Bab 2: Tabel Periodik

Ye Jiazhen adalah manajer proyek. Gao Zhouzhi, Luo Shao, Yang Yuling, dan Yin Fanxiao adalah stafnya. Gao Zhouzhi bekerja dengan tekun, Luo Shao memiliki pemikiran yang tajam, Yang Yuling memiliki dasar yang kuat, sementara Yin Fanxiao belajar dengan cepat dan sangat informatif.

Beberapa orang jika berkumpul bisa menciptakan reaksi kimia yang membuat suasana menjadi hidup. Ye Jiazhen merasa beruntung karena mereka semua bisa bergaul dengan cukup menyenangkan dan harmonis, serta mampu mengatasi kesulitan bersama-sama.

Ketika sekelompok sahabat berkumpul, energi dan antusiasme mereka akan saling terpicu, menciptakan suasana yang ceria dan meriah. Saat anggota band bermain bersama di atas panggung, musik dan penampilan mereka melebur menjadi satu, menciptakan pengalaman musikal yang memukau. Ketika anggota tim olahraga bekerja sama dengan erat dalam sebuah pertandingan, saling menyemangati dan mendukung, semangat serta usaha mereka akan seperti reaksi kimia yang menghadirkan atmosfer yang membara.

Ada zat-zat yang bisa menjalankan fungsinya masing-masing secara terpisah. Contohnya asam dan basa, namun jika disatukan, mereka akan saling meniadakan.

Segala sesuatu di dunia ini saling melengkapi dan saling bertentangan. Tidak semua hal cocok untuk disatukan, dan tidak semua orang bisa hidup berdampingan dengan damai saat berada dalam satu kelompok.

Suatu hari, Ye Jiazhen sedang menjelaskan pengetahuan kimia kepada para pekerja teknis.

Dalam tabel periodik, unsur disusun berdasarkan nomor atomnya, dengan unsur terkecil diletakkan di urutan pertama. Satu baris mendatar dalam tabel disebut periode, dan satu kolom disebut golongan. Jari-jari atom mengecil dari kiri ke kanan dan membesar dari atas ke bawah.

Tabel periodik menyatukan unsur-unsur yang tampak tidak saling berhubungan ke dalam sebuah sistem alam yang lengkap. Pada tahun 1869, kimiawan Rusia Mendeleev menyusun tabel periodik pertama dengan mengurutkan unsur berdasarkan massa atom relatif dari yang terkecil hingga terbesar, dan meletakkan unsur-unsur dengan sifat kimia serupa dalam satu kolom vertikal.

Seiring perkembangan ilmu pengetahuan, ruang kosong yang ditinggalkan untuk unsur-unsur yang belum ditemukan dalam tabel periodik akhirnya terisi satu demi satu. Ketika misteri struktur atom terungkap, dasar penyusunan diubah dari massa atom relatif menjadi jumlah proton atom (jumlah elektron di luar inti atau nomor muatan inti), yang membentuk tabel periodik yang kita gunakan saat ini.

Hubungan antara nomor atom dan struktur atom adalah sebagai berikut: jumlah proton = nomor atom = jumlah elektron luar inti = nomor muatan inti.

Dengan memanfaatkan tabel periodik, Mendeleev berhasil memprediksi karakteristik unsur yang saat itu belum ditemukan (seperti galium, skandium, dan germanium). Tabel periodik modern baru terbentuk setelah melalui revisi bertahun-tahun oleh banyak ilmuwan, dengan menyusun unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif dan mengelompokkan unsur yang memiliki sifat kimia serupa ke dalam kolom vertikal.

Tabel periodik memiliki 7 periode dan 16 golongan. Setiap baris mendatar disebut periode, dan setiap kolom vertikal disebut golongan (golongan VIII mencakup tiga kolom). Ketujuh periode tersebut dapat dibagi menjadi periode pendek (1, 2, 3) dan periode panjang (4, 5, 6, 7). Terdapat 16 golongan, di mana setiap kolom vertikal dihitung sebagai satu golongan (kecuali golongan VIII).

Ye Jiazhen berkata, "Lihat, di sini ada banyak model atom unsur. Jika atom diperbesar, ada beberapa elektron yang mengorbit di sekitar atom tersebut sepanjang lintasannya."

Seseorang bertanya, "Lalu, apa itu orbital elektron?"

Atom memiliki elektron di luar inti, dan elektron tersebut harus tersusun dalam orbital. Secara umum, lapisan elektron di luar inti terbagi menjadi K, L, M, N, O, P. Pada setiap lapisan ini, terdapat banyak area dengan tingkat energi yang berbeda, yang disebut subkulit elektron. Ada empat jenis subkulit elektron yang dinyatakan dengan huruf s, p, d, dan f. Subkulit elektron adalah kelompok orbital elektron, di mana setiap subkulit memiliki sejumlah orbital. Subkulit s memiliki 1 orbital, p memiliki 3 orbital, d memiliki 5 orbital, dan f memiliki 7 orbital. Hanya dengan adanya orbital, elektron dapat ditempatkan. Setiap orbital dapat menampung 2 elektron dengan arah putaran (spin) yang berlawanan.

Karena adanya subkulit, energi elektron dalam lapisan yang sama menjadi berbeda, bahkan muncul kondisi di mana energi subkulit tinggi dari lapisan elektron rendah lebih besar daripada energi subkulit rendah dari lapisan elektron tinggi. Urutan energi subkulit dari yang terendah ke tertinggi adalah: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, dan seterusnya. Berdasarkan prinsip energi terendah, elektron biasanya selalu mengisi subkulit dengan energi rendah terlebih dahulu.

Ye Jiazhen melanjutkan, "Saat ini ada 108 unsur yang telah diakui. 94 unsur pertama terdapat secara alami di bumi, sedangkan 24 sisanya adalah unsur sintetis. Terdapat 80 unsur yang memiliki setidaknya satu isotop stabil, dan 38 unsur hanya memiliki nuklida radioaktif yang seiring berjalannya waktu akan meluruh menjadi unsur lain."

"Hari ini saya belajar banyak hal."

Ye Jiazhen bertanya, "Sekarang saya ingin mengajukan satu pertanyaan, apakah masih ada unsur yang belum ditemukan?"

"Seharusnya masih ada di bagian akhir, tapi di bagian tengah mungkin sudah tidak ada lagi."

Ye Jiazhen menjelaskan, "Tabel periodik saat ini disusun terutama berdasarkan proton. Begitu posisi yang kosong terisi, tidak ada celah lagi di antara unsur-unsur tersebut, kecuali jika seseorang menemukan cara untuk membuat unsur memiliki jumlah proton pecahan."

Memasuki poin penting, Ye Jiazhen mengeraskan suaranya, "Apakah kalian menyadari bahwa sifat unsur yang kita temui tidaklah berkesinambungan? Sifat unsur yang bersebelahan sering kali mengalami lompatan."

Ye Jiazhen menambahkan, "Berdasarkan pengetahuan yang saya kumpulkan sejauh ini, ada beberapa unsur baru, yaitu unsur Alir, Padat, Hilang, Pilar, Urai, Daya, Serbu, dan Saring. Unsur Alir digunakan untuk mengangkut zat lain sepanjang jalur tetap; unsur Padat digunakan untuk fiksasi; unsur Hilang digunakan dalam medis; unsur Pilar digunakan dalam konstruksi; unsur Urai adalah unsur yang membuat zat tertentu terdegradasi; unsur Daya digunakan untuk energi; unsur Serbu digunakan untuk infiltrasi; dan unsur Saring digunakan untuk filtrasi."

"Dari mana unsur-unsur ini berasal?"

Ye Jiazhen menjawab, "Beberapa ditemukan di bawah tanah atau di laut. Beberapa lainnya ditemukan pada meteorit."

"Saya dengar perusahaan kita juga menyimpan beberapa unsur semacam itu."

Ye Jiazhen mengiyakan, "Benar, kita menyimpan beberapa dan sedang meneliti karakteristiknya. Saya menemukan bahwa sifat unsur-unsur ini berpasangan secara berlawanan. Unsur Alir bersifat mengalir, sedangkan unsur Padat bersifat menetap; keduanya bertolak belakang. Unsur Pilar digunakan untuk membangun, sedangkan unsur Urai digunakan untuk membongkar; keduanya bertolak belakang. Unsur Daya mengubah zat menjadi energi, sedangkan unsur Hilang mengubah energi menjadi zat; keduanya bertolak belakang. Unsur Serbu mencegah sesuatu untuk lewat, sedangkan unsur Saring mengizinkan sebagian zat untuk lewat; keduanya bertolak belakang."

"Bukankah unsur Serbu itu beracun? Apa hubungannya dengan mencegah sesuatu untuk lewat?"

Ye Jiazhen menjelaskan, "Beberapa zat beracun dapat mengganggu proses metabolisme normal organisme. Mereka dapat mengganggu aktivitas enzim, menghambat jalur metabolisme kunci, atau mengganggu produksi energi di dalam sel. Zat beracun tertentu juga dapat menekan atau mengaktifkan fungsi sistem kekebalan tubuh, mengganggu aktivitas sel imun, atau memicu reaksi alergi. Di dalam tubuh hewan, unsur Serbu akan mencegah berjalannya jalur metabolisme kunci. Itulah alasan mengapa unsur Serbu bersifat beracun."