Emas adalah logam pertama yang dikenal luas oleh manusia, karena ada dalam keadaan alaminya dan dapat ditemukan sebagai bongkahan kuning di dasar sungai. Orang Mesir mulai menambang emas pada 2.000 SM. Selama berabad-abad, para alkemis mencoba mengubah logam lain, seperti timah atau tembaga, menjadi emas. Jika para alkemis memahami reaktivitas kimia dan struktur atom emas, mereka akan memahami bahwa usaha mereka sia-sia.
Sifat Kimia Emas
Emas adalah logam transisi dalam golongan 11, periode 6 pada tabel periodik. Namanya berasal dari kata Inggris Kuno, geolo (kuning), tapi itu simbol, Au, berasal dari kata Latin untuk emas, aurum.
Terlepas dari banyak upaya para alkemis, eksperimen mereka gagal. Emas relatif tidak reaktif. Ini akan larut dalam campuran asam nitrat dan asam klorida, larutan yang dikenal sebagai aqua regia. (Catatan sejarah: Beberapa ilmuwan pemenang hadiah Nobel membubarkan medali mereka di aqua regia untuk menghindari penyitaan di bawah rezim Nazi).
Memahami Struktur Atom: Dasar
Untuk memahami struktur atom emas, diperlukan pemahaman umum tentang struktur atom. Pada awal abad ke-20, ilmuwan Denmark Niels Bohr mengusulkan model sederhana untuk struktur atom yang akan cocok untuk memvisualisasikan struktur atom emas. (Catatan sejarah: Niels Bohr menyembunyikan logam Nobel emas terlarut di laboratoriumnya selama Perang Dunia II.)
Secara umum, inti adalah muatan positif pusat atom mengandung proton dan neutron. Proton dan neutron secara kolektif disebut nukleon. Partikel subatomik utama ketiga dari sebuah atom, elektron, terletak di luar nukleus.
Memahami Struktur Atom: Proton dan Neutron
SEBUAH proton adalah partikel subatomik dengan massa 1,67 x 10-24 gram, didefinisikan sebagai 1 unit massa atom, dan memiliki muatan positif, +1. Ini adalah jumlah proton dalam nukleus yang mendefinisikan elemen; misalnya, unsur dengan dua proton akan menjadi helium. Ketika jumlah proton berubah dalam nukleus, identitas elemen perubahan.
SEBUAH neutron adalah partikel subatomik dengan massa 1,67 x 10-24 gram, didefinisikan sebagai 1 satuan massa atom, dan memiliki muatan netral. Karena jumlah neutron berubah di dalam nukleus, identitas elemen tetap sama. Perubahan jumlah neutron dalam nukleus menunjukkan isotop dari unsur yang sama.
Memahami Struktur Atom: Elektron
elektron berada di luar inti dan memiliki muatan negatif, -1. Massa mereka sangat kecil sehingga dianggap dapat diabaikan.
Niels Bohr mengusulkan bahwa elektron melakukan perjalanan di sekitar bagian luar nukleus di jalur yang disebut orbit. Bohr mendalilkan bahwa orbital ini tidak acak, dan tingkat yang ditentukan ini menunjukkan seberapa jauh dari elektron nukleus ditemukan.
Struktur Atom Emas: Nukleus
Dengan pemahaman dasar tentang struktur atom, atom emas dapat divisualisasikan.
Ingatlah bahwa jumlah proton menentukan identitas elemen. Emas memiliki 79 proton dalam nukleusnya. Pada tabel periodik, nomor atom, biasanya nomor yang terletak di atas simbol unsur tersebut, sesuai dengan jumlah proton untuk unsur tersebut.
Untuk menemukan jumlah neutron yang ada, cari massa atom unsur itu (biasanya terletak di bawah simbol). Emas memiliki massa 197 satuan massa atom. Kurangi jumlah proton dari massa atom. Untuk emas, 197 – 79 = 118. Emas memiliki 118 neutron.
Inti emas, kemudian, mengandung 79 proton dan 118 neutron. Neutron tambahan mengurangi tolakan antara proton bermuatan positif. Gaya nuklir mengikat inti bersama-sama.
Struktur Atom Emas: Elektron
Emas Juga memiliki 79 bermuatan negatif elektron; ini akan menyeimbangkan 79 proton bermuatan positif. Elektron ini akan ada dalam orbital yang ditentukan di sekitar nukleus. Setiap orbital dapat menampung sejumlah elektron.
Emas, pada periode 6 pada tabel periodik, memiliki enam tingkat energi. 79 elektron akan mengisi orbital pada tingkat energi ini sesuai dengan jumlah yang dapat ditampung oleh masing-masing orbital. Dari tingkat energi pertama hingga keenam, jumlah elektron yang sesuai pada setiap tingkat energi dapat dihitung menggunakan 2n2, di mana n adalah tingkat energi.
Menggunakan 2n2 tingkat energi pertama, n = 1, adalah 2(1)2; atau, dapat menampung 2 elektron. Enam tingkat energi pertama masing-masing dapat menampung 2, 8, 18, 32, 50 dan 72 elektron. Emas, sebagai anomali pengisian elektron, akan mengisi level dari tingkat energi terendah ke tertinggi, dan jumlah elektron adalah 2, 8, 18, 32, 18 dan 1. Diagram dapat dibuat dengan enam lingkaran konsentris di sekitar inti, dan jumlah elektron di atas pada setiap cincin.