TENTANG UNSUR-UNSUR
Hanya ada kira-kira seratus unsur lebih sedikit. Dari kesemuanya, hanya 83 yang secara alami tidak radioaktif, dan dari kesemuanya hanya kira-kira 50 yang cukup umum yang berguna dalam kuliah ini menurut pengalaman kami. Unsur-unsur yang umum ini lebih dulu dan akan tetap ada untuk waktu yang lama. Anda mungkin mengingat negara-negara bagian dan ibukotanya di Amarika Serikat. Unsur-unsur tersebut akan hidup lebih lama dari kesatuan politik. Anda tentu mengingat dan mendalami abjad Inggris. Unsur-unsur akan lebih lama lagi setelah huruf-huruf alpfabet telah punah. Hal ini akan membantu anda mengetahui unsur-unsur dengan baik. Bila anda berusaha membaca apapun tanpa mengetahui huruf-hurufnya, anda berada dalam masalah. Sebut saja anda masih susah payah membedakan antara ‘b’ dan‘d’. Pengaruhnya dalam membaca akan terganggu dengan melihat perbedaannya setiap waktu anda menghadapi salah satu dari kedua huruf tersebut. Demikian pula halnya, anda sudah seharusnya mengetahui unsur-unsur dengan baik sehingga bila anda membaca atau mendengar tentang salah satu dari unsur-unsur, anda dengan mudahnya mengetahuinya. Pelajari simbol-simbolnya. Beberapa smbol terdiri atas satu huruf, dan beberapa lagi memiliki dua huruf, tetapi masing-masing simbol unsur memiliki satu dan hanya satu-satunya huruf kapital.
UNSUR-UNSUR YANG UMUM
Anda harus mengetahui nama dan simbol untuk unsur-unsur berikut. Bila anda melihat namanya, anda harus mengetahui simbolnya. Untuk unsur-unsur pada kolom sebelah kanan terdapat nama-nama lain untuk unsur-unsur tersebut, kadang-kadang berbahasa Latin, asal dari simbol unsur tersebut diturunkan atau beberapa yang lain yang membuat unsur-unsur tersebut lebih mudah dikenal.
Helium He Litium Li Hidrogen H Natrium Na
Boron B Karbon C Silikon Si Kalsium (Lime) Ca
Berilium Be Fluor F Neon Ne Belerang S
Fosfor P Nitrogen N Aluminium Al Kalium K
Klor Cl Argon Ar Magnesium Mg Besi Fe
Brom Br Oksgen O Mangan Mn Tembaga Cu
Kobal Co Nikel Ni Krom Cr Timbal Pb
Seng Zn Kripton Kr Rubidium Rb Perak Ag
Iodium I Platina Pt Kadmium Cd Timah Sn
Cesium Cs Barium Ba Fransium Fr Antimon Sb
Bismut Bi Arsen As Stronsium Sr Tungsten W
Radon Rn Xenon Xe Polonium Po Emas Au
Radium Ra Uranium U Raksa Hg
Aluminium. Suatu logam yang sangat jarang sebelum proses elektrolisis yang memproduksinya ditemukan pada 1886. Aluminium merupakan suatu logam yang umum bagi kita. Titik lelehnya adalah 660 ºC, sehingga ia dapat dilelehkan pada tungku kompor rumah tangga yang biasa kalau ia tidak mengandung suatu cairan yang mudah mendidih seperti air. Aluminium berkilap perak bila baru berubah menjadi suatu serbuk abu-abu di udara yang memberikannya salutan perlindungan terhadap oksidasi lebih lanjut. Aluminium mudah diserang oleh asam dan basa. Ia merupakan konduktor listrik yang baik, khususnya bila dipertimbangkan karena beratnya yang rendah. Karena kemudahan proses elektrolisis dalam pemurniannya, sehingga aluminium begitu murah dan dalam jumlah yang kecilnya dipertimbangkan mudah dibuang atau sekali pakai. Ia digunakan untuk pembungkus dalam kemasan makanan.
Antimon. Pada Tabel Periodik antimon berada pada garis antara logam dan non-logam. Antimon lebih rapuh dan kurang menghantarkan panas dan listrik daripada kebanyakan logam. Antimon digunakan pada paduan, contohnya pencampurannya dengan timbal mengeraskannya. Antimon juga digunakan pada senyawa-senyawa pelindung panas, pada cat dan keramik.
Argon. Argon merupakan salah satu gas lembam Golongan 8 atau 18, yakni gas mulia. Ia tidak bergabung dengan unsur-unsur lain. Argon diperoleh dari udara melalui destilasi terfraksi. Ia digunakan juga dalam tabung fluoresensi listrik berwarna merah yang populer disebut lampu nenon.
Arsen. Ia telah dikenal selama berabad-abad karena senyawa-senyawanya bersifat racun. Arsen adalah unsur semi-logam (pada perbatasan antara logam dan non-logam) yang digunakan untuk menambah kekerasan logam-logam, sifat racunnya digunakan sebagai insektisida, dan pewarna bahan dalam cat.
Astatin. Astatin merupakan unsur halogen (Golongan 7 atau 17) yang hanya terdapat sebagai radioaktif secara alami.
Barium. Sebuah unsur Golongan 2, barium kira-kira selembek timbal. Senyawa-senyawa barium sebagai penyerap radiasi sianr-X yang baik, sehingga digunakan untuk menggambarkan organ-organ dalam radiologi kedokteran. Senyawa-senyawa barium yang putih digunakan pada cat.
Berilium. Sebagai unsur yang paling ringan dari unsur-unsur Golongan 2, berilium merupakan suatu logam yang sangat keras dan liat. Bijih berilium sangat sedikit. Senyawa- senyawanya yang mudah larut berasa manis.
Bismut. Unsur ini telah lama dikenal, tetapi jaman dulu ia sering membingungkan tertukar dengan timah atau timbal. Logam murninya memiliki warna agak merah muda sampai di atasnya berkilap keperakan seperti logam. Bagi logam, bismut hanya memiliki titik leleh yang rendah dan daya hantar listrik yang rendah. Ia digunakan dalam paduan logam untuk sistem-sistem penyembur api dan untuk pencetakan logam.
Boron. Boron dikenal dalam penggunaannya sebagai boraks, suatu zat pelunak air, dan dalam asam borat, sebagai suatu antiseptik yang lembut. Ia juga digunakan dalam keramik. Boron merupakan unsur non-logam yang tidak ditermukan dalam bentuk bebas di alam.
Brom. Brom merupakan sebuah unsur halogen (unsur golongan 7 atau 17). Ia merupakan salah satu dari sedikit unsur-unsur yang berbentuk cair pada suhu ruangan. Brom memiliki titik leleh -7 C dan titik didih 59 C. Cairannya menghasilkan uap berwarna merah kecoklatan yang sangat mengiritasi kulit. Senyawa-senyawa organiknya dari brom sangat penting.
Kadmium. Kadmium merupakan logam yang lunak berwarna kebiru-biruan. Ia digunakan dalam paduan logam yang bertitik leleh rendah, paduan logam yang sangat tahan terhadap gesekan, dan dalam elektroplating. Batang kadmium digunakan dalam kontrol untuk reaksi fisi inti. Kadmium sulfida digunakan untuk pigmen kuning.
Kalsium. Kata “kapur” digunakan sejak lama untuk senyawa-senyawa kalsium. Kalsium merupakan suatu unsur Golongan 2 yang sangat melimpah di kulit bumi dalam bentuk senyawa-senyawa, dan tidak pernah ditemukan di alam sebagai unsur logam bebasnya. Ia merupakan unsur esensial bagi makhluk hidup, khususnya terdapat dalam otot, tulang, gigi, dan cangkang kerang. Kalsium ditemukan dalam batuan kapur. Ia digunakan dalam semen Portland (semen biru), mortar, plester, dan antasida. Kapur, Ca(OH)2, biasa digunakan untuk menandai lapangan bermain dan menetralkan keasaman lahan-lahan pertanian. Bentuk kalsium sebagai unsur, logam yang lunak, tidak pernah diketahui sampai permulaan abad ke-19 sampai ditemukannya elektrolisis.
Karbon. Ada tiga bentuk umum dari karbon sebagai unsurnya; karbon hitam (“jelaga”), grafit, dan intan. Akhir-akhir ini, berbagai ukuran “Bucky Ball” telah ditemukan menjadi sebagai satu bentuk alotropnya lagi. “Bucky Ball” adalah bola berbentuk kubah geodesik dari susunan atom-atom karbon dalam pola-pola tertentu yang dinamai setelah“Buckminster Fuller”, peramal susunan-susunan “Bucky Ball”. Karbon tidak dikenal memiliki ikatan ionik, tetapi hanya kovalen saja, dimana ia dapat membentuk empat ikatan kovalen tunggal per satu atom karbon. Empat susunan ikatan kovalen memberikan karbon kemampuan geometris untuk membentuk senyawa-senyawa dalam jumlah yang luar biasa banyaknya, yang dinamakan senyawa-senyawa organik, dengan rantai karbon sebagai kerangka dari suatu molekul yang besar. Satu hal mungkin dapat dikatakan bahwa ikatan kabon membuat kemungkinan keberadaan kehidupan sebagaimana kita mengetahuinya.
Cesium. Cesium merupakan suatu unsur Golongan 1 yang biasa digunakan pada beberapa sel foto listrik dan sebagai katalis pada reaksi-reaksi organik. Garam-garam cesium adalah zat-zat bernyala fosfor pada layar fosforesensi tabung televisi berwarna.
Klor. Klor bentuk unsurnya merupakan gas pekat berwarna kehijau-hijauan yang biasa digunakan pada waktu perang sebagai gas racun. Ia ditemukan di alam sebagai kloridanya, terutama natrium klorida. (Natrium klorida adalah “garam dapur”). Klorida, ion negatifnya dari klor yang terlarut dalam air, merupakan salah satu dari elektrolit-elektrolit yang umum dalam proses-proses biologis. Unsur klor dilepaskan ke dalam air untuk air minum dan kolam renang untuk mengendalikan perkembangan bakteri dan jamur patogen. Klor juga biasa digunakan sebagai pemutih dan juga dalam senyawa-senyawa organik. Klor merupakan satu unsur non-logam dari golongan halogen.
Krom. Kata “krom” berkonotasi “cerah dan berkilap”. Dalam kenyataannya, krom biasa digunakan sebagai lapisan penyepuh pada beberapa komponen kendaraan. Krom merupakan unsur logam yang dalam berbagai hal mirip dengan besi. Ia biasa digunakan dalam paduan logam, kebanyakannya dengan besi, membentuk logam-logam yang lebih kuat dan baja tahan karat. Senyawa-senyawa krom memiliki beberapa warna yang cemerlang sehingga biasa digunakan sebagai pewarna.
Tembaga. Bukti penambangan dan peleburan tembaga telah ada lebih dari lima ribu tahun pada jaman prasejarah manusia. Unsur ini memiliki warna merah keemasan yang khas. Ia merupakan salah satu penghantar panas dan listrik yang paling baik. Tembaga terbaik untuk penggunaan dalam kabel-kabel listrik diperoleh dari elektrolisis pada langkah pemurnian terakhirnya. Tembaga telah digunakan untuk pedang sebelum kuningan dan perunggu, paduan tembaga lebih keras dan mata pedangnya lebih baik. Tembaga merupakan logam yang paling mudah dilebur dari bijihnya. Beberapa jenis bijihnya yang berwarna hijau sampai biru yang diolah sampai suhu yang memadai merupakan cara pengolahan yang sederhana yang dipakai oleh pengolah logam jaman dulu untuk memperoleh logam tembaga. Penggunaannya saat ini yang paling penting dari logam tembaga digunakan sebagai penghantar listrik.
Deuterium. Deuterium bukanlah suatu unsur, tetapi hanya salah satu nama dari dua isotop hidrogen. Deuterium disebut hidrogen berat karena ia memiliki sebuah neutron dalam intinya bersama sebuah proton.
Fluor. Ujaran “flue ring” (cerobong asap) tanpa huruf “g”-nya mungkin dapat memudahkan dalam mengingat namanya bagi yang tidak terbiasa dalam melafalkan kata fluorin. Fluor merupakan unsur yang paling ringan dan nomor atom yang paling kecil dari unsur-unsur golongan halogen, Golongan 7 atau 17. Unsur fluor merupakan gas berwarna kuning kehijau-hijauan yang sangat beracun dan sangat reaktif. Fluor digunakan bersama asam klorida untuk mengetsa gelas. Natrium fluorida (katakan saja “flew ride”, terbang) dalam kuantitas yang sangat sedikit digunakan dalam air minum untuk mencegah kerusakan gigi. Banyak senyawa organik yang mengandung fluor merupakan bahan-bahan yang memiliki penggunaan umum misalnya Freon dan Teflon.
Fransium. Unsur Golongan 1 (logam alkali) yang paling besar (nomor atom yang paling tinggi), fransium, bersifat radioaktif. Ia merupakan logam alkali yang paling reaktif. Ia merupakan unsur hasil peluruhan alami dari aktinium.
Germanium. Dalam menyusun Tabel Periodik sederhananya, Mendeleev mengosongkan tempat untuk sebuah unsur yang belum diketahui sebelumnya. Dengan ekstrapolasi dari Tabel Periodiknya, Mendeleev telah meramalkan sifat-sifat Germanium tersebut. Titik lelehnya pada 32 C menyebabkan Germanium meleleh pada tangan. Germanium digunakan pada pembuatan semikonduktor.
Emas. Emas mungkin merupakan logam yang paling awal dikenal dalam peradaban manusia karena ia dapat ditemukan dalam bentuk unsur bebasnya dan mudah dikerjakan (lebih lunak) daripada tembaga yang sama-sama bisa ditemukan dalam bentuk bebasnya juga. Emas merupakan logam yang paling tidak reaktif. Emas yang telah terkubur beberapa ratus tahun dari masa peradaban suku Indian Inca purba dan telah digali, kilapnya tetap tidak berubah dari keadaan pertama kalinya. Emas merupakan penghantar panas dan listrik yang sangat baik. Ia digunakan pada sirkuit listrik yang melindungi dari kemungkinan kerusakan dari udara dan dapat diandalkan untuk beberapa tahun. Emas merupakan bahan yang paling mudah ditempa. Ia dapat ditempa sampai menjadi bentuk lembaran-lembaran yang luar biasa tipisnya. Emas murni merupakan logam yang begitu lunak bila dibuat untuk pedang, tetapi ia digunakan secara umum untuk perhiasan. Di Amerika Serikat kebanyakan perhiasan emas adalah 14 karat atau sekitar 58% emas dalam paduannya. Warna kuning metalik yang khas dari emas telah diketahui dan berharga sangat tinggi di seluruh dunia.
Helium. Nama helium mengacu kepada matahari karena ia pertama kali terdeteksi pada garis spektrum dari sinar matahari. Helium merupakan gas yang paling ringan dari unsur-unsur gas mulia, Golongan 18. Helium sulit untuk dipisahkan melalui destilasi terfraksi dari udaranya karena titik didihnya yang sangat rendah, tetapi dapat diperoleh secara langsung dari perut bumi melalui sumur-sumur helium yang ada di Texas, Amerika Serikat. Ia digunakan untuk mengisi balon-balon udara yang sangat ringan dan juga sebagai campuran udara buatan untuk pernafasan para penyelam.
Hidrogen. Gambaran mental yang paling terkenal tentang hidrogen dalam penggunaannya adalah saat terjadinya kebakaran dari zeppelin Hindenburg. Terdapat beberapa yang mengakui bahwa kebakaran yang mengakhiri Hindenburg disebabkan oleh pabrik yang membawanya daripada diakibatkan oleh kecenderungan hidrogennya sendiri yang mudah meledak, tetapi sering juga terdapat kasus hidrogen yang terbakar pada waktu itu.
Hidrogen adalah yang paling ringan dari unsur-unsur dan dari gas yang paling ringan sekalipun. Daya angkat yang diperoleh Hindenburg dari hidrogen unsurnya dalam balonnya merupakan yang terbaik di dunia dengan satu kelemahan kecilnya yakni mudah terbakar dengan oksigen menghasilkan air. Kendaraan balon udara sekarang ini menggunakan gas “lebih ringan dari udara” lainnya, helium. Hampir semua hidrogen di bumi berada dalam bentuk senyawanya, khususnya air. Hidrogen unsurnya merupakan kandungan yang utama dari bintang. Jumlah yang besar dari gas hidrogen digunakan untuk melengkapi nitrogen pada pupuk dan untuk hidrogenasi lemak dan minyak. Hidrogen merupakan suatu gas diatomik sebagai unsur bebasnya. Ia biasanya terlihat pada bagian sebelah atas dari anggota unsur-unsur Golongan 1 pada Tabel Periodik. Dengan hanya memiliki satu proton, hidrogen hanya memiliki satu elektron pada satu kulit elektron yang hanya dapat terisi paling banyak dua elektron. Hidrogen dapat kehilangan satu elektronnya menjadi sebuah ion positif, seperti pada asam, atau ia dapat menangkap satu elektron lainnya untuk menghasilkan ion hidrida (H-) dengan kulit elektron yang penuh. Meskipun adanya tanda penurunan yang menyolok pada pendanaan risetnya, tenaga fusi dari isotop deuterium dan/atau tritium nampak hampir ada dalam genggaman teknologi umat manusia saat ini (1999). Ada banyak orang yang bekerja untuk menyelidiki kemungkinan penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar. ‘Ekonomi hidrogen’ akan memerlukan beberapa perubahan dalam cara kita mengerjakan sesuatu, tetapi bisa menjadi hanya satu-satunya cara yang kita miliki karena sumber-sumber minyak bumi kita makin menipis. Inilah beberapa referensi penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar.
Iodium. Unsur tersebut nampak seperti padatan rapuh berwarna abu-abu gelap pada suhu ruangan, tetapi ia dengan mudah menyublim menjadi gas yang keluar berwarna ungu yang menarik. Ia hanya sedikit larut dalam air, tetapi dalam alkohol ia terlarut sangat nyata membentuk larutan berwarna ungu. Iodium dalam larutan alkohol umumnya digunakan sebagai antiseptik. Kekurangan iodium dalam tubuh manusia dapat menyebabkan meningkatnya kelenjar tiroid yang disebut gondok. Kita tidak akan melihat gondok di masyarakat kita karena sejumlah kecil iodium ditambahkan pada garam meja. Iodium merupakan sebuah halogen. Sebagaimana gas ia merupakan suatu molekul diatomik.
Besi. Besi adalah logam yang dengannya peradaban kita terbangun. Biasanya ia digunakan sebagai unsur murninya, kecuali sebagai komponen yang utama dari sejumlah besar paduannya yang disebut baja. Karbon adalah salah satu dari sejumlah unsur-unsur yang ditambahkan pada besi untuk membuat berbagai baja. Pada umumnya, makin banyak kandungan karbon dalam campuran, makin getas baja tersebut. Besi kasar (pig iron) adalah bahan yang langsung diperoleh dari tanur, dapat dicetak ke dalam berbagai bentuk. Kandungan karbon pada besi kasar dapat mencapai sekitar 3%. Logam-logam lain dapat ditambahkan pada besi untuk membuat baja tersebut dengan sifat-sifat yang lebih meningkat, seperti stailess steel (baja tahan karat). Besi bersifat magnet dan penghantar listrik yang layak dalam bentuknya yang murni.
Kripton. Kripton adalah suatu gas lembam. Sebagaimana gas-gas mulia lainnya, ia menghasilkan spektrum garis yang terang dalam tabung fluoresensi. Keluaran cahaya kripton adalah hijau-kuning cemerlang. Bila anda seorang penulis fiksi dan ingin menggambarkan suatu mineral dengan sifat-sifat yang tidak mungkin, anda dapat mengakui bahwa mineral tersebut suatu senyawa kripton, karena memang mineral yang demikian tidak ada.
Timbal. Dengan titik leleh 327 C dan secara umum bijihnya yang tersedia, timbal merupakan suatu logam yang mudah diperoleh dan dibentuk. Timbal mudah ditempa dan agak lunak. Garam timbal bersifat racun. Ada beberapa kecurigaan bahwa timbal berperanan terhadap keruntuhan Imperium Romawi karena penggunaan pipa-pipa air dan wadah-wadah untuk pengolahan anggur. Terdapat beberapa pendapat bahwa orang-orang Romawi dari kelas tinggi memiliki pipa-pipa timbal dan cangkir anggur telah diracuni mereka sendiri. Timbal digunakan pada batere-batere listrik otomotif, solder untuk peralatan elektronik, dan pewarna. Timbal umumnya digunakan dalam pembuatan pewarna-pewarna untuk cat sampai 1970-an. Banyak rumah-rumah tua harus mendapat perhatian karena anak-anak tidak boleh tinggal di tempat seperti itu sampai cat yang tua diganti untuk menghindarkan bahaya racun dari timbal.
Litium. Sebagaimana semua unsur-unsur Golongan 1, logam-logam alkali, litium bereaksi dengan air, sehingga ia tidak terdapat di alam. Logamnya selunak mentega. Ia terbakar di udara menghasilkan oksidanya. Secara industri ia digunakan dalam paduan untuk meningkatkan kekuatan regang campuran paduan tersebut. Ia mengemisikan warna merah tua yang indah. Secara medis ia juga digunakan dalam senyawa-senyawa untuk menghilangkan asam urat dan mengurangi depresi.
Magnesium. Magnesium sangat umum ditemukan di kulit bumi, tetapi hanya dalam bentuk senyawa-senyawanya. Logamnya adalah logam yang ringan, kuat, yang akan terbakar di udara dengan nyala biru terang. Ia digunakan pada tempat-tempat di mana paduan-paduan logam yang kuat dibutuhkan menjadi lebih ringan, seperti roda mobil dan badan pesawat terbang atau helikopter
Mangan. Logam magnetik dengan banyak sifat seperti besi, mangan lebih getas daripada besi. Ia digunakan umumnya dalam paduan baja untuk meningkatkan kekerasannya. Kalium permanganat adalah salah satu dari senyawa-senyawa mangan yang paling banyak dikenal. Kalium permanganat yang merupakan senyawa berwarna ungu tersebut ialah zat pengoksidasi yang baik.
Raksa. Logamnya merupakan cairan pada suhu antara -39 C sampai 356 C. Ia memiliki koefisien muai yang teratur sehingga anda mungkin akan sering melihat unsur raksa sebagai cairan yang ada pada termometer. Karena merupakan penghantar listrik yang berbentuk cair, raksa biasa digunakan sebagai saklar pada termostat. Raksa membentuk paduan-paduan dengan logam lain yang dinamakan amalgam. Selama beberapa tahun amalgam digunakan sebagai bahan pengisi untuk gigi. Nama quicksilver, nama Inggris kunonya, berarti logam yang tak meninggalkan bekas karena lengket antar logamnya sehingga tidak membasahi permukaan yang ditinggalinya tidak seperti pada umumnya air. Air raksa memiliki tekanan uap yang cukup tinggi, dan gas dari uap yang dihasilkannya merupakan racun yang dapat terakumulasi.
Neon. Gas yang meminjam namanya untuk golongan cahaya-cahaya yang berfluoresensi yang dihasilkan dari gas-gas mulia ini hanyalah menghasilkan warna merah-oranye dalam tabung gasnya. Ia diperoleh dengan destilasi terfraksi dari udara cair. Sebagai sebuah unsur yang lembam, ia tidak bergabung membentuk senyawa dengan unsur-unsur lain.
Nikel. Terdapat kandungan nikel pada koin 5 sen dolar Amerika. Nikel biasa digunakan untuk beberapa paduan, umumnya untuk membuat paduan tersebut menjadi lebih kuat dan kurang reaktif secara kimiawi. Ia merupakan unsur logam yang segolongan dengan besi dan kobal. Nikel dengan luas permukaannya yang luar biasa digunakan sebagai katalis untuk hidrogenasi minyak-minyak nabati. Nikel juga digunakan dalam batere-batere penyimpan listrik.
Nitrogen. Terdapat banyak nitrgogen di hadapan anda! Sekitar 80% udara merupakan unsur nitrogen. Gas nitrogen adalah molekul diatomik dengan ikatan (kovalen) rangkap tiga antar atomnya. Ikatannya yang kuat membuatnya agak lembam. Sulit memperoleh nitrogen atmosfer menjadi senyawanya. Karena banyak senyawa organik memerlukan nitrogen, ketersediaanya merupakan keharusan pada pertumbuhan biologis. Sehingga, senyawa-senyawa nitrogen termasuk dalam pupuk. (lihat fosfor mengenai pupuk.) Proses penggabungan nitrogen menjadi senyawa-senyawa dikenal sebagai fiksasi. Amoniak dihasilkan melalui proses Haber sebagai salah satu langkah dalam pembuatan senyawa-senyawa nitrogen. Senyawa-senyawa nitrogen bisa menjadi agak tidak stabil, sehingga dapat digunakan dalam peledak.
Ada sebuah artikel yang bagus pada majalah SCIENTIFIC AMERICAN edisi Juli 1997 pada awal halaman 76, "Global Population and the Nitrogen Cycle," (Populasi Dunia dan Siklus Nitrogen) oleh Vaclav Smil. Artikel ini merupakan suatu bagian cerita yang membangkitkan minat bagaimana kimia dan sejarah, pertanian dan ekologi semuanya saling berkaitan dengan siklus nitrogen.
Oksigen. Sebagaimana nitrogen, oksigen tersedia melimpah dalam bentuk unsur di atmosfer. Oksigen sebagai molekul diatomik dengan ikatan rangkap dua di antara atom-atomya menempati sekitar 20% dari udara. Oksigen murni pada tekanan atmosfer dapat secara lengkap memicu nyala potongan kayu, yang menjadi uji sederhana bagi keberadaan oksigen. Setiap unsur kecuali gas-gas mulia secara kimiawi dapat bergabung dengan oksigen, logam-logam dalam ikatan ionik dan non-logam dalam ikatan kovalen. Oksigen diperlukan untuk pernafasan semua hewan dan hampir semua pembakaran.
Fosfor. Bersama dengan nitrogen dan kalium, fosfor juga merupakan faktor penentu bagi pertumbuhan makhluk hidup. Notasi baku untuk pupuk adalah N P K. N adalah persentase nitrogen sebagai nitrat. P adalah persentase fosfor sebagai fosfat, dan K persentase kalium. Fosfat dalam air limbah dipompa langsung ke dalam aliran akan menghasilkan biakan alga yang menyumbat saluran-saluran air. Fosfor bentuk unsur bebasnya memiliki tiga alotrop, fosfor putih atau kuning yang paling umum. Fosfor putih dapat berubah menjadi bentuk fosfor merah melalui pemanasan sampai 250 C, hanya 30C di bawah titik didihnya, dan kemudian didinginkan. Fosfor merah tidak secara spontan terbakar di udara dan tidak beracun sebagaimana fosfor putih atau kuning.
Platina. Platina unsur bebasnya merupakan logam yang hampir tak reaktif seperti emas. Untuk alasan ini dan kilap peraknya, platina dipertimbangkan sebagai logam mulia. Kebanyakan platina diperoleh dalam jumlah yang sedikit sebagaimana hasil tambang bijih platina. Platina yang terbagi secara halus dapat berperan sebagai suatu katalis untuk beberapa jenis reaksi.
Kalium. Kata kalium sama dengan potash dalam bahasa Inggris atau potassium. Namanya mungkin berasal dari pengerjaanya dari proses pelumeran kalium (dan natrium) hidroksida dari abu kayu yang terbakar. Basa (hidroksida) akan mendidih bersama lemak dari daging yang dimasak pada pembakaran yang sama untuk membuat sabun. Logam kalium merupakan logam yang sangat lunak dan sangat cepat ternoda karat di udara terbuka. Pengkaratan dapat diperlambat dengan cara menyimpan logam tersebut dalam minyak tanah. Kalium adalah sebuah unsur Golongan 1, logam alkali. Ia bereaksi sangat dahsyat dengan air, menyala dengan warna nyala biru-putih terang. Ion kalium bukan hanya tidak beracun, ia juga diperlukan oleh makhluk hidup. (Lihat fosfor tentang pupuk.) Kalium klorida sering digunakan sebagai garam meja pengganti untuk orang yang ingin membatasi asupan natriumnya.
Radium. Radium adalah unsurnya yang terkenal dibuat pertamakali oleh Marie Curie. Dia dan seorang rekan kerjanya yang pertamakali mengisolasi unsur tersebut. Pierre dan Marie Curie adalah ilmuwan awal abad di Paris. Karena memiliki kehidupan sosial yang aktif, sepasang suami istri ini mengadakan pesta di rumahnya dan menunjukkan kepada para tamu tabung reaksi wadah dari zat baru tersebut. Tabung reaksi tersebut memancarkan cahaya sangat terang, dan pancarannya mudah dilihat meskipun dengan kelopak mata yang tertutup! Keluarga Curie tidak mengetahui bahwa sinar yang berasal dari radium tersebut berbahaya. Marie Curie menderita dari apa yang kita sebut kemudian sebagai ‘penyakit radiasi’. Radium yang bercahaya indah miliknya merupakan unsur yang pertamakalinya ditemukan bersifat radioaktif. Fakta yang tidak biasa dari radium dengan menghasilkan cahaya dan secara spontan berubah menjadi unsur lain senantiasa mengubah pendapat kita dari struktur atomnya. Radium adalah sebuah unsur Golongan 2, tetapi karena keradioaktifannya, ia tidak biasa ada di laboratorium-laboratorium kimia dasar.
Radon. Gas mulia yang paling berat, radon adalah gas radioaktif. Tidak seperti “sepupu”-nya yang lebih ringan, radon tidak digunakan untuk cahaya fluoresensi. Radiasi dari radon telah membuktikan menyebabkan kanker dalam tubuh seseorang yang tinggal di bangunan-bangunan di mana radon merembes dari patahan-patahan lantai dasar. Cermatilah jangan tertukar antara radon dengan radium yang merupakan unsur logam yang radioaktif.
Rubidium. Nama rubidium berasal dari tes nyala yang berwarna sangat merah yang dihasilkannya. Karena ia adalah logam alkali, Golongan 1, ia membentuk senyawa-senyawa yang mirip dengan senyawa natrium dan kalium. Sebuah logam yang sangat lunak, ia bereaksi sangat hebat dengan air.
Silikon. Silikon unsur bebasnya dalam bentuk alotropnya yang paling umum nampak seperti sebongkah batu bara yang sangat licin. Ia tidak mudah ditempa. Memukul bongkah silikon berarti menghancurkannya, terlempar meghasilkan pecahan-pecahan tajam seperti jarum. Ia adalah semikonduktor listrik, sifat yang membuatnya berharga dalam komponen-komponen elektronik. Silikon adalah unsur yang kedua paling banyak kelimpahannnya di kulit bumi, tetapi tidak pernah ditemukan sebagai unsur bebasnya. Secara kimiawi ia mirip dengan karbon. Ia tidak membentuk ikatan ionik. Pasir dan mineral lainnya terbuat dari silikon dioksida. Silikon sebagai senyawa organik dengan silikon sebagai pengganti posisi karbon biasanya untuk sejumlah besar peranan-peranan biologis.
Perak. Dikenal jauh sebelum masa Romawi dengan nama argentum, perak dapat ditemukan dalam bentuk unsurnya dan senyawanya. Hanya setelah emas, perak merupakan penghantar panas dan listrik terbaik dan logam yang paling mudah ditempa dan liat. Perak lebih keras daripada emas, kecuali ia bereaksi dengan beberapa asam. Noda karat berwarna hitam pada permukaaan perak adalah perak sulfida, biasanya dari penggabungan senyawa-senyawa belerang di udara. Larutan perak nitrat encer digunakan sebagai antiseptik. Perak klorida berubah pada keadaan terbuka terhadap cahaya, reaksi ini menjadi dasar untuk fotografi hitam-putih.
Natrium. Natrium adalah logam alkali (Golongan 1) yang paling melimpah di kulit bumi, tetapi ia tak pernah ditemukan dalam keadaan unsur bebasnya. Natrium klorida atau garam dapur, adalah senyawanya yang paling umum. Natrium menghasilkan sepasang pita yang kuat bersama-sama berdekatan dalam daerah cahaya tampak warna kuning karena spektrum emisinya memberikan tes nyala natrium warna kuningnya yang khas. Natrium unsur bebasnya adalah logam yang sangat lunak yang bereaksi serentak dengan air. Sebagaimana logam-logam alkali lain, menyimpannya dalam minyak tanah menurunkan kemungkinannya untuk bereaksi dengan udara. Hampir semua garam natrium larut dalam air. Soda kue adalah natrium bikarbonat. Basa soda, atau soda api adalah natrium hidroksida. Ion-ion natrium diperlukan oleh kebanyakan makhluk hidup.
Stronsium. Uji nyalanya memberikan warna merah gelap yang cemerlang. Warna ini secara mengagumkan diperlihatkan dalam pertunjukan kembang api dengan garam-garam stronsium. Stronsium sebagai unsur adalah logam unsur Golongan 2 yang keperakan dan keras, sangat mirip dengan kalsium. Stronsium 90, sebuah isotop stronsium yang radioaktif dapat dihasilkan dari ledakan nuklir. Ia telah tercatat tinggal pada vegetasi yang dimakan sehari-hari oleh sapi yang nampak pada susunya, mirip dengan kalsium seperti biasanya.
Belerang. Belerang paling mungkin ditemukan oleh peradaban manusia prasejarah di dekat sumber-sumber panas bumi seperti gunung berapi dan geyser. Belerang memiliki dua bentuk kristal, monoklin dan rombik, keduanya memiliki titik leleh sedikit di atas titik didih air pada tekanan 1 atmosfer. Di bawah tekanan, sebagaimana dalam bumi, suhu air dapat melampaui titik leleh belerang. Karena belerang tidak larut dalam air, cairan belerang segera memadat ketika ia mencapai permukaan bumi, menghasilkan padatan non-logam rapuh yang berwarna kuning pucat. Proses Frasch untuk menambang belerang sebenarnya sama dengan proses geotermal (panas bumi). Air yang sangat panas di bawah tekanan kemudian dipompa ke dalam bumi dan diperoleh kembali dengan belerang cair bersama dengannya, meniru proses alaminya untuk perolehan belerang. Ada bentuk non-kristal satunya lagi dari unsur belerang yang dapat dibuat dengan pelelehan belerang kristal, tetapi alotrop amorfnya tersebut tidak stabil, kembali menjadi salah satu dari dua bentuk kristalnya. Belerang terbakar di udara (batuannya yang terbakar) membentuk belerang dioksida. Ini merupakan langkah pertama dalam pembuatan asam sulfat, senyawa belerang yang paling banyak digunakan. Dapat dikatakan bahwa jumlah asam sulfat yang dibuat merupakan suatu ukuran yang baik untuk menentukan tingkat industrialisasi dari suatu negara. Belerang merupakan salah satu dari kandungan utama vulaknisasi karet.
Timah. Timah adalah kandungan rahasia pada perunggu yang membuatnya mungkin untuik paduan tembaga untuk memperkuat mata pedang. Timah adalah unsur logam yang memiliki kesender5ungan yang khas membentuk kristal-kristaql dalam logam padatnya. Ia tidak bereaksi dengan keadaan yang sedikit asam atau konstituen-konstituen yang biasa terkandung dalam udara, menyebabkannya digunakan sebagai pelapis logam-logam yang lebih murah. Besi atau baja yang dilapisi oleh timah atau seng, disebut penyepuhan atau galvanisasi, digunakan untuk atap, kaleng dan solder. Ia mudah membentuk titik kecil apabila digunakan untuk menutupi logam lainnya karena kristal-kristalnya yang besar nampak pada permukaaan logam. Pewter dan solder adalah paduan timah yang penting lainnya.
Titanium. Bijih-bijih tinaium sangatlah tidak umum, tetapi ia merupakan logam yang sangat ringan dan kuat. Titanium lebih kuat per massanya dibandingkan dengan besi. Pesawat terbang, sepeda, dan baling-baling ultrasentrifus adalah contoh-contoh benda yang bekerja baik dengan menggunakan titanium karena beratnya yang ringan (rapat jenis yang rendah) dan kekuatan tarik yang besar. Titanium oksida membentuk warna putih yang berkilap pada pewarna.
Tritium. Tritium adalah isotop hydrogen yang dikenal paling berat, memiliki sebuah proton dan dua neutron. Ia bukanlah suatu nama unsur. Lihat ‘deuterium’!
Tungsten. Karena memilioki titik leleh yang hampir 6000 C dan daya hantar listrik yang baik, menyebabkan tungsten merupakan filament untuk bola lampu. Ia adalah logam yang keras sekaligus getas. Kebanyakan pemakaian tungsten adalah untuk paduan dengan baja untuk memperoleh baja yang keras dalam penggunaannya seperti pada bor berkecepatan tinggi dan alat-alat pemotong.
Uranium. Sebagai unsur yang memiliki nomor atom yang paling tinggi dan terdapat secara alami, uarium memiliki isotop yang mudah terbelah. Beberapa bom atom yang pertama kali adalah proses fifi dari uranium. Beberapa fasilitas energi nuklir menggunakan uranium sebagai bahan bakar untuk memproduksi listrik. Beberapa senyawanya yang berwarna hitam atau kuning digunakan pada gelas-gelas keramik.
Xenon. Xenon adalah unsur yang paling berat dan paling jarang dari gas lembam yang ditemukan secara alami di udara, ia menghasilkan cahaya biru yang indah pada tabung fluoresesi. Ia memiliki titik didih yang paling tinggi (-107 C) di antara gas-gas lembam alami xenon ditenui secara alami. Sebagaimana gas-gas lembam lainnya, ia tidak membentuk senyawa-senyawa alami..
Seng. Selama beberapa abad seng termasuk logam-logam kuningan yang dikenal sebagai unsurnya. Logam seng digunakan untuk melapisi logam-logam lain untuk melindungi dari oksidasi dan sebagai satu elektroda dalam beberapa sel listrik. Seng sebagai unsurnya adalah suatu logam berwarna kebiruan yang memiliki sifat yang agak mengherankan karena agak rapuh pada suhu ruangan, tetapi lebih mudah ditempa pada atu di atas suhu 100 C. Logam seng digunakan untuk paduan dengan logam-logam lainnya. Seng oksida digunakan sebagai antiseptic dan sebagai pewarna putih.
