Mengapa Ada Lebih dari 100 Unsur?

Bayangkan jika seluruh benda di alam hanya tersusun oleh satu jenis atom.

Tidak akan ada emas.

Tidak akan ada besi.

Tidak akan ada oksigen yang kita hirup.

Tidak akan ada karbon penyusun tubuh kita.

Untungnya, alam menyediakan lebih dari seratus unsur kimia yang masing-masing memiliki sifat berbeda.

Namun muncul pertanyaan yang sangat menarik.

Jika semua atom tersusun atas proton, neutron, dan elektron, mengapa sifat setiap unsur bisa sangat berbeda?

Jawabannya dimulai dari sebuah angka sederhana: jumlah proton.

Nomor Atom: Identitas Setiap Unsur

Setiap unsur memiliki jumlah proton yang berbeda.

Jumlah proton inilah yang disebut nomor atom.

Misalnya:

• Hidrogen memiliki 1 proton.
• Karbon memiliki 6 proton.
• Oksigen memiliki 8 proton.
• Besi memiliki 26 proton.
• Emas memiliki 79 proton.

Selama jumlah proton tetap sama, identitas unsur tidak berubah.

Inilah sebabnya nomor atom menjadi "kartu identitas" setiap unsur.

Nomor Massa: Menghitung Proton dan Neutron

Selain nomor atom, kita juga mengenal nomor massa.

Nomor massa menunjukkan jumlah seluruh proton dan neutron di dalam inti atom.

Karena neutron dapat berbeda jumlahnya, atom-atom dari unsur yang sama dapat memiliki nomor massa yang berbeda.

Di sinilah kita mulai mengenal konsep isotop.

Isotop: Saudara Kembar yang Tidak Sama Persis

Bayangkan dua saudara kembar identik.

Wajah mereka hampir sama, tetapi tinggi badan atau berat badannya sedikit berbeda.

Begitu pula dengan isotop.

Semua isotop karbon memiliki 6 proton sehingga tetap merupakan unsur karbon.

Namun ada karbon-12, karbon-13, dan karbon-14 yang berbeda jumlah neutronnya.

Perbedaan kecil ini ternyata memiliki dampak besar.

Karbon-14 digunakan untuk menentukan umur fosil.

Iodin-131 dimanfaatkan dalam dunia medis.

Teknesium-99m membantu dokter mendiagnosis berbagai penyakit.

Jadi, meskipun berasal dari unsur yang sama, isotop dapat memiliki kegunaan yang sangat berbeda.

Bagaimana Elektron Tersusun?

Jika proton menentukan identitas unsur, maka elektron banyak menentukan bagaimana unsur tersebut berinteraksi dengan unsur lain.

Elektron tidak ditempatkan secara acak.

Mereka mengisi tingkat energi dan orbital sesuai aturan tertentu.

Mulai dari orbital berenergi paling rendah, elektron akan mengisi orbital berikutnya secara bertahap hingga seluruh elektron tertata.

Susunan elektron inilah yang disebut konfigurasi elektron.

Konfigurasi elektron menjadi dasar untuk memahami sifat-sifat kimia setiap unsur.

Elektron Valensi: Penentu Sifat Kimia

Di antara seluruh elektron dalam atom, terdapat sekelompok elektron yang memiliki peran sangat penting.

Elektron tersebut berada pada kulit terluar dan disebut elektron valensi.

Elektron valensi menentukan bagaimana suatu atom akan:

• membentuk ikatan,
• bereaksi dengan unsur lain,
• melepaskan atau menerima elektron,
• serta menentukan banyak sifat kimianya.

Sebagai contoh:

• Natrium memiliki satu elektron valensi sehingga mudah melepaskannya.
• Klor memiliki tujuh elektron valensi sehingga cenderung menerima satu elektron.
• Ketika keduanya bertemu, terbentuklah natrium klorida (garam dapur).

Mengapa Unsur Disusun dalam Tabel Periodik?

Ketika jumlah unsur yang ditemukan semakin banyak, para ilmuwan mulai menyadari adanya pola.

Beberapa unsur memiliki sifat yang mirip.

Beberapa lainnya menunjukkan perubahan sifat yang teratur.

Dmitri Mendeleev berhasil menyusun unsur-unsur berdasarkan keteraturan sifatnya sehingga lahirlah tabel periodik.

Menariknya, tabel tersebut bahkan mampu memprediksi keberadaan unsur-unsur yang saat itu belum ditemukan.

Keberhasilan prediksi unsur germanium menjadi salah satu bukti paling terkenal bahwa tabel periodik bukan sekadar daftar unsur, melainkan peta keteraturan alam.

Menemukan Pola dalam Tabel Periodik

Jika diperhatikan lebih dekat, tabel periodik ternyata memiliki pola yang sangat teratur.

Unsur-unsur dalam satu kolom umumnya memiliki jumlah elektron valensi yang sama sehingga sifat kimianya mirip.

Sementara itu, dari kiri ke kanan dalam satu periode, sifat-sifat unsur berubah secara bertahap.

Keteraturan inilah yang membuat tabel periodik menjadi salah satu alat paling penting dalam kimia.

Dengan mengetahui posisi suatu unsur, kita dapat memperkirakan banyak sifatnya bahkan sebelum melakukan percobaan.

Semua Unsur Punya Cerita

Setiap unsur memiliki kisahnya sendiri.

Hidrogen merupakan unsur paling melimpah di alam semesta.

Karbon menjadi dasar kehidupan.

Oksigen memungkinkan makhluk hidup bernapas.

Silikon menjadi bahan utama chip komputer.

Besi membangun jembatan dan gedung.

Tembaga menghantarkan listrik ke rumah kita.

Emas digunakan dalam elektronik presisi sekaligus perhiasan.

Semuanya memiliki sifat yang berbeda karena perbedaan struktur atom dan susunan elektronnya.

Tahukah Kamu?

• Saat ini dikenal 118 unsur dalam tabel periodik, terdiri atas unsur alami dan unsur sintetis.
• Sebagian besar unsur yang lebih berat daripada uranium dibuat di laboratorium melalui reaksi inti.
• Mendeleev sengaja meninggalkan beberapa kotak kosong dalam tabel periodiknya karena yakin unsur tersebut suatu saat akan ditemukan.
• Banyak nama unsur diambil dari ilmuwan, tempat, planet, atau mitologi.

Hubungannya dengan Materi Kimia SMA

Artikel ini menjadi pengantar untuk memahami:

• nomor atom dan nomor massa;
• isotop;
• konfigurasi elektron;
• elektron valensi;
• sistem periodik unsur;
• hubungan struktur atom dengan sifat unsur.

Konsep-konsep tersebut menjadi dasar untuk mempelajari sifat periodik unsur, ikatan kimia, reaksi kimia, hingga kimia unsur.

🔍 Coba Lakukan Refleksi

Lihatlah tabel periodik.

Pilih tiga unsur yang sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Misalnya:

• karbon,
• aluminium,
• tembaga.

Kemudian coba jawab pertanyaan berikut.

• Di mana letak unsur tersebut pada tabel periodik?
• Berapa nomor atomnya?
• Berapa jumlah elektron valensinya?
• Mengapa menurutmu unsur tersebut dimanfaatkan untuk fungsi tertentu dalam kehidupan?

Dengan latihan sederhana ini, kamu akan mulai melihat bahwa tabel periodik bukan sekadar kumpulan simbol, melainkan peta yang menceritakan sifat setiap unsur.

Artikel Terkait

Journey 3 didukung oleh berbagai artikel pengayaan di KimiaSMA, antara lain:

• Bagaimana Sejarah Tabel Periodik Dimulai?
• Ketika Prediksi Mendeleev Terbukti: Kisah Penemuan Germanium
• Mengapa Kabel Listrik Menggunakan Tembaga?
• Mengapa Aluminium Tampak Tahan Karat?
• Mengapa Massa Atom pada Tabel Periodik Tidak Bulat?
• Mengapa Klor Memiliki Afinitas Elektron Lebih Besar daripada Fluor?
• Mengapa Ada Pengecualian pada Tren Periodik?

Penutup

Keragaman unsur di alam tidak terjadi secara acak. Perbedaan jumlah proton menentukan identitas setiap unsur, sedangkan susunan elektron membentuk sifat-sifat kimianya. Dari pola sederhana inilah lahir lebih dari seratus unsur dengan karakteristik yang sangat beragam, mulai dari hidrogen yang paling ringan hingga unsur-unsur sintetis yang hanya dapat dibuat di laboratorium.

Melalui tabel periodik, para ilmuwan berhasil menyusun keteraturan tersebut menjadi sebuah peta yang memungkinkan kita memahami dan bahkan memprediksi sifat suatu unsur. Journey 3 mengajarkan bahwa di balik keragaman materi di sekitar kita terdapat pola yang elegan, dan memahami pola itulah yang menjadi salah satu kekuatan terbesar ilmu kimia.

Referensi

1. Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., et al. Chemistry: The Central Science. Pearson.
2. Atkins, P., & Jones, L. Chemical Principles: The Quest for Insight. W. H. Freeman.
3. Chang, R., & Goldsby, K. Chemistry. McGraw-Hill.
4. Scerri, E. R. The Periodic Table: Its Story and Its Significance. Oxford University Press.
5. IUPAC. Periodic Table of the Elements.