Unsur periode 4
Unsur periode 4 adalah unsur-unsur kimia pada baris (atau periode) keempat tabel periodik. Tabel periodik disusun berdasarkan baris untuk menggambarkan tren keberulangan (periodik) perilaku kimia unsur-unsur seiring dengan kenaikan nomor atom: baris baru dimulai ketika perilaku kimia mulai berulang, artinya bahwa unsur-unsur dengan perilaku yang sama jatuh pada kolom yang sama. Periode keempat
berisi 18 unsur, dimulai dengan kalium dan diakhiri dengan kripton. Sesuai kaidah, unsur-unsur periode 4 mengisi terlebih dahulu kulit 4s, disusul kulit 3d dan 4p, urutannya seperti itu. Namun, terdapat perkecualian, misalnya kromium.
Setiap unsur tunggal adalah stabil, dan banyak terdapat dalam kerak dan/atau inti bumi; ini adalah periode terakhir tanpa kehadiran unsur tak stabil. Banyak logam transisi pada periode 4 yang luar biasa kuat, sehingga banyak digunakan dalam industri, terutama besi. Tembaga adalah satu dari tiga logam yang tidak berwarna perak atau abu-abu, dua lainnya
adalah emas dan sesium. Tiga unsur yang berurutan dikenal beracun, dengan arsen sebagai salah satu racun yang paling terkenal, selenium yang beracun bagi manusia jika dalam kadar besar, dan bromin, cairan yang sangat beracun. Banyak unsur penting bagi keberlangsungan hidup manusia, seperti kalsium sebagai pembentuk tulang dan gigi.
(*) Perkecualian pada aturan Madelung Kalium adalah sebuah logam alkali, yang ditempatkan di bawah natrium dan di atas rubidium, dan merupakan unsur pertama dari periode 4. Ia merupakan salah satu unsur palilng reaktif dalam tabel periodik, sehingga biasanya hanya dijumpai dalam bentuk senyawa. Ia cenderung teroksidasi dengan cepat di udara, sehingga bereaksi sangat cepat dengan oksigen ketika
baru terpapar udara. Ketika baru terpapar, ia berwarna agak keperakan, tetapi dengan cepat memudar akibat bereaksi dengan udara. Logam ini cukup lunak untuk dipotong menggunakan pisau, dan merupakan unsur kedua dengan massa jenis paling ringan. Kalium mempunyai titik lebur relatif rendah; ia akan meleleh hanya dengan meletakkannya di bawah api kecil. Kalium juga memiliki massa jenis yang lebih kecil daripada air, sehingga dapat mengapung di air.
Kalsium adalah unsur kedua dalam periode 4, antara kalium dan skandium. Sebagai sebuah logam alkali tanah, kalsium tidak pernah ditemukan di alam karena reaktivitas tingginya dengan air. Unsur tersebut merupakan salah satu unsur yang paling dikenal dan peran biologi paling dikenal dalam seluruh hewan dan beberapa tumbuhan, penyusun tulang dan gigi, dan digunakan dalam beberapa
aplikasi sel, seperti sinyal untuk proses seluler. Kalsium dianggap sebagai mineral yang paling melimpah dalam massa tubuh.
Skandium adalah unsur ketiga dalam periode 4, antara kalsium dan titanium, dan merupakan logam transisi pertama dalam tabel periodik. Skandium cukup banyak terdapat di alam, tetapi sulit dijumpai karena merupakan yang banyak terdapat dalam senyawa tanah jarang, yang mana sulit diisolasi unsur-unsurnya. Skandium memiliki sedikit aplikasi komersial karena fakta-fakta tersebut di atas, dan aplikasi utama saat ini hanyalah sebagai bahan logam paduan dengan aluminium.
Titanium adalah unsur dalam periode 4, antara skandium dan vanadium. Titanium merupakan salah satu logam dengan massa jenis paling ringan sekaligus salah satu logam paling kuat dan paling tahan karat, sehingga banyak memiliki aplikasi, terutama dalam logam paduan dengan unsur lain, seperti besi. Oleh karena sifat-sifat tersebut di atas, ia banyak digunakan dalam pesawat terbang, stik golf, dan objek-objek lain yang memerlukan kekuatan, tetapi sekaligus harus ringan.
Vanadium adalah unsur dalam periode 4, antara titanium dan krom. Vanadium tidak pernah dijumpai dalam bentuk murni di alam, tetapi umum ditemukan dalam bentuk senyawa. Vanadium mirip dengan titanium dalam beberapa hal, seperti sangat tahan karat, namun, tidak seperti titanium, ia teroksidasi di udara bahkan pada suhu ruang. Seluruh senyawa vanadium memiliki sekurang-kurangnya beberapa tingkat toksisitas, dan beberapa di antaranya sangat toksik.
Kromium adalah unsur dalam periode 4, antara vanadium dan mangan. Kromium, seperti titanium dan vanadium sebelumnya, sangat tahan terhadap korosi, dan oleh sebab itu menjadi salah satu komponen utama baja nirkarat. Kromium juga memiliki banyak senyawa berwarna, dan oleh karena itu sangat jamak digunakan dalam pigmen, seperti hijau krom.
Mangan adalah unsur dalam periode 4, antara kromium dan besi. Mangan sering dijumpai dalam bentuk bebas di alam, tetapi juga ditemukan dalam kombinasi dengan besi. Mangan, seperti kromium sebelumnya, adalah komponen penting dalam baja nirkarat, mencegah besi berkarat. Mangan juga sering digunakan dalam pigmen, lagi-lagi seperti kromium. Mangan juga beracun; jika terhirup dalam kadar yang mencukupi, dapat menyebabkan kerusakan saraf permanen.
Besi adalah unsur dalam periode 4, antara mangan dan kobalt. Besi mungkin adalah unsur periode 4 yang paling terkenal, menjadikannya unsur yang paling jamak di bumi dan merupakan komponen utama baja. Besi-56 memiliki kerapatan energi terendah di antara isotop semua unsur, artinya bahwa ia adalah unsur paling masif yang dapat dihasilkan dalam bintang raksasa. Besi juga memiliki beberap aplikasi dalam tubuh manusia; sebagian dari hemoglobin adalah besi.
Kobalt adalah unsur dalam periode 4, antara besi dan nikel. Kobalt banyak digunakan dalam pigmen, karena banyak senyawa kobalt berwarna biru. Kobalt juga merupakan komponen inti dari banyak aloy magnetis dan berkekuatan tinggi. Satu-satunya isotop stabil, kobalt-59, merupakan komponen penting vitamin B-12, sementara kobalt-60 adalah komponen limbah nuklir dan dapat berbahaya dalam jumlah besar karena sifat radioaktifnya.
Nikel adalah unsur dalam periode 4, antara kobalt dan tembaga. Nikel jarang terdapat dalam kerak bumi, terutama karena kenyataan bahwa ia bereaksi dengan oksigen di udara, dengan sebagian besar nikel di bumi berasal dari meteorit besi nikel. Namun, nikel sangat melimpah di inti bumi; bersama dengan besi ia merupakan salah satu dari dua komponen utama. Nikel adalah komponen utama dalam besi nirkarat, dan dalam banyak superaloy.
Tembaga adalah unsur dalam periode 4, antara nikel dan seng. Tembaga adalah salah satu dari sedikit logam yang tidak berwarna putih atau abu-abu, lainnya adalah emas dan sesium. Tembaga telah banyak dimanfaatkan oleh manusia selama ribuan tahun untuk memberi warna kemerahan pada banyak objek, dan bahkan merupakan nutrisi penting bagi manusia,
meskipun beracun jika terlalu banyak. Tembaga juga banyak digunakan sebagai pengawet kayu atau fungisida.
Seng adalah unsur dalam periode 4, di antara tembaga dan galium. Seng adalah salah satu komponen utama kuningan, yang telah digunakan sejak abad ke-10 sebelum masehi. Seng juga sangat penting bagi manusia; hampir 2 milyar orang di dunia menderita kekurangan seng. Namun, overdosis seng dapat menyebabkan defisiensi tembaga. Seng sering digunakan dalam baterai, sebut saja baterai karbon-seng, dan unsur penting dalam banyak metode pelapisan, karena seng sangat tahan korosi.
Galium adalah unsur dalam periode 4, antar seng dan germanium. Galium adalah unsur penting karena memiliki titik lebur sekitar 303 K, sekitar suhu kamar. Sebagai contoh, ia akan memadat pada musim semi, tetapi akan mencair pada musim panas. Galium merupakan komponen penting dalam logam paduan galinstan, bersama dengan timah. Galium juga dapat dijumpai dalam semikonduktor.
Germanium adalah sebuah unsur dalam periode 4, antara gallium dan arsenik. Germanium, seperti silikon di atas, adalah komponen penting dalam semikonduktor dan banyak digunakan dalam dioda dan transistor, seringkali kombinasi dengan arsenik. Germanium jarang ditemukan di bumi, oleh karenanya termasuk yang terakhir ditemukan. Germanium, dalam senyawa, dapat mengiritasi mata, kulit, atau lambung.