Unsur periode 1
| Periode 1 dalam tabel periodik |
Unsur periode 1 adalah unsur-unsur kimia dalam baris (atau periode) pertama dari tabel periodik unsur kimia. Tabel periodik disusun berdasarkan baris untuk menggambarkan keberulangan tren (periodik) perilaku kimia unsur-unsur seiring dengan kenaikan nomor atom. Baris baru dimulai ketika perilaku kimia mulai berulang, artinya unsur-unsur dengan perilaku yang sama akan jatuh pada kolom vertikal yang sama.
Periode 1 mengandung lebih sedikit unsur daripada periode lain dalam tabel, dengan hanya 2 anggota yaitu: hidrogen dan helium. Situasi ini dapat dijelakan menggunakan teori modern struktur atom. Dalam penjelasan mekanika kuantum tentang struktur atom, periode ini berhubungan dengan pengisian orbital 1s. Unsur-unsur periode 1 mematuhi kaidah duet yang menyatakan bahwa mereka memerlukan dua elektron untuk melengkapi kulit valensinya. Jumlah maksimum elektron yang dapat diakomodasi oleh unsur-unsur ini adalah dua, yang keduanya terletak di dalam orbital 1s. Oleh karena itu, periode 1 hanya beranggotakan dua unsur.
Tren periodik
Semua periode lain dalam tabel periode mengandung sekurang-kurangnya 8 unsur, dan sering kali membantu menjelaskan tren periodik sepanjang periode. Namun, periode 1 hanya beranggotakan dua unsur, sehingga konsep ini tidak berlaku di sini.
Dalam hal tren vertikal sepanjang golongan, helium dapat dipandang sebagai gas mulia yang berada di puncak Golongan 18, tetapi sesuai dengan diskusi di bawah, kimia hidrogen bersifat unik dan tidak mudah dimasukkan ke dalam golongan manapun.
Posisi unsur-unsur periode 1 dalam tabel periodik
Meskipun baik hidrogen dan helium berada dalam blok-s, mereka berdua tidak berperilaku yang sama dengan unsur-unsur blok-s lainnya. Perilaku keduanya sangat berbeda dibandingkan unsur-unsur blok-s lainnya hingga memunculkan semacam polemik tentang peletakan kedua unsur ini dalam tabel periodik.
Hidrogen kadang-kadang diletakkan di atas litium,[1] di atas karbon,[2] di atas fluor,[2][3] di atas litium dan fluor sekaligus (muncul dua kali),[4] atau di kiri mengambang di atas unsur-unsur lainnya dan tidak dimasukkan ke dalam golongan manapun[4] dalam tabel periodik.
Helium hampir selalu diletakkan di atas neon (yang merupakan anggota blok-p) dalam tabel periodik sebagai gas mulia,[1] meskipun ia kadang-kadang diletakkan di atas berilium karena kesamaan konfigurasi elektronnya.[5]
Unsur
| Unsur kimia | Deret kimia | Konfigurasi elektron | ||
|---|---|---|---|---|
| 1 | H | Hidrogen | Nonlogam diatomik | 1s1 |
| 2 | He | Helium | Gas mulia | 1s2 |
Hidrogen
Hidrogen adalah unsur kimia dengan lambang H dan nomor atom 1. Pada temperatur dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, nonlogam, tidak berasa, merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar dengan rumus molekul H2. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur paling ringan.[6]
Hidrogen adalah unsur kimia paling melimpah, menyusun sekitar 75% massa unsur alam semesta.[7] Bintang dalam deret utama memiliki komponen utama hidrogen dalam kondisi plasmanya. Unsur hidrogen relatif langka di Bumi, dan secara industri diproduksi dari hidrokarbon seperti metana, namun setelahnya sebagian besar unsur hidrogen yang dihasilkan digunakan "sendiri" (artinya hanya berputar-putar di tempat produksinya), dengan pasar terbesar hampir terbagi rata antara peningkatan bahan bakar fosil, seperti hydrocracking dan produksi amonia, yang sebagian besar untuk pasar pupuk. Hidrogen dapat diproduksi dari air menggunakan proses elektrolisis, tetapi proses ini secara komersial jauh lebih mahal daripada produksi hidrogen dari gas alam.[8]
Isotop hidrogen yang paling banyak terdapat di alam, diketahui sebagai protium, memiliki satu proton tanpa neutron.[9] Dalam senyawa ionik, ia dapat bermuatan positif, menjadi kation yang merupakan proton telanjang, atau bermuatan negatif, menjadi anion yang dikenal sebagai hidrida. Hidrogen dapat membentuk senyawa dengan sebagian besar unsur dan terdapat dalam air serta sebagian besar senyawa organik.[10] Ia memainkan peran yang sangat penting dalam kimia asam-basa, di mana banyak reaksi terlibat pertukaran proton antar molekul yang dapat larut.[11] Karena hanya atom netral yang dapat dianalisis menggunakan persamaan Schrödinger, studi energetika dan spektrum atom hidrogen memainkan peran kunci dalam pengembangan mekanika kuantum.[12]
Interaksi hidrogen dengan berbagai logam sangat penting dalam metalurgi, karena banyak logam dapat mengalami perapuhan hidrogen,[13] dan dalam pengembangan cara aman penyimpanannya sebagai bahan bakar.[14] Hidrogen sangat mudah larut dalam banyak senyawa yang tersusun oleh logam tanah jarang dan logam transisi[15] serta dapat larut dalam logam baik kristal maupun amorf.[16] Kelarutan hidrogen dalam logam mempengaruhi distorsi lokal atau ketidakmurnian kisi kristal logam.[17]
Helium
Helium adalah unsur kimia dengan lambang He dan nomor atom 2. Helium adalah bahan kimia tak berwarna, tak berbau, tak berasa, tak beracun, monoatomik inert dan merupakan gas mulia pertama dalam tabel periodik.[18] Titik lebur dan didihnya adalah yang paling rendah dibandingkan unsur-unsur lainnya dan hanya terdapat dalam bentuk gas kecuali dalam kondisi ekstrem.[19]
Helium pertama kali ditemukan pada tahun 1868 oleh astronom Prancis Pierre Janssen, yang pertama kali mendeteksi zat sebagai tanda garis spektrum kuning tak diketahui dalam cahaya dari gerhana matahari.[20] Pada tahun 1903, cadangan helium yang besar ditemukan dalam ladang gas alam di Amerika Serikat, yang dikenal sebagai pemasok gas terbesar.[21] Helium digunakan dalam kriogenik,[22] sistem pernapasan laut-dalam,[23] untuk mendinginkan magnet superkonduktor, dan dalam penanggalan helium,[24] untuk pengisi balon udara,[25] sebagai pengangkat kapal udara,[26] dan sebagai gas pelindung untuk penggunaan industri seperti pengelasan dan pengembangan wafer silikon.[27] Menghirup sedikit gas ini akan mengubah sementara timbre dan kualitas suara manusia.[28] Perilaku fasa dua fluida helium-4 cair, helium I dan helium II, penting bagi peneliti yang mempelajari mekanika kuantum dan terutama fenomena superfluiditas,[29] dan hal tersebut tampak pada efek bahwa pada temperatur hampir nol mutlak, materi mengalami superkonduktivitas.[30]
Helium adalah unsur kedua terringan dan merupakan unsur kedua paling melimpah yang teramati di alam semesta.[31] Sebagian besar helium terbentuk selama Ledakan Dahsyat, tetapi helium baru terbentuk sebagai hasil fusi nuklir hidrogen di dalam bintang.[32] Di bumi, helium relatif langka dan tercipta dari peluruhan alami beberapa unsur radioaktif[33] karena partikel alfa yang dipancarkan mengandung inti helium. Helium radiogenik terperangkap dalam gas alam pada konsentrasi sampai dengan tujuh persen volume,[34] yang diekstraksi secara komersial dengan cara proses pemisahan temperatur rendah yang disebut distilasi fraksi.[35]
Peran biologis
Hidrogen adalah unsur esensial bagi kehidupan. Ia ada dalam air dan dalam hampir semua molekul makhluk hidup. Namun, hidrogen sebagai unsur maupun molekul diatomiknya tidak memainkan peran aktif tertentu. Ia berada dalam ikatan dengan atom karbon dan oksigen, sementara kimia dalam kehidupan lebih menekankan pada lokus-lokus aktif yang melibatkan, misalnya, oksigen, nitrogen, dan fosforus.[36]
Helium tidak diketahui memiliki peran biologis. Helium tak beracun.[37]
Tabel unsur
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Golongan → | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ↓ Periode | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||
Referensi
- ^ a b "International Union of Pure and Applied Chemistry > Periodic Table of the Elements". IUPAC. Diakses tanggal 2011-05-01.
- ^ a b Cronyn, Marshall W. (August 2003). "The Proper Place for Hydrogen in the Periodic Table". Journal of Chemical Education. 80 (8): 947–951. Bibcode:2003JChEd..80..947C. doi:10.1021/ed080p947.
- ^ Vinson, Greg (2008). "Hydrogen is a Halogen". HydrogenTwo.com. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2012-01-10. Diakses tanggal January 14, 2012.
- ^ a b Kaesz, Herb; Atkins, Peter (November–December 2003). "A Central Position for Hydrogen in the Periodic Table". Chemistry International. International Union of Pure and Applied Chemistry. 25 (6): 14. Diakses tanggal January 19, 2012.
- ^ Winter, Mark (1993–2011). "Janet periodic table". WebElements. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2012-04-06. Diakses tanggal January 19, 2012.
- ^ "Hydrogen – Energy". Energy Information Administration. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ Palmer, David (November 13, 1997). "Hydrogen in the Universe". NASA. Diakses tanggal 2008-02-05.
- ^ Staff (2007). "Hydrogen Basics — Production". Florida Solar Energy Center. Diakses tanggal 2008-02-05.
- ^ Sullivan, Walter (1971-03-11). "Fusion Power Is Still Facing Formidable Difficulties". The New York Times.
- ^ "hydrogen". Encyclopædia Britannica. 2008.
- ^ Eustis, S. N.; Radisic, D; Bowen, KH; Bachorz, RA; Haranczyk, M; Schenter, GK; Gutowski, M (2008-02-15). "Electron-Driven Acid-Base Chemistry: Proton Transfer from Hydrogen Chloride to Ammonia". Science. 319 (5865): 936–939. Bibcode:2008Sci...319..936E. doi:10.1126/science.1151614. PMID 18276886.
- ^ "Time-dependent Schrödinger equation". Encyclopædia Britannica. 2008.
- ^ Rogers, H. C. (1999). "Hydrogen Embrittlement of Metals". Science. 159 (3819): 1057–1064. Bibcode:1968Sci...159.1057R. doi:10.1126/science.159.3819.1057. PMID 17775040.
- ^ Christensen, C. H.; Nørskov, J. K.; Johannessen, T. (July 9, 2005). "Making society independent of fossil fuels — Danish researchers reveal new technology". Technical University of Denmark. Diakses tanggal 2008-03-28.
- ^ Takeshita, T.; Wallace, W.E.; Craig, R.S. (1974). "Hydrogen solubility in 1:5 compounds between yttrium or thorium and nickel or cobalt". Inorganic Chemistry. 13 (9): 2282–2283. doi:10.1021/ic50139a050.
- ^ Kirchheim, R.; Mutschele, T.; Kieninger, W (1988). "Hydrogen in amorphous and nanocrystalline metals". Materials Science and Engineering. 99: 457–462. doi:10.1016/0025-5416(88)90377-1.
- ^ Kirchheim, R. (1988). "Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals". Progress in Materials Science. 32 (4): 262–325. doi:10.1016/0079-6425(88)90010-2.
- ^ "Helium: the essentials". WebElements. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ "Helium: physical properties". WebElements. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ "Pierre Janssen". MSN Encarta. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2009-10-29. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ Theiss, Leslie (2007-01-18). "Where Has All the Helium Gone?". Bureau of Land Management. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-07-25. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ Timmerhaus, Klaus D. (2006-10-06). Cryogenic Engineering: Fifty Years of Progress. Springer. ISBN 0-387-33324-X.
- ^ Copel, M. (September 1966). "Helium voice unscrambling". Audio and Electroacoustics. 14 (3): 122–126. doi:10.1109/TAU.1966.1161862.
- ^ "helium dating". Encyclopædia Britannica. 2008.
- ^ Brain, Marshall. "How Helium Balloons Work". How Stuff Works. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ Jiwatram, Jaya (2008-07-10). "The Return of the Blimp". Popular Science. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ "When good GTAW arcs drift; drafty conditions are bad for welders and their GTAW arcs". Welding Design & Fabrication. 2005-02-01.
- ^ Montgomery, Craig (2006-09-04). "Why does inhaling helium make one's voice sound strange?". Scientific American. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ "Probable Discovery Of A New, Supersolid, Phase Of Matter". Science Daily. 2004-09-03. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ Browne, Malcolm W. (1979-08-21). "Scientists See Peril In Wasting Helium; Scientists See Peril in Waste of Helium". The New York Times.
- ^ "Helium: geological information". WebElements.
- ^ Cox, Tony (1990-02-03). "Origin of the chemical elements". New Scientist. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ "Helium supply deflated: production shortages mean some industries and partygoers must squeak by". Houston Chronicle. 2006-11-05.
- ^ Brown, David (2008-02-02). "Helium a New _target in New Mexico". American Association of Petroleum Geologists. Diakses tanggal 2008-07-15.
- ^ Voth, Greg (2006-12-01). "Where Do We Get the Helium We Use?". The Science Teacher.
- ^ "Hydrogen". Periodic Table. Royal Society of Chemistry. Diakses tanggal 2016-02-11.
- ^ "Helium". Periodic Table. Royal Society of Chemistry. Diakses tanggal 2016-02-11.
Lihat juga
Bacaan tambahan
- Bloch, D. R. (2006). Organic Chemistry Demystified. McGraw-Hill Professional. ISBN 0-07-145920-0.