Unsur dan Rumus Kimia

        Semua benda yang ada di dunia ini, seperti batu, tanah, tumbuhan, hewan, dan alat-alat rumah tangga yang ada di sekitarmu merupakan materi. Tahukah kamu, apakah materi itu? Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Istilah materi sering disamakan dengan istilah benda dan zat. Sebenarnya, baik benda, materi, dan zat dapat didefinisikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang. Bagaimanakah cara mengenali materi? Tidak sulit bagi kamu untuk mengenali berbagai wujud materi tertentu. Kamu dapat melihat dan meraba zat padat, seperti kayu, besi, tanah, dan batuan atau kamu juga dapat melihat dan meraba zat cair, seperti air, minyak tanah, dan susu. Lalu bagaimanakah caramu
mengenali zat gas? Tidaklah mudah untuk mengenali zat gas sebagai materi karena kebanyakan gas tidak dapat kamu lihat.
       Akan tetapi, ketika kamu meniup tanganmu, maka akan terasa hembusan udara yang keluar dari paru-paru. Kamu juga dapat mengenali bahwa gas mempunyai massa dengan membandingkan balon yang berisi udara dengan yang tidak berisi udara. Balon yang penuh berisi udara mempunyai massa yang lebih

besar dibandingkan jika balon itu tidak berisi udara. Dari uraian tersebut jelaslah bahwa materi menempati ruang dan mempunyai massa. Akan tetapi, apakah sesungguhnyamateri itu? Kamu mengenal sejumlah besar bahan yang berbeda-beda dan berbagai jenis materi yang berbeda-beda.
       Menurutmu apakah ada suatu kesamaan di antara bahan, seperti beton, besi, susu, lampu, mentega, darah, bulu kucing, dan gigi orang? Permasalahan di atas akan semakin rumit jika kita mempertimbangkan
bahwa banyak bahan yang kelihatannya murni tetapi sesungguhnya tidak semurni yang kamu bayangkan.
Suatu lempeng beton terlihat dari jauh seperti suatu bahan seragam yang berwarna abu-abu. Jika kamu teliti lebih cermat, kamu akan mendapati bahwa beton tersebut terdiri atas beberapa jenis materi, yaitu butiran kerikil atau batu gerus yang terlekat pada semen. Seember air laut seperti suatu bahan sederhana yang
seragam. Akan tetapi, apabila airnya menguap, tertinggallah berbagai garam termasuk di antaranya garam dapur biasa atau natrium klorida (NaCl). Jika kamu alirkan arus listrik melalui cairan natrium klorida (NaCl), bahan itu akan terurai menjadi logam yang disebut dengan natrium dan gas yang disebut
dengan klorin.
          Materi di sekitar kita ada yang berupa zat tunggal, ada pula yang berupa campuran. Zat tunggal terdiri atas unsur dan senyawa. Apakah yang dimaksud dengan unsur dan senyawa itu?

1. Pengertian Unsur

       Perhatikan beberapa macam benda, seperti sekrup, cincin, panci, pensil, dan lampu pijar. Nah, tahukah kamu terbuat dari apa benda-benda tersebut? Sekrup terbuat dari besi. Cincin terbuat dari emas. Kawat pada lampu pijar terbuat dari tungsten (wolfram). Panci terbuat dari aluminium. Isi pensil terbuat dari karbon. Nah, besi, emas, tungsten, aluminium, dan karbon merupakan beberapa contoh unsur. Setelah mempelajari uraian di atas, dapatkah kamu menyimpulkan apakah sebenarnya yang dinamakan unsur itu?
       Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana melalui reaksi kimia sederhana.

Ada berapa unsur yang sudah kamu ketahui? Berikut ini beberapa unsur yang umum dikenali.

Beberapa unsur yang umum dikenali.

     Pada kondisi normal, banyak di antara unsur ini berupa benda padat, seperti tembaga, emas, besi, dan timbal. Merkuri atau yang lebih dikenal dengan nama air raksa dan brom merupakan contoh unsur yang berwujud cair. Oksigen dan nitrogen adalah contoh unsur yang berupa gas. Nah, dapatkah kamu menyebutkan wujud dari unsur-unsur kimia lainnya?

     Tahukah kamu bahwa sebenarnya bumi yang kita pijak ini terdiri dari berbagai macam unsur? Berikut ini delapan jenis unsur yang membentuk hampir 99% bagian kerak bumi.

       Unsur-unsur apakah yang terdapat dalam air laut dan udara? Lautan terdiri atas air dan berbagai garam. Air tersusun atas unsur hidrogen dan oksigen. Udara hampir sepenuhnya merupakan campuran oksigen dan nitrogen ditambah dengan sejumlah kecil beberapa unsur lain. Tubuh manusia juga tersusun oleh berbagai unsur. Sebagian besar tubuh manusia terdiri dari air (hidrogen dan oksigen).

      Unsur-unsur yang sudah dikenal ada yang berupa logam, bukan logam (nonlogam), dan semilogam. Logam adalah unsur yang memiliki sifat mengkilap dan umumnya merupakan penghantar listrik dan penghantar panas yang baik. Unsur-unsur logam umumnya berwujud padat pada suhu dan tekanan normal, kecuali raksa yang berwujud cair. Pada umumnya unsur logam dapat ditempa sehingga dapat dibentuk menjadi bendabenda

lainnya. Nah, dapatkah kamu menyebutkan unsur-unsur yang termasuk logam? Beberapa unsur logam di antaranya besi, emas, perak, platina, dan tembaga. Contoh unsur-unsur logam ditunjukkan pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1. Unsur-unsur logam.

       Adapun unsur nonlogam adalah unsur yang tidak memiliki sifat seperti logam. Pada umumnya, unsur-unsur nonlogam berwujud gas dan padat pada suhu dan tekanan normal. Dapatkah kamu menyebutkan contoh unsur nonlogam yang berwujud gas dan padat? Contoh unsur nonlogam yang berwujud gas adalah oksigen, nitrogen, dan helium. Contoh unsur nonlogam yang berwujud padat adalah belerang, karbon, fosfor, dan iodin. Zat padat nonlogam biasanya keras dan getas.

Unsur nonlogam yang berwujud cair adalah bromin. Perhatikan contoh unsur nonlogam pada Tabel 1.2 berikut.

Tabel 1.2. Unsur-unsur nonlogam.

        Selain unsur logam dan nonlogam ada juga unsur semilogam atau yang dikenal dengan nama metaloid. Metaloid adalah unsur yang memiliki sifat logam dan nonlogam. Contoh unsur-unsur jenis ini dapat kamu lihat pada Tabel 1.3. Unsur semilogam ini biasanya bersifat semikonduktor. Apakah yang dimaksud semikonduktor? Bahan yang bersifat semikonduktor tidak dapat menghantarkan listrik dengan baik pada suhu yang rendah, tetapi sifat hantaran listriknya menjadi lebih baik ketika suhunya lebih tinggi.

Tabel 1.3. Unsur-unsur semilogam.

        Pada umumnya, unsur-unsur yang terdapat di alam bukan berupa unsur bebas, melainkan bergabung dengan unsur-unsur lain atau unsur-unsur sejenis membentuk senyawa berupa bijih atau mineral.


2. Penulisan Lambang Unsur

       Jumlah unsur sangat banyak. Untuk memudahkan dalam mengingat dan mempelajarinya, maka nama unsur dapat dinyatakan dengan lambang unsur. Bagaimana cara menuliskan lambang unsur?

Jöns Jakob Berzelius

Jöns Jakob Berzelius (1779 - 1848) ialah seorang ilmuwan dari Swedia yang mengusulkan agar setiap unsur kimia diberi lambang berupa huruf awal dari nama unsur dalam bahasa Latin. Ia juga menunjukkan bahwa atom-atom berpegangan dalam molekul karena ada tegangan listrik. Dia menemukan beberapa unsur kimia yaitu silikon, selenium, thorium, dan cerium.

 

       Setiap unsur memiliki lambang masing-masing berdasarkan nama ilmiah yang diambil dari nama latinnya. Penulisan lambang unsur mengalami berbagai perubahan dari masa ke masa, di antaranya lambang unsur pada zaman alkimia, masa John Dalton, dan masa Jakob Berzelius. Perubahan penulisan lambang unsur ini dapat kamu amati pada Tabel dibawah.

Perubahan lambang unsur dari masa ke masa.

Penulisan lambang kimia yang dipakai sampai saat ini adalah berdasarkan usulan Jons Jakob Berzelius. Menurut Berzelius, penulisan setiap unsur dilambangkan dengan satu huruf, yaitu huruf awal dari nama latin unsur tersebut yang dituliskan dengan huruf besar. Jika ada unsur yang mempunyai huruf awal yang sama, penulisan lambang unsur dibedakan dengan menambahkan satu huruf lain dari nama unsur tersebut yang

dituliskan dengan huruf kecil.

Contoh penulisan lambang unsur yang menggunakan satu huruf ditunjukkan pada Tabel berikut.

Unsur-unsur yang dilambangkan dengan huruf.

Unsur-unsur apa sajakah yang dilambangkan dengan dua huruf? Beberapa contoh unsur yang dilambangkan dengan dua huruf dapat kamu amati pada Tabel berikut.

Unsur-unsur yang digambarkan dengan 2 huruf.

Dari Tabel diatas, kamu dapat mengamati bahwa penulisan lambang unsur dengan dua huruf adalah huruf pertama dituliskan dengan huruf kapital, sedangkan huruf kedua ditulis dengan huruf kecil.3. Tabel Periodik Unsur

         Di alam semesta ini terdapat 114 unsur baik alami maupun buatan. Unsur alami terdiri atas 91 jenis unsur dan 23 unsur sisanya merupakan unsur buatan. Unsur-unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan kemiripan sifatnya. Pengelompokan unsur ini dinamakan Tabel Periodik Unsur. Perhatikan Tabel Periodik Unsur pada Gambar dibawah.

Tabel periodik unsur.

Dari Tabel Periodik Unsur pada Gambar diatas, dapat kita lihat bahwa unsur-unsur dapat digolongkan menjadi logam, nonlogam, metaloid, dan gas mulia.

Mendeleyev 

 Dmitriy Ivanovich Mendeleyev (1834-1907) ialah seorang ahli kimia dari Kekaisaran Rusia yang menciptakan tabel periodik berdasarkan peningkatan bilangan atom. Ia menemukan bahwa jika ia menata unsur-unsur menurut kenaikan massa atom, unsur dengan sifat yang mirip akan muncul dengan selang yang berskala. Ia berhasil menyajikan hasil kerjanya pada Himpunan Kimia Rusia di awal 1869.

Kelebihan tabel periodik yang disusun Mendeleyev yaitu adanya adanya pengakuan tentang unsur-unsur baru yang belum diketahui pada massa ia menemukan tabel periodik tersebut seperti galium, germanium, dan skandium. Ia menyediakan ruang untuk unsur-unsur itu dan memperkirakan berapa massa atom dan bagaimana sifat-sifat kimianya nanti.

4. Nama dan Rumus Kimia

      Senyawa adalah zat-zat yang tersusun atas dua unsur atau lebih yang bergabung secara kimia dengan perbandingan massa tertentu. Dapatkah kamu memberikan contoh senyawa? Air dan garam dapur merupakan salah satu contoh senyawa.          

      Mengapa air dan garam dapur dikatakan senyawa? Air dan garam dapur dikatakan senyawa karena tersusun atas dua unsur atau lebih. Air tersusun atas dua jenis unsur, yaitu hidrogen dan oksigen dengan perbandingan massa tertentu dan tetap. Garam dapur juga tersusun atas dua jenis un

sur, yaitu natrium dan klorin dengan perbandingan massa tertentu dan tetap. Contoh lainnya, nitrogen dan hidrogen bergabung membentuk amoniak. 

      Sama halnya dengan unsur kimia, senyawa kimia diberi nama dan lambang agar memudahkan untuk dipelajari.

Bagaimana cara memberi nama sebuah senyawa? Perhatikan gambar molekul air dan amoniak pada Gambar!

Strukur molekul.
a. Air.        
b. Amoniak

       Dari Gambar diatas kamu dapat melihat bahwa molekul air tersusun atas dua buah atom hidrogen dan sebuah atom oksigen dengan perbandingan jumlah atom 2 : 1. Angka 2 menyatakan jumlah atom hidrogen dan angka 1 menyatakan jumlah atom oksigen. Lambang atom hidrogen adalah H, sedangkan lambang atom oksigen adalah O. Oleh karena itu, rumus kimia untukair adalah H2O.

      Begitu juga halnya dengan amoniak, amoniak tersusun atas satu buah atom nitrogen dan tiga buah atom hidrogen. Lambang unsur atom nitrogen adalah N, sedangkan lambang unsur atom hidrogen adalah H. Oleh karena itu, rumus kimia untuk amonia adalah NH3.

      Penulisan rumus kimia sesuai dengan komposisi senyawa yang diperoleh berdasarkan percobaan. Misalnya, molekul tertentu dengan rumus kimia AxBy. Huruf kapital A dan B menyatakan lambang unsur penyusun senyawa tersebut, sedangkan indeks x dan y menyatakan jumlah relatif atom A dan B dalam molekul bersangkutan.

     Dalam ilmu kimia, semua senyawa ditulis menggunakan lambang yang menunjukkan jenis unsur penyusunnya berikut komposisinya. Nah, lambang dari suatu senyawa dinamakan

rumus kimia.

      Beberapa materi yang ada di alam berada dalam bentuk molekul. Misalnya, gas oksigen (O2), gas nitrogen (N2), uap fosfor (P4), dan uap belerang (S8). Contoh senyawa lainnya ditunjukkan pada Tabel berikut.

Nama senyawa dan rumus kimianya.

Contoh

Tulislah senyawa berikut ke dalam rumus kimianya!

1. Hidrogen peroksida yang tersusun atas dua atom hidrogen dan dua atom oksigen.

2. Magnesium klorida yang tersusun atas satu atom magnesium dan dua atom klorin

3. Karbon monoksida yang tersusun atas satu atom karbon dan satu atom oksigen.

Jawab:

Dalam menuliskan rumus kimia, nama unsur pertama dituliskan di depan, diikuti dengan nama unsur kedua.

Angka indeks satu tidak perlu ditulis.

1. Hidrogen peroksida (H2O2)

2. Magnesium klorida (MgCl2)

3. Karbon monoksida (CO)

       Jumlah senyawa yang ada di dunia ini sangatlah banyak. Oleh karena itu diperlukan sistem penamaan agar memudahkan kita untuk mempelajarinya. Pada pembahasan ini, kita hanya akan mempelajari tata nama senyawa biner yaitu senyawa yang tersusun dari dua jenis unsur. Senyawa biner dapat merupakan gabungan dari atom nonlogam dengan nonlogam atau atom logam dengan atom nonlogam. Tahukah kamu unsur-unsur apa saja yang termasuk logam atau nonlogam? Perhatikan kembali tabel periodik diatas agar kamu mengetahui unsur -unsur yang termasuk logam atau nonlogam.

a. Senyawa Biner dari Sesama Nonlogam

Aturan penulisan senyawa biner dari sesama nonlogam adalah sebagai berikut.

1) Unsur nonlogam yang terdapat di sebelah kiri pada urutan berikut, dituliskan terlebih dahulu.

B - Si - C - S - As - P - N - H - S - I - Br - Cl - O - F

Sebagai contoh, rumus kimia karbon dioksida dituliskan CO2 bukan O2C atau rumus kimia air dituliskan sebagai H2O bukan OH2.

Angka indeks dalam
bahasa latin.

2) Nama senyawa biner dari dua jenis unsur nonlogam diambil dari rangkaian nama kedua jenis unsur tersebut

dan diberi akhiran -ida pada nama unsur yang kedua.

Contoh

CO : karbon monoksida

CaO : kalsium oksida

3) Jika pasangan unsur yang bersenyawa membentuk lebih dari sejenis senyawa, nama unsur tersebut dibedakan dengan menyebut angka dalam bahasa latin, seperti yang ditunjukkan pada Tabel disamping.

Contoh

CO : karbon monoksida

CO2 : karbon dioksida

NO2 : nitrogen dioksida

N2O3 : dinitrogen trioksida

b. Senyawa Biner dari Logam dan Nonlogam

Aturan penulisan senyawa biner dari logam dan nonlogam adalah unsur logam ditulis terlebih dahulu.

Contoh:

      Garam dapur terdiri atas unsur logam (natrium) dan unsur nonlogam (klorin). Oleh karena itu rumus kimia garam dapur dituliskan NaCl (natrium klorida).

      Rumus kimia dibedakan menjadi dua, yaitu rumus empiris dan rumus molekul. Apakah yang disebut dengan rumus empiris? Rumus empiris adalah perbandingan paling sederhana dari atom-atom yang membentuk senyawa. Contoh rumus empiris amoniak adalah NH3. Rumus kimia sesungguhnya dapat sama dengan rumus empiris atau kelipatan dari rumus empirisnya.

      Rumus sesungguhnya amoniak sama dengan rumus empirisnya, yaitu NH3. Rumus sesungguhnya dari asetilena adalah C2H2, yang merupakan kelipatan dua dari rumus empirisnya, yaitu CH.

      Untuk senyawa molekuler, penting untuk diketahui berapa jumlah atom yang terdapat dalam setiap molekulnya. Jadi, rumus molekul dapat didefinisikan sebagai rumus kimia yang menyatakan perbandingan jumlah atom sesungguhnya dari atom-atom yang menyusun suatu molekul.

      Dengan demikian, rumus empiris dan rumus molekul memiliki kesamaan dalam hal jenis unsurnya. Perbedaannya terletak pada perbandingan relatif jumlah unsur yang menyusun senyawa itu. Hubungan antara rumus empiris dan rumus molekul dari beberapa senyawa dapat kamu amati melalui tabel berikut.

Hubungan antara rumus empiris dan rumus molekul beberapa
senyawa.

Contoh

Tentukan rumus empiris dari rumus-rumus molekul berikut!

a. hidrazin (N2H4)

b. propena (C3H6)

c. hidrogen peroksida (H2O2)

d. benzena (C6H6)

e. butena (C4H8)

Jawab:

Rumus empiris adalah rumus paling sederhana dari molekul. 

Jadi, rumus empiris dari

a. hidrazin adalah NH2, n = 2

b. propena adalah CH2, n = 3

c. hidrogen peroksida adalah HO, n = 2

d. benzena adalah CH, n = 6

e. butena adalah CH2, n = 4