Elemental chemistry adalah bidang kimia yang secara khusus mengkaji unsur-unsur yang telah ditemui. Ia juga mengkaji sifat fizikal dan kimia unsur. Sifat fizikal merujuk kepada perubahan objek tanpa membentuk bahan baru. Sifat fizikal juga dapat diperhatikan tanpa mengubah bahan yang membentuk bahan tersebut. Kita dapat mencirikan sifat fizikal bahan, warna, bau, takat lebur, takat didih, ketumpatan, kekerasan, kelarutan, kekeruhan, daya tarikan, dan kelikatan.
Sementara itu, sifat kimia adalah perubahan yang dialami oleh objek yang membentuk bahan baru. Perubahan kimia menjadikan bahan membentuk jenis bahan baru. Beberapa contoh sifat kimia adalah mudah terbakar, mudah terbakar, mudah meletup, beracun, dan karat atau menghakis.
Unsur-unsur tersebut dapat dikategorikan berdasarkan kedudukannya pada jadual berkala. Kali ini, kita akan membincangkan sifat fizikal dan sifat kimia unsur berdasarkan kumpulannya.
Kumpulan Alkali
Logam alkali adalah unsur yang tergolong dalam kumpulan IA kecuali hidrogen (H), iaitu litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), dan francium (Fr). Sifat fizikal kumpulan alkali termasuk sifat lembut dan ringan. Unsur-unsur ini juga mempunyai lebur dan takat didih yang rendah.
Sifat kimia unsur logam alkali adalah kereaktifan yang tinggi. Logam alkali mudah terbakar oleh oksigen di udara, jadi ia mesti disimpan dalam minyak tanah. Hasil pembakaran selalu dalam bentuk peroksida.
(Baca juga: Model Atom, Apa Itu Anda?)
Unsur logam alkali juga sangat reaktif terhadap air. Susunan unsur-unsur semakin menurun, reaksi semakin kuat, malah boleh menyebabkan panas. Logam alkali mudah bertindak balas dengan asid untuk membentuk garam dan gas hidrogen. Alkali dapat bertindak balas secara langsung dengan halogen untuk membentuk garam.
Logam alkali unsur dapat dikenal pasti melalui ujian nyalaan. Setiap elemen akan memberikan warna yang khas, misalnya, api litium akan merah, natrium akan menjadi kuning, kalium akan berwarna ungu muda, rubidium akan berwarna ungu, dan cesium akan berwarna biru.
Kumpulan Tanah Beralkali
Logam bumi alkali merujuk kepada unsur-unsur yang berada dalam kumpulan IIA, iaitu berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), dan radium (Ra). Berdasarkan sifat fizikalnya, logam bumi beralkali mempunyai takat lebur, takat didih, ketumpatan, dan kekerasan bahan yang lebih tinggi daripada logam alkali seperti tempohnya. Ini kerana unsur logam bumi beralkali mempunyai dua elektron di cengkerang luar, sehingga ikatan logam lebih kuat. Logam bumi alkali umumnya sukar dilarutkan di dalam air dan banyak terdapat di bawah tanah atau di batuan kerak bumi.
Sebilangan sifat kimia unsur logam bumi alkali adalah bahawa ia dapat bertindak balas dengan air dan membentuk asas. Di samping itu, apabila bertindak balas dengan oksigen, logam bumi beralkali dapat membentuk oksida alkali. Logam bumi alkali juga boleh bertindak balas dengan hidrogen untuk memberikan sebatian hidrida. Apabila bertindak balas dengan nitrogen, ia membentuk nitrida.
Apabila dibakar, unsur-unsur tanah alkali juga menghasilkan warna yang khas. Api berilium dan magnesium akan berwarna putih, kalsium akan berwarna oren, strontium akan menjadi merah, dan barium berwarna hijau.
Unsur Halogen
Halogen merangkumi unsur-unsur yang berada dalam kumpulan VIIA dan terdiri daripada fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I), dan astatin (At). Nama halogen berasal dari bahasa Yunani yang bermaksud "membentuk garam." Oleh itu, unsur halogen dapat membentuk sebatian garam apabila mereka bertindak balas dengan unsur logam. Secara semula jadi, halogen dijumpai dalam bentuk molekul diatomik, iaitu F 2 , Cl 2 , Br 2 , dan I 2 .
Sifat fizikal halogen adalah bahawa titik lebur dan didihnya meningkat dengan bertambahnya bilangan atom. Pada suhu bilik, fluorin dan klorin adalah gas, sementara bromin adalah cecair yang mudah menguap dan yodium adalah pepejal yang dapat diserap. Fluorin mempunyai warna kuning muda, klorin berwarna kuning kehijauan, dan bromin berwarna merah kecoklatan. Apabila padat, yodium berwarna hitam, tetapi wapnya berwarna ungu. Semua unsur halogen mempunyai bau yang menyinggung.
Sifat kimia unsur-unsur halogen adalah kereaktifan tinggi mereka sebagai unsur bukan logam. Halogen dapat bertindak balas dengan hidrogen untuk membentuk asid halogenik. Apabila bertindak balas dengan asas, halogen akan membentuk garam. Apabila bertindak balas dengan logam, halogen akan menghasilkan halogenida logam yang mempunyai bilangan pengoksidaan yang tinggi. Unsur-unsur halogen juga larut dalam air, membentuk asid halogenida dan asid hipohalitik. Larutan halogen juga dipanggil halogenida dan merupakan agen pengoksidaan.
Gas mulia
Unsur-unsur gas jarang terdapat dalam kumpulan VIIIA dan terdiri daripada helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn). Gas jarang mendapat namanya kerana pada suhu bilik, mereka adalah gas dan sangat stabil atau sukar untuk bertindak balas. Gas jarang didapati sebagai atom tunggal di alam semula jadi.
Sifat fizikal gas mulia merangkumi takat lebur dan didihnya yang sangat rendah. Titik didihnya hampir dengan sifar Kelvin dan titik didihnya hanya beberapa darjah di atas takat leburnya. Gas mulia hanya akan mencair atau padat jika tenaga molekul sangat lemah, iaitu pada suhu yang sangat rendah.
Berdasarkan sifat kimianya, gas mulia mempunyai kereaktifan yang sangat rendah. Ini dianggap dipengaruhi oleh konfigurasi elektron. Gas mulia mempunyai 8 elektron di shell luar (dua untuk helium) dan merupakan konfigurasi yang paling stabil. Di samping itu, semakin besar jejari atom unsur gas mulia, semakin tinggi kereaktifan. Sehingga kini, saintis dapat membentuk sebatian dari xenon, radon, dan krypton.
Tempoh Ketiga
Unsur-unsur tempoh ketiga terdiri daripada logam (natrium, magnesium, aluminium), logam (silikon), dan bukan logam (fosforus, sulfur, klorin, argon). Berdasarkan sifat fizikalnya, elektronegativiti unsur-unsur pada tempoh ketiga akan meningkatkan sebelah kanan pada jadual berkala. Ini kerana jari-jari atom semakin ke kanan, semakin kecil.
Sementara itu, sifat kimia unsur-unsur tempoh ketiga berbeza-beza. Natrium adalah agen pengurang kuat, sementara klorin adalah agen pengoksidaan terkuat. Sifat hidroksida unsur-unsur ini bergantung pada tenaga pengionannya.
Tempoh Keempat
Unsur-unsur yang termasuk dalam periode keempat adalah scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), dan zink (Zn). Semua elemen ini termasuk dalam logam yang merupakan agen pengurang. Titik lebur dan didih mereka cenderung tinggi. Mereka juga mempunyai kekonduksian elektrik yang baik dan bahan yang sukar. Scandium dan zink berwarna putih, sementara elemen lain terdapat dalam pelbagai warna.
Berdasarkan sifat kimianya, kebanyakan unsur peralihan ini mempunyai beberapa nombor pengoksidaan dan dapat membentuk ion dan sebatian kompleks.
