Fakta unsurkisah setiap unsur

Dari hidrogen hingga oganeson, game memberi setiap unsur satu fakta. Halaman ini merangkum yang terbaik dan menjelaskan di mana unsur-unsur dibuat.

Setiap unsur dalam tabel periodik punya kisahnya sendiri. Helium ditemukan di spektrum Matahari sebelum ditemukan di Bumi. Emas kemungkinan besar berasal dari penggabungan bintang neutron. Teknesium adalah unsur buatan pertama. Game memberi setiap unsur dari hidrogen sampai oganesson satu fakta. Halaman ini memilih yang paling mewakili dan mengelompokkannya menurut "dari mana asalnya dan untuk apa dipakai".

Asal unsur bukan kebetulan. Bintang menempa unsur tabel periodik selangkah demi selangkah, dan ungkapan "kita semua debu bintang" menjadi populer dari makalah tinjauan itu (Burbidge, Burbidge, Fowler, dan Hoyle, Reviews of Modern Physics, 1957).

Tiga unsur pertama di alam semesta

UnsurSatu fakta
Hidrogen (H)Sekitar tiga perempat materi biasa di alam semesta adalah hidrogen.
Helium (He)Pertama ditemukan di spektrum Matahari pada 1868, dan baru kemudian di Bumi. Namanya berasal dari kata Yunani untuk "Matahari".
Litium (Li)Alam semesta mengandung litium sekitar tiga kali lebih sedikit daripada prediksi teori Dentuman Besar. Inilah "masalah litium" yang belum terpecahkan.

Ralph Alpher dan George Gamow adalah yang pertama menghitung bagaimana unsur ringan terbentuk dalam Dentuman Besar (Alpher, Bethe, dan Gamow, Physical Review, 1948). Bahwa litium "kurang tiga kali" menunjukkan teori ini masih punya ujung yang longgar.

Unsur yang dibuat di bintang

UnsurSatu fakta
Karbon (C)Unsur tulang punggung semua kehidupan yang dikenal. Menyatukan tiga inti helium menjadi karbon mengharuskan karbon-12 punya satu tingkat energi khusus.
Oksigen (O)Unsur paling melimpah di kerak Bumi menurut massa, sekitar 46%. Di alam semesta, hanya hidrogen dan helium yang lebih melimpah.
Besi (Fe)Inti besi terikat sangat erat. Begitu fusi di bintang sampai ke besi, ia tidak lagi bisa melepaskan energi, dan inti runtuh.
Barium (Ba)Terbentuk terutama dalam proses penangkapan neutron lambat pada akhir hidup bintang bermassa rendah.

Fred Hoyle memprediksi tingkat energi khusus karbon itu, dan eksperimen mengonfirmasinya kemudian (Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement, 1954).

Unsur yang tidak dibuat oleh bintang

Berilium dan boron termasuk segelintir pengecualian. Berilium dihancurkan di dalam bintang, dan hampir semua berilium di alam semesta berasal dari sinar kosmik yang menghantam inti yang lebih berat. Boron, seperti berilium, terutama berasal dari spalasi sinar kosmik.

Unsur yang lebih berat berasal dari bintang neutron. Hampir semua europium berasal dari proses penangkapan neutron cepat, dan para astronom memakainya untuk melacak penggabungan bintang neutron. Sebagian besar emas di Bumi mungkin berasal dari penggabungan bintang neutron, walaupun sebagian besar emas Bumi sudah lama tenggelam ke inti. Materi yang terlempar dari penggabungan bintang neutron mengandung banyak unsur berat, dan emas di cincinmu kemungkinan besar berasal dari tabrakan seperti ini (Kasen et al., Nature, 2017).

Unsur yang tak bisa dilepaskan dari kehidupan

  • Nitrogen: Sekitar 78% atmosfer Bumi adalah nitrogen, dan protein serta DNA makhluk hidup tidak bisa tanpanya.
  • Fosfor: Tulang punggung DNA dan ATP, mata uang energi sel, sama-sama membutuhkan fosfor. Fosfor relatif langka di alam semesta.
  • Magnesium: Di pusat molekul klorofil ada satu atom magnesium.
  • Kalsium: Komponen utama tulang, gigi, dan cangkang.
  • Kobalt: Di pusat vitamin B12 ada satu atom kobalt.
  • Molibdenum: Inti enzim nitrogenase mengandung molibdenum, yang dibutuhkan makhluk hidup untuk mengubah nitrogen dari udara menjadi nutrisi.
  • Mangan: Inti langkah pemecahan air dalam fotosintesis adalah gugus atom mangan dan kalsium.
  • Iodin: Tubuh manusia membutuhkan iodin untuk membuat hormon tiroid.

Ada satu kasus yang sempat menghebohkan lalu dibantah. Arsenik secara kimia mirip fosfor, dan pada 2010 sebuah makalah mengklaim menemukan bakteri yang memakai arsenik sebagai pengganti fosfor. Klaim itu kemudian disanggah.

Unsur yang dipakai manusia

UnsurSatu fakta
Tembaga (Cu)Salah satu logam pertama yang dilebur manusia.
Timah (Sn)Paduan tembaga dan timah adalah perunggu.
Aluminium (Al)Logam paling melimpah di kerak Bumi, tetapi baru diekstraksi pada abad ke-19, dan sempat lebih mahal daripada emas.
Silikon (Si)Unsur paling melimpah kedua di kerak Bumi, dan bintang utama cip dan pasir.
Neodimium (Nd)Neodimium–besi–boron adalah magnet permanen terkuat sejauh ini.
Indium (In)Indium timah oksida transparan dan menghantarkan listrik, bahan kunci layar sentuh.
Sesium (Cs)Frekuensi getaran atom sesium mendefinisikan "detik" dalam Sistem Satuan Internasional.
Tungsten (W)Logam dengan titik leleh tertinggi, sekitar 3.422°C.

Warna dan cahaya

Merah pada lampu neon berasal dari neon. Cahaya kuning lampu jalan berasal dari lampu natrium. Merah pada kembang api berasal dari stronsium. Merah pada rubi berasal dari sedikit kromium di dalamnya. Serbuk mineral antimon dipakai orang Mesir kuno untuk menggambar celak mata.

Radioaktivitas dan unsur buatan

  • Radium: Ditemukan oleh keluarga Curie, dulu pernah ditambahkan ke kosmetik dan minuman sebelum bahayanya dipahami.
  • Polonium: Ditemukan oleh keluarga Curie pada 1898 dan dinamai menurut tanah air Marie Curie, Polandia.
  • Uranium: Waktu paruh uranium-238 sekitar 4,5 miliar tahun, sebanding dengan usia Bumi.
  • Torium: Waktu paruh torium-232 sekitar 14 miliar tahun, sebanding dengan usia alam semesta.
  • Teknesium: Unsur buatan pertama, disintesis pada 1937. Ia tidak punya isotop stabil.
  • Plutonium: Panas dari peluruhan plutonium-238 menggerakkan wahana antariksa jauh seperti Voyager.
  • Einsteinium: Ditemukan pada 1952 dalam puing uji coba bom hidrogen pertama.
  • Oganesson: Unsur terberat yang diketahui, nomor atom 118, pertama kali disintesis pada 2002.

Orang-orang dalam nama unsur

Nama unsur transuranium nyaris seperti daftar ilmuwan. Neptunium dinamai menurut Neptunus, seperti uranium menurut Uranus. Kurium dinamai menurut keluarga Curie. Fermium menurut Fermi. Mendelevium menurut Mendeleev. Nobelium menurut Nobel. Lawrensium menurut Ernest Lawrence, penemu siklotron. Rutherfordium menurut Rutherford. Seaborgium menurut ahli kimia Glenn Seaborg, yang masih hidup saat unsur itu dinamai. Meitnerium menurut Lise Meitner, salah satu penemu fisi nuklir. Kopernisium menurut Kopernikus.

Catatan: ini kartu fakta game

Setiap fakta di halaman ini berasal dari tabel unsur game. Asal unsur dibahas di halaman lain, "Tempaan unsur", yang dikelompokkan menurut sumbernya. Makalah Rutherford memberi tahu kita bahwa massa atom terkonsentrasi di inti yang sangat kecil, titik awal untuk memahami unsur (Rutherford, Philosophical Magazine, 1911).

Dasar nyata

  • Hidrogen (H): sekitar tiga perempat materi biasa di alam semesta adalah hidrogen.

  • Helium (He): pertama kali ditemukan dalam spektrum Matahari pada 1868 dan baru kemudian di Bumi; namanya berasal dari bahasa Yunani untuk "matahari".

  • Litium (Li): litium yang teramati di alam semesta sekitar tiga kali lebih sedikit daripada prediksi teori Dentuman Besar, dan inilah "masalah litium" yang belum terpecahkan.

  • Berilium (Be): bintang menghancurkan berilium di bagian dalamnya, dan hampir semua berilium di alam semesta berasal dari sinar kosmik yang menghantam inti yang lebih berat.

  • Boron (B): seperti berilium, boron di alam semesta terutama berasal dari spalasi sinar kosmik.

  • Karbon (C): unsur kerangka semua kehidupan yang diketahui. Agar tiga inti helium melebur menjadi karbon, karbon-12 perlu memiliki satu tingkat energi khusus.

  • Nitrogen (N): sekitar 78% atmosfer Bumi adalah nitrogen, dan protein serta DNA makhluk hidup tak bisa lepas darinya.

  • Oksigen (O): unsur paling melimpah di kerak Bumi berdasarkan massa, sekitar 46%. Di alam semesta, oksigen adalah unsur paling melimpah ketiga setelah hidrogen dan helium.

  • Neon (Ne): merah lampu neon berasal dari neon.

  • Natrium (Na): natrium terbakar kuning terang dalam nyala api, dan cahaya kuning lampu jalan berasal dari lampu natrium.

  • Magnesium (Mg): di pusat molekul klorofil ada satu atom magnesium.

  • Aluminium (Al): logam paling melimpah di kerak Bumi, namun baru diekstraksi pada abad ke-19, dan untuk sementara lebih mahal daripada emas.

  • Silikon (Si): unsur paling melimpah kedua di kerak Bumi, dan bintang dari cip maupun pasir.

  • Fosfor (P): kerangka DNA dan ATP, mata uang energi sel, keduanya membutuhkan fosfor, yang relatif langka di alam semesta.

  • Argon (Ar): sekitar 0,93% atmosfer Bumi adalah argon, sebagian besar dari peluruhan kalium-40 dalam batuan.

  • Kalium (K): kalium-40 dalam pisang sedikit radioaktif.

  • Kalsium (Ca): komponen utama tulang, gigi, dan cangkang.

  • Kromium (Cr): merah rubi berasal dari sedikit kromium di dalamnya.

  • Besi (Fe): inti besi terikat sangat kuat, sehingga fusi bintang hingga besi tak lagi bisa melepas energi, lalu inti runtuh.

  • Nikel (Ni): inti Bumi terutama terdiri dari besi dan nikel.

  • Tembaga (Cu): salah satu logam pertama yang dilebur manusia.

  • Galium (Ga): titik lelehnya sekitar 30°C, sehingga meleleh di telapak tanganmu.

  • Germanium (Ge): pada 1871 Mendeleev memprediksi keberadaannya, menyebutnya "eka-silikon"; ditemukan 15 tahun kemudian.

  • Brom (Br): satu dari dua unsur yang berwujud cair pada suhu ruang; yang lainnya raksa.

  • Stronsium (Sr): warna merah pada kembang api berasal dari stronsium.

  • Zirkonium (Zr): kristal zirkon sangat awet, dan butir mineral tertua di Bumi adalah zirkon berumur 4,4 miliar tahun.

  • Teknesium (Tc): unsur buatan pertama, disintesis pada 1937, tanpa isotop stabil sama sekali.

  • Perak (Ag): penghantar listrik terbaik di antara semua logam.

  • Timah (Sn): paduan tembaga dan timah adalah perunggu.

  • Iodin (I): tubuh manusia membutuhkan iodin untuk membuat hormon tiroid.

  • Sesium (Cs): frekuensi getar atom sesium mendefinisikan "detik" dalam Sistem Satuan Internasional.

  • Barium (Ba): terbentuk terutama dalam proses penangkapan neutron lambat pada akhir hidup bintang bermassa rendah.

  • Neodimium (Nd): neodimium-besi-boron adalah magnet permanen terkuat yang ada saat ini.

  • Prometium (Pm): satu-satunya lantanida yang tidak punya isotop stabil.

  • Europium (Eu): hampir semuanya berasal dari penangkapan neutron cepat, dan astronom memakainya untuk melacak tabrakan bintang neutron.

  • Tungsten (W): logam dengan titik leleh tertinggi, sekitar 3422°C.

  • Osmium (Os): unsur alami terpadat.

  • Iridium (Ir): iridium yang ditemukan sangat terkonsentrasi di lapisan akhir Kapur mengungkap tumbukan asteroid itu.

  • Platina (Pt): bahan kunci pada konverter katalitik knalpot mobil.

  • Emas (Au): sebagian besar emas di Bumi mungkin berasal dari tabrakan bintang neutron; sebagian besar emas Bumi tenggelam ke inti sejak lama.

  • Raksa (Hg): satu-satunya logam yang berwujud cair pada suhu ruang.

  • Timbal (Pb): titik akhir rantai peluruhan uranium dan torium.

  • Bismut (Bi): dulu dikira unsur stabil terberat; pada 2003 ditemukan sangat sedikit radioaktif, dengan waktu paruh lebih dari satu miliar kali umur alam semesta.

  • Polonium (Po): ditemukan keluarga Curie pada 1898, dan dinamai dari tanah air Marie Curie, Polandia.

  • Radium (Ra): ditemukan keluarga Curie, pernah ditambahkan ke kosmetik dan minuman, dan baru belakangan bahayanya disadari.

  • Torium (Th): waktu paruh torium-232 sekitar 14 miliar tahun, sebanding dengan umur alam semesta.

  • Uranium (U): waktu paruh uranium-238 sekitar 4,5 miliar tahun, sebanding dengan umur Bumi.

  • Plutonium (Pu): panas dari peluruhan plutonium-238 membangkitkan listrik untuk wahana antariksa jauh seperti Voyager.

  • Einsteinium (Es): ditemukan pada 1952 dalam puing uji coba bom hidrogen pertama.

  • Oganeson (Og): unsur terberat yang diketahui, nomor atom 118, pertama kali disintesis pada 2002.

  • Fluorin (F): pasta gigi berfluorida membuat enamel gigi lebih kuat.

  • Belerang (S): belerang di lubang gunung berapi dan bau telur busuk hidrogen sulfida sama-sama berasal dari belerang.

  • Klorin (Cl): dipakai sebagai gas beracun dalam Perang Dunia I.

  • Skandium (Sc): "eka-boron" yang diprediksi Mendeleev, ditemukan pada 1879.

  • Titanium (Ti): kuat, ringan, dan tahan korosi, sering dipakai pada sendi buatan dan rangka pesawat.

  • Vanadium (V): sel darah beberapa tunikata laut memekatkan vanadium hingga tingkat jutaan kali air laut.

  • Mangan (Mn): inti situs pemecah air pada fotosintesis, gugus atom mangan dan kalsium.

  • Kobalt (Co): di pusat vitamin B12 ada satu atom kobalt.

  • Seng (Zn): sekitar 300 enzim dalam tubuh manusia membutuhkan seng.

  • Arsen (As): secara kimia mirip fosfor. Pada 2010 sebuah makalah mengklaim menemukan bakteri yang memakai arsen sebagai pengganti fosfor, dan kemudian dibantah.

  • Selenium (Se): namanya berasal dari bahasa Yunani untuk "bulan", dan berpasangan dengan telurium, yang dinamai dari "Bumi".

  • Kripton (Kr): dari 1960 hingga 1983 meter didefinisikan sebagai 1.650.763,73 panjang gelombang satu garis spektrum kripton-86.

  • Rubidium (Rb): jam atom rubidium lebih kecil daripada jam sesium, dan satelit navigasi membawanya.

  • Itrium (Y): itrium barium tembaga oksida adalah bahan pertama yang menjadi superkonduktor di atas suhu nitrogen cair.

  • Niobium (Nb): magnet superkonduktor Large Hadron Collider memakai paduan niobium-titanium.

  • Molibdenum (Mo): inti nitrogenase mengandung molibdenum, dan makhluk hidup tak bisa mengubah nitrogen di udara menjadi nutrisi tanpanya.

  • Paladium (Pd): ia dapat menyerap gas hidrogen sebanyak 900 kali volumenya sendiri.

  • Kadmium (Cd): kadmium dalam baterai nikel-kadmium beracun, dan "penyakit itai-itai" di Jepang disebabkan pencemaran kadmium.

  • Indium (In): indium timah oksida transparan dan menghantarkan listrik, bahan kunci layar sentuh.

  • Antimon (Sb): bangsa Mesir kuno menggambar celak dengan bubuk mineral yang mengandung antimon.

  • Xenon (Xe): pada 1962 Bartlett mensintesis senyawa gas mulia pertama, dan dibuat dengan xenon.

  • Lantanum (La): yang pertama dari lantanida, sering ditemukan pada kaca berindeks bias tinggi lensa kamera.

  • Serium (Ce): komponen utama batu api pemantik adalah paduan serium-besi.

  • Gadolinium (Gd): zat kontras yang dipakai dalam pemindaian MRI mengandung gadolinium.

  • Holmium (Ho): holmium memiliki momen magnet terbesar di antara semua unsur alami.

  • Erbium (Er): penguat serat optik berdoping erbium memungkinkan sinyal optik melintasi samudra.

  • Iterbium (Yb): jam atom optik iterbium termasuk jam paling akurat saat ini.

  • Hafnium (Hf): secara kimia sangat mirip zirkonium, baru dipisahkan pada 1923.

  • Tantalum (Ta): tahan korosi, dan kapasitor tantalum memungkinkan sirkuit ponsel dibuat sangat kecil.

  • Renium (Re): ditemukan pada 1925, unsur stabil terakhir yang ditemukan.

  • Talium (Tl): sangat beracun, pernah disebut "racun para peracun".

  • Radon (Rn): gas radioaktif tak berwarna dan tak berbau, penyebab kanker paru-paru nomor dua setelah merokok.

  • Astatin (At): mungkin kurang dari 1 gram ada di kerak Bumi pada satu saat, menjadikannya unsur alami paling langka.

  • Fransium (Fr): mungkin hanya ada beberapa puluh gram fransium di kerak Bumi pada satu saat.

  • Aktinium (Ac): radioaktivitasnya yang kuat membuat aktinium berpendar biru samar dalam gelap.

  • Protaktinium (Pa): waktu paruh protaktinium-231 sekitar 33.000 tahun, dan dipakai untuk menentukan umur sedimen dasar laut.

  • Neptunium (Np): unsur transuranium pertama, disintesis pada 1940 dan dinamai dari Neptunus, seperti uranium dinamai dari Uranus.

  • Amerisium (Am): alarm asap rumah tangga mengandung sedikit amerisium-241.

  • Kurium (Cm): dinamai dari keluarga Curie. Penjelajah Mars memakai partikel alfanya untuk menganalisis komposisi batuan.

  • Berkelium (Bk): dinamai dari Berkeley, tempat penemuannya.

  • Kalifornium (Cf): kalifornium-252 membelah spontan dan melepaskan neutron, dipakai untuk menyalakan reaktor nuklir.

  • Fermium (Fm): dinamai dari Fermi, dan seperti einsteinium, ditemukan dalam puing uji coba bom hidrogen.

  • Mendelevium (Md): dinamai dari Mendeleev.

  • Nobelium (No): dinamai dari Nobel.

  • Lawrensium (Lr): dinamai dari Lawrence, penemu siklotron.

  • Rutherfordium (Rf): dinamai dari Rutherford.

  • Seaborgium (Sg): dinamai dari ahli kimia Seaborg, yang masih hidup saat unsur itu dinamai.

  • Hasium (Hs): dinamai dari negara bagian Jerman, Hesse.

  • Meitnerium (Mt): dinamai dari Lise Meitner, salah satu penemu fisi nuklir.

  • Kopernisium (Cn): dinamai dari Kopernikus.

  • Nihonium (Nh): disintesis di RIKEN Jepang, unsur pertama yang ditemukan di Asia.

  • Flerovium (Fl): dinamai dari Laboratorium Reaksi Nuklir Flerov di Rusia.

  • Tenesin (Ts): pertama kali disintesis pada 2010, dinamai dari negara bagian AS, Tennessee.

Riset terkait

Studi-studi ini berkaitan dengan topik ini tetapi bukan bukti langsung untuk halaman ini.

  • Makalah αβγ: Alpher dan Gamow menghitung bagaimana unsur ringan terbentuk dalam Dentuman Besar, dan nama Bethe ditambahkan agar menjadi “αβγ”.

    Sumber: Alpher, Bethe & Gamow, Physical Review 1948, "The origin of chemical elements"

  • Inti atom: Partikel alfa sesekali terpantul dari lembaran emas, dan Rutherford menyimpulkan bahwa massa atom terkonsentrasi dalam inti yang sangat kecil.

    Sumber: Rutherford, Philosophical Magazine 1911, "The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom"

  • B²FH: Makalah seratus halaman ini menjelaskan langkah demi langkah bagaimana bintang menempa unsur-unsur dalam tabel periodik. Kita semua adalah debu bintang, dan di sinilah gagasan itu bermula.

    Sumber: Burbidge, Burbidge, Fowler & Hoyle, Reviews of Modern Physics 1957, "Synthesis of the elements in stars"

  • Prediksi Hoyle: Agar bintang bisa membuat cukup karbon, Hoyle memprediksi bahwa karbon-12 harus punya tingkat energi khusus, yang kemudian dikonfirmasi eksperimen.

    Sumber: Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement 1954, "On nuclear reactions occurring in very hot stars. I. The synthesis of elements from carbon to nickel"

  • Asal emas: Materi yang terlempar dari penggabungan bintang neutron mengandung banyak unsur berat. Emas di cincinmu mungkin berasal dari tumbukan semacam itu.

    Sumber: Kasen et al., Nature 2017, "Origin of the heavy elements in binary neutron-star mergers from a gravitational-wave event"