Bagaimana Hubungan Elektron Valensi Suatu Unsur dengan Golongannya dalam Tabel Periodik?

Pada tahun 1869 Dmitri Mendeleev menerbitkan sebuah makalah berjudul, "On the Relationship of Properties of the Elements to their Atomic Weights." Di kertas itu dia menghasilkan susunan unsur-unsur yang teratur, mendaftarnya berdasarkan kenaikan beratnya dan mengaturnya dalam kelompok berdasarkan bahan kimia yang serupa properti. Meskipun masih ada beberapa dekade sebelum rincian struktur atom ditemukan, tabel Mendeleev sudah mengatur unsur-unsur dalam hal valensinya.

Pada masa Mendeleev, atom dianggap sebagai entitas unik yang tidak dapat dibagi. Beberapa lebih berat daripada yang lain, dan tampaknya masuk akal untuk memesan elemen dengan menambah berat. Ada dua masalah dengan pendekatan ini. Pertama, mengukur berat badan adalah tugas yang rumit, dan banyak dari berat yang diterima pada zaman Mendeleev tidak benar. Kedua, ternyata berat atom bukanlah parameter yang benar-benar relevan. Tabel periodik hari ini menempatkan unsur-unsur dalam urutan nomor atom mereka, yang merupakan jumlah proton dalam nukleus. Pada masa Mendeleev, proton belum ditemukan.

Mendeleev menulis bahwa "pengaturan menurut berat atom sesuai dengan valensi unsur dan sampai batas tertentu perbedaan dalam perilaku kimia." Valensi, dalam pemahaman Mendeleev, merupakan indikasi kemampuan suatu unsur untuk bergabung dengan yang lain elemen. Mendeleev menggabungkan urutan berat atom dengan valensi umum untuk mengatur unsur-unsur dalam sebuah tabel. Artinya, ia mengatur unsur-unsur dalam kelompok menurut karakteristik kimianya. Karena sifat-sifat itu sering berulang, hasilnya adalah tabel periodik di mana setiap kolom vertikal, yang disebut golongan, mengandung unsur-unsur dengan karakteristik yang sama, dan setiap baris horizontal, yang disebut periode, mengatur unsur-unsur menurut beratnya, meningkat dari kiri ke kanan dan atas ke bawah.

Sekitar 50 tahun setelah tabel periodik pertama Mendeleev, para ilmuwan menemukan bahwa atom terbentuk mengelilingi inti dengan proton bermuatan positif dan neutron netral -- keduanya relatif berat. Inti bermuatan positif dikelilingi oleh awan elektron bermuatan negatif. Jumlah proton - juga disebut nomor atom - biasanya sesuai dengan jumlah elektron. Ternyata jumlah elektron yang dimiliki suatu unsur sangat menentukan sifat kimianya. Jadi urutan yang tepat dalam tabel periodik ditentukan oleh jumlah elektron, bukan berat seperti yang diusulkan Mendeleev.

Elektron di awan yang mengelilingi inti suatu unsur tersusun berlapis-lapis, yang disebut kulit. Setiap kulit memiliki jumlah elektron tertentu yang dapat ditampungnya. Ketika setiap kulit diisi kulit baru ditambahkan sampai semua elektron diperhitungkan. Elektron pada kulit terluar disebut elektron valensi, karena interaksinyalah yang menentukan sifat kimia suatu unsur. Kolom-kolom yang disusun untuk mengelompokkan unsur-unsur dengan sifat-sifat kimia yang serupa ternyata menjadi kolom-kolom yang sama persis yang ditentukan oleh jumlah elektron valensi. Unsur dalam golongan 1A hanya memiliki satu elektron valensi, dan setiap kolom golongan A di sebelah kanan menambahkan satu elektron valensi lagi. Organisasi menjadi sedikit keruh dengan unsur-unsur Golongan B, tetapi masing-masing juga dikelompokkan berdasarkan jumlah elektron valensinya.