Apakah nomor atom hidrogen?
Tabel periodik
Seluruh unsur dari nomor atom 1 (hidrogen) hingga 118 (oganesson) telah ditemukan atau disintesis, dengan penambahan terbaru (nihonium, moscovium, tennessine, dan oganesson) yang dikonfirmasi oleh "International Union of Pure and Applied Chemistry" (IUPAC) pada tanggal 30 Desember 2015 dan secara resmi diberi nama pada tanggal 28 November 2016: mereka menyelesaikan tujuh baris pertama Tabel periodik. Sembilan puluh empat unsur pertama terdapat secara alami, meskipun beberapa ditemukan dalam jumlah renik dan disintesis dalam laboratorium sebelum ditemukan di alam. Unsur-unsur mulai nomor atom 95 hingga 118 adalah unsur sintetis yang dibuat di laboratorium. Bukti menunjukkan bahwa unsur-unsur nomor 95 s/d 100 sekali ditemukan di alam, tetapi saat ini tidak dijumpai lagi. Sintesis unsur dengan nomor atom yang lebih besar masih terus dikembangkan. Sejumlah radionuklida sintetis atau unsur yang berada di alam telah diproduksi di laboratorium.
Hidrogen
formula_4
Litium hidrida
Dengan kandungan hidrogen tiga kali NaH, LiH memiliki kandungan hidrogen tertinggi dari setiap hidrida. LiH secara periodik menarik untuk penyimpanan hidrogen, namun aplikasi telah digagalkan oleh kestabilannya terhadap dekomposisi. Dengan demikian penghilangan H memerlukan suhu di atas 700 °C digunakan untuk sintesisnya, suhu seperti itu mahal untuk dibuat dan dipelihara. Senyawa ini pernah diuji sebagai komponen bahan bakar dalam model roket.
Molekul
Suatu molekul dapat homonuklir, yaitu, mengandung atom-atom dari satu unsur kimia, misalnya oksigen (O); atau dapat pula berupa heteronuklir, suatu senyawa kimia yang tersusun dari lebih dari satu unsur, misalnya air (HO). Atom dan kompleks yang terhubung melalui ikatan non kovalen, seperti ikatan hidrogen atau ikatan ionik, umumnya dianggap sebagai molekul tunggal.
Stoikiometri
Massa atom hidrogen = 1 x (100/16) = 6,25 (6,3), massa atom karbon = 12 x (100/16)=75,0
Molekul diatomik
Senyawa-senyawa diatomik memainkan peran yang penting dalam menguraikan konsep unsur, atom, dan molekul pada abad ke-19 karena beberapa unsur-unsur penting seperti hidrogen, oksigen, dan nitrogen, secara alami berada dalam keadaan diatomik. Pada awalnya, John Dalton berasumsi bahwa semua unsur secara alami berada dalam keadaan monoatomik dan atom-atom pada suatu senyawa akan memiliki rasio atom yang sama. Sebagai contoh, Dalton berasumsi bahwa rumus molekul air adalah HO dengan berat atom oksigen 8 kali dari atom hidrogen (sebenarnya 16 kali atom hidrogen). Oleh karena asumsi tersebut terdapat kemelutan penentuan berat atom dan rumus molekul selama setengah abad.
Sejarah tabel periodik
Pada tahun 1914, setahun sebelum ia tewas dalam aksi di Gallipoli, fisikawan Inggris, Henry Moseley, menemukan hubungan antara panjang gelombang sinar-X unsur dengan nomor atomnya. Dia kemudian mampu mengurutkan ulang tabel periodik berdasarkan muatan inti, bukan berdasarkan berat atom. Sebelum penemuan ini, nomor atom diurutkan berdasarkan berat atom unsur. Penemuan Moseley menunjukkan bahwa nomor atom sebenarnya didasarkan pada pengukuran eksperimental.
Menggunakan informasi tentang panjang gelombang sinar-X, Moseley menempatkan argon (dengan nomor atom Z = 18) sebelum kalium (Z = 19), meskipun terdapat fakta bahwa berat atom argon 39,9 lebih besar daripada berat atom kalium (39,1). Urutan baru itu sesuai dengan sifat kimia unsur-unsur, karena argon adalah gas mulia dan kalium merupakan logam alkali. Demikian pula, Moseley menempatkan kobalt sebelum nikel dan mampu menjelaskan bahwa telurium muncul sebelum iodium, tanpa merevisi berat atom eksperimental telurium, seperti yang telah diusulkan oleh Mendeleev.
Penelitian Moseley menunjukkan bahwa ada kekosongan dalam tabel periodik di nomor atom 43 dan 61, yang sekarang masing-masing ditempati oleh teknesium dan prometium.
Struktur molekul tetrahedron
Struktur molekul tetrahedron atau tetrahedral memiliki satu atom sebagai pusat dan empat substituen yang tersusun dalam bentuk limas segitiga, atau tetrahedron ("empat muka"). Contoh molekul dengan struktur tetrahedral adalah metana (CH). Atom karbon dalam molekul ini terikat dengan atom-atom hidrogen melalui empat pasang elektron ikatan, tanpa pasangan elektron bebas. Keempatnya tersusun dengan sudut yang sama (109,5°), menghasilkan bangun ruang limas segitiga: empat atom hidrogen di sudut-sudutnya, dan satu atom karbon di tengah-tengah. Keempat muka limas ini berbentuk segitiga sama sisi.
Deret Balmer
Kemudian, ditemukan bahwa ketika garis spektrum dari spektrum hidrogen diteliti pada resolusi yang sangat tinggi, mereka ditemukan menjadi garis kembar berjarak dekat. Pembagian ini disebut struktur halus. Penelitian tersebut juga menemukan bahwa elektron yang tereksitasi bisa melompat ke deret Balmer "n" = 2 dari orbital di mana "n" lebih besar dari 6, memancarkan nuansa ungu.
Balmer memperhatikan bahwa satu bilangan memiliki hubungan dengan setiap garis dalam spektrum hidrogen yang berada di wilayah cahaya tampak. Bilangan tersebut adalah 364,50682 nm. Ketika setiap bilangan bulat lebih tinggi dari 2 dikuadratkan dan kemudian dibagi dengan kuadrat itu sendiri dikurangi 4, kemudian bilangan dikalikan 364,50682 (lihat persamaan di bawah) memberikan panjang gelombang garis lain dalam spektrum hidrogen. Dengan rumus ini, ia mampu menunjukkan bahwa beberapa pengukuran garis yang dibuat pada masanya dengan spektroskopi sedikit tidak akurat dan rumus memprediksikan garis yang kemudian ditemukan meskipun belum diamati. Bilangannya juga terbukti sebagai batas dari deret ini.
Hidronium
Karena dan N memiliki jumlah elektron yang sama, adalah isoelektronik dengan amonia. Seperti ditunjukkan pada gambar di atas, memiliki sebuah geometri molekul trigonal piramida dengan atom oksigen pada puncaknya. Sudut ikatan H–O–H kira-kira sebesar 113°, dan pusat massa sangat dekat dengan atom oksigen. Karena dasar piramida terdiri dari tiga atom hidrogen yang identik, konfigurasi atas simetri molekul seperti halnya termasuk dalam kelompok "point group" C. Karena simetri ini dan fakta bahwa ia memiliki momen dipol, aturan seleksi rotasi ini adalah Δ"J" = ±1 dan Δ"K" = 0. Dipol transisi terletak di sepanjang sumbu-"c" dan, karena muatan negatif terlokalisasi dekat atom oksigen, momen dipol mengarah ke puncak, tegak lurus terhadap bidang dasar.
Unsur periode 1
Pada temperatur dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, nonlogam, tidak berasa, merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar dengan rumus molekul H. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur paling ringan.
Logam alkali
Mengingat langkanya inti atom ganjil–ganjil, hampir semua isotop primordial logam alkali adalah ganjil–genap (kecuali isotop litium-6 yang stabil dan ringan, dan radioisotop kalium-40 yang berumur panjang). Untuk nomor massa ganjil, hanya ada satu nuklida beta-stabil tunggal, karena tidak ada perbedaan energi ikatan antara genap–ganjil dan ganjil–genap jika dibandingkan dengan genap–genap dan ganjil–ganjil, meninggalkan nuklida lainnya dengan nomor massa yang sama (isobar) bebas mengalami peluruhan beta menjadi nuklida dengan massa paling rendah. Efek dari ketidakstabilan bilangan ganjil kedua jenis nukleon tersebut adalah bahwa unsur bernomor ganjil, seperti logam alkali, cenderung memiliki lebih sedikit isotop stabil daripada unsur bernomor genap. Dari 26 unsur monoisotop yang hanya memiliki isotop stabil tunggal, semua kecuali satu memiliki nomor atom ganjil dan semua kecuali satu juga memiliki jumlah neutron genap. Berilium adalah pengecualian tunggal untuk kedua aturan, karena nomor atomnya yang rendah.
Zat-zat yang berwujud gas
senyawa
perlu diperhatikan bahwa unsur hidrogen, nitrogen, oksigen, fluorin dan klorin berbentuk molekul gas diatomik. bentuk lain dari oksigen adalah ozon (O) yang juga berwujud gas pada suhu kamar. seluruh unsur golongan 8A yaitu gas mulia merupakan gas monoatomik: He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn. dari gas-gas yang tercantum di atas hanya O yang penting bagi kehidupan kita. hidrogen sianida (HCN) merupakan racun yang mematikan. karbon monoksida (CO), hidrogen sulfida (HS), nitrogen dioksida (NO), dan belerang dioksida (SO) agak kurang beracun. gas He dan Ne secara kimiawi bersifat lembam (inert), artinya tidak bereaksi dengan zat apa pun. sebagian besar gas tidak berwarna . pengecualiannya adalah: F, Cl, dan NO. warna coklat gelap pada NO terkadang terlihat dalam udara yang terpolusi. berikut ini sifat-sifat fisis yang khas dari semua gas:
Helium
Sama halnya pula, stabilitas inti atom helium-4 juga menghasilkan efek yang sama, dan bertanggung jawab atas mudahnya helium-4 terbentuk dalam reaksi atomik nuklir yang melibatkan emisi maupun fusi partikel berat. Beberapa helium-3 yang stabil dihasilkan dalam reaksi fusi hidrogen, namun jumlahnya sangat kecil dibandingkan dengan helium-4. Stabilitas helium-4 adalah sebab hidrogen diubah menjadi helium-4 (dan bukannya deuterium maupun helium-3) dalam reaksi nuklir Matahari.
Stabilitas inti helium-4 yang tidak lazim juga sangat penting dalam bidang kosmologi. Stabilitas inti helium-4 menjelaskan mengapa dalam menit-menit pertama setelah Ledakan Dahsyat, hampir semua inti atom yang terbentuk adalah inti helium-4. Pengikatan inti helium-4 sangat erat sehingganya produksi helium-4 menghabiskan hampir semua neutron yang bebas dalam beberapa menit sebelum neutron tersebut menjalani peluruhan beta, dan hanya menyisakan sedikit neutron untuk membentuk atom-atom yang lebih berat lainnya seperti litium, berilium, dan boron. Pengikatan inti helium-4 per nukleon lebih kuat daripada unsur-unsur tersebut (lihat nukleogenesis dan energi pengikatan) sehingga tiada dorongan energetik yang tersedia lagi seketika helium terbentuk untuk membentuk unsur 3, 4, dan 5. Secara energetis, helium hampir cukup dapat menjalani fusi membentuk unsur berikut yang energi per nukleonnya lebih rendah, yakni karbon. Namun, dikarenakan ketiadaan unsur intermediat, proses ini mempersyaratkan tiga inti helium saling bertumbukan secara bersamaan (lihat proses tripel alfa). Oleh karena itu, hampir tidak ada waktu yang tersedia bagi karbon untuk terbentuk secara signifikan beberapa menit setelah Ledakan dahysat sebelum alam semesta mulai mendingin dan mengembang. Hal inilah yang membuat rasio hidrogen/helium pada masa-masa awal alam semesta sama dengan yang terpantau sekarang (yakni 3 bagian hidrogen per 1 bagian helium-4 berdasarkan massa), dengan hampir semua neutron alam semesta terperangkan dalam helium-4.
Bilangan kuantum azimut
Terdapat bilangan kuantum momentum sudut "ℓ" dan deret yang mengikutinya, bergantung pada nilai "n". Panjang gelombang berikut ini adalah untuk atom hidrogen:
Unsur periode 1
Isotop hidrogen yang paling banyak terdapat di alam, diketahui sebagai protium, memiliki satu proton tanpa neutron. 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. Ia memainkan peran yang sangat penting dalam kimia asam-basa, di mana banyak reaksi terlibat pertukaran proton antar molekul yang dapat larut. Karena hanya atom netral yang dapat dianalisis menggunakan persamaan Schrödinger, studi energetika dan spektrum atom hidrogen memainkan peran kunci dalam pengembangan mekanika kuantum.
Hidrogen
Isotop hidrogen yang paling banyak dijumpai di alam adalah protium, yang inti atomnya hanya mempunyai proton tunggal dan tanpa neutron. Senyawa ionik hidrogen dapat bermuatan positif (kation) ataupun negatif (anion). Hidrogen dapat membentuk senyawa dengan kebanyakan unsur dan dapat dijumpai dalam air dan senyawa-senyawa organik. Hidrogen sangat penting dalam reaksi asam basa yang mana banyak reaksi ini melibatkan pertukaran proton antar molekul terlarut. Oleh karena hidrogen merupakan satu-satunya atom netral yang persamaan Schrödingernya dapat diselesaikan secara analitik, kajian pada energetika dan ikatan atom hidrogen memainkan peran yang sangat penting dalam perkembangan mekanika kuantum.
Stoikiometri
Massa atom hampir semua unsur sangat dekat dengan bilangan bulat, yakni kelipatan bulat massa atom hidrogen. Hal ini merupakan kosekuensi alami fakta bahwa massa atom hidrogen sama dengan massa proton, yang selanjutnya hampir sama dengan massa neutron, dan massa elektron sangat kecil hingga dapat diabaikan. Namun, sebagian besar unsur yang ada secara alami adalah campuran beberapa isotop, dan massa atom bergantung pada distribusi isotop. Misalnya, massa atom hidrogen dan oksigen adalah 1,00704 dan 15,9994. Massa atom oksigen sangat dekat dengan nilai 16 agak sedikit lebih kecil.
Argon
Argon adalah unsur kimia dengan simbol Ar dan nomor atom 18. Ia berada pada golongan 18 tabel periodik dan merupakan gas mulia. Argon adalah gas ketiga yang paling umum di atmosfer bumi, dengan kelimpahan 0,934% (9.340 ppmv), menjadikannya gas dengan kelimpahan dua kali kelimpahan uap air (rata-rata 4.000 ppmv, tetapi bervariasi) dan 23 kali kelimpahan gas atmosfer lainnya, karbon dioksida (400 ppmv), dan lebih dari 500 kali kelimpahan gas mulia berikutnya, neon (18 ppmv).
Unsur kimia
Seluruh unsur dengan nomor atom 1 hingga 40 adalah stabil, sementara yang bernomor atom 41 hingga 82 (kecuali teknesium dan prometium) adalah metastabil. Waktu paruh "radionuklida teoritis" metastabil ini sangat panjang (sekurang-kurangnya 100 juta kali lebih panjang daripada perkiraan usia alam semesta) sehingga peluruhan radioaktifnya belum dapat dideteksi melalui eksperimen. Unsur dengan nomor atom 83 hingga 94 bersifat metastabil dari sudut pandang bahwa peluruhan radioaktifnya dapat dideteksi. Tiga dari unsur ini, bismut (unsur 83), torium (90), dan uranium (92) memiliki satu atau lebih isotop dengan waktu paruh yang cukup panjang untuk bertahan sebagai sisa-sisa ledakan nukleosintesis stelar yang menghasilkan unsur berat sebelum pembentukan tata surya kita. Sebagai contoh, pada lebih dari 1,9 tahun, lebih dari satu milyar kali lebih lama daripada perkiraan alam semesta. Bismut-209 memiliki waktu paruh peluruhan alfa terpanjang dari unsur alami lainnya. Sebanyak 24 unsur yang sangat berat (yaitu unsur setelah plutonium, unsur 94) mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh singkat dan tidak dapat menghasilkan produk peluruhan berupa unsur berumur panjang. Oleh sebab itu mereka sama sekali tidak terjadi secara alami.
Oksigen
Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Dalam tabel periodik, oksigen merupakan unsur nonlogam golongan VIIIA (kalkogen) dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada temperatur dan tekanan standar, dua atom oksigen berikatan menjadi (dioksigen), gas yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta berdasarkan massa (setelah hidrogen dan helium) dan unsur paling melimpah di kerak Bumi. Berdasarkan volume, 20,9% atmosfer bumi adalah oksigen.
Stoikiometri
Kemudian kimiawan Swedia Jons Jacob Baron Berzelius (1779-1848) menentukan massa atom dengan oksigen sebagai standar (O = 100). Karena Berzelius mendapatkan nilai ini berdasarkan analisis oksida, ia mempunyai alasan yang jelas untuk memilih oksigen sebagai standar. Namun, standar hidrogen jelas lebih unggul dalam hal kesederhanaannya. Kini, setelah banyak diskusi dan modifikasi, standar karbon digunakan. Dalam metode ini, massa karbon 12C dengan 6 proton dan 6 neutron didefinisikan sebagai 12,0000. Massa atom dari suatu atom adalah massa relatif pada standar ini. Walaupun karbon telah dinyatakan sebagai standar, sebenarnya cara ini dapat dianggap sebagai standar hidrogen yang dimodifikasi.
Hidrogen
formula_2
Unsur periode 1
Hidrogen adalah unsur kimia paling melimpah, menyusun sekitar 75% massa unsur alam semesta. 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.
Unsur kimia
Nomor atom suatu unsur sama dengan jumlah proton dalam masing-masing atom, dan mendefinisikan unsur kimia. Sebagai contoh, seluruh atom karbon mengandung 6 proton dalam inti atomnya; sehingga nomor atom karbon adalah 6. Atom karbon dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda; atom dari unsur yang sama tetapi memiliki jumlah netron yang berbeda dikenal sebagai isotop.
Ikatan hidrogen
Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol) hingga tinggi (>155 kJ mol).
Hidrogenase
[NiFe] hidrogenase merupakan hidrogenase yang jumlahnya terbanyak yang dapat ditemukan. inti enzim terdiri atas sub-unit alpha dan beta heterodimer. [NiFe] hidrogenase terbagi menjadi empat grup yaitu :
Grup 1 [NiFe] hidrogenase, umunya ditemukan dalam "Wolinella succinogenes", "Aquifex aeolicus", "Thiocapsa roseopersici" dan beberapa "Desulfovibrio sp". Enzim ini merupakan enzim yang melekat pada membran sebagai konektor proses oksidasi H2 dengan reduksi akseptor elektron anaerobik seperti NO3, SO4, fumarat, CO2 atau O2 (respirasi aerob) sebagai penghasil energi dari pergerakan proton.
Grup 2 [Nife] hidrogenase, merupakan enzim yang terdapat dalam sitoplasma dan berperan sebagai sensor sel saat lingkungan tidak mendukung serta sebagai kontrol proses sintesis hidrogenase untuk menghasilkan H2 (Kleihues, 2000). Hidrogenase jenis ini ditemukan dalam "Bradyrhizobium japonicum","Rhodobacter eutropha",Rhodobacter capsulatus", dan "Rhodopseudomonas palustris" (Hoon dan Sun, 2011).
Grup 3 dicirikan dengan sifat [NiFe] hidrogenase yang dapat melakukan oksidasi dan reduksi kofaktor. Enzim ini terletak pada sitoplasma dan banyak ditemukan dalam kelompok arkhae seperti "Methanobacter marburgensis" (Maness, 2002).
Grup 4 merupakan jenis enzim yang melekat pada membran dan berfungsi sebagai penghasil dan penyimpan energi H2. Mayoritas enzim ini dapat ditemukan dalam arkhae termasuk bakteri "Methanosarcina"dan "Pyrococcus furiosus".
[FeFe]hidrogenase dapat ditemukan pada bakteri "Desulfovibrio desulfuricans", enzim ini mengandung sebuah sisi aktif yaitu kluster H yang tersusun atas dua Fe pada pusatnya dan terhubung dengan sebuah kluster [4Fe-4 S] yang berfungsi untuk transfer elektron antara donor atau akseptor elektron pada permukaan protein dan pada sisi aktif di pusat protein (stripp, 2009).
Logam alkali
Konfigurasi elektron 1s hidrogen, yang secara superfisial mirip dengan logam alkali (ns), adalah unik, karena tidak ada subkelopak 1p. Oleh karena itu, ia dapat kehilangan elektron membentuk hidron H, atau menarik elektron membentuk ion hidrida H. Dalam kasus sebelumnya, ini menyerupai logam alkali secara superfisial; dalam kasus berikutnya, menyerupai halogen, namun perbedaan karena kurangnya subkelopak 1p cukup penting sehingga kedua golongan tidak sesuai dengan sifat hidrogen. Golongan 14 adalah yang paling sesuai dalam hal sifat termodinamika seperti energi ionisasi dan afinitas elektron, namun tidak satu pun dari tiga penempatan sepenuhnya memuaskan. Sebagai contoh sifat tidak lazim hidrogen antara lain konfigurasi elektron yang tidak biasa dan ukurannya yang kecil, ion hidrogen sangat kecil (jari-jari sekitar 150 fm dibandingkan dengan ukuran 50-220 pm untuk kebanyakan atom dan ion lainnya) dan tidak ada sistem yang berhubungan selain dalam asosiasi dengan atom atau molekul lainnya. Memang, transfer proton antara bahan kimia adalah dasar kimia asam-basa. Hal yang juga unik adalah kemampuan hidrogen untuk membentuk ikatan hidrogen, yang merupakan efek dari transfer muatan, elektrostatik, dan fenomana yang berhubungan dengan elektron. Sementara ikatan lithium yang analog juga diketahui, kebanyakan merupakan elektrostatik. Namun demikian, hidrogen dapat melakukan peran struktural yang sama seperti logam alkali dalam beberapa molekul kristal, dan memiliki hubungan dekat dengan logam alkali paling ringan (terutama lithium).
Hidrokarbon aromatik
Beberapa senyawa aromatik yang bukan merupakan turunan benzena disebut dengan heteroarena, senyawa-senyawa ini mengikuti Aturan Hückel. Pada senyawa-senyawa ini, paling sedikit ada satu atom karbon yang digantikan oleh atom lainnya, misalnya oksigen, nitrogen, atau sulfur. Salah satu contohn senyawanya adalah furan, sebuah senyawa heterosiklik cincin yang mempunyai 5 anggota, salah satunya atom oksigen. Contoh lainnya adalah piridina, sebuah senyawa heterosiklik cincin dengan 6 anggota, salah satunya atom nitrogen.
Kelimpahan unsur
Hidrogen adalah unsur paling melimpah di alam semesta; helium berada di posisi kedua. Namun, pemeringkatan kelimpahan tidak merujuk kepada nomor atom; oksigen memiliki peringkat 3 kelimpahannya, namun memiliki nomor atom 8. Semua unsur lainnya secara substansial kurang umum.
Hidrogen
Walaupun sangat langka di bumi, salah satu ion yang paling melimpah dalam alam semesta ini adalah H, dikenal sebagai molekul hidrogen terprotonasi ataupun kation hidrogen triatomik.
Hidrogen
Hidrogen memiliki tiga isotop alami, ditandai dengan H, H, dan H. Isotop lainnya yang tidak stabil (H hingga H) juga telah disintesiskan di laboratorium namun tidak pernah dijumpai secara alami.
Hidrogen
formula_12
Hidron (kimia)
Biasanya, istilah "proton" digunakan untuk menyatakan "hidron", begitupun di dalam banyak peristilahan kimia. Namun, penggunaan tersebut secara teknis tidaklah tepat, sebab hanya kira-kira 99,999% inti hidrogen alami yang merupakan proton; sisanya adalah deuteron dan ada lagi yang lebih jarang: tritium.
Deuterium
Sebagai sebuah isotop hidrogen, lambang kimia yang disetujui untuk deuterium adalah H. Meskipun demikian, lambang tidak resmi, D, sering juga digunakan. Perbedaan signifikan pada berat atom relatif dibandingkan dengan protium murni (H) mungkin adalah alasan mengapa lambang D, yang mirip lambang sebuah unsur, digunakan. Berat atom dari deuterium adalah 2,014 amu, sementara berat rata-rata hidrogen sebesar 1,007947 amu, dan protium 1,007825 amu. Pada unsur-unsur kimia yang lain, rasio berat isotop sangat tidak signifikan, yang menjelaskan mengapa tidak ada simbol isotop yang unik digunakan di tempat lain.
Jari-jari Bohr
Dalam model Bohr dari struktur atom, yang diajukan oleh Niels Bohr pada tahun 1913, elektron mengorbit pusat inti pada lintasan melingkar. Model tersebut menyatakan bahwa elektron hanya mengorbit inti pada jarak tertentu, tergantung pada energinya. Dalam atom paling sederhana, hidrogen, satu elektron mengorbit inti dan orbit terkecilnya, dengan energi terendah, memiliki jari-jari orbital yang hampir sama dengan jari-jari Bohr. (Ini bukan "secara tepat" jari-jari Bohr karena efek massa tereduksi)
Atom bakhidrogen
di mana
Hidrogen
H adalah salah satu hasil produk dari beberapa jenis fermentasi anaerobik dan dihasilkan pula pada beberapa mikroorganisme, biasanya melalui reaksi yang dikatalisasi oleh enzim dehidrogenase yang mengandung besi atau nikel. Enzim-enzim ini mengkatalisasi reaksi redoks reversibel antara H dengan komponen dua proton dan dua elektronnya. Gas hidrogen dihasilkan pada transfer reduktor ekuivalen yang dihasilkan selama fermentasi piruvat menjadi air.
Spektrum hidrogen
Pada tahun 1913, Bohr mengembangkan teori fisika atom hidrogen berdasarkan rumus Reynberg. Model Bohr untuk atom hidrogen didasarkan pada gambaran planet dengan sebuah elektron ringan bermuatan negatif beredar mengelilingi sebuah inti berat bermuatan positif. Gaya yang mempertahankan elektron dalam orbitnya adalah gaya tarik Coulomb.
Unsur kimia
Jumlah proton dalam inti atom juga menentukan muatan listrik, yang pada gilirannya menentukan jumlah elektron atom tersebut dalam kondisi tak terionisasi. Elektron menempati orbital atom yang menentukan beragam sifat kimia atom. Jumlah neutron dalam inti atom biasanya berpengaruh sangat kecil pada sifat unsur kimia (kecuali dalam kasus hidrogen dan deuterium). Oleh karena itu, seluruh isotop karbon memiliki sifat kimia yang hampir identik karena kesemuanya memiliki enam proton dan enam elektron, meskipun atom karbon dapat mempunyai, misalnya, 6 atau 8 neutron. Inilah dasar pemikiran penentuan karakteristik unsur kimia menggunakan nomor atom, dan bukannya nomor massa atau massa atom.
Logam alkali
Unsur hidrogen, dengan satu elektron per atom netral, biasanya ditempatkan di puncak Golongan 1 tabel periodik untuk kemudahan, namun hidrogen biasanya tidak dianggap sebagai logam alkali; bila dianggap logam alkali, itu pun karena sifat atomnya dan bukan sifat kimianya. Dalam kondisi normal, hidrogen murni berada sebagai gas diatomik yang terdiri dari dua atom per molekul (H); namun, logam alkali hanya membentuk molekul diatomik (seperti dilithium, Li) pada suhu tinggi, saat berada dalam keadaan gas.
Hidrida
Menurut konvensi IUPAC, urutan penamaan hidrogen berada di antara unsur-unsur golongan 15 dan golongan 16. Sehingga NH adalah 'nitrogen hidrida' (amonia), sedangka HO adalah 'hidrogen oksida' (air).
Rumus struktur
Rumus kerangka adalah notasi standar untuk molekul organik yang lebih kompleks. Dalam jenis diagram ini, pertama kali digunakan oleh ahli kimia organik Friedrich August Kekulé von Stradonitz, atom karbon tersirat berada di simpul (sudut) dan garis ujung segmen garis daripada diindikasikan dengan simbol atom C. Atom hidrogen yang terikat pada atom karbon tidak ditunjukkan: setiap atom karbon dipahami terkait dengan atom hidrogen yang cukup untuk memberi atom karbon empat ikatan. Kehadiran muatan positif atau negatif muatan listrik di sebuah atom karbon menggantikan salah satu atom hidrogen tersirat. Atom hidrogen yang menempel pada atom selain karbon harus ditulis secara eksplisit.
Bilangan oksidasi
Kecuali dalam hidrida (senyawa hydrogen dengan logam), bilangan oksidasinya -1
Unsur periode 1
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 pertama mengandung lebih sedikit unsur daripada baris-baris lain dalam tabel, dengan hanya dua 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.
Semua periode lain dalam tabel periode mengandung sekurang-kurangnya 8 unsur, dan seringkali membantu menjelaskan tren periodik sepanjang periode. Namun, periode 1 hanya beranggotakan dua unsur, sehingga konsep ini tidak berlaku di sini.
Einsteinium
Einsteinium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Es dan nomor atom 99.
Logam sintetik unsur transuranium yang sangat radioaktif ini merupakan anggota deret kimia aktinida dan diproduksi dengan menembakkan neutron pada plutonium dan ditemukan pada sisa uji coba bom hidrogen pertama. Namanya diambil dari nama Albert Einstein dan belum diketahui penggunaannya. Uji lacak dengan menggunakan isotop Es menunjukkan bahwa unsur ini memiliki sifat kimia khas trivalen berat unsur aktinida.
Neutron
Inti atom dari kebanyakan atom (semua kecuali isotop Hidrogen yang paling umum, yang terdiri dari sebuah proton) terdiri dari proton dan neutron.
Hidrida
Hidrida merupakan nama yang diberikan untuk ion negatif hidrogen H. Walaupun ion ini tidak akan ada tanpa kondisi yang khusus, istilah hidrida digunakan secara luas untuk menyebut sebuah senyawa hidrogen dengan unsur lain, terutama untuk unsur golongan 1–16. Senyawa-senyawa yang dibentuk oleh hidrogen sangatlah banyak, melebihi senyawa yang dapat dibentuk oleh unsur lain.
Konfigurasi elektron
"Adalah tidak diperbolehkan untuk lebih dari satu elektron dengan nilai bilangan kuantum utama "n" yang sama memiliki nilai tiga bilangan kuantum "k" ["l"], "j" ["m"] dan "m" ["m"] yang sama.
Persamaan Schrödinger yang dipublikasikan tahun 1926 menghasilkan tiga dari empat bilangan kuantum sebagai konsekuensi penyelesainnya untuk atom hidrogen: penyelesaian ini menghasilkan orbital-orbital atom yang dapat kita temukan dalam buku-buku teks kimia. Kajian spektra atom mengizinkan konfigurasi elektron atom untuk dapat ditentukan secara eksperimen, yang pada akhirnya menghasilkan kaidah empiris (dikenal sebagai kaidah Madelung (1936)) untuk urutan orbital atom mana yang terlebih dahulu diisi elektron.
Helium
Terdapat setidaknya delapan isotop helium yang diketahui, namun hanya helium-3 dan helium-4 yang stabil. Di atmosfer Bumi, hanya terdapat satu atom He untuk setiap satu juta atom He. Tidak seperti unsur lainnya, keberlimpahan isotop helium bervariasi tergantung pada asal usulnya karena proses pembentukan yang berbeda-beda. Isotop yang paling banyak adalah helium-4 dan dibentuk di Bumi melalui peluruhan alfa unsur-unsur radioaktif yang lebih berat. Partikel alfa yang muncul dari peluruhan ini berbentuk inti helium-4 yang terionisasi penih. Helium-4 memiliki stabilitas inti yang tidak lazim karena nukleonnya tersusun secara penuh. Helium-4 juga terbentuk dalam jumlah yang sangat banyak semasa nukleosintesis Ledakan Dahsyat.
Deret Balmer
Deret Balmer ditandai oleh transisi elektron dari "n" ≥ 3 ke "n" = 2, di mana "n" mengacu pada bilangan kuantum radial atau bilangan kuantum utama elektron. Transisi ini diberi nama secara berurutan oleh huruf Yunani: "n" = 3 ke "n" = 2 dinamakan H-α, 4 ke 2 adalah H-β, 5 ke 2 adalah H-γ, dan 6 ke 2 adalah H-δ. Sebagai garis spektrum pertama terkait dengan deret ini terletak di bagian kasat mata dari spektrum elektromagnetik, garis-garis ini secara historis disebut sebagai "H-alfa", "H-beta", "H-gama" dan sebagainya, di mana H adalah unsur hidrogen.
Karbon
Karbon atau zat arang merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada b periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Terdapat tiga macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni C dan C yang stabil, dan C yang bersifat radioaktif dengan waktu paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun. Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno. Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin "carbo", yang berarti batu bara.
Garis spektrum
Garis spektrum yang kuat di bagian spektrum tampak sering memiliki sebutan garis Fraunhofer yang unik, seperti K untuk garis pada 393.366 nm yang muncul dari Ca terionisasi tunggal, meskipun beberapa "garis" Fraunhofer adalah campuran dari beberapa garis dari beberapa spesi yang berbeda. Dalam kasus lain, garis-garis tersebut ditentukan sesuai dengan tingkat ionisasi dengan menambahkan bilangan Romawi pada unsur kimia yang ditunjuk, sehingga Ca juga dirujuk sebagai Ca II. Atom netral dilambangkan dengan bilangan roman I, atom terionisasi tunggal dengan II, dan seterusnya, sehingga misalnya Fe IX (IX, roman 9) mewakili delapan kali ionisasi besi. Perumusan yang lebih rinci biasanya mencakup garis panjang gelombang dan mungkin termasuk penentuan bilangan multiplet (untuk garis atom) atau pita (untuk garis molekul). Banyak garis spektrum atom hidrogen juga memiliki sebutan dalam rangkaian deret spektrum hidrogen mereka, seperti deret Lyman atau deret Balmer. Awalnya semua garis spektral dikelompokkan menjadi seri seri Prinsip, deret Sharp, dan deret Diffuse. Deret ini ada di seluruh atom dari semua unsur dan prinsip kombinasi Rydberg-Ritz adalah rumus yang memprediksi pola garis yang bisa ditemukan di semua atom unsur. Untuk alasan ini, database garis spektrum NIST berisi kolom untuk garis yang dihitung Ritz. Seri ini kemudian dikaitkan dengan suborbunya.
Hidrogen
formula_13
Kation trihidrogen
Molekul hidrogen terprotonasi, kation trihidrogen, ataupun H, adalah salah satu ion yang paling melimpah di alam semesta. Molekul ini stabil pada medium antarbintang (interstellar medium) oleh karena temperatur dan rapatan medium yang rendah. Kation ini juga merupakan molekul triatomik yang paling sederhana karena dua elektron yang terdapat pada molekul tersebut adalah satu-satunya elektron valensi pada sistem tersebut. Molekul ini juga merupakan salah satu contoh dari sistem ikatan dua elektron dengan tiga pusat.
Sprektrum atom hidrogen
Pada tahun 1913, Bohr mengembangkan teori fisika atom hidrogen berdasarkan rumus Reynberg. Model Bohr untuk atom hidrogen didasarkan pada gambaran planet dengan sebuah elektrn ringan bermuatan negatif beredar mengelilingi sebuah inti berat bermuatan positif. gaya yang mempertahankan elektron dalam orbitnya adalah gaya tarik Coulomb.
Unsur periode 2
Karbon adalah unsur paling melimpah keempat di alam semesta berdasarkan massa setelah hidrogen, helium dan oksigen dan unsur kedua yang paling melimpah dalam tubuh manusia berdasarkan massa setelah oksigen, urutan ketiga paling melimpah berdasarkan jumlah atom. Hampir tak terhingga jumlah senyawa yang mengandung karbon karena kemampuan karbon membentuk rantai C — C yang panjang lagi stabil. Molekul paling sederhana yang mengandung karbon adalah hidrokarbon, yang mengandung karbon dan hidrogen, meskipun kadang-kadang mengandung unsur lain dalam gugus fungsinya. Hidrokarbon digunakan sebagai bahan bakar fosil dan industri plastik dan petrokimia. Semua senyawa organik, yang esensial untuk kehidupan, mengandung sekurang-kurangnya satu atom karbon. Ketika bergabung dengan oksigen dan hidrogen, karbon dapat membentuk banyak gugus fungsi yang penting bagi senyawa biologi termasuk gula, lignan, kitin, alkohol, lemak, dan ester aromatik, karotenoid serta terpena. Dengan nitrogen, ia membentuk alkaloid, dan dengan penambahan belerang juga membentuk antibiotika, asam amino, dan produk-produk karet. Dengan penambahan fosfor pada unsur-unsur lain ini, ia membentuk DNA dan RNA, bahan kimia pembawa kide kehidupan, dan adenosin trifosfat (ATP), molekul pemindah energi paling penting dalam seluruh sel hidup.
Molekul diatomik
Unsur-unsur yang ditemukan dalam bentuk molekul diatomik pada kondisi laboratorium 1 bar dan 25 C meliputi hidrogen (H), nitrogen (N), oksigen (O), dan halogen: fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), yodium (I), dan astatin (At). Perlu diperhatikan pula bahwa terdapat pula molekul diatomik lainnya yang dapat terbentuk, misalnya logam yang dipanaskan sampai menjadi gas. Selain itu, banyak molekul diatomik tidak stabil dan sangat reaktif, contohnya difosfor. Molekul diatomik yang terdiri dari dua atom yang berbeda contohnya adalah CO dan HCl.
Hidrogen
Baru-baru ini hidrogen digunakan sebagai bahan campuran dengan nitrogen (kadangkala disebut "forming gas") sebagai gas perunut untuk pendeteksian kebocoran gas yang kecil. Aplikasi ini dapat ditemukan di bidang otomotif, kimia, pembangkit listrik, kedirgantaraan, dan industri telekomunikasi. Hidrogen adalah zat aditif (E949) yang diperbolehkan penggunaanya dalam ujicoba kebocoran bungkusan makanan dan sebagai antioksidan.
Unsur kimia
Nomor massa unsur, "A", adalah jumlah nukleon (proton dan neutron) dalam inti atom. Isotop yang berbeda dari unsur tertentu dibedakan berdasarkan nomor massanya, yang secara konvensional ditulis sebagai superskrip di sebelah kiri lambang atom (misalnya ). Nomor massa selalu bilangan bulat dan memiliki satuan "nukleon". Sebagai contoh, magnesium-24 (24 adalah nomor massa) adalah sebuah atom dengan 24 nukleon (12 proton dan 12 neutron).
Unsur kimia
Sebagian besar unsur alami (66 dari 94) memiliki lebih dari satu isotop stabil. Selain isotop hidrogen (yang masing-masing memiliki massa relatif sangat jauh berbeda—cukup untuk menyebabkan efek kimia), isotop-isotop unsur terdaftar secara kimia hampir tidak dapat dibedakan.
Oganeson
Kestabilan inti sangat berkurang dengan bertambahnya nomor atom di atas 96 (nomor atom kurium, Cm). Semua isotop bernomor atom di atas 101 mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh dibawah 30 jam. Tidak ada unsur dengan nomor atom di atas 82 (timbal) memiliki isotop stabil. Hal ini disebabkan terus meningkatnya gaya tolak Coulomb antara proton dalam inti-inti tersebut, sehingga gaya nuklir kuat tidak bisa lama menahan kecenderungan terjadinya pembelahan spontan. Jika hanya memperhitungkan faktor ini, seharusnya tidak mungkin ada unsur dengan jumlah proton (nomor atom) di atas 104. Namun penelitian yang dilakukan pada 1960an menunjukkan bahwa kulit nuklir dengan sekitar 114 proton dan 184 neutron dapat menanggulangi faktor ketidakstabilan di atas, sehingga muncullah konsep "pulau stabilitas" dalam fisika nuklir. Dalam "pulau" ini, inti-inti atom diperkirakan dapat memiliki waktu paruh mencapai ribuan bahkan jutaan tahun. Walaupun para ilmuwan belum mencapai pulau ini, keberadaan unsur-unsur superberat (termasuk oganeson) menunjukkan bahwa efek kestabilan ini nyata, dan inti-inti superberat yang sejauh ini ditemukan menunjukkan kenaikan waktu paruh yang eksponensial saat mendekati posisi "pulau" ini. Oganeson bersifat radioaktif dan memiliki waktu paruh yang sepertinya kurang dari satu milisekon. Namun, angka ini masih lebih tinggi dari beberapa prediksi, sehingga menjadi salah satu bukti pendukung gagasan "pulau stabilitas" ini.
Piran
Dalam kimia, piran adalah cincin heterosiklik beranggota enam yang terdiri dari lima atom karbon dan sebuah atom oksigen dan mengandung dua ikatan rangkap dua. Rumus molekulnya adalah CHO. Terdapat dua isomer piran yang berbeda tergantung pada lokasi ikatan rangkapnya. Pada 2"H"-piran, karbon jenuh terdapat pada posisi 2, sedangkan pada 4"H"-piran, karbon jenuhnya terdapat pada posisi 4.
Argon
Nama "argon" diturunkan dari bahasa Yunani "αργον", bentuk tunggal dari "αργος" yang berarti "malas" atau "tak aktif", sebagai rujukan kepada kenyataan bahwa unsur ini hampir tidak pernah mengalami reaksi kimia. Oktet lengkap (delapan elektron) pada kulit elektron luarnya membuat argon stabil dan tahan terhadap ikatan dengan unsur lainnya. Temperatur titik tripelnya 83,8058 K adalah titik tetap yang ditentukan dalam "International Temperature Scale 1990".
Elektron valensi
Jumlah elektron dalam kelopak valensi terluar mengatur perilaku ikatannya. Oleh karena itu, unsur-unsur yang atomnya memiliki jumlah elektron valensi yang sama dikelompokkan bersama dalam tabel periodik unsur kimia. Sesuai aturan umum, unsur golongan utama (kecuali hidrogen dan helium) cenderung bereaksi untuk membentuk kelopak tertutup, sesuai konfigurasi elektron sp. Kecenderungan ini disebut aturan oktet, karena masing-masing atom yang berikatan memiliki delapan elektron valensi termasuk elektron yang digunakan bersama.
Jumlah zat
Jumlah zat adalah besaran pokok fisika yang mengukur jumlah cuplikan zat elementer yang dapat berupa elektron, atom, ion, molekul, atau partikel tertentu. Satuan SI untuk jumlah zat ini adalah mol yang didefinisikan sebagai jumlah atom dalam elemen carbon-12 seberat 12 g. 1 mol mempunyai atom dari bahan murni yang diukur, yang sering dikenal sebagai bilangan Avogadro.
Holmium
Holmium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ho dan nomor atom 67.
Gas
Unsur kimia yang membentuk molekul homonuklir diatomik pada STP hanyalah hidrogen (H), nitrogen (N), oksigen (O), dan dua halogen: fluor (F) dan klor (Cl). Ketika dikelompokkan bersama-sama dengan gas mulia monoatomik – helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn) – gas-gas ini disebut sebagai "gas unsur" atau "gas elemental". Alternatifnya, mereka kadang-kadang dikenal sebagai "gas molekuler" untuk membedakannya dari molekul yang juga senyawa kimia.
Pesan Arecibo
Dengan arti 7 atom Hidrogen, 5 atom Karbon, 0 atom Nitrogen , 1 atom Oksigen, dan 0 atom Fosfor.
Biokimia
Pada dasarnya, protein terdiri dari rantai asam amino. Sebuah asam amino terdiri dari satu atom karbon yang berikatan dengan 4 grup. Grup pertama dalah gugus amino, —NH, grup kedua adalah asam karboksilik, —COOH (meskipun eksisnya sebagai —NH dan —COO dalam kondisi fisiologis). Grup yang ketiga adalah atom hidrogen. Grup yang keempat biasanya disingkat sebagai "—R", dan grup inilah yang membedakan antar asam amino. Ada 20 macam asam amino standar. Beberapa dari mereka mempunyai fungsi sendiri-sendiri, misalnya, fungsi glutamat adalah sebagai neurotransmiter.
Asam amino dapat bergabung melalui ikatan peptida. Dalam sintesis dehidrasi ini, sebuah molekul air akan dilepaskan dan ikatan peptida akan menghubungkan atom nitrogen dari asam amino yang satu dengan atom karbon dari gugus asam karboksil lain. Maka, hasilnya adalah "dipeptida". Rangkaian beberapa asam amino (biasanya lebih kecil dari 30) disebut polipeptida. Untuk rangkaian yang lebih panjang, biasanya disebut sebagai protein. Sebagai contoh, protein albumin pada plasma darah terdiri dari 585 residu asam amino.
Teori atom
Dalton memperkirakan berat atom menurut rasio massa di mana mereka digabungkan, dengan atom hidrogen diambil sebagai kesatuan. Namun, Dalton tidak memikirkan bahwa terdapat beberapa unsur atom berada dalam bentuk molekul—misalnya oksigen murni terdapat sebagai . Dia juga salah kaprah bahwa senyawa paling sederhana antara dua unsur selalu hanya terdiri dari masing-masing satu atom (jadi dia berpendapat air adalah HO, bukan ). Hasil ini merupakan suatu kecatatan, di samping peralatannya yang belum mendukung. Misalnya, pada tahun 1803 ia yakin bahwa atom oksigen 5,5 kali lebih berat daripada atom hidrogen, karena dalam air ia mengukur 5,5 gram oksigen untuk setiap 1 gram hidrogen dan meyakini rumus untuk air adalah HO. Dengan mengadopsi data yang lebih baik, pada tahun 1806 ia menyimpulkan bahwa berat atom oksigen yang sebenarnya adalah 7 bukannya 5,5, dan dia mempertahankan berat ini selama sisa hidupnya. Ilmuwah lain pada masa itu sudah menyimpulkan bahwa berat atom oksigen seharusnya 8 relatif terhadap hidrogen yang sama dengan 1, jika diasumsikan rumus Dalton untuk molekul air adalah HO, atau 16 jika diasumsikan menggunakan rumus air modern .
Ikatan hidrogen
Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (HO), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.
Atom
Energi yang diperlukan untuk melepaskan ataupun menambah satu elektron (energi pengikatan elektron) adalah lebih kecil daripada energi pengikatan nukleon. Sebagai contohnya, hanya diperlukan 13,6 eV untuk melepaskan elektron dari atom hidrogen. Bandingkan dengan energi sebesar 2,3 MeV yang diperlukan untuk memecah inti deuterium. Atom bermuatan listrik netral oleh karena jumlah proton dan elektronnya yang sama. Atom yang kekurangan ataupun kelebihan elektron disebut sebagai ion. Elektron yang terletak paling luar dari inti dapat ditransfer ataupun dibagi ke atom terdekat lainnya. Dengan cara inilah, atom dapat saling berikatan membentuk molekul.
Spektrum hidrogen
Spektrum Hidrogen adalah susunan pancaran dari atom hidrogen saat elektronnya melompat atau bertransisi dari tingkat energi tinggi ke rendah. Susunan pancaran dari atom hidrogen dibagi menjadi beberapa rangkaian spektral, dengan panjang gelombang yang dihitung dengan formula Rydberg. Garis-gari spektral yang diamati ini terbentuk karena elektron yang bertransisi antara dua tingkat energi yang berbeda di dalam atomnya. Klasifikasi rangkaian oleh formula Rydberg sangatlah penting dalam pengembangan mekanika kuantum. Rangkaian spektral sangat penting dalam astronomi untuk mendeteksi keberadaan dari hidrogen dan menghitung pergeseran merah.
Hidrogen
formula_8
Energi disosiasi ikatan
Dengan cara yang sama untuk menghilangkan atom hidrogen berturut-turut dari metana maka energi disosiasi ikatannya adalah 104 kkal/mol (435 kJ/mol) untuk "D"(CH–H), 106 kkal/mol (444 kJ/mol) untuk "D"(CH–H), 106 kkal/mol (444 kJ/mol) untuk "D"(CH–H) dan terakhir 81 kkal/mol (339 kJ/mol) untuk "D"(C–H). Energi ikatan, maka, adalah sebesar 99 kkal/mol atau 414 kJ/mol (rerata energi disosiasi ikatan). Tak satu pun dari energi disosiasi ikatan individu yang sama dengan energi ikatan 99 kkal/mol.
Mengikuti disosiasi, jika ikatan baru dari energi disosiasi ikatan yang besar terbentuk, produk ini memiliki entalpi lebih rendah, terdapat kehilangan energi, dan karenanya proses secara keseluruhan bersifat eksotermik. Secara khusus, konversi ikatan rangkap dua yang lemah dalam O menjadi ikatan yang lebih kuat dalam CO dan HO membuat pembakaran bersifat eksotermik.
Ikatan dapat dipecah simetris atau asimetris. Yang pertama disebut homolisis dan merupakan dasar bagi BDEs yang umum. Skema asimetris suatu ikatan disebut heterolisis. Untuk hidrogen molekuler, alternatifnya adalah:
Bencana nuklir Fukushima Daiichi
Sementara itu, ketika para pekerja berjuang untuk memasok listrik ke sistem pendingin reaktor dan mengembalikan daya ke ruang kendali mereka, sejumlah ledakan kimia hidrogen-air terjadi, yang pertama di Unit 1, pada 12 Maret dan yang terakhir di Unit 4, pada tanggal 15 Maret [28] [29] [30] Diperkirakan reaksi air liur aluminium zirkonium panas di Reaktor 1-3 menghasilkan 800 sampai 1000 kilogram gas hidrogen. Gas bertekanan dilepaskan dari bejana bertekanan reaktor dimana dicampur dengan udara ambien, dan akhirnya mencapai batas konsentrasi eksplosif pada Unit 1 dan 3. Karena hubungan pipa antara Unit 3 dan 4, atau sebagai alternatif dari reaksi yang sama yang terjadi pada Menghabiskan bahan bakar di Unit 4 sendiri, [31] Unit 4 juga diisi dengan hidrogen, menghasilkan ledakan. Dalam setiap kasus, ledakan hidrogen-udara terjadi di bagian atas setiap unit, yang berada di bangunan penahan sekunder bagian atas. [32] [33]
Tabel periodik
Sifat-sifat kimia hidrogen tidak terlalu dekat dengan logam-logam alkali, yang menempati golongan 1, dan berdasarkan hal tersebut, terkadang hidrogen diletakkan di tempat lain: alternatif yang paling umum adalah di golongan 17; salah satu faktor pertimbangannya adalah sifat hidrogen yang nonlogam monovalen, dan bahwa fluor (unsur yang terletak di puncak golongan 17) juga nonlogam monovalen. Terkadang, untuk menunjukkan bahwa hidrogen memiliki sifat-sifat baik seperti logam alkali maupun halogen, hidrogen ditampilkan dalam dua kolom sekaligus. Cara penyajian lain adalah meletakkan hidrogen di atsa karbon dalam golongan 14: dengan meletakkannya sedemikian, sangat cocok dengan kecenderungan kenaikan nilai potensial ionisasi dan afinitas elektron, dan tidak terlalu menyimpang dari tren elektronegativitas. Terakhir, hidrogen kadang diletakkan terpisah dari golongan manapun; hal ini berdasarkan sifat-sifat hidrogen yang sangat berbeda dari golongan manapun: tidak seperti hidrogen, unsur golongan 1 lainnya menunjukkan sifat yang sangat logam; unsur-unsur golongan 17 umumnya membentuk garam (oleh sebab itu ada istilah "halogen"); unsur-unsur golongan lainnya menunjukkan sifat kimia multivalen. Unsur periode 1 lainnya, helium, terkadang juga diletakkan terpisah dari golongan manapun. Sifat-sifat yang membedakan helium dengan gas mulia lainnya (meskipun sifat inert helium sangat dekat dengan neon dan argon) adalah bahwa dalam kulit elektron tertutupnya, helium hanya memiliki dua elektron pada orbital terluarnya, sementara gas mulia lainnya memiliki delapan elektron.
Unsur-unsur prediksi Mendeleev
Pada tahun 1902, setelah menerima bukti untuk unsur helium dan argon, Mendeleev meletakkan Gas Mulia ini ke dalam Golongan 0 dalam tata letak unsur-unsurnya. Karena Mendeleev meragukan teori atom untuk menjelaskan Hukum perbandingan tetap, ia tidak memiliki alasan kritis untuk mempercayai bahwa hidrogen adalah unsur paling ringan, dan menyarankan bahwa anggota hipotetis yang lebih ringan daripada unsur inert Golongan 0 dianggap tak terdeteksi dan bertanggung jawab untuk radioaktivitas.
Atom
Manakala isotop dengan nomor atom yang lebih tinggi daripada timbal (62) bersifat radioaktif, terdapat suatu "pulau stabilitas" yang diajukan untuk beberapa unsur dengan nomor atom di atas 103. Unsur-unsur super berat ini kemungkinan memiliki inti yang secara relatif stabil terhadap peluruhan radioaktif. Atom super berat yang stabil ini kemungkinan besar adalah unbiheksium, dengan 126 proton 184 neutron.
Hidrogen
Dalam keadaan normal di bumi, unsur hidrogen berada dalam keadaan gas diatomik, H (silakan lihat tabel data). Namun, gas hidrogen sangatlah langka di atmosfer bumi (1 ppm berdasarkan volume) oleh karena beratnya yang ringan yang menyebabkan gas hidrogen lepas dari gravitasi bumi. Walaupun demikian, hidrogen masih merupakan unsur paling melimpah di permukaan bumi ini. Kebanyakan hidrogen bumi berada dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain seperti hidrokarbon dan air. Gas hidrogen dihasilkan oleh beberapa jenis bakteri dan ganggang dan merupakan komponen alami dari kentut. Penggunaan metana sebagai sumber hidrogen akhir-akhir ini juga menjadi semakin penting.
Bilangan oksidasi
Alasan: dalam senyawa hidrida, hidrogen ada dalam bentuk ion hidrida, H. Biloks dari ion seperti hidrida adalah
sama dengan muatan ion, dalam hal ini adalah -1.
Hidrogen
formula_6
Nitrogen
Nitrogen atom, juga dikenal sebagai nitrogen aktif, sangat reaktif, berbentuk triradikal dengan tiga elektron yang tidak berpasangan. Atom nitrogen bebas mudah bereaksi dengan sebagian besar unsur untuk membentuk nitrida, dan bahkan ketika dua atom nitrogen-bebas bertumbukan untuk menghasilkan molekul N yang tereksitasi, mereka dapat melepaskan begitu banyak energi pada tumbukan dengan molekul stabil semacam karbon dioksida dan air menyebabkan fisi homolitik yang menghasilkan radikal seperti CO dan O atau OH dan H. Nitrogen atomik disiapkan dengan melewatkan aliran listrik melalui gas nitrogen pada 0,1–2 mmHg, yang menghasilkan nitrogen atom bersamaan dengan emisi kuning "peach" yang memudar perlahan sebagai pendaran selama beberapa menit bahkan setelah aliran listrik berakhir.
Hidrida
Pada hidrida kovalen, hidrogen berikatan secara kovalen dengan unsur yang lebih positif, seperti pada unsur boron, aluminium, dan unsur golongan 4-7 serta berilium. Senyawa yang umumnya ditemukan meliputi hidrokarbon dan amonia. Hidrida kovalen netral yang berupa molekul biasanya mudah menguap pada suhu kamar dan tekanan atmosfer. Beberapa hidrida kovelan tidak mudah menguap karena hidrida tersebut bersifat polimerik, seperti pada hidrida aluminium dan berilium. Dengan menggantikan beberap atom hidrogen pada senyawa ini dengan ligan yang lebih besar, bisa didapatkan turunan senyawa molekuler. Sebagai contoh, diisobutilaluminium hidrida (DIBAL) terdiri dari duan pusat aluminium yang berjembatan dengan ligan hidrida. Hidrida yang larut dalam pelarut umum sering digunakan dalam sintesis organik, misalnya natrium borohidrida (NaBH), litium aluminium hidrida, dan DIBAL.
Zat kimia
Sampai dengsn tahun 2012, ada 118 unsur yang diketahui, sekitar 80 di antaranya stabil – yaitu, mereka tidak berubah melalui peluruhan radioaktif menjadi unsur lain. Beberapa unsur dapat terjadi lebih dari satu zat kimia (alotropi). Misalnya, oksigen ada sebagai oksigen diatomik (O) maupun ozon (O). Mayoritas unsur diklasifikasikan sebagai logam. Ini adalah unsur dengan kilau yang khas seperti besi, tembaga, dan emas. Logam biasanya penghantar listrik dan panas yang baik, dan mudah dibentuk dan lentur. Sekitar selusin unsur, seperti karbon, nitrogen, dan oksigen, diklasifikasikan sebagai nonlogam. Nonlogam tidak memiliki sifat logam yang dijelaskan di atas, mereka juga memiliki elektronegativitas tinggi dan cenderung untuk membentuk ion negatif. Unsur tertentu seperti silikon terkadang menyerupai logam dan terkadang menyerupai nonlogam, yang dikenal sebagai metaloid.
Hidrogen
Salah satu dari efek kuantum yang secara eksplisit disadari (namun masih belum sepenuhnya dimengerti saat itu) adalah pengamatan Maxwell yang melibatkan hidrogen setengah abad sebelum teori mekanika kuantum benar-benar berkembang. Maxwell mengamati bahwa kapasitas bahang spesifik dari H tidak sesuai dengan tren gas diatomik lainnya di bawah suhu kamar dan mulai menyerupai tren gas monoatomik di temperatur kriogenik. Menurut teori kuantum, sifat-sifat ini disebabkan oleh jarak antara aras tenaga rotasi hidrogen yang lebar oleh karena massanya yang ringan. Aras yang lebar ini menghambat partisi energi bahang secara merata menjadi gerak berputar hidrogen pada temperatur yang rendah. Gas diatomik yang terdiri dari atom-atom yang lebih berat tidak mempunyai aras tenaga yang cukup lebar untuk menyebabkan efek yang sama.
Air
Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat daripada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.
Hidrogen
Aras tenaga keadaan dasar elektron pada atom hidrogen adalah −13.6 eV, yang ekuivalen dengan foton ultraviolet kira-kira 92 nm.
Hidrogen
formula_10
Hidrogen
Walaupun H tidaklah begitu reaktif dalam keadaan standar, ia masih dapat membentuk senyawa dengan kebanyakan unsur. Jutaan jenis hidrokarbon telah diketahui, namun itu semua tidaklah dihasilkan secara langsung dari hidrogen dan karbon. Hidrogen dapat membentuk senyawa dengan unsur yang lebih elektronegatif seperti halogen (F, Cl, Br, I); dalam senyawa ini hidrogen memiliki muatan parsial positif. Ketika berikatan dengan fluor, oksigen ataupun nitrogen, hidrogen dapat berpartisipasi dalam bentuk ikatan non-kovalen yang kuat, yang disebut dengan ikatan hidrogen yang sangat penting untuk menjaga kestabilan kebanyakan molekul biologi. Hidrogen juga membentuk senyawa dengan unsur yang kurang elektronegatif seperti logam dan metaloid, yang mana hidrogen memiliki muatan parsial negatif. Senyawa ini dikenal dengan nama hidrida.
Isotop
Dalam nomenklatur ilmiah, isotop (nuklida) dispesifikasikan berdasarkan nama unsur tertentu oleh sebuah hyphen dan jumlah nukleon (proton dan neutron) dalam nukleus atom (misal, helium-3, karbon-12, karbon-14, besi-57, uranium-238). Dalam bentuk simbolik, jumlah nukleon ditandakan sebagai sebuah prefik naik-ke-atas terhadap simbol kimia (misal, He, C, C, Fe, U, dan lain-lain).
Bikarbonat
Ion bikarbonat (ion hidrogenkarbonat) adalah suatu anion dengan rumus empiris dan massa molekul 61,01 dalton; ia terdiri dari satu atom karbon sebagai pusat yang dikelilingi oleh tiga atom oksigen dalam penataan trigonal planar; dengan atom hidrogen terikat pada salah satu atom oksigen. Ion karbonat isoelektronik dengan asam nitrat . Ion bikarbonat membawa muatan formal negatif satu dan merupakan basa konjugat dari asam karbonat ; sekaligus, merupakan asam konjugat dari , ion karbonat, seperti ditunjukkan dalam reaksi kesetimbangan berikut:
Alkana
Setiap atom karbon mempunyai 4 ikatan (baik ikatan C-H atau ikatan C-C), dan setiap atom hidrogen mesti berikatan dengan atom karbon (ikatan H-C). Sebuah kumpulan dari atom karbon yang terangkai disebut juga dengan rumus kerangka. Secara umum, jumlah atom karbon digunakan untuk mengukur berapa besar ukuran alkana tersebut (contohnya: C-alkana).
Hidrogen
Gas hidrogen, H, pertama kali dihasilkan secara artifisial oleh T. Von Hohenheim (dikenal juga sebagai Paracelsus, 1493–1541) melalui pencampuran logam dengan asam kuat. Dia tidak menyadari bahwa gas mudah terbakar yang dihasilkan oleh reaksi kimia ini adalah unsur kimia yang baru. Pada tahun 1671, Robert Boyle menemukan kembali dan mendeskripsikan reaksi antara besi dan asam yang menghasilkan gas hidrogen. Pada tahun 1766, Henry Cavendish adalah orang yang pertama mengenali gas hidrogen sebagai zat diskret dengan mengidentifikasikan gas tersebut dari reaksi logam-asam sebagai "udara yang mudah terbakar". Pada tahun 1781 dia lebih lanjut menemukan bahwa gas ini menghasilkan air ketika dibakar. Pada tahun 1783, Antoine Lavoisier memberikan unsur ini dengan nama hidrogen (dari Bahasa Yunani "hydro" yang artinya air dan "genes" yang artinya membentuk) ketika dia dan Laplace mengulang kembali penemuan Cavendish yang mengatakan pembakaran hidrogen menghasilkan air.
Hidrogen
Hidrogen adalah unsur yang paling melimpah di alam semesta ini dengan persentase 75% dari barion berdasarkan massa dan lebih dari 90% berdasarkan jumlah atom. Unsur ini ditemukan dalam kelimpahan yang besar di bintang-bintang dan planet-planet gas raksasa. Awan molekul dari H diasosiasikan dengan pembentukan bintang. Hidrogen memainkan peran penting dalam pemberian energi bintang melalui reaksi proton-proton dan fusi nuklir daur CNO.
Hidrogen
formula_9
Hidrogen
Antihidrogen () adalah antimateri lawan dari hidrogen. Ia tersusun dari sebuah antiproton dan sebuah positron. Antihidrogen adalah satu-satunya atom antimateri yang telah diproduksi per 2015.
Hidrogen
formula_5
Tabel periodik
Jika mengikuti konfigurasi elektron, hidrogen (konfigurasi elektron 1s) dan helium (1s) seharusnya terletak di golongan 1 dan 2, di atas litium ([He]2s) dan berilium ([He]2s). Namun, penempatan tersebut jarang digunakan di luar konteks konfigurasi elektron: Ketika gas mulia (yang kemudian disebut "gas inert") pertama kali diketemukan sekitar tahun 1900, mereka dikenal sebagai "golongan 0", merefleksikan tidak adanya reaktivitas kimia unsur-unsur ini yang diketahui pada saat itu, dan helium diletakkan di puncak golongan, karena memiliki ke-inert-an yang sama dengan seluruh golongan tersebut. Oleh karena golongan berubah penomoran formalnya, kebanyakan penulis tetap meletakkan helium tepat di atas neon, dalam golongan 18; salah satunya adalah tabel IUPAC yang berlaku saat ini.
Unsur kimia
Unsur kimia paling ringan adalah hidrogen dan helium, keduanya tercipta melalui nukleosintesis Big Bang selama 20 menit pertama alam semesta, dengan rasio sekitar 3:1 berdasarkan massa (atau 12:1 berdasarkan nomor atom), bersama dengan dua unsur renik berikutnya, litium dan berilium. Hampir semua unsur lain yang dijumpai di alam terbentuk melalui beragam metode nukleosintesis alami. Sejumlah kecil atom secara alami diproduksi di bumi melalui reaksi nukleogenik, atau dalam proses kosmogenik, seperti spalasi sinar kosmis. Atom-atom baru juga diproduksi secara alami di bumi sebagai isotop luruhan radiogenik dari proses peluruhan radioaktif seperti peluruhan alfa, peluruhan beta, fisi spontan peluruhan gugus dan moda peluruhan yang lebih jarang lainnya.