Dunia kita terbuat dari unsur-unsur dan kombinasi unsur-unsur tersebut yang disebut senyawa. Unsur adalah zat murni yang terbuat dari atom yang semuanya memiliki tipe yang sama. Saat ini, 116 unsur diketahui, dan hanya sekitar 90 yang terjadi secara alami.
Unsur dan teori ‘Big Bang’
Selama pembentukan alam semesta sekitar 14 miliar tahun yang lalu dalam apa yang disebut ‘Big Bang’, hanya unsur-unsur ringan yang terbentuk, hidrogen dan helium bersama dengan jumlah jejak litium dan berilium. Ketika awan debu dan gas kosmik dari Big Bang mendingin, bintang terbentuk, dan ini kemudian dikelompokkan bersama untuk membentuk galaksi.Ke-86 elemen lain yang ditemukan di alam diciptakan dalam reaksi nuklir di bintang-bintang ini dan dalam ledakan bintang besar yang dikenal sebagai supernova.
Elemen terbentuk jauh di dalam inti bintang-bintang jenis tertentu.
Unsur dan Matahari kita
Untuk sebagian besar hidup mereka, bintang-bintang memadukan unsur hidrogen ke helium di inti mereka. Dua atom hidrogen digabungkan dalam serangkaian langkah untuk menciptakan helium-4. Reaksi ini mencakup 85% energi Matahari. Sisanya 15% berasal dari reaksi yang menghasilkan unsur berilium dan lithium.
Energi dari reaksi nuklir ini dipancarkan dalam berbagai bentuk radiasi seperti sinar ultraviolet, sinar-X, cahaya tampak, sinar infra merah, gelombang mikro dan gelombang radio. Selain itu, partikel berenergi seperti neutrino dan proton dilepaskan, dan inilah yang membentuk angin matahari.
Bumi berada di jalur aliran energi ini, yang menghangatkan planet, mendorong cuaca dan menyediakan energi untuk kehidupan. Atmosfir Bumi mampu menyaring sebagian besar radiasi berbahaya, dan medan magnet. Bumi dapat membelokkan efek berbahaya dari angin matahari.
Bintang Mati
Ketika inti bintang kehabisan hidrogen, bintang mulai mati. Bintang sekarat meluas menjadi raksasa merah, dan bintang ini sekarang mulai memproduksi atom karbon dengan menggabungkan atom helium. Bintang-bintang yang lebih masif memulai serangkaian pembakaran nuklir atau tahapan reaksi selanjutnya. Unsur-unsur yang terbentuk dalam tahap ini berkisar dari oksigen hingga besi. Selama supernova, bintang melepaskan energi dalam jumlah sangat besar serta neutron, yang memungkinkan unsur yang lebih berat daripada besi, seperti uranium dan emas, untuk diproduksi. Dalam ledakan supernova, semua elemen ini keluar angkasa.
Dunia kita secara harfiah terdiri dari unsur-unsur yang terbentuk jauh di dalam inti bintang yang sudah lama mati. Sebagai Astronom Inggris, Royal Sir Martin Rees berkata, “Kami secara harfiah mempelajari abu dari bintang mati yang lama.” Ketika kita membeli balon pesta yang mengapung di udara, itu diisi dengan gas helium, sebagian besar diciptakan ketika alam semesta hanya berusia 3 menit
Contoh pembuatan elemen (nukleogenesis) dalam reaksi pembakaran helium:
3 atom helium bergabung untuk memberikan atom karbon: 3 @ 4He → 12C
atom karbon + atom helium berfusi untuk memberikan atom oksigen: 12C + 4He → 16O
atom oksigen + atom helium berfusi untuk memberikan atom neon: 16O + 4He → 20Ne
atom neon + atom helium berfusi untuk memberikan atom magnesium: 20Ne + 4He → 24Mg
Unsur buatan manusia
Hanya 90 dari 116 elemen yang dikenal terjadi secara alami, jadi darimana datangnya 26 lainnya?
Jawabannya dapat ditemukan dalam pengembangan pembangkit listrik tenaga nuklir dan mesin yang dikenal sebagai akselerator partikel. Para ilmuwan menemukan bahwa, dengan memungkinkan neutron cepat bertabrakan dengan isotop uranium umum yang dikenal sebagai U-238 dalam reaktor nuklir, unsur ‘baru’ plutonium telah dibuat. Dengan menghancurkan atom bersama-sama dalam mesin yang dikenal sebagai akselerator partikel, ditemukan bahwa unsur-unsur baru dapat dibuat. Misalnya, membombardir atom unsur kurium dengan atom neon membentuk unsur 106 seaborgium.