmu bahanteknikpertaniankedokteranilmu gizikesehatan lingkungan, dan astronomi. Prinsipnya secara khusus sangat penting dalam bidang teknik kimia.

Tata nama dan simbol[sunting | sunting sumber]

Beragam unsur kimia secara formal diidentifikasi berdasarkan nomor atom uniknya, berdasarkan nama yang telah disepakati, dan berdasarkan simbol atau lambangnya.

Nomor atom[sunting | sunting sumber]

Unsur kimia yang telah dikenal memiliki nomor atom dari 1 hingga 118, yang secara konvensional disajikan dalam angka Arab. Oleh karena unsur-unsur tersebut dapat diurutkan sesuai nomor atomnya, biasanya dari paling rendah ke paling tinggi (sebagai tabel periodik), sekelompok unsur kadang-kadang disebutkan dengan notasi semacam "hingga", "setelah", atau "dari ... hingga", seperti "hingga besi", "setelah uranium", atau "dari lantanum hingga lutesium". Istilah "ringan" dan "berat" kadang-kadang juga digunakan secara informal untuk mengindikasikan nomor atom relatif (bukan massa jenis), seperti dalam "lebih ringan daripada karbon" atau "lebih berat daripada timbal", meskipun secara teknis pertambahan berat atau massa atom unsur tersebut (berat atom atau massa atom) tidak selalu berbanding lurus dengan nomor atomnya.

Nama unsur kimia[sunting | sunting sumber]

Penamaan berbagai zat yang sekarang dikenal sebagai unsur mendahului teori atom, karena nama diberikan secara lokal oleh berbagai budaya untuk berbagai mineral, logam, senyawa, paduan, campuran, dan bahan lainnya, meskipun pada saat itu tidak diketahui bahan kimia tersebut adalah unsur atau senyawa. Oleh karena mereka diidentifikasi sebagai unsur, nama-nama yang ada untuk unsur yang telah dikenal sejak zaman kuno (misalnya, emas, raksa, besi) disimpan di sebagian besar negara. Perbedaan-perbedaan nasional muncul terkait nama-nama unsur, baik untuk kenyamanan, kesenangan linguistik, atau nasionalisme. Beberapa contoh ilustratif: Penutur bahasa Jerman menggunakan "Wasserstoff" (zat air) untuk "hidrogen", "Sauerstoff" (zat asam) untuk "oksigen" dan "Stickstoff" (zat pencekik) untuk "nitrogen", sementara bahasa Inggris dan beberapa bahasa roman menggunakan "sodium" untuk "natrium" dan "potassium" untuk "kalium", dan orang Prancis, Italia, Yunani, Portugis, dan Polandia lebih suka "azote / azot / azoto" (dari akar yang berarti "tak hidup") untuk "nitrogen".

Untuk tujuan komunikasi dan perdagangan internasional, nama resmi unsur kimia, baik yang kuno maupun yang baru-baru ini diakui, diputuskan oleh International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), yang telah memutuskan semacam bahasa Inggris internasional, dengan menggunakan nama bahasa Inggris tradisional bahkan ketika simbol kimia suatu unsur didasarkan pada kata Latin atau kata tradisional lainnya, misalnya mengadopsi "gold" daripada "aurum" sebagai nama untuk unsur ke-79 (Au). IUPAC lebih memilih ejaan British "aluminium" dan "caesium" daripada ejaan AS "aluminum" dan "cesium", serta "sulfur" AS daripada "sulphur" British. Namun, unsur yang praktis untuk dijual dalam jumlah besar di banyak negara sering masih memiliki nama nasional yang digunakan secara lokal, dan negara-negara yang bahasa nasionalnya tidak menggunakan huruf Latin cenderung menggunakan nama unsur IUPAC.

Menurut IUPAC, unsur kimia bukanlah nama diri dalam bahasa Inggris; konsekuensinya, nama lengkap dari suatu unsur tidak dikapitalisasi dalam bahasa Inggris, meskipun berasal dari nama diri, seperti dalam californium dan einsteinium.[Cat 2] Nama isotop unsur-unsur kimia juga tidak disapitalisasi jika dituliskan, misalnya, karbon-12 atau uranium-235. Simbol unsur kimia (seperti Cf untuk californium dan Es untuk einsteinium), selalu dikapitalisasi (lihat di bawah).

Pada paruh kedua abad ke-20, laboratorium fisika mampu menghasilkan inti atom unsur kimia dengan waktu paruh yang terlalu pendek untuk jumlah yang cukup besar untuk disebut ada. Unsur-unsur ini juga dinamai oleh IUPAC, yang umumnya mengadopsi nama yang dipilih oleh penemu. Praktek ini dapat mengarah pada pertanyaan kontroversial dari kelompok riset yang benar-benar menemukan unsur kimia, sebuah pertanyaan yang tertunda cukup lama untuk unsur-unsur dengan nomor atom 104 dan selanjutnya. (Lihat kontroversi penamaan unsur kimia).

Bibit kontroversi tersebut melibatkan penamaan nasionalistik unsur-unsur kimia pada akhir abad ke-19. Misalnya, lutesium dinamai dalam referensi sebagai Paris, Prancis. Orang Jerman, yang enggan melepaskan hak penamaan ke Prancis, sering menyebutnya cassiopeium. Demikian pula, niobium yang ditemukan oleh penemu Inggris awalnya dinamakan columbium, mengacu pada Dunia Baru. Ini digunakan secara luas oleh publikasi Amerika sebelum standardisasi internasional (tahun 1950).

Simbol kimia[sunting | sunting sumber]

Unsur kimia spesifik[sunting | sunting sumber]

Sebelum kimia menjadi ilmualkimiawan telah merancang simbol misterius untuk baik logam maupun senyawa umum. Namun ini digunakan sebagai singkatan dalam diagram atau prosedur; tidak ada konsep penggabungan atom untuk membentuk molekul. Seiring kemajuan dalam teori materi atom, John Dalton menemukan simbolnya sendiri yang lebih sederhana, berdasarkan lingkaran, untuk menggambarkan molekul.

Sistem notasi kimia saat ini diciptakan oleh Berzelius. Dalam sistem tipografi ini, simbol kimia bukanlah singkatan belaka—meskipun masing-masing terdiri dari huruf-huruf alfabet Latin. Mereka dimaksudkan sebagai simbol universal untuk semua bahasa dan alfabet.

Simbol-simbol ini pada mulanya dimaksudkan untuk menjadi sepenuhnya universal. Oleh karena bahasa Latin adalah bahasa umum ilmu pada waktu itu, maka simbolnya merupakan singkatan berdasarkan nama-nama logam dalam bahasa Latin. Cu diambil dari Cuprum, Fe dari Ferrum, Ag dari Argentum, dan sebagainya. Simbol tidak diikuti oleh suatu titik seperti halnya singkatan. Unsur kimia berikutnya juga diberi simbol kimia yang unik, berdasarkan nama unsur, tetapi tidak harus dalam bahasa Inggris. Misalnya, besi memiliki simbol kimia "Fe" sesuai nama Latinnya ferrum. Hal yang sama berlaku juga untuk "Hg" (hydrargyrum) untuk raksa, "Sn" (stannum) untuk timah, "Au" (aurum) untuk emas, "Ag" (argentum) untuk perak, "Pb" (plumbum) untuk timbal, "Cu" (cuprum) untuk tembaga, dan "Sb" (stibium) untuk antimon.

Simbol kimia dipahami secara internasional ketika nama unsur mungkin memerlukan penerjemahan. Ada perbedaan di masa lalu. Misalnya, Jerman dan Belanda di masa lalu menggunakan "J" (untuk nama alternatif Jod) untuk iodium, tetapi sekarang menggunakan "I" dan "Iod". Indonesia juga pernah mengikuti Jerman dan Belanda, menggunakan "J" dan "Jodium". Pada awal Ejaan Yang Disempurnakan (EYD), namanya menjadi "Yodium", tetapi simbolnya masih menggunakan "J", karena "Y" telah digunakan untuk itrium.

Huruf pertama dari simbol kimia selalu ditulis menggunakan huruf kapital, seperti pada contoh sebelumnya, dan huruf berikutnya, jika ada, selalu huruf kecil. Jadi, simbol untuk californium dan einsteinium adalah Cf dan Es.

Simbol kimia umum[sunting | sunting sumber]

Terdapat juga simbol dalam persamaan kimia untuk kelompok unsur kimia, misalnya dalam rumus perbandingan. Ini sering merupakan huruf kapital tunggal, dan huruf-huruf tersebut dicadangkan dan tidak digunakan untuk nama unsur tertentu. Misalnya, "X" menunjukkan kelompok variabel (biasanya halogen) dalam kelas senyawa, sedangkan "R" adalah radikal, yang berarti struktur senyawa seperti rantai hidrokarbon. Huruf "Q" dicadangkan untuk "panas" dalam reaksi kimia. "Y" juga sering digunakan sebagai simbol kimia umum, meskipun itu juga merupakan simbol dari itrium. "Z" juga sering digunakan sebagai kelompok variabel umum. "E" digunakan dalam kimia organik untuk menunjukkan gugus penarik elektron atau elektrofil; serupa dengan "Nu" yang menunjukkan nukleofil. "L" digunakan untuk mewakili ligan umum dalam kimia anorganik dan organologam. "M" juga sering digunakan sebagai pengganti logam umum.

Setidaknya ada dua tambahan, simbol kimia generik dua huruf yang juga digunakan secara informal, "Ln" untuk setiap unsur lantanida dan "An" untuk setiap unsur aktinida. "Rg" sebelumnya digunakan untuk unsur gas langka, tetapi kelompok gas langka sekarang telah berganti nama gas mulia dan simbol "Rg" kini telah digunakan untuk unsur roentgenium.

Simbol isotop[sunting | sunting sumber]

Isotop dibedakan menurut nomor massa atom (total proton dan neutron) untuk isotop tertentu dari suatu unsur, kemudian nomor tersebut dikombinasikan dengan simbol unsur yang bersangkutan. IUPAC lebih memilih agar simbol isotop ditulis dalam notasi superskrip demi kepraktisan, misalnya 12C dan 235U. Namun, digunakan juga notasi lain, seperti karbon-12 dan uranium-235, atau C-12 dan U-235.

Sebagai kasus khusus, tiga isotop alami unsur hidrogen sering ditetapkan sebagai H untuk 1H (protium), D untuk 2H (deuterium), dan T untuk 3H (tritium). Konvensi ini lebih mudah digunakan dalam persamaan kimia, menggantikan kebutuhan untuk menuliskan nomor massa untuk setiap atom. Misalnya, rumus untuk air berat ditulis D2O, bukan 2H2O.

Asal-usul unsur[sunting | sunting sumber]

Estimasi distribusi materi gelap dan energi gelap di alam semesta. Hanya sebagian kecil dari massa dan energi di alam semesta yang berlabel "atom" yang tersusun dari unsur kimia.

Hanya sekitar 4% dari total massa alam semesta yang terbuat dari atom atau ion, dan hanya itu pula yang diwakili oleh unsur-unsur kimia. Fraksi ini sekitar 15% dari total materi, dengan sisa materi (85%) adalah materi gelap. Sifat materi gelap tidak diketahui, tetapi tidak terdiri dari atom-atom unsur kimia karena tidak mengandung proton, neutron, atau elektron. (Bagian non-materi yang tersisa dari massa alam semesta tersusun atas energi gelap yang lebih misterius).

Ke-94 unsur kimia yang terbentuk secara alami dianggap telah diproduksi oleh setidaknya empat proses kosmik. Sebagian besar hidrogenhelium, dan sejumlah kecil litium di alam semesta diproduksi secara primordial dalam beberapa menit pertama Dentuman Besar. Tiga proses selanjutnya yang terjadi berulang-ulang diduga telah menghasilkan unsur-unsur lainnya. Nukleosintesis stelar, proses yang sedang berlangsung di dalam bintang, menghasilkan semua unsur dalam rentang nomor atom karbon hingga besi, tetapi sedikit litiumberilium, atau boron. Unsur-unsur dengan nomor atom yang lebih berat daripada besi, seperti uranium dan plutonium, diproduksi oleh nukleosintesis eksplosif dalam supernova dan peristiwa ledakan kosmik lainnya. Spalasi (fragmentasi) sinar kosmik karbon, nitrogen, dan oksigen penting untuk produksi litium, berilium dan boron.

Selama fase awal Dentuman Besar, nukleosintesis inti hidrogen menghasilkan hidrogen-1 (protium1H) dan helium-4 (4He), serta sejumlah kecil deuterium (2H) dan (pada urutan 10−10) litium dan berilium dalam jumlah amat sangat kecil. Bahkan jumlah boron yang jauh lebih kecil mungkin telah dihasilkan dalam Dentuman Besar, karena telah teramati di beberapa bintang yang sangat tua, sementara karbon tidak.[19] Secara umum disepakati bahwa tidak ada unsur yang lebih berat daripada boron yang diproduksi di Big Bang. Akibatnya, kelimpahan primordial atom (atau ion) terdiri dari sekitar 75% 1H, 25% 4He, dan 0,01% deuterium, dengan hanya sekelumit litium, berilium, dan mungkin boron.[20] Pengayaan galaksi halo selanjutnya terjadi karena nukleosintesis bintang dan nukleosintesis supernova.[21] Namun, kelimpahan unsur dalam ruang antargalaksi masih bisa sangat mirip dengan kondisi primordial, kecuali telah diperkaya dengan beberapa cara.

Tabel periodik yang menunjukkan asal kosmogenik dari setiap unsur dalam Dentuman Besar, atau dalam bintang besar atau kecil. Bintang kecil dapat menghasilkan unsur-unsur tertentu hingga belerang, melalui proses alfa. Supernova diperlukan untuk menghasilkan unsur-unsur "berat" (setelah besi dan nikel) dengan cepat melalui penumpukan neutron, dalam proses-r. Bintang-bintang besar tertentu perlahan-lahan menghasilkan unsur-unsur lain yang lebih berat daripada besi, dalam proses-s; ini kemudian dapat dilemparkan ke ruang angkasa melalui semburan gas nebula planeter

Di Bumi (dan di tempat lain), berbagai unsur dalam jumlah renik terus diproduksi dari unsur-unsur lain sebagai produk dari proses transmutasi nuklir. Ini termasuk beberapa yang dihasilkan oleh sinar kosmik atau reaksi nuklir lainnya (lihat nuklida kosmogenik dan nukleogenik), dan yang lain diproduksi sebagai produk peluruhan nuklida primordial berumur panjang.[22] Sebagai contoh, sekelumit (tetapi terdeteksi) karbon-14 (14C) terus diproduksi di atmosfer oleh sinar kosmik yang menerpa atom nitrogen, dan argon-40 (40Ar) terus diproduksi melalui peluruhan kalium-40 (40K) yang terjadi secara primordial tetapi tidak stabil. Selain itu, tiga aktinida yang terjadi secara primordial tetapi bersifat radioaktif, torium, uranium, dan plutonium, meluruh melalui serangkaian unsur radioaktif yang diproduksi berulang tetapi tidak stabil seperti radium dan radon, yang secara sementara hadir dalam sampel logam-logam ini atau bijih atau senyawanya. Tiga unsur radioaktif lainnya, teknesiumprometium, dan neptunium, hanya terjadi secara insidental dalam bahan alami, yang diproduksi sebagai atom-atom individual melalui fisi nuklir dari inti berbagai unsur berat atau dalam proses nuklir langka lainnya.

Teknologi manusia telah menghasilkan berbagai unsur tambahan di luar 94 pertama ini, sekarang telah dikenal nomor atom hingga 118.

Kelimpahan[sunting | sunting sumber]

Grafik berikut (catatan skala log) menunjukkan kelimpahan unsur dalam Tata Surya kita. Tabel ini menunjukkan dua belas unsur paling umum di galaksi kita (diestimasi secara spektroskopi), diukur dalam bagian per juta, berdasarkan massa.[23] Galaksi-galaksi terdekat yang telah berevolusi sepanjang garis yang sama memiliki pengayaan unsur-unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium. Galaksi yang lebih jauh dilihat saat mereka muncul di masa lalu, sehingga kelimpahan unsur mereka tampak lebih mendekati campuran primordial. Bagaimanapun, karena hukum dan proses fisik berlaku umum di seluruh alam semesta teramati, ilmuwan berharap bahwa galaksi-galaksi ini berevolusi menjadi unsur-unsur dalam kelimpahan yang sama.

Kelimpahan unsur di Tata Surya sesuai dengan asal mereka dari nukleosintesis dalam Dentuman Besar dan sejumlah bintang supernova progenitor. Hidrogen dan helium yang sangat melimpah adalah produk Dentuman Besar, tetapi tiga unsur berikutnya jarang terjadi karena mereka memiliki sedikit waktu untuk terbentuk dalam Dentuman Besar dan tidak dibuat di dalam bintang (namun, mereka terbentuk dalam jumlah kecil melalui pemecahan unsur yang lebih berat dalam debu antar bintang, sebagai akibat dari tumbukan oleh sinar kosmik). Dimulai dengan karbon, unsur-unsur diproduksi di bintang melalui penumpukan dari partikel alfa (inti helium), menghasilkan kelimpahan unsur-unsur dengan jumlah atomik yang lebih banyak secara bergantian (ini juga lebih stabil). Secara umum, unsur-unsur tersebut hingga besi dibuat dalam bintang besar yang berproses menjadi supernova. Besi-56 sangat umum, karena merupakan unsur paling stabil yang dapat dengan mudah dibuat dari partikel alfa (produk peluruhan nikel-56 radioaktif, yang pada akhirnya terbuat dari 14 inti helium). Unsur yang lebih berat daripada besi terbuat dari proses penyerap energi di bintang besar, dan kelimpahannya di alam semesta (dan di Bumi) umumnya menurun seiring kenaikan nomor atomnya.

Kelimpahan unsur kimia dalam tata surya. Hidrogen dan helium adalah yang paling umum, dari Dentuman Besar. Tiga unsur berikutnya (Li, Be, B) langka karena mereka tidak disintesis sempurna dalam Dentuman Besar dan juga di dalam bintang-bintang. Dua kecenderungan umum dalam unsur-unsur yang dihasilkan bintang yang tersisa adalah: (1) alternasi kelimpahan unsur-unsur karena mereka memiliki nomor atom genap atau ganjil (aturan Oddo–Harkins), dan (2) penurunan kelimpahan karena unsur menjadi lebih berat. Besi adalah kejadian yang umum karena mewakili nuklida berenergi minimum yang dapat dibuat melalui fusi helium dalam supernova.
Unsur kimia di galaksi kitaBagian per juta
berdasarkan massa
Hidrogen739.000
Helium240.000
Oksigen10.400
Karbon4.600
Neon1.340
Besi1.090
Nitrogen960
Silikon650
Magnesium580
Belerang440
Kalium210
Nikel100
Unsur nutrisi dalam tabel periodik
H He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCaSc TiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSrY ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBaLa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRaAc**RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
 
 *CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
 **ThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr
  Empat unsur dasar organik
  Unsur kuantitas
  Unsur renik esensial
  Dianggap berfungsi dari kekurangan efek atau penanganan metabolik aktif, namun tidak ada fungsi biokimia yang jelas teridentifikasi pada manusia
  Terbatasnya bukti tidak langsung untuk mengetahui jejak manfaat atau aksi biologis pada mamalia
  Tidak ada bukti aksi biologis pada mamalia, namun esensial untuk beberapa organisme yang lebih rendah.
(Dalam kasus lantanum, definisi nutrisi esensial sebagai sangat diperlukan dan tak tergantikan tidak sepenuhnya berlaku karena kemiripan lantanida yang ekstrem. Jadi Ce, Pr, dan Nd dapat menggantikan La tanpa efek buruk bagi organisme yang menggunakan La. Sedangkan Sm, Eu, dan Gd yang lebih kecil juga dapat menggantikan dengan baik namun menyebabkan pertumbuhan lebih lambat.)

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Tabel periodik Mendeleev tahun 1869: Sebuah percobaan pada sistem unsur kimia. Berdasarkan bobot atom dan kemiripan kimianya.

Definisi yang berkembang[sunting | sunting sumber]

Konsep "unsur" sebagai zat yang tak dapat dibagi lagi telah berkembang melalui tiga fase utama sejarah: Definisi klasik (seperti yang dimiliki orang-orang Yunani kuno), definisi kimia, dan definisi atom.

Definisi klasik[sunting | sunting sumber]

Filosofi kuno mengemukakan seperangkat unsur klasik untuk menjelaskan pola yang diamati di alamUnsur-unsur ini awalnya disebut tanahairudara dan api, bukan unsur-unsur kimia seperti dalam ilmu modern.

Istilah 'unsur' (stoicheia) pertama kali digunakan oleh filsuf Yunani Plato di sekitar tahun 360 SM dalam dialognya Timaios, yang mencakup diskusi tentang komposisi badan anorganik dan organik dan merupakan risalah spekulatif kimia. Plato percaya bahwa unsur-unsur yang diperkenalkan satu abad sebelumnya oleh Empedokles terdiri dari bentuk-bentuk kecil polihedrontetrahedron (api), oktahedron (udara), ikosahedron (air), dan kubus (tanah).[24][25]

Aristoteles, c. 350 SM, juga menggunakan istilah stoicheia dan menambahkan unsur kelima yang disebut eter, yang membentuk langit. Aristoteles mendefinisikan unsur sebagai:

Unsur–sesuatu hasil penguraian sesuatu yang lain, tetapi ia sendiri tidak dapat dipecah lagi menjadi yang lainnya.[26]

Definisi kimia[sunting | sunting sumber]

Pada 1661, Robert Boyle mengusulkan teorinya tentang korpuskularisme yang lebih menyukai analisis materi sebagaimana didasari oleh unit materi yang tak dapat direduksi (atom) dan, memilih untuk sependapat dengan pandangan Aristoteles tentang empat unsur atau pandangan Paracelsus tentang tiga unsur fundamental, membiarkan pertanyaan tentang jumlah unsur tetap terbuka.[27] Daftar modern unsur-unsur kimia yang pertama disajikan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1789 melalui bukunya Traité Élémentaire de Chimie, yang mengandung tiga puluh tiga unsur, termasuk cahaya dan kalori.[28] Pada tahun 1818, Jöns Jakob Berzelius telah menentukan bobot atom untuk empat puluh lima dari empat puluh sembilan unsur yang diterima kemudian. Dmitri Mendeleev memiliki enam puluh enam unsur dalam tabel periodiknya pada 1869.

Dari Boyle hingga awal abad ke-20, unsur didefinisikan sebagai zat murni yang tidak dapat diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana.[27] Dengan kata lain, unsur kimia tidak dapat diubah menjadi unsur kimia lainnya melalui proses kimia. Unsur-unsur selama waktu ini umumnya dibedakan oleh bobot atom mereka, sifat yang terukur dengan akurasi yang mencukupi dengan teknik analisis yang tersedia.

Dmitri Mendeleev

Definisi atom[sunting | sunting sumber]

Henry Moseley

Pada tahun 1913 fisikawan Inggris Henry Moseley menemukan bahwa muatan nuklir adalah basis fisika untuk nomor atom, lebih lanjut disempurnakan ketika sifat proton dan neutron diungkap, akhirnya mengarah pada definisi saat ini yaitu unsur berdasarkan nomor atom (jumlah proton per inti atom). Penggunaan nomor atom, bukan berat atom, untuk membedakan unsur memiliki nilai prediktif yang lebih besar (karena angka-angka ini adalah bilangan bulat), dan juga menyelesaikan beberapa ambiguitas dalam pandangan berbasis kimia karena berbagai sifat isotop dan alotrop dalam unsur yang sama. Saat ini, IUPAC mendefinisikan unsur dinyatakan ada jika memiliki isotop dengan umur lebih lama dari 10−14 detik yang dibutuhkan inti untuk membentuk awan elektron.[29]

Pada 1914, diketahui tujuh puluh dua unsur, semua terjadi secara alami.[30] Unsur-unsur alami yang tersisa ditemukan atau diisolasi dalam dekade-dekade berikutnya, dan berbagai unsur tambahan juga telah diproduksi secara sintetis, yang sebagian besar diprakarsai oleh Glenn T. Seaborg. Pada tahun 1955, unsur 101 ditemukan dan diberi nama mendelevium untuk menghormati D.I. Mendeleev, tokoh pertama mengatur unsur secara berkala. Baru-baru ini, sintesis unsur 118 (diberi nama oganeson) dilaporkan pada Oktober 2006, dan sintesis unsur 117 (tenesin) dilaporkan pada bulan April 2010.[31]

Penemuan dan pengakuan berbagai unsur[sunting | sunting sumber]

Sepuluh bahan yang akrab dengan berbagai budaya prasejarah yang sekarang dikenal sebagai unsur kimia adalah: Karbontembagaemasbesitimbalraksaperakbelerangtimah, dan seng. Tiga bahan lain yang sekarang diterima sebagai unsur adalah arsenikantimon, dan bismut, yang diakui sebagai zat berbeda sebelum tahun 1500. Fosforuskobalt, dan platina diisolasi sebelum tahun 1750.

Sebagian besar unsur kimia alami berikutnya diidentifikasi dan dikarakterisasi pada tahun 1900, termasuk:

Unsur yang diisolasi atau diproduksi sejak tahun 1900 meliputi:

  • tiga unsur alam stabil yang belum terungkap terjadi secara tetap: hafniumlutesium, dan renium,
  • plutonium, yang pertama kali diproduksi secara sintetis pada tahun 1940 oleh Glenn T. Seaborg, tetapi sekarang juga diketahui dari beberapa kejadian alam yang berlangsung lama,
  • tiga unsur alami yang terjadi secara kebetulan (neptuniumprometium, dan teknesium), yang semuanya pertama kali diproduksi secara sintetik tetapi kemudian ditemukan dalam jumlah kecil dalam sampel geologi tertentu
  • tiga produk peluruhan yang langka dari uranium atau torium, (astatinfransium, dan protaktinium), dan
  • berbagai unsur transuranium sintetis, dimulai dengan amerisium dan kurium.

Unsur yang baru ditemukan[sunting | sunting sumber]

Unsur transuranium (unsur dengan nomor atom lebih besar dari 92) yang pertama ditemukan adalah neptunium pada tahun 1940. Sejak 1999 klaim untuk penemuan unsur-unsur baru telah dipertimbangkan oleh IUPAC/IUPAP Joint Working Party. Sejak Januari 2016, seluruh 118 unsur telah dikonfirmasi sebagai ditemukan oleh IUPAC. Penemuan unsur 112 diakui pada tahun 2009, dan diusulkan untuk dinamakan kopernisium dengan simbol atom Cn.[32] Nama dan simbol tersebut secara resmi didukung oleh IUPAC pada 19 Februari 2010.[33] Unsur terberat yang diyakini telah disintesis hingga saat ini adalah unsur 118, oganeson, pada 9 Oktober 2006, oleh Flerov Laboratory of Nuclear Reactions di Dubna, Rusia.[12][34] Tenesin, unsur 117 adalah unsur terbaru yang diklaim ditemukan, pada tahun 2009.[35] Pada 28 November 2016, para ilmuwan di IUPAC secara resmi mengakui nama-nama untuk empat unsur kimia terbaru, dengan nomor atom 113, 115, 117, dan 118.[36][37]

Daftar 118 unsur kimia yang telah diketahui[sunting | sunting sumber]

Berikut adalah tabel yang memuat 118 unsur kimia yang telah diketahui.

  • Nomor atomnama, dan lambang semuanya berfungsi secara independen sebagai identitas unik.
  • Nama adalah yang diterima oleh IUPAC; nama sementara untuk unsur-unsur yang baru diproduksi dan belum diberi nama secara resmi ditulis dalam tanda kurung.
  • Golongan dan periode mengacu pada posisi unsur dalam tabel periodik. Nomor golongan di sini menunjukkan penomoran yang saat ini diterima; untuk penomoran alternatif yang lebih lama, lihat Golongan tabel periodik.
  • Massa adalah massa atom dalam satuan g/mol.
Deret kimia tabel periodik
Logam alkaliAlkali tanahLantanidaAktinidaLogam transisi
LogamMetaloidNonlogamHalogenGas mulia
No.
Atom
NamaLambangPeriode,
Golongan
Massa
(g/Mol)
Massa jenis
(g/cm³)
pada 20°C
Titik
lebur
 
(°C)
Titik
didih
 
(°C)
Tahun
penemuan
Penemu
1HidrogenH1; 11,00794(7)2 3 40,084 g/l−259,1−252,91766Cavendish
2HeliumHe1; 184,002602(2)2 40,17 g/l−272,2−268,91895Ramsay dan Cleve
3LitiumLi2; 16,941(2)2 3 4 50,53180,513171817Arfwedson
4BeriliumBe2; 29,012182(3)1,85127829701797Vauquelin
5BoronB2; 1310,811(7)2 3 42,46230025501808Davy dan Gay-Lussac
6KarbonC2; 1412,0107(8)2 43,51355048273750 SMorang Mesir Kuno dan orang Sumeria
7NitrogenN2; 1514,0067(2)2 41,17 g/l−209,9−195,81772Rutherford
8OksigenO2; 1615,9994(3)2 41,33 g/l−218,4−182,91774Priestly dan Scheele
9FluorinF2; 1718,9984032(5)1,58 g/l−219,6−188,11886Moissan
10NeonNe2; 1820,1797(6)2 30,84 g/l−248,7−246,11898Ramsay dan Travers
11NatriumNa3; 122,98976928(2)0,9797,88921807Davy
12MagnesiumMg3; 224,3050(6)1,74648,811071755Black
13AlumuniumAl3; 1326,9815386(8)2,70660,524671825Ørsted
14SilikonSi3; 1428,0855(3)42,33141023551824Berzelius
15FosforusP3; 1530,973762(2)1,8244 (P4)280 (P4)1669Brand
16BelerangS3; 1632,065(5)2 42,06113444,7sebelum 2000 SMorang Tionghoa
17KlorinCl3; 1735,453(2)2 3 42,95 g/l−34,6−1011774Scheele
18ArgonAr3; 1839,948(1)2 41,66 g/l−189,4−185,91894Ramsay dan Rayleigh
19KaliumK4; 139,0983(1)0,8663,77741807Davy
20KalsiumCa4; 240,078(4)21,5483914871808Davy
21SkandiumSc4; 344,955912(6)2,99153928321879Nilson
22TitaniumTi4; 447,867(1)4,51166032601791Gregor dan Klaproth
23VanadiumV4; 550,9415(1)6,09189033801801del Río
24KromiumCr4; 651,9961(6)7,14185724821797Vauquelin
25ManganMn4; 754,938045(5)7,44124420971774Gahn
26BesiFe4; 855,845(2)7,8715352750sebelum 5000 SMtak diketahui
27KobaltCo4; 958,933195(5)8,89149528701735Brandt
28NikelNi4; 1058,6934(2)8,91145327321751Cronstedt
29TembagaCu4; 1163,546(3)48,921083,525959000 SMorang Timur Tengah
30SengZn4; 1265,409(4)7,14419,6907sebelum 1000 SMahli metalurgi India
31GaliumGa4; 1369,723(1)5,9129,824031875Lecoq de Boisbaudran
32GermaniumGe4; 1472,64(1)5,32937,428301886Winkler
33ArsenAs4; 1574,92160(2)5,72615615
(subl.)
sebelum 815 Malkemis Arab
34SeleniumSe4; 1678,96(3)44,822176851817Berzelius
35BrominBr4; 1779,904(1)3,14−7,358,81826Balard
36KriptonKr4; 1883,798(2)2 33,48 g/l−156,6−152,31898Ramsay dan Travers
37RubidiumRb5; 185,4678(3)21,53396881861Bunsen dan Kirchhoff
38StronsiumSr5; 287,62(1)2 42,6376913841790Crawford
39ItriumY5; 388,90585(2)4,47152333371794Gadolin
40ZirkoniumZr5; 491,224(2)26,51185243771789Klaproth
41NiobiumNb5; 592,906 38(2)8,58246849271801Hatchett
42MolibdenumMo5; 695,94(2)210,28261755601778Scheele
43TeknesiumTc5; 7[98,9063]111,49217250301937Perrier dan Segrè
44RuteniumRu5; 8101,07(2)212,45231039001844Klaus
45RodiumRh5; 9102,90550(2)12,41196637271803Wollaston
46PaladiumPd5; 10106,42(1)212,02155231401803Wollaston
47PerakAg5; 11107,8682(2)210,49961,92212sebelum 5000 SMtak diketahui
48KadmiumCd5; 12112,411(8)28,643217651817Strohmeyer dan Hermann
49IndiumIn5; 13114,818(3)7,31156,220801863Reich dan Richter
50TimahSn5; 14118,710(7)27,292322270protosejarah, sekitar abad ke-35 SMtak diketahui
51AntimonSb5; 15121,760(1)26,69630,71750sebelum 815 Malkemis Arab
52TeluriumTe5; 16127,60(3)26,25449,69901782von Reichenstein
53IodinI5; 17126,90447(3)4,94113,5184,41811Courtois
54XenonXe5; 18131,293(6)2 34,49 g/l−111,9−1071898Ramsay dan Travers
55SesiumCs6; 1132,9054519(2)1,9028,46901860Kirchhoff dan Bunsen
56BariumBa6; 2137,327(7)3,6572516401808Davy
57LantanumLa6138,90547(7)26,1692034541839Mosander
58SeriumCe6140,116(1)26,7779832571803von Hisinger dan Berzelius
59PraseodimiumPr6140,90765(2)6,4893132121895von Welsbach
60NeodimiumNd6144,242(3)27,00101031271895von Welsbach
61PrometiumPm6[146,9151]17,22108027301945Marinsky dan Glendenin
62SamariumSm6150,36(2)27,54107217781879Lecoq de Boisbaudran
63EuropiumEu6151,964(1)25,2582215971901Demarçay
64GadoliniumGd6157,25(3)27,89131132331880de Marignac
65TerbiumTb6158,92535(2)8,25136030411843Mosander
66DisprosiumDy6162,500(1)28,56140923351886Lecoq de Boisbaudran
67HolmiumHo6164,93032(2)8,78147027201878Soret
68ErbiumEr6167,259(3)29,05152225101842Mosander
69TuliumTm6168,93421(2)9,32154517271879Cleve
70IterbiumYb6173,04(3)26,9782411931878de Marignac
71LutesiumLu6; 3174,967(1)29,84165633151907Urbain
72HafniumHf6; 4178,49(2)13,31215054001923Coster dan de Hevesy
73TantalumTa6; 5180,9479(1)16,68299654251802Ekeberg
74WolframW6; 6183,84(1)19,26340759271783Elhuyar
75ReniumRe6; 7186,207(1)21,03318056271925NoddackTacke dan Berg
76OsmiumOs6; 8190,23(3)222,61304550271803Tennant
77IridiumIr6; 9192,217(3)22,65241041301803Tennant
78PlatinaPt6; 10195,084(9)21,45177238271557Scaliger
79EmasAu6; 11196,966569(4)19,321064,42940sebelum 6000 SMorang Timur Tengah
80RaksaHg6; 12200,59(2)13,55−38,9356,6sebelum 1500 SMorang Mesir Kuno
81TaliumTl6; 13204,3833(2)11,85303,614571861Crookes
82TimbalPb6; 14207,2(1)2 411,34327,517407000 SMorang Timur Tengah
83BismutBi6; 15208,98040(1)9,80271,41560sebelum 1000 SMalkemis Arab
84PoloniumPo6; 16[208,9824]19,202549621898Marie dan Pierre Curie
85AstatinAt6; 17[209,9871]11940Corson dan MacKenzie
86RadonRn6; 18[222,0176]19,23 g/l−71−61,81900Dorn
87FransiumFr7; 1[223,0197]1276771939Perey
88RadiumRa7; 2[226,0254]15,5070011401898Marie dan Pierre Curie
89AktiniumAc7[227,0278]110,07104731971899Debierne
90ToriumTh7232,03806(2)1 211,72175047871829Berzelius
91ProtaktiniumPa7231,03588(2)115,37155440301917SoddyCranston dan Hahn
92UraniumU7238,02891(3)1 2 318,971132,438181789Klaproth
93NeptuniumNp7[237,0482]120,4864039021940McMillan dan Abelson
94PlutoniumPu7[244,0642]119,7464133271940Seaborg
95AmerisiumAm7[243,0614]113,6799426071944Seaborg
96KuriumCm7[247,0703]113,5113401944Seaborg
97BerkeliumBk7[247,0703]113,259861949Seaborg
98KaliforniumCf7[251,0796]115,19001950Seaborg
99EinsteiniumEs7[252,0829]18601952Seaborg
100FermiumFm7[257,0951]11952Seaborg
101MendeleviumMd7[258,0986]11955Seaborg
102NobeliumNo7[259,1009]11958Seaborg
103LawrensiumLr7; 3[260,1053]11961Ghiorso
104RuterfordiumRf7; 4[261,1087]11964/69Flyorov
105DubniumDb7; 5[262,1138]11967/70Flyorov
106SeaborgiumSg7; 6[263,1182]11974Flyorov
107BohriumBh7; 7[262,1229]11976Oganessian
108HasiumHs7; 8[265]11984GSI (*)
109MeitneriumMt7; 9[266]11982GSI
110DarmstadtiumDs7; 10[269]11994GSI
111RoentgeniumRg7; 11[272]11994GSI
112KopernisiumCn7; 12[285]11996GSI
113NihoniumNh7; 13[286]12004RIKENJINR (*); LLNL (*)
114FleroviumFl7; 14[289]11998JINR
115MoskoviumMc7; 15[289]12003JINRLLNL
116LivermoriumLv7; 16[293]12000LBNL (*)
117TenesinTs7; 17[294]1209JINRLLNL
118OganesonOg7; 18[294]12002JINRLLNL
Deret kimia tabel periodik
Logam alkaliAlkali tanahLantanidaAktinidaLogam transisi
LogamMetaloidNonlogamHalogenGas mulia


Sumber:https://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimia




Tidak ada komentar:

Posting Komentar