Apakah Unsur-unsurnya Muncul secara Kebetulan?

”SETIAP benda di Alam Semesta, bahkan bintang yang paling jauh, terbuat dari atom,” jelas The Encyclopedia of Stars & Atoms. Secara individu, atom-atom terlalu kecil untuk dilihat, tetapi setelah berkumpul, mereka membentuk unsur-unsur kimia yang kita kenal baik. Beberapa unsur ini berbentuk padat sehingga dapat dilihat; ada juga yang berupa gas yang tak terlihat. Dapatkah keberadaan semua unsur kimia tersebut dihubungkan dengan faktor kebetulan?

Unsur 1 hingga 92

Meskipun hidrogen adalah atom yang paling sederhana, ia merupakan bahan bakar bagi bintang-bintang seperti matahari dan sangat penting bagi kehidupan. Sebuah atom hidrogen memiliki satu proton dalam intinya dan satu elektron yang bergerak di sekitar inti itu. Unsur-unsur kimia lain, seperti karbon, oksigen, emas, dan merkuri, terbuat dari atom-atom dengan banyak elektron yang bergerak di sekeliling sebuah inti yang berisi banyak proton dan neutron.

Kira-kira 450 tahun yang lalu, baru 12 unsur kimia saja yang dikenal. Seraya lebih banyak lagi yang ditemukan, para ilmuwan memperhatikan adanya urutan alami dari unsur-unsur itu. Dan, sewaktu unsur-unsur itu disusun dalam bagan berupa baris dan lajur, para ilmuwan menemukan bahwa unsur-unsur dalam lajur yang sama memiliki karakteristik yang mirip. Tetapi, ada juga ruang-ruang kosong dalam bagan tersebut, yang mewakili unsur tak dikenal. Hal ini mendorong ilmuwan Rusia Dmitry Mendeleyev untuk meramalkan keberadaan unsur bernomor atom 32, germanium, beserta warna, berat, kepadatan, dan titik leburnya. ”Ramalan [Mendeleyev] tentang unsur-unsur lain yang hilang​—galium dan skandium​—juga terbukti sangat akurat,” komentar buku pelajaran ilmiah tahun 1995, Chemistry.

Belakangan, para ilmuwan meramalkan keberadaan unsur-unsur lain yang belum diketahui dan beberapa karakteristiknya. Pada akhirnya, semua unsur yang hilang tersebut ditemukan. Tidak ada lagi ruang-ruang kosong dalam bagan tersebut. Urutan alami dari unsur-unsur tersebut didasarkan atas jumlah proton dalam inti atomnya, dimulai dari unsur nomor 1, hidrogen, dan berlanjut hingga unsur terakhir yang biasanya terdapat secara alami di bumi, nomor 92, uranium. Apakah ini hanya suatu kebetulan?

Perhatikan juga betapa beranekaragamnya unsur-unsur kimia. Emas dan merkuri adalah unsur-unsur yang memiliki warna berkilauan yang unik. Yang satu padat, dan yang lainnya cair. Namun, mereka berderetan sebagai unsur 79 dan 80. Sebuah atom emas memiliki 79 elektron, 79 proton, dan 118 neutron. Sebuah atom merkuri hanya memiliki tambahan satu elektron dan satu proton, serta jumlah neutron yang kurang-lebih sama.

Apakah suatu kebetulan bahwa perubahan kecil dalam susunan partikel atom menghasilkan unsur-unsur yang sedemikian beranekaragamnya?

[Bagan/Diagram di hlm. 6, 7]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

Sewaktu artikel ini diterbitkan, para ilmuwan telah menghasilkan unsur 93 ke atas, hingga unsur 118. Dapat diramalkan, unsur-unsur ini masih cocok dengan pola tabel periodik.

[Keterangan]

Sumber: Los Alamos National Laboratory

Nama unsur Simbol Nomor atom (jumlah proton)

hidrogen H 1

helium He 2

litium Li 3

berilium Be 4

boron B 5

karbon C 6

nitrogen N 7

oksigen O 8

fluorin F 9

neon Ne 10

natrium Na 11

magnesium Mg 12

aluminium Al 13

silikon Si 14

fosforus P 15

sulfur S 16

klorin Cl 17

argon Ar 18

kalium K 19

kalsium Ca 20

skandium Sc 21

titanium Ti 22

vanadium V 23

kromium Cr 24

mangan Mn 25

besi Fe 26

kobalt Co 27

nikel Ni 28

tembaga Cu 29

zink Zn 30

galium Ga 31

germanium Ge 32

arsenik As 33

selenium Se 34

bromin Br 35

kripton Kr 36

rubidium Rb 37

strontium Sr 38

itrium Y 39

zirkonium Zr 40

niobium Nb 41

molibdenum Mo 42

teknetium Tc 43

rutenium Ru 44

rodium Rh 45

paladium Pd 46

perak Ag 47

kadmium Cd 48

indium In 49

timah Sn 50

antimon Sb 51

telurium Te 52

iodin I 53

xenon Xe 54

sesium Cs 55

barium Ba 56

lantanum La 57

serium Ce 58

praseodimium Pr 59

neodimium Nd 60

prometium Pm 61

samarium Sm 62

europium Eu 63

gadolinium Gd 64

terbium Tb 65

disprosium Dy 66

holmium Ho 67

erbium Er 68

tulium Tm 69

iterbium Yb 70

lutetium Lu 71

hafnium Hf 55

tantalum Ta 73

wolfram W 74

renium Re 75

osmium Os 76

iridium Ir 77

platinum Pt 78

emas Au 79

merkuri Hg 80

talium Tl 81

timbal Pb 82

bismut Bi 83

polonium Po 84

astatin At 85

radon Rn 86

fransium Fr 87

radium Ra 88

aktinium Ac 89

torium Th 90

protaktinium Pa 91

uranium U 92

neptunium Np 93

plutonium Pu 94

amerisium Am 95

kurium Cm 96

berkelium Bk 97

kalifornium Cf 98

einsteinium Es 99

fermium Fm 100

mendelevium Md 101

nobelium No 102

lawrensium Lr 103

ruterfordium Rf 104

dubnium Db 105

seaborgium Sg 106

bohrium Bh 107

hasium Hs 108

meitnerium Mt 109

110

111

112

114

116

118

[Diagram]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

Apakah urutan dan keharmonisan unsur-unsur dalam tabel periodik memperlihatkan suatu kebetulan atau rancangan yang cerdas?

Atom Helium

Elektron

Proton

Neutron