Karbon dan Ranah Manusia (Silikon)

Dalam tabel periodik, Karbon (C) dan Silikon (Si) adalah 2 unsur pertama dalam golongan 4, dengan nomor atom masing-masing 6 dan 14. Dalam golongan 4 terdapat 6 unsur, yaitu 1 non-logam, Karbon (C), 2 semi-logam, Silikon (Si) dan Germanium (Ge) yang memiliki sifat-sifat logam maupun non-logam, sehingga menjadi esensial dalam elektronika, 2 logam alami, Timah atau Stannum (Sn) dan Timbal atau Plumbum (Pb) yang telah digunakan oleh manusia selama berabad-abad, serta 1 logam buatan, Flerovium (Fl), yang penggunaannya belum diketahui.

Tabel periodik unsur-unsur kimia, diadaptasi dari buku: Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia.

Perhatikan struktur atom Karbon dan Silikon di bawah ini:

Struktur atom Karbon dan Silikon, diolah dari: http://www.chem4kids.com

Kedua unsur ini sama-sama memiliki 4 elektron pada kulit terluar. Ini membuat Karbon dan Silikon beserta unsur-unsur golongan 4 lainnya memiliki sebuah keistimewaan: kulit terluarnya setengah kosong sekaligus setengah berisi, dengan demikian unsur-unsur ini bisa berubah menjadi kation bermuatan s/d 4+ dengan menerima 4 elektron dari unsur lain, maupun anion bermuatan s/d 4- dengan menyumbangkan 4 elektron kepada unsur lain. Untuk karbon, kedua ion ini masing-masing disebut karbokation dan karbanion.

Dengan demikian, karbon dan silikon bisa membentuk sangat banyak senyawa dengan unsur lain. Karbon memiliki jumlah senyawa tebanyak dari unsur apa pun, dengan lebih dari 9 juta senyawa yang sudah diketahui. Karbon adalah unsur paling umum ke-4 di alam semesta.

Setiap atom karbon dapat berikatan dengan empat atom lainnya, memungkinkan mereka membentuk rantai dan cincin. Karbon murni terdapat dalam 3 bentuk di bumi: grafit, berlian, dan Buckminsterfullerene (struktur berdasarkan 60 atom karbon yang saling terkait).
Berlian adalah zat yang paling keras di alam dan sering digunakan dalam perhiasan. Bilah beberapa gergaji dilapisi dengan berlian.

Sekitar 90 persen mineral yang membentuk batuan bumi mengandung Silikon, sebuah unsur yang banyak terdapat dalam kerak planet kita. Hampir semua mineral Silikon adalah senyawa Silikon dan Oksigen, yang dikenal sebagai Silikat. Silikat yang paling umum adalah Kuarsa, bentuk mineral dari Silikon dioksida, atau Silika. Silikat paling banyak terdapat pada pasir. Amethyst adalah sejenis Kuarsa. Endapan Kuarsa banyak ditemukan pada batuan seperti Granit dan batupasir. Jenis Silika yang berharga adalah Opal, yang digunakan sebagai batu permata. Tanah liat yang digunakan untuk membuat tembikar dan keramik juga merupakan Silikat.

Bumi dan Mars mengandung jumlah silikon yang hampir sama. Unsur ini terbentuk pada lapisan luar, atau kerak, dari kedua planet. Sebaliknya, di Bulan hanya terdapat Silikon kira-kita setengah dari persentase yang ada di Bumi dan Mars. Para astronom berpikir bahwa ini menunjukkan Bulan terbentuk dari permukaan bumi setelah asteroid menabrak planet kita ini sekitar 4,4 miliar tahun yang lalu.

Artikel ini terlalu terbatas untuk kita membahas terlalu luas tentang Karbon dan Silikon. Jadi saya batasi saja pembahasannya hanya ke Karbon sebagai penyusun senyawa organik pada makhluk hidup dan Silikon sebagai penyusun senyawa anorganik yang banyak digunakan dalam elektronika.

Saya pernah menjelaskan kepada seorang teman yang tertarik membicarakan tentang Karbon dan Silikon ini dan saya katakan Karbon adalah ranah Tuhan, dan Silikon ranah manusia. Itulah sebabnya mengapa ada Lembah Silikon (Silicon valley) dan tidak ada Lembah Karbon.

Kita lihat hirarki "pembentukan" makhluk hidup atau organisme (semuanya dalam bentuk jamak):
- Partikel materi
- Atom
- Molekul
- Makromolekul
- Organel sel
- Sel
- Jaringan
- Organ
- Sistem atau susunan organ
- Organisme

Pada 1996, Adrian Thompson di Universitas Sussex, Inggris, mempelopori sebuah konsep yang disebut Perangkat Keras Evolvabel (Evolvable Hardware) yang dalam pengembangannya lebih lanjut mulai mencoba memasuki ranah Tuhan, yakni menggabungkan perangkat elektronik (Si) dengan saraf lintah (C).