Bab 3: Elemen Khusus

Setelah penjelasan itu, Ye Jiazhen melihat bahwa Gao Zhouzhi masih berada di sana, lalu berkata kepadanya, “Tadi kau mendengarnya?”

Gao Zhouzhi berkata, “Ya, menurutku hal itu memang perlu dipertimbangkan.”

Unsur kimia dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu logam, nonlogam, dan metaloid.

Unsur logam memiliki daya hantar listrik, daya hantar panas, dan kelenturan yang baik. Contoh unsur logam yang umum adalah besi, tembaga, aluminium, dan seng. Unsur nonlogam biasanya memiliki daya hantar listrik dan panas yang rendah. Contoh unsur nonlogam yang umum adalah oksigen, nitrogen, karbon, dan belerang. Unsur metaloid memiliki sifat yang berada di antara logam dan nonlogam. Contoh metaloid yang umum adalah silikon, antimon, dan arsenik.

Unsur-unsur khusus meliputi gas mulia, unsur radioaktif, dan logam transisi. Gas mulia terdiri atas helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon. Unsur-unsur tersebut memiliki reaktivitas yang sangat rendah dan tingkat kestabilan yang tinggi. Unsur radioaktif meliputi uranium, plutonium, radium, dan sebagainya. Unsur-unsur tersebut mengalami peluruhan radioaktif dan dapat memancarkan radiasi. Logam transisi adalah unsur-unsur yang berada di blok d dalam tabel periodik. Unsur-unsur ini memiliki daya hantar listrik yang baik serta bilangan oksidasi yang bervariasi.

Setiap unsur memiliki sifat khusus yang berbeda-beda. Misalnya, hidrogen adalah satu-satunya unsur yang dapat berperan sebagai logam sekaligus nonlogam. Oksigen merupakan oksidator kuat yang dapat bereaksi dengan unsur-unsur lain. Karbon memiliki empat elektron valensi sehingga dapat membentuk beragam senyawa, dan masih banyak lagi.

Gao Zhouzhi berkata, “Dalam tabel periodik, ada sejumlah unsur yang letaknya bersebelahan, tetapi memiliki perbedaan sifat yang sangat besar. Berikut beberapa contohnya.”

Hidrogen dan helium: hidrogen adalah unsur nonlogam, sedangkan helium merupakan gas mulia. Hidrogen adalah unsur paling ringan dan biasanya berada dalam bentuk gas. Sementara itu, helium adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak beracun, serta memiliki kestabilan yang sangat tinggi.

Litium dan berilium: litium adalah unsur logam yang sangat reaktif, dengan massa jenis dan titik leleh yang rendah. Berilium, di sisi lain, merupakan logam alkali tanah yang memiliki kekerasan serta titik leleh yang tinggi.

Nitrogen dan oksigen: nitrogen adalah unsur nonlogam yang biasanya berada dalam bentuk gas dan memiliki reaktivitas rendah. Oksigen juga merupakan unsur nonlogam, tetapi memiliki reaktivitas tinggi dan menjadi salah satu unsur yang sangat penting bagi kehidupan.

Natrium dan magnesium: natrium adalah unsur logam yang sangat reaktif, dengan massa jenis dan titik leleh yang rendah. Magnesium merupakan logam alkali tanah yang memiliki kekerasan serta titik leleh lebih tinggi.

Perbedaan sifat yang sangat besar di antara unsur-unsur yang berdekatan tersebut terutama disebabkan oleh perbedaan struktur elektron dan sifat atomnya.

Ye Jiazhen berkata, “Jika nomor atom berubah secara bertahap, mengapa sifat-sifatnya justru mengalami perubahan mendadak? Kalau begitu, apakah di antara unsur-unsur tersebut terdapat unsur lain yang sifatnya berada di antara keduanya?”

Sebagai contoh, warna. Jika nilai RGB berubah secara bertahap, warna pun akan berubah secara bertahap. Urutan warna berdasarkan perubahan nilai RGB adalah hitam (RGB: 0, 0, 0), merah (RGB: 255, 0, 0), hijau (RGB: 0, 255, 0), biru (RGB: 0, 0, 255), kuning (RGB: 255, 255, 0), sian (RGB: 0, 255, 255), magenta (RGB: 255, 0, 255), dan putih (RGB: 255, 255, 255).

Banyak hal yang apabila diurutkan dari nilai kecil ke besar akan menunjukkan perubahan sifat secara bertahap, bukan secara mendadak.

Suhu: dari rendah ke tinggi, suhu meningkat secara bertahap.

Volume suara: dari pelan ke keras, suara berangsur-angsur menjadi lebih kuat.

Konsentrasi: dari rendah ke tinggi, larutan berangsur-angsur menjadi lebih pekat.

Kecerahan: dari redup ke terang, cahaya berangsur-angsur menjadi lebih kuat.

Ketinggian: dari dataran rendah ke dataran tinggi, ketinggian tempat meningkat secara bertahap.

Kecepatan: dari lambat ke cepat, gerak benda berangsur-angsur bertambah cepat.

Massa: dari ringan ke berat, massa benda berangsur-angsur meningkat.

Gas hidrogen tidak stabil, sedangkan gas helium sangat stabil. Kalau begitu, apakah di antara keduanya ada gas dengan tingkat kestabilan sedang?

Litium memiliki massa jenis dan titik leleh yang rendah. Berilium memiliki kekerasan dan titik leleh yang tinggi. Apakah di antara keduanya ada unsur yang memiliki massa jenis dan titik leleh sedang?

Nitrogen memiliki reaktivitas rendah, sedangkan oksigen memiliki reaktivitas tinggi. Apakah di antara keduanya ada unsur dengan reaktivitas sedang?

Natrium adalah unsur logam yang sangat reaktif, dengan massa jenis dan titik leleh yang rendah. Magnesium merupakan logam alkali tanah yang memiliki kekerasan dan titik leleh lebih tinggi. Apakah di antara natrium dan magnesium terdapat unsur yang memiliki kekerasan dan titik leleh sedang?

Gao Zhouzhi berkata, “Apakah yang kau maksud adalah senyawa? Sifat suatu senyawa berada di antara sifat dua unsur yang menyusunnya.”

Dalam proses pembentukan senyawa, atom-atom antarunsur mengalami reaksi kimia. Atom-atom tersebut tersusun ulang dan membentuk ikatan kimia baru.

Selama proses pembentukan senyawa, elektron-elektron dalam atom mengalami perubahan. Elektron pada kulit terluar atom merupakan bagian utama yang terlibat dalam reaksi kimia. Dalam pembentukan senyawa, atom dapat melepaskan, menerima, atau berbagi elektron untuk mencapai konfigurasi elektron yang stabil.

Sebagai contoh, ketika atom klorin dan atom natrium bergabung membentuk natrium klorida, atom klorin membutuhkan satu elektron untuk melengkapi kulit elektron terluarnya, sedangkan atom natrium perlu melepaskan satu elektron. Karena itu, atom klorin menerima elektron yang dilepaskan oleh atom natrium dan membentuk ion klorida (Cl−), sementara atom natrium kehilangan satu elektron dan membentuk ion natrium (Na+). Kedua ion tersebut bergabung melalui ikatan ionik dan membentuk senyawa natrium klorida.

Contoh lainnya adalah atom oksigen dan atom hidrogen yang bergabung membentuk molekul air. Atom oksigen membutuhkan dua elektron untuk melengkapi kulit elektron terluarnya, sedangkan setiap atom hidrogen membutuhkan satu elektron. Oleh karena itu, dua atom hidrogen berbagi elektron mereka dengan atom oksigen, membentuk ikatan kovalen dan menghasilkan molekul air (H2O).

Dalam proses pembentukan senyawa, elektron-elektron atom mengalami perubahan. Atom-atom tersebut mencapai konfigurasi elektron yang stabil dengan cara melepaskan, menerima, atau berbagi elektron.

Sifat suatu senyawa ditentukan oleh sifat unsur-unsur penyusunnya. Ketika dua unsur membentuk suatu senyawa, sifat senyawa tersebut biasanya memperlihatkan perpaduan atau interaksi tertentu dari sifat kedua unsur itu.

Hubungan antara sifat beberapa senyawa umum dan unsur-unsur asalnya dapat dilihat melalui contoh-contoh berikut.

Reaktivitas: reaktivitas senyawa dapat dipengaruhi oleh reaktivitas unsur-unsur penyusunnya. Misalnya, ketika unsur logam dan nonlogam bergabung membentuk senyawa ionik, unsur logam biasanya melepaskan elektron, sedangkan unsur nonlogam biasanya menerima elektron.

Titik leleh dan titik didih: titik leleh dan titik didih suatu senyawa dapat dipengaruhi oleh titik leleh dan titik didih unsur-unsur penyusunnya. Misalnya, ketika dua unsur yang memiliki titik leleh dan titik didih rendah bergabung, senyawa yang terbentuk biasanya juga memiliki titik leleh dan titik didih yang rendah.

Daya hantar listrik: daya hantar listrik suatu senyawa dapat dipengaruhi oleh daya hantar listrik unsur-unsur penyusunnya. Misalnya, ketika unsur logam dan nonlogam bergabung membentuk senyawa ionik, senyawa ionik biasanya dapat menghantarkan listrik dalam keadaan cair atau terlarut, tetapi tidak dapat menghantarkan listrik dalam keadaan padat.

Warna: warna suatu senyawa dapat dipengaruhi oleh warna unsur-unsur penyusunnya. Misalnya, senyawa dari beberapa unsur logam transisi biasanya memperlihatkan beragam warna. Hal ini disebabkan oleh perubahan struktur elektron dan tingkat energinya.

Kestabilan kimia: kestabilan kimia suatu senyawa dapat dipengaruhi oleh kestabilan kimia unsur-unsur penyusunnya. Misalnya, ketika dua unsur yang memiliki kestabilan kimia tinggi bergabung, senyawa yang terbentuk biasanya juga memiliki kestabilan kimia yang tinggi.

Ye Jiazhen berkata, “Pemikiranmu itu memang masuk akal. Sifat senyawa biasanya memperlihatkan perpaduan atau interaksi tertentu dari sifat kedua unsur penyusunnya. Namun, yang kumaksud adalah satu unsur tunggal.”

Gao Zhouzhi berkata, “Struktur unsur-unsur baru ini belum kami teliti dengan saksama.”