Unsur dan Bahan

Bab ini bertanya tentang jenis zarah di dalam emas, cara unsur disusun di dalam Jadual Berkala Unsur Moden, cara ion positif dan ion negatif terbentuk daripada atom, dan maksud isotop m/s 167.

8.1 Asas Jirim

Jirim terdiri daripada zarah-zarah yang halus dan diskrit, dan terdapat tiga jenis zarah yang membina jirim, iaitu atom, molekul dan ion m/s 168. Atom ialah zarah yang paling kecil di dalam sesuatu unsur, molekul ialah gabungan dua atau lebih atom secara kimia, dan ion ialah zarah bercas yang terbentuk apabila atom menderma atau menerima elektron m/s 168. Atom terdiri daripada zarah subatom, iaitu proton, neutron dan elektron m/s 168.

Bahan atom mengandungi zarah atom sahaja, dan semua unsur logam dan gas nadir terdiri daripada atom m/s 168. Atom-atom di dalam logam disusun secara rapat dan teratur, manakala susunan atom di dalam gas nadir berjauhan dan tidak teratur m/s 168. Bahan molekul mengandungi zarah molekul yang merupakan gabungan dua atau lebih atom secara kimia, dan kebanyakan bahan bukan logam wujud dalam bentuk molekul m/s 169. Tindak balas antara unsur bukan logam akan membentuk sebatian yang wujud dalam bentuk molekul, seperti air m/s 169. Bahan ion terbentuk daripada tindak balas antara unsur logam dengan unsur bukan logam, mengandungi ion positif dan ion negatif, dan contohnya ialah natrium klorida m/s 169.

Unsur boleh wujud dalam bentuk atom, molekul atau ion, dan unsur yang sama boleh wujud dalam bentuk yang berbeza m/s 170. Unsur ferum wujud dalam bentuk atom pada kepala tukul tetapi dalam bentuk ion dalam sebatian karat m/s 170. Unsur hidrogen wujud dalam bentuk ion di dalam jus limau tetapi dalam bentuk molekul di dalam udara m/s 170.

8.2 Jadual Berkala Unsur Moden

Terdapat 118 jenis unsur yang disusun di dalam Jadual Berkala Unsur Moden m/s 171. Turus menegak disebut kumpulan, dan terdapat 18 kumpulan m/s 171. Kala merujuk kepada unsur yang disusun dalam baris mengufuk, dan terdapat 7 kala m/s 171. Kumpulan 1 ialah logam alkali, Kumpulan 2 logam alkali bumi, Kumpulan 17 halogen dan Kumpulan 18 gas nadir m/s 171. Dua siri unsur dengan nombor proton 57 hingga 71 dan 89 hingga 103 diletakkan secara berasingan di bahagian bawah dan disebut siri lantanida dan siri aktinida m/s 171.

Apabila merentasi kala dari kiri ke kanan, sifat logam berkurang dan sifat bukan logam meningkat, sifat oksida berubah daripada oksida bes kepada oksida asid, dan kekonduksian arus elektrik semakin berkurangan m/s 171. Unsur disusun mengikut tertib menaik nombor proton dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah m/s 171. Nombor proton ditakrifkan sebagai bilangan proton yang terdapat di dalam nukleus suatu atom m/s 171.

Nombor proton bagi oksigen ialah 8 dan bagi magnesium ialah 12, dan bagi atom neutral, bilangan proton adalah sama dengan bilangan elektron m/s 172. Elektron disusun mengelilingi nukleus dalam petala elektron dan memenuhi petala terdekat dengan nukleus dahulu m/s 172. Bagi atom dengan nombor proton 1 hingga 20, dua elektron diisi dalam petala pertama, lapan elektron dalam petala kedua dan lapan elektron dalam petala ketiga m/s 172. Sulfur mempunyai nombor proton 16, jadi 16 elektronnya disusun sebagai 2.8.6 m/s 172.

Kebanyakan atom mempunyai susunan elektron yang tidak stabil, maka atom-atom ini cenderung untuk membentuk susunan elektron yang stabil m/s 173. Atom neutral membentuk ion dengan menderma atau menerima elektron pada petala terluar bagi mencapai susunan elektron duplet atau oktet yang stabil m/s 173. Susunan elektron duplet mempunyai 2 elektron pada petala pertama, dan susunan elektron oktet mempunyai 8 elektron pada petala terluar m/s 173. Ion positif terbentuk apabila atom unsur logam menderma elektron, dan ion negatif terbentuk apabila atom unsur bukan logam menerima elektron m/s 173. Atom magnesium mempunyai susunan elektron 2.8.2 dan menderma dua elektron untuk membentuk ion magnesium, Mg²⁺ m/s 173.

Atom klorin mempunyai 17 elektron dengan susunan elektron 2.8.7, dan menerima satu elektron untuk mencapai susunan elektron oktet yang stabil sebagai ion klorida (2.8.8) m/s 174. Kakisan logam berlaku apabila atom logam membentuk ion positif, dan pengaratan ialah salah satu masalah utama bagi jambatan dan kenderaan m/s 174.

8.3 Isotop

Terdapat unsur tertentu yang atomnya mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berlainan, dan atom-atom ini dikenal sebagai isotop m/s 175. Hidrogen-1, hidrogen-2 dan hidrogen-3 masing-masing mempunyai 1 proton tetapi 0, 1 dan 2 neutron m/s 175. Karbon-12, karbon-13 dan karbon-14 masing-masing mempunyai 6 proton tetapi 6, 7 dan 8 neutron m/s 175. Isotop biasanya ditulis dengan nombor nukleonnya sahaja, iaitu jumlah bilangan proton dan neutron di dalam nukleus m/s 175. Isotop hidrogen yang mempunyai 1 proton dan 2 neutron ditulis hidrogen-3 m/s 175.

Radioisotop ialah isotop tidak stabil yang memancarkan sinaran radioaktif, dan mempunyai kegunaan yang penting jika dikendalikan dengan betul m/s 176. Radioisotop digunakan dalam bidang perubatan, pertanian, perindustrian, penjanaan tenaga dan penyelidikan m/s 176. Sinar gama daripada kobalt-60 digunakan untuk membunuh sel kanser, dan untuk membasmi mikroorganisma pada sayur-sayuran tanpa mengubah kualiti makanan m/s 176. Fosforus-32 disuntik ke dalam akar tumbuhan untuk mengkaji kadar penyerapan baja fosforus m/s 176. Isotop lain yang digunakan dalam pelbagai bidang termasuk natrium-24, iodin-131, karbon-14, amerisium-241 dan uranium-235 m/s 177.