8.1 Perkembangan Tabel Periodik unsur

Pada abad kesembilan belas, ketika para ahli kimia hanya memiliki gagasan tentang atom dan molekul yang tidak jelas dan tidak mengetahui keberadaan elektron dan proton, mereka telah menyusun tabel periodik menggunakan pengetahuannya tentang massa atom. Pengukuran akurat massa atom sebagian besar unsur telah dilakukan. Susunan unsur-unsur berdasarkan massa atomnya dalam tabel periodik tampak logis bagi para ahli kimia pada masa itu, yang menganggap bahwa sifat kimia entah bagaimana harus dikaitkan dengan massa atom.

Pada tahun 1864 seorang ahli kimia dari Inggris bernama John Newlands - memperhatikan bahwa ketika unsur-unsur disusun dalam urutan berdasarkan massa atom, dia mendapati setiap unsur kedelapan memiliki sifat yang serupa. Newlands menyebut hubungan aneh ini sebagai hukum oktaf. Namun, "hukum" ini ternyata tidak memadai untuk unsur-unsur di luar kalsium, dan karya Newlands tidak diterima oleh komunitas ilmiah saat itu.

Pada tahun 1869 seorang ahli kimia dari Rusia bernama Dmitri Mendeleev dan seorang ahli kimia dari Jerman bernama Lothar Meyer, masing-masing secara independen mengusulkan tabulasi unsur yang jauh lebih luas berdasarkan pada sifat yang berulang dan berkala. Sistem klasifikasi Mendeleev adalah perbaikan besar atas gagasan Newlands karena dua alasan. Pertama, ia mengelompokkan unsur bersama-sama secara lebih akurat, sesuai dengan sifatnya. Sama pentingnya, memungkinkan prediksi sifat-sifat beberapa unsur yang belum ditemukan. Misalnya, Mendeleev mengusulkan keberadaan unsur yang tidak dikenal yang ia sebut eka-aluminium dan meramalkan sejumlah sifatnya. (Eka adalah kata Sanskerta yang berarti "pertama"; dengan demikian eka-aluminium akan menjadi unsur pertama di bawah aluminium dalam golongan yang sama.) Ketika unsur galium ditemukan empat tahun kemudian, sifatnya cocok dengan sifat yang diprediksi sebagai eka-aluminium dengan sangat baik. 

	Eka-Aluminium (EA)	Galium (Ga)
Massa Atom	68 sma	69,9 sma
Titik lebur	Rendah	29,78oC
Densitas	5,9 g/cm3	5,94 g/cm3
Rumus oksida	Ea2O3	Ga2O3

Tabel periodik Mendeleev termasuk 66 unsur yang diketahui. Pada 1900, sekitar 30 lebih unsur telah ditambahkan ke dalam daftar tersebut, dan mengisi beberapa ruang kosong. Gambar 8.1 memetakan penemuan unsur-unsur secara kronologis.

Gambar 8.1 Diagram kronologis penemuan unsur. Hingga saat ini, 117 unsur telah diidentifikasi.

Meskipun tabel periodik ini adalah kesuksesan yang patut dirayakan, versi awal memiliki beberapa inkonsistensi yang mencolok. Sebagai contoh, massa atom argon (39,95 sma) lebih besar dari kalium (39,10 sma). Jika unsur-unsur disusun hanya berdasarkan peningkatan massa atom, argon akan muncul pada posisi yang ditempati oleh kalium dalam tabel periodik modern kita (lihat lampiran Tabel Periodik). Tetapi tidak ada ahli kimia yang menempatkan argon (gas inert) dalam golongan yang sama dengan lithium dan natrium, dua logam yang sangat reaktif. Perbedaan ini dan lainnya menunjukkan bahwa beberapa sifat fundamental selain massa atom harus menjadi dasar periodisitas. Sifat ini ternyata dikaitkan dengan nomor atom, sebuah konsep yang tidak diketahui Mendeleev dan orang-orang sezamannya.

Menggunakan data dari percobaan hamburan partikel-𝛼 (lihat Bagian 2.2), Rutherford memperkirakan jumlah muatan positif dalam inti beberapa unsur, tetapi secara signifikansi angka-angka ini diabaikan selama beberapa tahun kemudian. Pada tahun 1913, seorang fisikawan muda asal Inggris bernama Henry Moseley menemukan korelasi antara apa yang disebutnya nomor atom dan frekuensi sinar X yang dihasilkan dengan membombardir sebuah unsur dengan elektron berenergi tinggi. Moseley memperhatikan bahwa frekuensi sinar X yang dipancarkan dari unsur-unsur dapat dikorelasikan dengan persamaan

di mana v adalah frekuensi sinar X yang dipancarkan, a dan b adalah konstanta yang sama untuk semua unsur. Dengan demikian, dari akar kuadrat dari frekuensi yang diukur dari sinar X yang dipancarkan, kita dapat menentukan nomor atom unsur tersebut.

Dengan beberapa pengecualian, Moseley menemukan bahwa nomor atom meningkat dalam urutan yang sama dengan massa atom. Sebagai contoh, kalsium adalah unsur kedua puluh berdasarkan peningkatkan massa atom, dan memiliki nomor atom 20. Perbedaan yang telah membingungkan para ilmuwan sebelumnya sekarang masuk akal. Nomor atom argon adalah 18 dan kalium adalah 19, jadi kalium harus setelah argon dalam tabel periodik.

Tabel periodik modern biasanya menunjukkan nomor atom bersama dengan simbol unsur. Seperti yang sudah diketahui, nomor atom juga menunjukkan jumlah elektron dalam atom suatu unsur. Konfigurasi elektron unsur membantu menjelaskan terulangnya sifat fisik dan sifat kimia unsur. Pentingnya dan kegunaan tabel periodik terletak pada kenyataan bahwa kita dapat menggunakan pemahaman kita tentang sifat-sifat umum dan kecenderungan dalam suatu golongan atau suatu periode untuk memprediksi dengan akurasi yang cukup besar sifat-sifat unsur apa pun, meskipun unsur itu mungkin asing bagi kita.