Visualisasi Peran Kunci Nomor Atom (Z)
Sebelum abad ke-20, tabel periodik yang paling dikenal adalah milik Dmitri Mendeleev. Mendeleev berhasil mengorganisasi unsur-unsur kimia berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Meskipun sangat revolusioner, sistem ini memiliki beberapa anomali. Misalnya, ketika disusun berdasarkan massa, beberapa pasangan unsur harus dibalik urutannya agar sifat kimianya (periodisitas) tetap konsisten. Pasangan bermasalah ini termasuk Tellurium (Te) dan Iodin (I), serta Kobalt (Co) dan Nikel (Ni).
Ketidaksesuaian ini menunjukkan bahwa massa atom bukanlah penentu fundamental yang mengatur sifat kimia unsur. Ada variabel lain yang lebih mendasar yang belum terungkap, yang menjadi misteri besar dalam dunia kimia pada masa itu.
Henry Gwyn Jeffreys Moseley, seorang fisikawan Inggris yang bekerja di laboratorium Ernest Rutherford, memecahkan teka-teki ini melalui serangkaian eksperimen difraksi sinar-X yang cermat pada awal tahun 1910-an. Moseley menembakkan sinar-X berenergi tinggi ke berbagai sampel unsur. Hasilnya, ia mengamati bahwa setiap unsur memancarkan sinar-X karakteristik pada frekuensi tertentu.
Moseley menemukan hubungan matematis yang sangat jelas antara frekuensi sinar-X yang dipancarkan ($\nu$) dan nomor atom unsur ($Z$) yang diamatinya, yang dikenal sebagai Hukum Moseley: $\sqrt{\nu} = a(Z - b)$, di mana $a$ dan $b$ adalah konstanta.
Penemuan paling signifikan dari Moseley adalah identifikasi bahwa besaran fisik yang benar-benar menentukan posisi unsur dalam tabel periodik bukanlah massa atom, melainkan jumlah proton dalam inti atom, atau yang kini kita kenal sebagai Nomor Atom (Z).
Nomor atom ini secara langsung berhubungan dengan muatan inti atom, yang pada dasarnya menentukan jumlah elektron dalam atom netral, dan pada akhirnya, sifat kimia unsur tersebut. Ketika unsur diurutkan berdasarkan kenaikan nomor atomnya, semua anomali yang ada pada tabel Mendeleev—seperti penempatan Te dan I—secara otomatis terselesaikan dan menjadi konsisten.
Sistem Periodik Moseley menjadi fondasi bagi tabel periodik modern yang kita gunakan saat ini. Penggantian basis pengurutan dari massa atom ke nomor atom membawa stabilitas dan prediktabilitas yang jauh lebih besar pada sistem periodik.
Dengan menggunakan Nomor Atom sebagai prinsip pengorganisasian, para ilmuwan akhirnya dapat secara pasti memprediksi keberadaan dan sifat unsur-unsur yang belum ditemukan pada saat itu. Penemuan Moseley ini memberikan penjelasan fisik yang mendalam mengapa unsur-unsur menunjukkan sifat kimia yang berulang secara periodik; pengulangan tersebut disebabkan oleh konfigurasi elektron valensi yang berulang seiring bertambahnya jumlah proton dalam inti.
Meskipun kontribusinya monumental, karier cemerlang Moseley berakhir tragis. Ia tewas dalam pertempuran di Gallipoli selama Perang Dunia I pada usia muda. Ironisnya, kematiannya menyebabkan Perdana Menteri Inggris saat itu menghentikan penelitian ilmiah mendasar selama beberapa waktu karena enggan kehilangan ilmuwan muda potensial lainnya. Namun, warisan ilmiahnya—revisi mendasar terhadap tatanan materi di alam semesta—tetap abadi, mengubah kimia dan fisika secara permanen.