Unsur kimia
Unsur kimia adalah suatu spesies atom yang memiliki jumlah proton yang sama dalam inti atomnya (yaitu, nomor atom, atau Z, yang sama). Sebanyak 118 unsur telah diidentifikasi, yang 94 di antaranya terjadi secara alami di bumi. Sedangkan 24 sisanya, merupakan unsur sintetis. Terdapat 80 unsur yang memiliki sekurang-kurangnya satu isotop stabil dan 38 unsur yang
merupakan radionuklida yang, seiring berjalannya waktu, meluruh menjadi unsur lain. Besi adalah unsur penyusun bumi paling melimpah (berdasarkan massa), sementara oksigen adalah yang paling melimpah di kerak bumi.
Unsur kimia menyusun materi biasa di jagat raya. Namun, observasi astronomi menyarankan bahwa materi biasa yang teramati hanya menyusun 15% dari materi di alam semesta: sisanya adalah materi gelap; komposisinya tidak diketahui, tetapi tidak tersusun dari unsur kimia.
Dua unsur yang paling ringan, hidrogen dan helium, sebagian besar terbentuk dalam Ledakan Dahsyat dan merupakan unsur paling umum di jagat raya. Tiga unsur berikutnya (litium, berilium, dan boron) sebagian besar terbentuk melalui spalasi sinar kosmis, dan oleh sebab itu lebih jarang daripada unsur-unsur yang lebih berat. Pembentukan unsur dengan proton antara 6 sampai 26 terjadi
dan terus berlanjut dalam bintang-bintang deret utama melalui nukleosintesis bintang. Kelimpahan oksigen, silikon, dan besi yang tinggi di Bumi mencerminkan produksinya yang banyak di bintang-bintang tersebut. Unsur-unsur dengan proton lebih dari 26 terbentuk melalui nukleosintesis supernova dalam supernova, yang, ketika mereka meledak, memercikkan unsur-unsur ini sebagai sisa-sisa supernova jauh ke angkasa, yang menyatu dengan planet ketika mereka terbentuk.
Istilah "unsur" (atau "elemen") digunakan untuk atom-atom dengan jumlah proton tertentu (tanpa menghiraukan apakah mereka terionisasi atau berikatan kimia, misalnya hidrogen dalam air) maupun sebagai zat kimia murni yang mengandung unsur tunggal (misalnya gas hidrogen). Untuk makna yang kedua, telah diusulkan juga istilah "zat elementer" dan "zat sederhana", tetapi
tidak mendapat penerimaan yang luas dalam literatur kimia Inggris, sementara dalam beberapa bahasa lainnya kesetaraannya banyak digunakan (misalnya French: corps simple, Russian: ростое веество). Sebuah unsur tunggal dapat membentuk banyak zat yang berbeda strukturnya; mereka disebut alotrop unsur.
Ketika unsur yang berbeda bergabung secara kimia, dengan atom-atom yang terikat melalui ikatan kimia, mereka membentuk senyawa kimia. Hanya sedikit unsur yang ditemukan tak berikatan sebagai mineral murni. Unsur alami semacam ini di antaranya adalah tembaga, perak, emas, karbon (sebagai batu bara, grafit, atau intan), dan belerang. Semua unsur, kecuali yang sangat inert
seperti gas mulia dan logam mulia, biasanya ditemukan di bumi dalam bentuk gabungan kimianya, sebagai senyawa kimia. Sementara sekitar 32 unsur kimia yang ada di bumi dalam bentuk alami tak tergabung, sebagian besar berada sebagai campuran. Misalnya, udara atmosfer campuran utamanya adalah nitrogen, oksigen, dan argon, sementara unsur padat alami terjadi dalam logam paduan, seperti pada besi dan nikel.
Sejarah penemuan dan penggunaan unsur dimulai sejak masyarakat manusia primitif yang menemukan unsur-unsur alami seperti karbon, belerang, tembaga dan emas. Peradaban selanjutnya mengekstraksi unsur tembaga, timah, timbal dan besi dari bijihnya melalui peleburan, menggunakan batu bara. Alkimiawan dan kimiawan secara berurutan mengidentifikasi lebih banyak lagi; seluruh unsur yang terbentuk secara alami telah diketahui pada tahun 1950.
Sifat unsur kimia dirangkum dalam tabel periodik, yang menyusun unsur-unsur menurut kenaikan nomor atom dalam baris ("periode") yang merupakan pengulangan ("secara periodik") sifat-sifat kimia dan fisika kolom-kolomnya ("golongan"). Selain unsur radioaktif tak stabil dengan waktu paruh singkat, seluruh unsur tersedia secara industri, sebagian besar berketakmurnian[Cat 1] rendah.
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.
Dari 94 unsur yang terbentuk secara alami, unsur dengan nomor atom 1 hingga 82 memiliki sekurang-kurangnya satu isotop stabil (kecuali teknesium, unsur 43, dan prometium, unsur 61, yang tidak memiliki isotop stabil). Isotop yang dianggap stabil adalah mereka yang tidak (atau belum) teramati mengalami peluruhan radioaktif. Unsur dengan nomor atom 83 hingga 94 adalah tidak stabil dari sudut pandang
peluruhan radioaktif seluruh isotop yang dapat dideteksi. Beberapa unsur ini, terutama bismut (nomor atom 83), torium (nomor atom 90), dan uranium (nomor atom 92), memiliki satu atau lebih isotop dengan waktu paruh yang cukup panjang untuk bertahan sebagai sisa-sisa ledakan nukleosintesis stelar yang menghasilkan logam berat sebelum pembentukan Tata Surya. Selama lebih dari 1.91019
tahun, lebih dari satu milyar kali lebih lama daripada perkiraan umur alam semesta saat ini, bismut-209 (nomor atom 83) memiliki waktu paruh peluruhan alfa terpanjang di antara unsur yang terjadi secara alami, dan hampir selalu dianggap setara dengan 80 unsur stabil. Unsur yang paling berat (yaitu yang di atas plutonium, unsur 94), mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh yang sangat singkat dan tidak ditemukan di alam sehingga harus disintesis.
Per tahun 2010, terdapat 118 unsur yang diketahui (dalam konteks ini, "diketahui" berarti telah diteliti dengan cukup baik, meskipun hanya dari sedikit produk peluruhannya, untuk memastikan berbeda dari unsur lain). Dari 118 unsur ini, 94 terbentuk secara alami di bumi. Enam di antaranya terbentuk dalam jumlah yang sangat renik: teknesium, nomor atom 43; prometium, nomor 61;
astatin, nomor 85; fransium, nomor 87; neptunium, nomor 93; dan plutonium, nomor 94. Sembilan puluh empat unsur ini telah terdeteksi melimpah di alam semesta, dalam spektrum bintang dan juga supernova, dimana terjadi pembentukan unsur radioaktif berumur pendek. Sembilan puluh empat unsur pertama telah dideteksi langsung di bumi sebagai nuklida primordial yang hadir sejak pembentukan tata surya, atau sebagai fisi alami atau transmutasi produk uranium dan torium.
Sisanya, 24 unsur yang lebih berat, yang tidak ditemukan saat ini baik di bumi maupun pada spektra astronomis, telah diproduksi secara artifisial: seluruhnya bersifat radioaktif, dengan waktu paruh yang sangat singkat. Jika ada atom-atom unsur ini yang terdapat pada pembentukan bumi, dapat dipastikan telah meluruh sempurna, dan jika terdapat pada nova (bintang
baru), pastinya berada dalam jumlah yang sangat kecil untuk diketahui. Teknesium adalah non-alami yang disintesis pertama kali, pada tahun 1937, meskipun sekelumit teknesium telah dijumpai di alam (dan juga unsurnya telah ditemui secara alami pada tahun 1925). Pola produksi artifisial dan pengungkapan alami di kemudian hari telah berulang dengan unsur radioaktif alami yang langka lainnya.
Dafar unsur tersedia berdasarkan nama, nomor atom, massa jenis, titik lebur, titik didih, dan berdasarkan simbol, serta berdasarkan energi ionisasi unsur kimia. Nuklida unsur stabil dan radioaktif juga tersedia sebagai daftar nuklida, yang diurutkan berdasarkan waktu paruh untuk yang tidak stabil. Satu yang paling nyaman, dan tentunya penyajian unsur paling tradisional adalah dalam