Konsep teori kimia modern yang ada saat ini merupakan hasil yang berasal dari sejarah masa lalu. Teori tentang atom dan unsur telah banyak berubah dan banyak gagasan yang muncul untuk teori ini.
Ahli kimia asal Perancis yaitu Antoine Laurent Lavoisier menjadi salah satu yang paling berpengaruh dimana dia mengembangkan hasil teori Robert Boyle dari Inggris yang menekankan tentang sifat fisik suatu unsur dan menghubungkannya dengan senyawa yang dapat dibentuk dengan sifat itu.
Lavoisier berhasil mengklasifikasikan unsur berdasarkan definisi dari Boyle dimana daftar unsur yang dibuat oleh Lavoisier ini didasarkan pada penelitian.
Unsur kimia merupakan suatu zat yang tidak bisa diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana dengan proses kimia biasa, dengan kata lain unsur adalah bahan dasar atau terkecil yang menyusun semua materi.
Setiap unsur unik atau memiliki sifat karakteristiknya sendiri yang berbeda untuk setiap unsur lain. Biasanya untuk memudahkan, setiap unsur diwakili dengan simbol berupa huruf. Seperti H untuk hidrogen, O untuk oksigen atau C untuk karbon. Selain itu, setiap elemen memiliki nomor atom dan berat atom yang berbeda. Unsur juga dikenal dengan sebutan atom.
Saat ini terdapat 118 unsur kimia yang dikenal dengan 20% diantaranya tidak tersedia di alam dan hanya diketahui melalui sintesis laboratorium. Setiap unsur dapat bergabung satu sama lain untuk membentuk berbagai macam zat yang lebih kompleks atau disebut senyawa.
Jumlah senyawa yang mungkin terbentuk dari unsur sangatlah tidak terbatas. Ketika dua atau lebih unsur membentuk senyawa, maka mereka akan kehilangan sifat dan identitas awal mereka sebagai suatu unsur dan memiliki sifat dan identitas baru sebagai senyawa.
Berdasarkan teori atom saat ini, atom tersusun dari partikel yang lebih kecil yaitu disebut proton, neutron dan elektron. Secara lebih detail, atom yaitu berupa suatu nukleus yang mengandung proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan negatif, nukleus tersebut dikelilingi oleh sekelompok elektron yang bermuatan negatif. Massa dari atom itu sendiri juga sangat dipengaruhi oleh ketiga partikel ini.
Karakteristik dari kimia unsur sangat terkait erat dengan jumlah dan pengaturan elektron yang ada di dalam atom. Dengan demikian, unsur-unsur kimia yang ada saat ini dapat dibedakan satu sama lain oleh nomor atomnya. Berdasarkan hal tersebut, maka para ahli kimia telah menemukan klasifikasi unsur kimia yang akan memudahkan kita melalui yang dikenal dengan tabel periodik unsur.
Tabel periodik adalah suatu tabel yang mengatur semua unsur kimia yang dikenal dalam suatu bentuk yang informatif. Unsur-unsur kimia disusun dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah dalam urutan peningkatan nomor atom. Kenaikan nomor atom tersebut juga diikuti dengan kenaikan massa dari atom itu sendiri.
Dalam tabel periodik, baris disebut dengan periode. Tingkat periode suatu unsur kimia menunjukkan tingkat energi tertinggi yang dimiliki oleh elektron dalam unsur tersebut dalam keadaan dasar. Dalam satu baris atau dalam satu periode, tingkat energi atom meningkat dari kiri ke kanan.
Sedangkan unsur yang menempati kolom disebut dengan golongan. Atom yang berada dalam satu golongan cenderung memiliki konfigurasi elektron yang identik dan akibatnya memiliki perilaku yang sama secara kimiawi.
Dengan jumlah sebanyak 118 unsur kimia, maka diperlukan suatu klasifikasi terhadap unsur kimia tersebut. Berdasarkan tabel periodik unsur yang dibuat oleh Mendeleev tersebut semua informasi bisa didapatkan karena tabel tersebut disusun dengan atom yang paling sederhana dan diurutkan berdasarkan nomor dan massa atom. Berdasarkan susunan tabel periodik unsur tersebut, unsur kimia dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa golongan:
Alotropi adalah bentuk modifikasi struktur yang berbeda dari unsur yang sama. Mudahnya, kalau di manusia alotropi adalah kembar tidak identik. Meskipun intan dan grafit sama-sama tersusun dari atom karbon, namun mereka membentuk susunan kristal yang berbeda. Di manakah bedanya? Perhatikan gambar di bawah ini. Pada intan, atom karbon tersusun dengan bentuk tetrahedral. Bentuk tetrahedral ini merupakan bentuk yang juga terdapat pada gas CH4. Setiap atom karbon pada intan terikat secara kovalen dengan 4 atom lainnya. Bentuk berbeda terjadi pada grafit. Setiap atom karbon terikat dengan 3 atom karbon lainnya. Struktur yang terbentuk dari grafit adalah heksagonal belapis-lapis. Dengan perbedaan struktur ini, apa pengaruhnya terhadap sifat kedua jenis alotropi ini?
Perbedaan struktur intan dan grafit menyebabkan sifat fisika dan kimia mereka berbeda. Yang paling menonjol dari perbedaan itu adalah mengenai daya hantar listrik dan daya hantar logam. Intan merupakan isolator listrik yang baik sedangkan grafit merupakan konduktor listrik yang baik. Sebaliknya, intan merupakan konduktor panas yang baik sedangkan grafit merupakan isolator panas yang baik.
Lho kok bisa kebalikan gitu, bagaimana ceritanya?
Kita tinjau dari daya hantar listrik dulu. Tadi telah disebutkan bahwa setiap atom karbon pada grafit terikat dengan tiga atom karbon lainnya membentuk susunan heksagonal belapis seperti pada kartu. Kita tahu bahwa atom karbon memiliki empat elektron valensi. Kalau digunakan tiga, berarti masih tinggal satu kan? Sisa satu elektron valensi ini yang dapat digunakan untuk menghantarkan arus listrik. Masih ingat dengan artikel superkonduktor kan? Aliran awan elektron yang seperti sungai menyebabkan arus listrik bisa mengalir. Nah alasan ini yang menyebabkan grafit mampu menghantarkan listrik.
Grafit sering digunakan sebagai elektrode pada saat elektrolisis. Selain itu, anda pasti tahu pensil 2B yang digunakan untuk LJK juga berasal dari karbon karena mampu dibaca oleh komputer. Sebaliknya, atom karbon intan yang menggunakan semua elektron valensinya untuk berikatan menyebabkan tidak ada lagi elektron valensi yang tersisa. Akibatnya, intan tidak dapat menghantarkan arus listrik. Atom C pada Grafit (warna hijau) masih memiliki satu elektron valensi yang dapat digunakan untuk menghantarkan arus listrik .Atom Karbon pada Intan (warna hitam) tidak memiliki elektron valensi sehingga tidak dapat menghantarkan arus listrik .
Bagaimana dengan daya hantar panas?
Alasannya hampir sama. Kita tahu tadi bahwa pada intan setiap atom karbon berikatan dengan empat atom karbon lainnya. Sebaliknya pada grafit hanya berikatan dengan 3 atom lainnya. Ikatan C-C (karbon-karbon) pada intan lebih kuat daripada grafit. Susunan intan lebih rapat daripada grafit. Kita tahu perpindahan panas (secara konduksi) membutuhkan media. Semakin rapat media yang terdapat maka panas akan semakin mudah berpindah. Ibaratnya kalau kita naik mobil. Semakin rapat jalannya (semakin mulus) maka perjalanan kita akan semakin lancar dibanding jika jalan yang dilewati bolong-bolong (berlubang). Inilah yang menyebabkan intan merupakan konduktor panas yang baik sedangkan grafit tidak. Nah kalau ada pertanyaan, mengapa meski keduanya tersusun dari atom karbon tapi warnanya kok sangat beda. Intan bisa berkilau dan memencarkan berbagai warna sedangkan grafit sangat hitam pekat dan menyedihkan.
Oh mengapa ini bisa terjadi?
Alasannya juga berasal dari susunan kristal keduanya. Sebelumnya, warna yang tampak oleh mata kita adalah warna komplemen. Warna komplemen ini merupakan warna yang berlawanan dengan warna yang diserap oleh suatu benda. Jadi, saat benda menyerap suatu warna, maka benda tersebut akan memantulkan warna yang berlawanan dengan warna yang diserapnya tadi. Kembali ke topik. Intan dapat mendispersikan (menguraikan) cahaya akibat strukturnya yang rapat. Anda masih ingat tentang peristiwa pelangi? Ya, pelangi yang kita lihat merupakan hasil penguraian cahaya monokromatik. Jika kita amati, intan ini dapat berperan seperti titik-titik air hujan. Jadinya, intan terlihat tidak berwarna namun berkilau. Berbeda dengan intan, grafit menyerap semua warna yang diterimanya. Akibatnya, warna komplemen yang kita tangkap adalah hitam.
Kalau ada pertanyaan lagi. Kenapa intan sulit sekali didapat sedangkan grafit mudah didapat? Kan kalau intan mudah didapat gak ada lagi orang miskin? Haha maunya.
Alasannya, ada yang dinamakan kestabilan termodinamik. Ukuran ini dapat dijadikan patokan apakah suatu zat lebih stabil daripada zat yang lainnya. Kestabilan termodinamik dinyatakan dengan besaran energi bebas pembentukan standar (ΔGf). Semakin kecil harga energi ini maka zat tersebut semakin stabil. Nilai (ΔGfo) untuk grafit adalah 0 sedangkan untuk intan adalah 2.900. Nah dari sini kita tahu bahwa grafit memiliki energi yang lebih rendah dibanding intan sehingga keberadannya lebih banyak.
Pertanyaan terakhir (tanya melulu). Apa bisa kita mengubah grafit menjadi intan? Kan enak juga kita bisa kaya? Jawabannya adalah bisa, tapi sangat sulit terjadi. Secara teori, sebenarnya reaksi pengubahan grafit menjadi intan adalah reaksi spontan atau reaksi yang kemungkinan bisa terjadi. Namun, meski bisa terjadi reaksi ini akan sangat lama sekali berlangsung. Jika ingin cepat maka temperatur dan tekanan reaksi harus dinaikkan berkali-kali lipat. Ibaratnya, kalau kita ingin punya uang 1 Triliun terus pekerjaan kita gajinya Cuma 2 juta, pasti lama dapat uang sebanyak itu. Bisa sih kalau tiba-tiba dapet hadiah atau………(silahkan isi sendiri). Intinya, tidak mustahil membuat the beast menjadi beauty tapi sangat sulit
Putar Vidio 2 (klik Disini) Reaksi Logam Alkali dengan Air
Logam alkali sifat fisiknya secara umum mirip dengan logam -logam lain yaitu mengkilat dan konduktor listrik yang baik namun perbedaan nya bersifat lunak dan titik lelehnya rendah
Ingat dalam golongan alkali, semakin kebawah energi ionisasinya akan turun, sehingga akan semakin reaktif dari lithium ke fransium
Sesium digunakan sebagai jam atom (standar internasional untuk waktu 1 detik oleh BIPM dimana 1 detik adalah waktu yang diperlukan atom sesium-133 untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali)