Sifat Atom Nihonium dan Jumlah Neutronnya Secara Lengkap

Sifat Atom Nihonium dan Jumlah Neutronnya Secara Lengkap bukan cuma sekadar kumpulan fakta sains yang bikin pusing. Bayangkan, kita sedang membongkar rahasia sebuah “bintang tamu” di tabel periodik yang sengaja dibuat manusia, hadir hanya sekejap, lalu lenyap. Unsur superberat bernomor atom 113 ini adalah bukti nyata kalau batas pengetahuan kita tentang materi terus ditantang. Mari kita selami bersama, dari sejarah penemuannya yang penuh perhitungan hingga prediksi sifat-sifatnya yang masih jadi teka-teki.

Nihonium, si unsur sintetis yang lahir dari tumbukan partikel di laboratorium, menempati posisi istimewa di golongan 13. Statusnya yang tidak alami justru jadi pintu gerbang untuk memahami bagaimana inti atom bertahan—atau hancur—di wilayah ekstrem. Dengan menyusuri konfigurasi elektronnya, jumlah neutron pada berbagai isotopnya, hingga metode deteksi yang canggih, kita akan melihat bagaimana ilmuwan “berburu” partikel yang umurnya cuma sepersekian detik.

Ini cerita tentang ketidakstabilan yang justru membuka wawasan baru.

Pengenalan Dasar Nihonium

Bayangkan kamu sedang menulis nama di pasir tepi pantai, lalu ombak datang dan menghapusnya dalam hitungan detik. Itulah kira-kira analogi yang tepat untuk Nihonium, unsur kimia yang begitu sulit dibuat dan begitu cepat lenyap. Unsur superberat ini adalah bukti nyata ambisi manusia untuk mendorong batas-batas tabel periodik ke wilayah yang belum terjamah.

Nihonium, dengan simbol Nh dan nomor atom 113, pertama kali diklaim ditemukan oleh tim ilmuwan gabungan Rusia-Amerika di Joint Institute for Nuclear Research (JINR) pada tahun 2003. Namun, pengakuan resmi dari IUPAC baru datang pada tahun 2016, dan justru diberikan kepada tim peneliti dari RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science di Jepang yang dipimpin oleh Kosuke Morita. Mereka berhasil mensintesis dan mengkonfirmasi keberadaan unsur 113 melalui serangkaian eksperimen yang melelahkan.

Nama “Nihonium” sendiri diambil dari “Nihon”, salah satu sebutan untuk Jepang dalam bahasa Jepang, sebagai bentuk penghormatan.

Posisi dan Status Nihonium dalam Tabel Periodik

Dalam tabel periodik, Nihonium menempati posisi yang cukup istimewa. Ia berada di periode 7, golongan 13, dan blok-p. Secara sederhana, ia adalah “adik” tertua dari keluarga Boron, yang anggotanya meliputi Aluminium, Galium, Indium, dan Talium. Namun, statusnya sangat berbeda dari saudara-saudaranya itu. Nihonium adalah unsur sintetis murni.

Ia tidak ditemukan secuil pun di alam bebas karena inti atomnya sangat tidak stabil. Setiap atom Nihonium yang berhasil diciptakan akan segera meluruh menjadi unsur lain dalam waktu yang sangat singkat, dari sepersekian detik hingga beberapa detik. Keberadaannya hanya mungkin di laboratorium dengan teknologi akselerator partikel yang sangat canggih.

Mengupas sifat atom Nihonium dan jumlah neutronnya yang lengkap itu seperti membaca puisi dari tabel periodik—penuh misteri dan struktur yang ketat. Nah, kalau kamu penasaran bagaimana proses kreatif menyusun puisi berdasarkan indra, coba tengok Istilah Kegiatan Penciptaan Puisi Kreatif Berdasarkan Indrawi. Setelah itu, kamu akan lebih menghargai bahwa baik puisi maupun Nihonium, keduanya butuh ketelitian mendalam untuk mengungkap keunikannya.

Sifat-Sifat Atom Nihonium

Mempelajari sifat Nihonium ibarat mencoba menggambar potret seseorang yang hanya muncul sekejap di depan mata. Kita tidak bisa mengamatinya langsung, tapi kita bisa membuat sketsa yang sangat akurat berdasarkan pola keluarga dan teori fisika kuantum. Prediksi sifat-sifatnya menjadi tantangan intelektual yang mengasyikkan bagi para ilmuwan.

Konfigurasi Elektron dan Prediksi Sifat Kimia

Berdasarkan hukum periodik, Nihonium diperkirakan memiliki konfigurasi elektron [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p¹. Elektron valensi terluarnya adalah 7s²7p¹, yang secara formal mirip dengan talium (6s²6p¹). Namun, di sini efek relativistik memainkan peran besar. Massa elektron yang bergerak sangat cepat di sekitar inti superberat menyebabkan orbitnya menyusut dan energi level berubah. Akibatnya, sifat kimia Nihonium diperkirakan akan menyimpang dari tren golongan 13.

Misalnya, ia mungkin lebih suka menunjukkan bilangan oksidasi +1 (seperti Talium) daripada +3 (seperti Boron), dan ikatan kimianya bisa lebih lemah dan lebih bersifat “logam” daripada yang diharapkan.

Prediksi Sifat Fisika dan Perbandingan dengan Golongan 13

Secara fisik, atom Nihonium diprediksi memiliki jari-jari atom yang besar karena berada di periode 7, tetapi efek kontraksi relativistik akan membuatnya sedikit lebih kecil dari perkiraan sederhana. Energi ionisasi pertamanya juga diprediksi lebih rendah daripada talium karena elektron 7p-nya lebih mudah dilepas. Jika kita bandingkan dalam satu golongan, dari Boron ke Nihonium, trennya jelas: sifat logam meningkat drastis. Dari semi-logam (Boron) ke logam miskin (Aluminium, Galium, Indium) hingga logam yang relatif lunak (Talium), Nihonium diprediksi akan menjadi logam dengan karakter yang sangat berat dan mungkin berwarna keperakan—jika saja kita bisa mengumpulkannya dalam jumlah yang cukup untuk dilihat.

Isotop Nihonium dan Jumlah Neutron

Nihonium bukanlah entitas tunggal. Ia memiliki beberapa “varian” yang disebut isotop, yang dibedakan oleh jumlah neutron dalam intinya. Perbedaan jumlah neutron ini adalah kunci utama yang menentukan apakah sebuah atom Nihonium akan bertahan lebih dari sekedar kedipan mata atau langsung hancur berantakan.

Jumlah neutron yang berbeda-beda ini muncul dari variasi metode sintesis yang digunakan. Menambahkan atau mengurangi neutron dalam reaksi fusi nuklir akan menghasilkan isotop Nihonium dengan nomor massa yang berbeda. Keseimbangan antara proton (113) dan neutron inilah yang menentukan stabilitas inti. Terlalu sedikit atau terlalu banyak neutron akan membuat inti atom menjadi sangat tidak seimbang dan cepat meluruh.

Daftar Isotop Nihonium yang Telah Disintesis

Hingga saat ini, beberapa isotop Nihonium telah berhasil dikonfirmasi keberadaannya. Masing-masing memiliki “sidik jari” peluruhan yang unik. Berikut adalah tabel yang merangkum beberapa isotop penting tersebut.

Perhatikan bagaimana isotop dengan nomor massa lebih tinggi, seperti Nh-285 dan Nh-286, memiliki waktu paruh yang jauh lebih panjang (hingga beberapa detik). Ini adalah petunjuk berharga bagi para ilmuwan yang berburu “pulau kestabilan”, wilayah teoritis di mana unsur-unsur superberat mungkin memiliki isotop yang relatif stabil.

Metode Penciptaan dan Deteksi Nihonium

Menciptakan Nihonium bukan seperti memasak di dapur. Prosesnya lebih mirip menembakkan jarum dari satu benua ke benua lain dengan harapan dua jarum tersebut bertabrakan dan menyatu tepat di tengah sasaran yang kecil sekali. Itulah gambaran ekstrem dari sintesis unsur superberat di akselerator partikel.

Prosedur Sintesis di Laboratorium, Sifat Atom Nihonium dan Jumlah Neutronnya Secara Lengkap

Eksperimen sintesis Nihonium umumnya mengikuti alur kerja yang ketat dan berteknologi tinggi. Berikut adalah poin-poin kunci dalam prosedurnya:

• Persiapan Target dan Sinar: Sebuah target logam berat, seperti Bismuth-209, ditempatkan dalam ruang hampa. Sementara itu, ion-ion ringan yang dipercepat, seperti Zinc-70, dipersiapkan dalam sumber ion.
• Akselerasi dan Tabrakan: Ion Zinc dipercepat hingga mendekati kecepatan cahaya menggunakan akselerator partikel linear atau siklik, lalu ditembakkan ke target Bismuth.
• Reaksi Fusi: Sebagian kecil dari miliaran tembakan ini akan menghasilkan tabrakan yang tepat, di mana inti Zinc dan Bismuth menyatu melalui gaya nuklir kuat untuk membentuk inti atom Nihonium yang baru dan sangat energetik.
• Pemisahan dan Pelambatan: Inti Nihonium yang tercipta terlontar keluar dari target. Ia kemudian dipisahkan dari “debu” partikel lain yang jauh lebih banyak menggunakan pemisah elektromagnetik yang canggih, dan dilambatkan.

Reaksi inti yang digunakan tim RIKEN untuk mensintesis Nihonium-278 dapat ditulis sebagai:

Bi + 70Zn → 278Nh + 1n

Dalam notasi ini, inti Bismuth-209 (83 proton) ditembaki dengan inti Zinc-70 (30 proton). Ketika mereka menyatu, mereka membentuk inti baru dengan 113 proton (Nihonium). Kelebihan energi diatasi dengan memancarkan satu neutron (1n). Reaksi ini disebut “fusi dingin” karena energi proyektilnya relatif rendah.

Teknik Deteksi Atom yang Fana

Setelah berhasil diciptakan, tantangan berikutnya adalah mendeteksi atom Nihonium yang mungkin hanya hidup 0,001 detik. Detektornya dirancang seperti perangkap yang sangat sensitif. Inti Nihonium yang telah dilambatkan diinjeksikan ke dalam ruang deteksi berisi gas dan serangkaian detektor silikon. Ketika atom Nihonium meluruh, ia memancarkan partikel alfa dengan energi yang sangat spesifik. Detektor akan menangkap energi dan waktu peluruhan ini.

Yang lebih penting, mereka juga mendeteksi rantai peluruhan: partikel alfa dari Nihonium, lalu dari unsur anaknya, dan seterusnya, membentuk sidik jari peluruhan yang unik dan tak terbantahkan yang mengkonfirmasi bahwa atom 113 memang pernah ada.

Prediksi Sifat Kimia dan Reaktivitas

Inilah bagian yang paling membuat para kimiawan penasaran: bagaimana sih Nihonium akan bersikap jika bisa “bergaul” dengan unsur lain? Karena mustahil menyimpannya dalam botol, semua prediksi ini bersandar pada perhitungan teoritis yang rumit dan ekstrapolasi dari tren periodik, dengan sentuhan khusus dari efek relativistik.

Interaksi dan Senyawa yang Mungkin Terbentuk

Source: erapee.com

Nihonium diperkirakan akan bersifat sangat logam dan cukup inert. Ia mungkin tidak terlalu reaktif dengan oksigen atau air pada suhu kamar, berbeda dengan aluminium yang mudah teroksidasi. Dalam hal pembentukan senyawa, Nihonium diprediksi paling stabil dalam bilangan oksidasi +1, membentuk senyawa seperti Nihonium(I) klorida (NhCl). Senyawa +3 seperti Nihonium(III) fluorida (NhF3) mungkin bisa ada, tetapi akan sangat mudah tereduksi menjadi bentuk +1.

Sifat volatil atau titik didihnya juga menarik untuk diprediksi; beberapa perhitungan menunjukkan bahwa logam Nihonium mungkin lebih mudah menguap daripada talium.

Tantangan Eksperimental yang Nyata

Semua prediksi menarik itu menghadapi tembok besar: waktu. Dengan waktu paruh isotop terpanjangnya hanya sekitar 10 detik, studi kimia eksperimental nyaris mustahil. Bayangkan kamu harus: 1) Menciptakan atom Nihonium, 2) Memisahkannya dari jutaan partikel lain, 3) Membawanya ke tempat reaksi kimia, 4) Membuatnya bereaksi dengan reagen tertentu, dan 5) Menganalisis produknya—semua itu dalam waktu kurang dari satu menit sebelum atomnya meluruh.

Tantangan ini memaksa ilmuwan mengembangkan teknik “kimia satu-atom” yang ultra cepat, di mana reaksi dipelajari atom demi atom dalam aliran gas, sebuah bidang frontier yang sepenuhnya baru.

Aplikasi dan Penelitian Masa Depan: Sifat Atom Nihonium Dan Jumlah Neutronnya Secara Lengkap

Lalu, untuk apa semua usaha susah payah ini? Nihonium tidak akan dipakai untuk membuat bodi mobil atau peralatan dapur. Nilainya terletak pada kontribusinya bagi ilmu pengetahuan dasar, sebagai batu pijakan untuk memahami alam semesta pada level yang paling fundamental.

Pulau Kestabilan dan Eksperimen Masa Depan

Penemuan isotop Nihonium dengan waktu paruh beberapa detik, seperti Nh-286, adalah petunjuk berharga. Ia mengarahkan kita pada “pulau kestabilan”, sebuah wilayah teoritis di tabel nuklida di mana unsur-unsur dengan nomor atom dan neutron tertentu mungkin memiliki stabilitas luar biasa, mungkin bahkan bertahan berhari-hari atau bertahun-tahun. Tujuan utama penelitian masa depan adalah mensintesis isotop Nihonium yang lebih “gemuk” dengan neutron lebih banyak, seperti Nh-290 atau Nh-292, yang diprediksi lebih dekat ke tengah pulau kestabilan tersebut.

Fasilitas Penelitian Unsur Superberat

Untuk mencapai tujuan itu, fasilitas penelitian terus ditingkatkan. Bayangkan sebuah kompleks laboratorium yang didominasi oleh akselerator partikel raksasa berbentuk cincin atau terowongan lurus sepanjang puluhan meter. Di ujungnya, ruang target dan sistem deteksi yang sangat kompleks terpasang, dilengkapi dengan sistem komputer yang memproses data secara real-time. Yang lebih mutakhir, fasilitas seperti ini kini dilengkapi dengan “perangkap ion” yang dapat menangkap dan mendinginkan satu atom unsur superberat, memungkinkan studi sifat fisikanya secara langsung, dan “garis eksperimen kimia gas” yang dirancang khusus untuk mengalirkan atom-atom fana tersebut melalui ruang reaksi mikroskopis.

Di sinilah, detik-detik berharga kehidupan Nihonium diabadikan untuk menjawab pertanyaan besar tentang materi.

Akhir Kata

Jadi, begitulah sekelumit cerita tentang Nihonium. Dari sintesisnya yang rumit di fasilitas akselerator partikel hingga prediksi sifat kimianya yang masih menunggu konfirmasi, unsur ini mengajarkan satu hal: di batas pengetahuan, yang paling menarik justru adalah pertanyaannya, bukan jawabannya. Setiap isotop yang berhasil diciptakan, meski hidupnya singkat, adalah kepingan puzzle menuju pemahaman yang lebih dalam tentang alam semesta. Eksperimen ke depan yang mengejar isotop lebih stabil bukan cuma buat pamer teknologi, tapi benar-benar untuk menguji teori fundamental.

Nihonium mungkin tidak akan pernah kita pegang, tapi ceritanya tentang batas, ketekunan, dan rasa ingin tahu, itu yang bikin sains selalu seru untuk diikuti.

Pertanyaan Umum yang Sering Muncul

Apakah Nihonium berbahaya bagi manusia?

Tidak dalam konteks sehari-hari, karena jumlah atom Nihonium yang pernah dibuat di dunia sangat sedikit (hanya beberapa atom) dan meluruh sangat cepat (dalam hitungan detik atau milidetik). Jadi, mustahil untuk terkumpul dalam jumlah yang bisa membahayakan.

Mengapa Nihonium dinamai demikian?

Nama “Nihonium” (dengan simbol Nh) diambil dari kata “Nihon”, yang adalah sebutan untuk Jepang dalam bahasa Jepang. Ini untuk menghormati tim peneliti Jepang di RIKEN yang berhasil mensintesis dan mengkonfirmasi unsur ini untuk pertama kalinya.

Bisakah Nihonium ditemukan di luar angkasa?

Sangat tidak mungkin. Nihonium adalah unsur sintetis superberat yang inti atomnya sangat tidak stabil. Proses alami seperti di bintang tidak menghasilkan kondisi yang tepat untuk menciptakan unsur dengan nomor atom setinggi ini. Keberadaannya murni hasil rekayasa manusia di laboratorium.

Nihonium, si unsur super berat nomor 113, punya sifat radioaktif yang ekstrem dan umur paruh super singkat, bikin jumlah neutronnya jadi topik yang tricky banget untuk dihitung. Nah, ngomong-ngomong soal perhitungan dan interaksi partikel, kamu tahu nggak sih kalau ada fenomena Perpindahan kalor tanpa perpindahan zat dinamakan konduksi? Konsep perpindahan energi ini ternyata juga punya korelasi menarik lho dengan bagaimana partikel-partikel dalam inti atom Nihonium, termasuk neutronnya, berinteraksi dan menentukan stabilitasnya yang sangat rendah itu.

Apa hubungan Nihonium dengan “pulau kestabilan”?

Nihonium dianggap berada di “pinggiran” atau mendekati wilayah teoritis yang disebut “pulau kestabilan”, di mana unsur-unsur superberat dengan jumlah proton dan neutron tertentu diprediksi memiliki waktu paruh lebih lama (bahkan mungkin hari atau tahun). Mempelajari isotop Nihonium adalah salah satu cara untuk menguji dan mendekati pulau tersebut.

Bagaimana ilmuwan “melihat” atom Nihonium yang hidupnya sangat singkat?

Mereka tidak melihatnya secara visual. Deteksi dilakukan dengan menganalisis rantai peluruhan yang unik dan karakteristik. Ketika atom Nihonium meluruh, ia memancarkan partikel alpha (atau mengalami fisi spontan) menjadi unsur yang lebih ringan yang sudah dikenal. Dengan melacak energi dan waktu dari rangkaian peluruhan ini, keberadaan Nihonium dapat dikonfirmasi.