Unsur Kimia

Bentuk Keberadaan Unsur Kimia

Unsur kimia jarang ditemukan dalam keadaan terisolasi. Di alam, unsur-unsur ini dapat berada dalam tiga bentuk utama:

• Sebagai bagian dari zat majemuk (senyawa). Sebagian besar unsur cenderung membentuk berbagai senyawa. Misalnya, oksigen adalah bagian struktural dari air, karbon dioksida, pasir, asam sulfat, gula, dan bahkan obat-obatan kompleks (seperti aspirin).
• Sebagai zat tunggal (unsur bebas). Beberapa unsur dapat berada dalam bentuk bebas, membentuk molekul dari atom-atom yang sama. Contoh yang jelas adalah gas oksigen ($O_2$) dan ozon ($O_3$).
• Gas mulia (inert). Kelompok unsur yang unik: helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon. Di alam, mereka ada secara eksklusif sebagai atom individu yang terisolasi. Mereka dapat ditemukan sebagai pengotor dalam udara atmosfer, dalam bentuk terlarut dalam air, serta dalam rongga kisi kristal dari berbagai mineral.

Isotop dan Simbol

Setiap unsur kimia memiliki simbol, yang berupa satu atau dua huruf awal dari nama Latin-nya. Menariknya, dalam beberapa kasus, simbol ini sama sekali tidak sesuai secara fonetik dengan nama lokal yang biasa digunakan. Contohnya, besi dilambangkan sebagai Fe (Ferrum), dan merkuri (raksa) sebagai Hg (Hydrargyrum).

Sering kali unsur kimia memiliki varian atom yang disebut isotop. Isotop adalah varian atom dari unsur yang sama yang hanya berbeda dalam massa atomnya, tetapi hampir identik dalam sifat kimia lainnya. Contoh klasik adalah hidrogen biasa (ringan) dan hidrogen berat. Air yang mengandung hidrogen berat ("air berat") berbeda dari air alami dalam karakteristik fisiknya, namun dari sudut pandang kimia, itu tetap merupakan zat yang sama.

Kelimpahan di Kerak Bumi

Unsur-unsur didistribusikan secara sangat tidak merata di alam. Di bawah ini adalah data mengenai kandungan beberapa unsur utama di kerak bumi (% berdasarkan massa):

Hukum Berkala dan Varian Tabel

Hingga saat ini, terdapat beberapa varian representasi Tabel Periodik dalam kimia:

1. Periode panjang. Semua unsur dalam periode disusun dalam satu baris, sedangkan golongan utama (A) dan transisi (B) membentuk kolom terpisah.
2. Periode pendek. Periode keempat, kelima, dan keenam dibagi menjadi dua baris, dan golongan A dan B dengan nomor yang sama digabungkan menjadi kolom umum.
3. Varian IUPAC (IUPAC). Direkomendasikan oleh International Union of Pure and Applied Chemistry. Di dalamnya, golongan hanya diberi nomor dari 1 hingga 18, dan nama D. I. Mendeleev biasanya dihilangkan dari judul.

Di setiap periode tabel terdapat tepat 10 logam transisi. Menurut gagasan klasik Mendeleev, tabel ini berisi 8 golongan, di mana golongan VIIIB mencakup tiga logam transisi sekaligus dari setiap periode.

Fungsi Prognostik dan Metode Analogi

Selama lebih dari 100 tahun, Hukum Berkala telah menjadi panduan utama dalam penelitian kimia. Hukum ini secara drastis mengurangi volume materi yang harus dihafal dan memiliki fungsi prognostik — memungkinkan prediksi sifat-sifat zat yang belum dipelajari berdasarkan analog mereka yang sudah diketahui.

Mari kita telaah metode analogi dalam praktiknya. Misalkan kita perlu menuliskan reaksi antara rubidium hidroksida ($RbOH$) dan hidrogen selenida ($H_2Se$). Senyawa-senyawa unsur ini mungkin belum kita kenal, sehingga kita mencari analog berdasarkan golongannya:

• Rubidium ($Rb$) adalah analog dari natrium ($Na$) and kalium ($K$), yang berarti $RbOH$ adalah basa tipikal (alkali).
• Hidrogen selenida ($H_2Se$) adalah analog dari hidrogen sulfida ($H_2S$), oleh karena itu ia menunjukkan sifat asam yang kuat.
• Hasilnya — persamaan reaksi: $2RbOH + H_2Se = Rb_2Se + 2H_2O$.

Penting untuk diingat bahwa unsur-unsur dalam satu golongan adalah analog, tetapi bukan salinan mutlak. Saat bergerak dari atas ke bawah dalam satu golongan, sifat-sifat berubah secara kuantitatif, dan sifat logam semakin kuat. Contohnya, pada golongan IV non-logam karbon ($C$) digantikan oleh logam timbal ($Pb$), dan pada golongan V nitrogen ($N$) digantikan oleh bismut. Terdapat pula analogi yang menarik: senyawa logam transisi dan non-logam dalam tingkat oksidasi tertinggi menunjukkan kemiripan yang nyata (misalnya, kalium permanganat $KMnO_4$ mirip dengan kalium perklorat $KClO_4$).

Terkadang terjadi anomali yang tak terduga. Sebelum tahun 1962, gas mulia dianggap sepenuhnya inert dengan valensi nol. Namun kemudian, senyawa kimia xenon pertama berhasil diperoleh — xenon heksafluoroplatinat ($XePtF_6$). Saat ini, puluhan senyawa xenon dan kripton telah diketahui. Tingkat oksidasi yang anomali dan sangat tinggi (+5 dan +7) juga telah ditemukan untuk logam berat — fluorida emas yang bersesuaian telah berhasil diperoleh.

Singkatnya: jawaban atas pertanyaan topik

Soal-soal dari kelas dan ujian

Topik lain untuk dipelajari

• Penentuan unsur dan isotop berdasarkan struktur inti atom
• Karakteristik komparatif dan afinitas kimia unsur-unsur dalam satu golongan
• Perhitungan ekuivalen kimia dari zat sederhana
• Penyebab penguatan sifat logam dalam subgolongan dari atas ke bawah

Topik lain di bagian «Bab 1. Zat. Sifat dan Struktur»

Materi disiapkan oleh staf pengajar WhiteCoat Pro sesuai dengan kurikulum pendidikan kedokteran. Bersifat edukatif.