You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Sistem Periodik Unsur<br />
Tentang Penulis<br />
Emilia Widia Astuti dilahirkan di Tembung<br />
Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara<br />
pada Tanggal 14 Juli 1994 sebagai anak<br />
sulung dari 4 bersaudara dari ayah Suhaimi<br />
dan ibu Siti Jamiah. Lulus di Sekolah<br />
Dasar Impres No 104204 pada tahun 2006,<br />
ia melanjutkan ke SMP Negeri 2 Percut Sei<br />
Tuan lulus pada tahun 2009 dan ke SMA<br />
Negeri 7 Medan lulus pada tahun 2012.<br />
Pada tahun 2012 melanjutkan kuliah di<br />
Universitas Negeri Medan, tepatnya di<br />
Fakultas Matematika dan Ilmu<br />
Pengetahuan Alam dengan Progam Studi<br />
Pendidikan Kimia.<br />
i
Sistem Periodik Unsur<br />
Kata Pengantar<br />
Puji Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas<br />
segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penyusunan bahan ajar inovatif pada<br />
pengajaran Sistem Periodik Unsur untuk mahasiswa dapat terselesaikan dengan<br />
baik.<br />
Kimia dasar umumnya dianggap lebih sulit daripada sebagian besar<br />
pelajaran lainnya salah satunya materi Sistem Periodik Unsur. Materi Sistem<br />
Periodik Unsur mencakup hal-hal yang abstrak dan hafalan sehingga sulit<br />
dimengerti oleh mahasiswa. Oleh karena itu penulis mengambil langkah untuk<br />
mengembangkan bahan ajar inovatif. Bahan ajar inovatif ini diitegrasikan<br />
dengan media seperti animasi dan video praktikum, metode pembelajaran usulan<br />
dan kegiatan praktikum dengan harapan mahasiswa lebih memahami materi ini.<br />
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak<br />
Prof. Drs. Manihar Situmorang, M.Sc, Ph.D sebagai dosen pembimbing yang<br />
telah memberikan kritik dan saran, serta semua pihak yang terkait. Penulis<br />
berharap semoga bahan ajar ini bermanfaat bagi semua orang.<br />
Medan, 22 Mei 2016<br />
Penulis<br />
ii
iii<br />
i<br />
Sistem Periodik Unsur<br />
Standar Kompetensi<br />
Mendeskripsikan perkembangan penyusunan Sistem Periodik Unsur dan menghubungkan<br />
konfigurasi elektron dengan letak suatu unsur dalam Sistem Periodik Modern.<br />
Tujuan Pembelajaran<br />
Setelah membaca bahan ajar ini diharapkan mahasiswa mampu:<br />
1. Mengetahui perkembangan sistem periodik unsur.<br />
2. Mengetahui sistem periodik modern.<br />
3. Mengetahui penggolongan unsur dalam sistem periodik unsur.<br />
4. Menentukan golongan dalam sistem periodik unsur.<br />
5. Menentukan periode dalam sistem periodik unsur.<br />
6. Mengetahui sifat-sifat periodik unsur.<br />
7. Mengetahui keragaman sifat-sifat kimia dalam unsur-unsur<br />
golongan utama.<br />
8. Mengetahui kegunaan dari sistem periodik unsur.
Sistem Periodik Unsur<br />
Daftar Identitas Buku Rujukan Yang Sebagian Besar Digunakan<br />
Sub Pokok Bahasan Refeensi Buku Yang Digunakan Halaman<br />
Pengelompokkan Kimia Umum 1 (Pengarang : Tim Dosen Kimia 48<br />
Unsur Oleh Antoine<br />
Lavoisier<br />
Umum)<br />
Sistem Triade Kimia Dasar Jilid 1 (Pengarang : Drs. Syukri, S) 155-156<br />
Dobereiner<br />
Sistem Oktaf Kimia Dasar Jilid 1 (Pengarang : Drs. Syukri, S) 156<br />
Newlands<br />
Sistem Berkala<br />
Mendeleev<br />
dalam Penyusunan Bahan Ajar<br />
Kimia Dasar Jilid 1 (Pengarang : Drs. Syukri, S)<br />
Prinsip-prinsip Kimia Modern (Pengarang :<br />
David W. Oxtoby)<br />
157-160<br />
146-148<br />
Sistem Periodik<br />
Modern<br />
<br />
Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi<br />
Keempat Jilid 1 (Pengarang : Ralph H. Petrucci)<br />
245<br />
Kimia Dasar Jilid 1 (Pengarang : Drs. Syukri, S)<br />
163<br />
Penggolongan Unsur Kimia Dasar Jilid 1 (Pengarang : Drs. Syukri, S) 164-165<br />
Menentukan Golongan Kimia Dasar Jilid 1 (Pengarang : Drs. Syukri, S) 167<br />
Menentukan Periode Kimia Dasar Jilid 1 (Pengarang : Drs. Syukri, S) 167<br />
Jari-jari atom<br />
Energi Ionisasi<br />
Afinitas Elektron<br />
Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi<br />
Keempat Jilid 1 (Pengarang : Ralph H. Petrucci)<br />
Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti Edisi Ketiga<br />
Jilid 1 (Pengarang : Reymond Chang)<br />
Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti Edisi Ketiga<br />
Jilid 1 (Pengarang : Reymond Chang)<br />
251<br />
240<br />
243-244<br />
Keelektronegatifan Kimia Dasar Jilid 1 (Pengarang : Drs. Syukri, S) 174<br />
Keragaman Sifat-Sifat<br />
Kimia Dalam Unsur-<br />
Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 1246-252<br />
(Pengarang : Reymond Chang)<br />
Unsur Golongan<br />
Utama<br />
Kegunaan Tabel<br />
Periodik Unsur<br />
Kimia Untuk Universitas Edisi Keenam Jilid 1<br />
(Pengarang : Charles W. Keenan)<br />
107<br />
iv
Sistem Periodik Unsur<br />
Daftar Isi<br />
Tentang Penulis i<br />
Kata Pengantar ii<br />
Tujuan Pembelajaran iii<br />
Daftar Identitas Buku iv<br />
Daftar Isi v<br />
Pengantar 1<br />
Peta Konsep 2<br />
1. Perkembangan Sistem Periodik Unsur 3<br />
1.1. Pengelompokkan Unsur Oleh Antoine Lavoisier 3<br />
1.2. Sistem Triade Dobereiner 4<br />
1.3. Sistem Oktaf Newlands 6<br />
1.4. Sistem Berkala Mendeleev 7<br />
1.5. Sistem Periodik Modern 14<br />
2. Penggolongan Unsur 16<br />
3. Menentukan Golongan Dan Periode 20<br />
3.1. Golongan 20<br />
3.2. Periode 22<br />
4. Sifat-Sifat Periodik Unsur 23<br />
4.1. Jari-Jari Atom 24<br />
4.2. Energi Ionisasi 27<br />
4.3. Afinitas Elektron 31<br />
4.4. Keelektronegatifan 33<br />
5. Keragaman Sifat-Sifat Kimia Dalam Unsur-Unsur Golongan Utama 35<br />
6. Kegunaan Tabel Periodik Unsur 51<br />
Lembar Kerja 52<br />
Ringkasan 54<br />
Soal Evaluasi 56<br />
Glosarium 59<br />
Daftar Pustaka 61<br />
Kunci Jawaban 62<br />
Indeks 66<br />
Tabel Periodik Unsur 67<br />
v
Sistem Periodik Unsur<br />
PENGANTAR<br />
1. Perkembangan Sistem Periodik<br />
Unsur<br />
1.1. Pengelompokkan Unsur Oleh<br />
Antoine Lavoisier<br />
1.2. Sistem Triade Dobereiner<br />
1.3. Sistem Oktaf Newlands<br />
1.4. Sistem Berkala Mendeleev<br />
1.5. Sistem Periodik Modern<br />
2. Penggolongan Unsur<br />
3. Menentukan Golongan Dan Periode<br />
3.1. Golongan<br />
3.2. Periode<br />
4. Sifat-Sifat Periodik Unsur<br />
4.1. Jari-Jari Atom<br />
4.2. Energi Ionisasi<br />
4.3. Afinitas Elektron<br />
4.4. Keelektronegatifan<br />
5. Keragaman Sifat-Sifat Kimia Dalam<br />
Unsur-Unsur Golongan Utama<br />
6. Kegunaan Tabel Periodik Unsur<br />
Tabel periodik unsur merupakan satu prestasi intelektual yang besar dalam ilmu kimia, hasil<br />
jerih payah tak kenal lelah sejak zaman Yunani kuno. Tabel periodik unsur dapat dicetak pada satu<br />
lembar kertas, tetapi apa yang terkandung didalamnya sangat banyak dan tidak ternilai. Nilai tabel<br />
periodik unsur bukan hanya pada organisasi informasi yang telah diketahui, tetapi juga<br />
kemampuannya memprediksi sifat yang belum diketahui. Pada pokok bahasan ini akan diuraikan<br />
perkembangan sistem periodik unsur mengenai bagaimana unsur-unsur yang ada di alam<br />
dikelompokkan dalam suatu tabel periodik dan keteraturan sifat-sifat unsur yang dikenal sebagai sifat<br />
periodik unsur.<br />
1
Sistem Periodik Unsur<br />
PETA KONSEP<br />
Antoine Lavoiser<br />
Triade Dobereiner<br />
Perkembangan<br />
Sistem Periodik<br />
Unsur<br />
menurut<br />
Oktaf Newlands<br />
Dmitri Mendeleev<br />
Sistem Periodik Modern<br />
Golongan Utama<br />
Penggolongan Unsur<br />
meliputi<br />
Golongan Transisi<br />
<strong>SISTEM</strong> <strong>PERIODIK</strong><br />
<strong>UNSUR</strong><br />
membahas<br />
Menentukan<br />
Golongan dan<br />
Periode<br />
meliputi<br />
Golongan<br />
Periode<br />
Jari-jari atom<br />
Sifat-sifat Periodik<br />
Unsur<br />
meliputi<br />
Energi Ionisasi<br />
Afinitas Elektron<br />
Keelektronegatifan<br />
Keragaman Sifatsifat<br />
Kimia dalam<br />
Unsur Golongan<br />
Utama<br />
Kegunaan Tabel Periodik Unsur<br />
2
Sistem Periodik Unsur<br />
1. PERKEMBANGAN <strong>SISTEM</strong> <strong>PERIODIK</strong> <strong>UNSUR</strong><br />
Unsur-unsur yang sangat banyak bila dipelajari satu persatu akan sangat<br />
melelahkan dan menyulitkan. Oleh karena itu untuk memudahkan mempelajari<br />
unsur-unsur maka dilakukan usaha-usaha mengelompokkan unsur-unsur<br />
berdasarkan kemiripan dan keteraturan sifat fisik maupun sifat kimia. Sejalan<br />
dengan berkambangnya ilmu pengetahuan, maka pengelompokkan unsur-unsur<br />
pun berkembang mulai dari pengelompokkan unsur dalam dua kelompok hingga<br />
pengelompokkan unsur yang dituangkan dalam suatu tabel yang dikenal sebagai<br />
Tabel Periodik Unsur.<br />
Metode Pembelajaran<br />
Usulan<br />
Sub Topik 1:<br />
‣ Presentasi<br />
‣ Tanya jawab<br />
1.1. Pengelompokkan Unsur Oleh Antoine Lavoisier<br />
Antoine Laurent Lavoisier (1789) membagi unsur-unsur terdiri<br />
atas 2 kelompok yakni unsur logam dan unsur nonlogam. Lavoisier mencatat 16<br />
unsur logam dan 7 unsur nonlogam yang dikenal saat itu yakni :<br />
TENTANG ILMUWAN…<br />
Antoine Laurent Lavoisier<br />
(1743 - 1794 )<br />
a. Unsur Logam terdiri atas :<br />
Antimon Kobalt Perak Tembaga<br />
Bismut Mangan Platina Timah<br />
Besi Molibden Raksa Timbal<br />
Emas Nikel Seng Wolfram<br />
b. Unsur Nonlogam terdiri atas:<br />
Arsen Hidrogen Nitrogen Fosfor<br />
Belerang Karbon Oksigen<br />
Ia adalah seorang<br />
ilmuwan Perancis yang<br />
bertanggungjawab<br />
memberikan nama kepada<br />
oksigen pada tahun 1774.<br />
Perkataan oksigen terdiri<br />
dari kata Yunani, oxus<br />
(asam) dan gennan<br />
(menghasilkan)<br />
3
Sistem Periodik Unsur<br />
Pengelompokan ini merupakan metode paling sederhana dilakukan.<br />
Pengelompokan ini masih sangat sederhana karena antara unsur-unsur logam<br />
sendiri masih banyak perbedaan. Berikut adalah perbedaan antara logam dan<br />
nonlogam.<br />
Tabel 1.1.1. Perbedaan Logam dan Nonlogam<br />
No Logam Nonlogam<br />
1. Berwujud padat pada suhu Ada yang berupa zat padat, cair,<br />
kamar (25 0 ), kecuali raksa (Hg) atau gas pada suhu kamar<br />
2. Mengkilap jika digosok Tidak mengkilap jika digosok,<br />
kecuali intan (karbon)<br />
3. Merupakan konduktor yang Bukan konduktor yang baik<br />
baik<br />
4. Dapat ditempa atau Umumnya rapuh, terutama yang<br />
direnggangkan<br />
berwujud padat<br />
5. Penghantar panas yang baik Bukan penghantar panas yang baik<br />
umum.<br />
Kelemahan dari teori Lavoisier adalah pengelompokkannya masih terlalu<br />
1.2. Sistem Triade Dobereiner<br />
Pada permulaan abad ke-19, teori atom Dalton telah tersebar luas sehingga<br />
massa atom relatif unsur merupakan sifat penting untuk membedakan satu unsur<br />
dengan yang lain. Pada tahun 1817, Johann D. Dobereiner mencari hubungan<br />
antara massa atom relatif unsur dengan sifat-sifatnya.<br />
4
Sistem Periodik Unsur<br />
Ia menemukan beberapa kelompok tiga unsur yang mempunyai sifat yang<br />
mirip, contohnya dalam tabel sebagai berikut :<br />
Tabel 1.2.1. Pengelompokkan Unsur dalam Sistem Triade<br />
Anggota Triad<br />
Massa Atom<br />
Anggota Triad<br />
Massa Atom<br />
Relatif<br />
Relatif<br />
Litium 6,94 Klor 35,5<br />
Natrium 22,99 Brom 79,9<br />
Kalium 39,10 Iod 127<br />
TENTANG ILMUWAN…<br />
Johann D. Dobereiner<br />
(1780 - 1849)<br />
Kelompok tiga unsur ini disebut triad. Dobereiner menemukan suatu hukum:<br />
Tiga unsur yang disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatif<br />
(Ar)-nya, sehingga Ar unsur kedua kira-kira sama dengan rata-rata<br />
Ar unsur pertama dan ketiga.<br />
Contoh 1.2. :<br />
Li = 6,94 Ar Na = =<br />
Na = 22,99 22,99 23,02<br />
K = 39,1<br />
Ia adalah seorang<br />
ilmuwan Jerman yang<br />
memiliki<br />
sedikit<br />
kesempatan untuk sekolah<br />
formal. Dia akhirnya<br />
menjadi professor di<br />
Universitas Jena pada<br />
tahun 1810 dan ia juga<br />
belajar kimia di<br />
Strasbourg.<br />
Cl = 35,5 Ar Br = =<br />
Br = 79,9 79,9 81,25<br />
I = 127<br />
Li, Na, dan K disebut satu triad, dan bersifat mirip. Demikian juga Cl, Br, dan<br />
I. -<br />
5<br />
i
Sistem Periodik Unsur<br />
Pada perkembangan lebih lanjut, dalam Sitem Triad ditemukan<br />
kelemahan-kelemahan diantaranya dengan semakin banyaknya ditemukan unsurunsur,<br />
ternyata anggota kelompok unsur yang memiliki sifat sama/mirip tidak<br />
hanya terdiri dari 3 unsur melainkan lebih banyak.<br />
1.3. Sistem Oktaf Newlands<br />
Pada tahun 1865, John Alexander Reina Newlands mendapatkan<br />
hubungan antara sifat unsur dengan massa atom relatifnya, yaitu sebagai berikut :<br />
TENTANG ILMUWAN…<br />
John Alexander Reina<br />
Newlands<br />
(1737 - 1898 )<br />
Jika unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, maka<br />
pada unsur yang kedelapan sifatnya mirip dengan unsur yang pertama,<br />
dan unsur kesembilan dengan unsur yang kedua, dan seterusnya.<br />
Keteraturan sifat yang ditemukan Newlands dikenal dengan sebutan Hukum Oktaf<br />
Newlands.<br />
Tabel 1.3.1. Penggolongan unsur menurut Sistem Oktaf Newlands<br />
I II III IV V VI VII<br />
Li<br />
6,94<br />
Be<br />
9,01<br />
B<br />
10,9<br />
C<br />
12<br />
N<br />
14<br />
O<br />
16<br />
F<br />
19<br />
…….. …….. …….. …….. ……. …… ……<br />
Na Mg Al Si P S Cl<br />
Ia adalah seorang ilmuwan<br />
Inggris. Ia adalah orang<br />
pertama untuk memikirkan<br />
Tabel Periodik unsur<br />
disusun dalam urutan atom<br />
relatif bobot unsur<br />
tersebut (sekarang disebut<br />
massa atom relatif).<br />
Melanjutkan kerja hukum<br />
triade Dobereiner, pada<br />
tahun 1865 ia menerbitkan<br />
'law of oktaf'.<br />
23<br />
24,3<br />
27<br />
28,1<br />
31<br />
32,1<br />
35,5<br />
…….. …….. …….. …….. …….<br />
…… ……<br />
K<br />
Ca<br />
Ti<br />
Cr<br />
Mn<br />
Fe<br />
Dst<br />
39,1<br />
40,1<br />
47,9<br />
52,0<br />
54,9<br />
55,9<br />
6
Sistem Periodik Unsur<br />
Dengan demikian Li, Na, dan K mempunyai sifat yang mirip juga Be, Mg, dan<br />
Ca, dan seterusnya.<br />
Seperti halnya sistem Triade, pada perkembangannya dalam sistem Oktaf<br />
Newlands ditemukan kelemahan-kelemahan seperti :<br />
1. Tidak mampu menampung jumlah unsur yang semakin banyak.<br />
2. Dilihat dari beberapa kasus tampaknya hukum ini benar, tetapi untuk<br />
unsur yang lain terbukti tidak, contohnya S dan Fe tidak mempunyai<br />
kemiripan sifat.<br />
3. Hukum oktaf hanya berlaku untuk unsur-unsur ringan. Pada unsur-unsur<br />
lebih berat kemiripan sifat itu tidak tepat. Sebagai contoh: Be, Mg dan Ca<br />
memang memiliki sifat yang sama atau mirip, tetapi sifat Zn, Cd dan yang<br />
lainnya tidak sama atau mirip dengan sifat Be, Mg, dan Ca.<br />
1.4. Sistem Berkala Mendeleev<br />
Pada tahun 1869 Dmitri Mendeleev dari Rusia dan Julius Lothar Meyer<br />
dari Jerman. Mereka bekerja secara terpisah, tetapi menghasilkan tabel periodik<br />
yang sama pada waktu yang hampir bersamaan. Mendeleev mempresentasikan<br />
hasil kerjanya di depan Persatuan Ahli Kimia Rusia (Russian Chemical Society)<br />
pada permulaan tahun 1869, tetapi tabel periodik Meyer belum muncul sampai<br />
bulan Desember tahun itu. Dalam hal ini Mendeleev lebih beruntung karena telah<br />
mempresentasikan lebih dahulu penemuannya sehingga dia lebih dikenal sebagai<br />
penemu tabel periodik.<br />
Dmitri Mendelev dan Julius Lothar Meyer secara terpisah membuat daftar<br />
unsur yang merupakan perbaikan hukum Oktaf Newlands. Pada waktu itu telah<br />
dikenal 65 unsur. Ia mempelajari sifat-sifat unsur (Tabel 1.4.1.) dan mencari<br />
kaitannya dengan massa atom relatif.<br />
7
Sistem Periodik Unsur<br />
Tabel 1.4.1. Uraian Sifat Beberapa Unsur<br />
Urutan<br />
Massa<br />
Nama Lambang Sifat<br />
Massa<br />
Atom<br />
Atom<br />
TENTANG ILMUWAN…<br />
Dmitri Mendeleev<br />
1 7 Litium Li Logam lunak, kerapatan<br />
rendah, secara kimia sangat<br />
(1838 - 1907 )<br />
aktif, membentuk Li2O,<br />
LiCl<br />
2 9,4 Berilium Be Jauh lebih keras daripada<br />
Li, kerapatan rendah,<br />
kurang aktif dibandingkan<br />
Li, membentuk BeO, BeCl2<br />
3 11 Boron B Sangat keras, bukan logam,<br />
kurang reaktif, membentuk<br />
B2O3, BCl3<br />
4 12 Karbon C Rapuh, bukan logam, tidak<br />
reaktif pada suhu kamar,<br />
membentuk CO2, CCl4<br />
5 14 Nitrogen N Gas, kurang reaktif,<br />
Ia adalah seorang<br />
ilmuwan Rusia. Pada<br />
tanggal 6 Maret 1869,<br />
Mendeleev membuat<br />
presentasi resmi kepada<br />
Rusia Chemical Society<br />
berjudul "Ketergantungan<br />
antara Sifat Bobot Atom<br />
dari Elemen", yang<br />
menggambarkan unsurunsur,<br />
baik menurut<br />
berat atom dan valensi.<br />
membentuk N2O5, NCl3<br />
6 16 Oksigen O Gas, cukup reaktif, bereaksi<br />
dengan kebanyakan unsur,<br />
membentuk Na2O, BeO<br />
7 19 Flour F Gas, sangat reaktif,<br />
merangsang<br />
hidung,<br />
membentuk NaF, BeF2<br />
8
Sistem Periodik Unsur<br />
8 23 Natrium Na Logam, lunak, kerapatan<br />
rendah, sangat aktif,<br />
membentuk Na2O, NaCl<br />
(bandingkan dengan Li)<br />
9 24 Magnesium Mg Jauh lebih keras daripada<br />
Na, kerapatan rendah,<br />
kurang aktif dibandingkan<br />
Na, membentuk MgO,<br />
MgCl (bandingkan dengan<br />
Be)<br />
10 27,4 Aluminium Al Sekeras Mg, cukup reaktif,<br />
membentuk Al2O3, AlCl3<br />
(bandingkan dengan B)<br />
11 28 Silikon Si Rapuh, bukan logam, tak<br />
reaktif, membentuk SiO2,<br />
SiCl4 (bandingkan dengan<br />
C)<br />
12 31 Fosfor P Titik leleh rendah, padat,<br />
reaktif, membentuk P2O5,<br />
PCl3 (bandingkan dengan<br />
N)<br />
13 32 Sulfur S Titik leleh rendah, padat,<br />
agak reaktif, bereaksi<br />
dengan kebanyakan unsur,<br />
membentuk Na2S, BeS<br />
(bandingkan dengan O)<br />
9
Sistem Periodik Unsur<br />
14 35,5 Klor Cl Gas, sangat reaktif,<br />
merangsang<br />
hidung,<br />
membentuk NaCl,<br />
BeCl2 (bandingkan<br />
dengan F)<br />
15 39 Kalium K Logam, lunak,<br />
kerapatan<br />
sangat<br />
rendah,<br />
reaktif,<br />
membentuk K2O, KCl<br />
(bandingkan<br />
dengan<br />
Li dan Na)<br />
16 40 Kalsium Ca Jauh lebih keras<br />
daripada K, kurang<br />
reaktif daripada K,<br />
membentuk CaO,<br />
CaCl2 (bandingkan<br />
dengan Be dan Mg)<br />
Meyer lebih memperhatikan sifat fisika unsur, contohnya titik didih.<br />
Titik didih unsur bila dihubungkan dengan massa atom relatifnya merupakan<br />
suatu keperiodikan (Gambar 1.4.1). Mula-mula grafiknya naik dan setelah<br />
sampai di puncak (yaitu pada C, Si, V, Co, dst) turun kembali. Dari sifat<br />
fisika dan kimia unsur-unsur di atas, akhirnya Dmitri Mendeleev menemukan<br />
hubungan antara sifat unsur dengan massa atom relatifnya. Hubungan itu<br />
disebut hukum periodik yang berbunyi.<br />
Gambar 1.4.1. Hubungan massa<br />
atom relatif unsur dengan titik<br />
didihnya.<br />
10
Sistem Periodik Unsur<br />
Sifat unsur merupakan fungsi periodik dari massa atom relatifnya.<br />
Atau<br />
Sifat Unsur x = f(ArX)<br />
Tabel 1.4.2. Sistem Periodik Mendeleev<br />
No Gol. I Gol. II Gol. III Gol. IV Gol. V Gol. VI Gol. VII Gol. VIII<br />
1 H (1)<br />
2 Li (7) Be (9,4) B (11) C (12) N (14) O (16) F (19)<br />
3 Na (23) Mg (24) Al<br />
(27,3)<br />
Si (28) P (31) S (32) Cl (35,5)<br />
4 K (39) Ca (40) …(44) Ti (48) V (51) Cr (52) Mn (55) Fe (56),<br />
Co (59),<br />
Ni (59),<br />
Cu (63)<br />
5 Cu (63) Zn (65) …(68) …(72) As (75) Se (78) Br (80)<br />
6 Rb (85) Sr (87) Yt (88) Zr (90) Nb (94) Mo (96) …(100) Ru (101),<br />
Rh (103),<br />
Pd (106),<br />
Ag (108)<br />
7 Ag<br />
Cd (112)<br />
Ln<br />
Sn<br />
Sb (122)<br />
Te<br />
I (127) -<br />
(108)<br />
(113)<br />
(118)<br />
(128)<br />
8 Cs<br />
(133)<br />
Ba (137) Di (138) Ce<br />
(140)<br />
- - - -<br />
9 - - - - - - - -<br />
11
Sistem Periodik Unsur<br />
10 - - Er (178) La<br />
(180)<br />
Ta (182) W (184) - Os (195),<br />
Ir (197),<br />
Pt (198),<br />
Au (199)<br />
11 Au<br />
(199)<br />
Hg (200) Ti (204) Pb<br />
(207)<br />
Bi (208) - - -<br />
12 - - - Th<br />
(231)<br />
- U (240) - -<br />
Ia membagi unsur atas 8 golongan dan 12 periode sehingga unsur dalam satu<br />
golongan mempunyai sifat yang mirip. Hal penting yang terdapat dalam sistem<br />
Mendeleev ini adalah sebagai berikut :<br />
1. Dua unsur yang berdekatan massa atom relatifnya mempunyai selisih<br />
paling kurang dua atau satu satuan.<br />
2. Terdapat kotak kosong untuk unsur yang belum ditemukan, seperti 44,<br />
68, 72, dan 100.<br />
3. Dapat mengoreksi kesalahan pengukuran massa atom relatif beberapa<br />
unsur, contohnya Cr = 52,0 bukan 43,3.<br />
4. Dapat meramalkan sifat unsur yang belum dikenal seperti eka-silikon.<br />
Kesamaan sifat-sifat antara germanium dan nilai-nilai yang diramalkan<br />
oleh Mendeleev diberikan pada (Tabel 1.4.3).<br />
SEKILAS INFO…<br />
Istilah “eka” diturunkan<br />
dari bahasa Sansekerta<br />
yang berarti “mulamula”.<br />
Yaitu, secara<br />
harafiah, eka-silikon<br />
berada setelah diawali<br />
oleh silikon.<br />
12
Sistem Periodik Unsur<br />
Tabel 1.4.3. Sifat eka-silikon yang diramalkan Mendelev dibandingkan<br />
germanium<br />
Sifat Eka-silikon (Es) Germanium (Ge)<br />
Massa atom (Ar) 72 72,59<br />
Kerapatan (gr cm -3 ) 1,9 1,88<br />
Titik lebur ( O C) Tinggi 947<br />
Sifat fisik pada suhu<br />
kamar<br />
Abu-abu<br />
Abu-abu putih<br />
Reaksi dengan asam Sangat lemah Bereaksi dengan asam pekat<br />
Reaksi dengan basa Sangat lemah Bereaksi dengan alkali pekat<br />
Jumlah ikatan dalam<br />
senyawa<br />
4 4<br />
Rumus klorida EsCl4 GeCl4<br />
Titik didih kloridanya 100 84<br />
Kelebihan sistem periodik Mendeleev adalah :<br />
1. Sifat kimia dan fisika unsur dalam satu golongan mirip dan berubah secara<br />
teratur.<br />
2. Valensi tertinggi suatu unsur sama dengan nomor golongannya.<br />
3. Dapat meramalkan sifat unsur yang belum ditemukan waktu itu dan telah<br />
mempunyai tempat yang kosong.<br />
13
Sistem Periodik Unsur<br />
yaitu :<br />
Selain itu, sistem periodik Mendeleev juga mempunyai beberapa kekurangan,<br />
1. Panjang periode tidak sama dan sebabnya tidak dijelaskan.<br />
2. Beberapa unsur tidak disusun berdasarkan kenaikan Ar-nya, contoh : Te (128)<br />
sebelum I (127).<br />
3. Selisih massa unsur yang berurutan tidak selalu 2, tetapi berkisar antara 1 dan 4<br />
sehingga sukar meramalkan massa unsur yang belum diketahui secara tepat.<br />
4. Valensi unsur yang lebih dari satu sulit diramalkan dari golongannya.<br />
5. Anomali (penyimpangan) unsur hidrogen dari yang lain tidak dijelaskan.<br />
1.5. Sistem Periodik Modern<br />
Teori atom mekanika gelombang memberi banyak keterangan tentang elektron<br />
unsur. Elektron itu tersusun dalam tingkat energi. Setiap tingkat mengandung orbital s,<br />
p, d, dan f yang dapat diisi maksimum masing-masing 2, 6, 10, dan 14 elektron.<br />
https://www.youtube.com/watch?v=chNpD4wZJKo<br />
Video 1. Pengisian elektron dari tingkat energi terendah ke tingkat energi tertinggi<br />
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=chNpD4wZJKo<br />
14
Sistem Periodik Unsur<br />
Konfigurasi elektron suatu unsur menunjukkan orbital-orbital yang terisi<br />
elektron, baik yang penuh maupun sebagian. Dari konfigurasi tersebut dapat pula<br />
ditentukan jumlah elektron pada tingkat energi terluar yang disebut elektron valensi.<br />
Seterusnya, dari konfigurasi elektron unsur dapat diketahui orbital yang terisi elektron<br />
yang paling akhir serta jumlah elektron di dalamnya.<br />
Video 2. Konfigurasi elektron<br />
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=hSkJzE2Vz_w<br />
Sistem periodik Mendeleev disebut sistem periodik ‘pendek’, sedangkan sistem<br />
periodik modern yang diungkapkan oleh Henry G. Moseley disebut sistem periodik<br />
’panjang’ yang disusun berdasarkan konfigurasi elektron unsur. Menurut Henry G<br />
Moseley :<br />
Sifat-sifat kimia unsur merupakan fungsi periodik dari nomor<br />
atomnya. Artinya, jika unsur-unsur diurutkan berdasarkan kenaikan<br />
nomor atomnya, maka sifat-sifat unsur akan berulang secara periodik.<br />
Letak suatu unsur dalam sistem ini ditentukan oleh orbital yang terisi paling<br />
akhir. Unsur yang mempunyai orbital terakhir sama terletak dalam blok yang sama.<br />
Karena ada empat macam orbital, maka ada 4 blok unsur, yaitu blok s, blok p, blok d,<br />
dan blok f. Masing-masing blok mengandung beberapa baris, yakni 1s s/d 7s, 2p s/d<br />
6p, 3d s/d 5d, dan 4f s/d 5f. Karena jumlah elektron dalam orbital s = 2, p = 6, d = 10<br />
15
Sistem Periodik Unsur<br />
dan f = 14, maka masing-masing blok harus dibagi atas kolom : s 1 s/d s 2 , p 1 s/d p 6 , d 1<br />
s/d d 10 dan f 1 s/d f 14 . Berdasarkan itu terbentuklah sistem periodik modern yang terdiri<br />
dari beberapa kolom dan baris (Tabel 1.5.1.). Khusus unsur nomor dua dipindahkan ke<br />
pojok kanan blok p, karena unsur ini (helium) mempunyai sifat sama dengan unsur<br />
kolom p 6 .<br />
Tabel 1.5.1. Tabel Periodik Unsur Modern<br />
2. PENGGOLONGAN <strong>UNSUR</strong><br />
Baris mendatar pada tabel, yang disusun berdasarkan kenaikan nomor atom,<br />
dinamakan periode. Kolom-kolom tegak, yang berisi unsur-unsur serupa dinamakan<br />
golongan, di mana setiap golongan mengandung keluarga unsur. Golongan ini juga<br />
ditandai dengan angka. Sistem penomoran yang selama ini dipakai di Amerika Serikat<br />
hampir sama dengan sistem Mendeleev dan setiap golongan menggunakan angka<br />
Romawi dan huruf A atau B. Hal ini dapat dilihat pada bagian atas setiap golongan.<br />
Metode Pembelajaran<br />
Usulan<br />
Sub Topik 2:<br />
‣ Ceramah<br />
‣ Pemberian tugas<br />
16
Sistem Periodik Unsur<br />
Baru-baru ini, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)<br />
menyetujui suatu sistem alternatif di mana golongan diberi nomor dari kiri ke kanan<br />
dimulai dari 1 sampai 18. Angka ini diletakkan di bawah penandaan Romawi.<br />
Sistem baru ini telah menimbulkan perdebatan yang hebat, banyak ahli kimia<br />
pengajar ilmu kimia menentangnya. Oleh karena ketentuan ini masih diperdebatkan,<br />
kita akan menggunakan penomoran menurut angka Romawi dan golongan A dan B.<br />
SEKILAS INFO…<br />
IUPAC adalah<br />
badan internasional<br />
yang menetapkan<br />
standar-standar<br />
dalam bidang ilmu<br />
kimia<br />
Video 3. Golongan dan Periode<br />
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=xKdmW6YRelA<br />
Semua unsur blok s dan p disebut golongan utama (A), sedangkan blok d<br />
dan f disebut golongan transisi (B). Golongan utama terdiri dari 8 kolom yang<br />
berturut-turut disebut golongan IA s/d VIIIA. Elektron valensi masing-masing<br />
golongan adalah dapat dilihat dalam tabel di bawah ini.<br />
Tabel 2.1.1. Elektron Valensi Masing-masing Golongan A<br />
Elektron Valensi Golongan Elektron Valensi Golongan<br />
s 1 IA s 2 p 3 VA<br />
s 2 IIA s 2 p 4 VIA<br />
s 2 p 1 IIIA s 2 p 5 VIIA<br />
Tabel 2.2.2.<br />
Konfigurasi Elektron<br />
Unsur-unsur Golongan<br />
IA dan Golongan IIA<br />
Gol IA Gol IIA<br />
Li [Ne] 2s 1 Be [He] 2s 2<br />
Na [Ne] 3s 1 Mg [Ne] 3s 2<br />
K [Ar] 4s 1 Ca [Ar] 4s 2<br />
Rb [Kr] 5s 1 Sr [Kr] 5s 2<br />
Cs [Xe] 6s 1 Ba [Xe] 6s 2<br />
Fr [Rn] 7s 1 Ra [Rn] 7s 2<br />
s 2 p 2 IVA s 2 p 6 VIIIA<br />
17
Sistem Periodik Unsur<br />
Unsur golongan VIIIA disebut golongan gas mulia, karena tidak dapat bersenyawa<br />
dengan unsur lain, dan disebut juga golongan O.<br />
Karena golongan utama terbagi delapan golongan kecil, maka unsur transisi<br />
dibagi atas delapan golongan pula, yaitu IB s/d VIIIB. Dari hasil penyelidikan<br />
terhadap unsur transisi ternyata bahwa sifat unsur transisi bergantung pada<br />
konfigurasi elektron orbital (n-1)d dan ns. Golongan IB tidak dimulai dari permulaan<br />
pengisian d 1 , tetapi dari (n-1)d 8 ns 2 yang berubah menjadi (n-1)d 10 ns 1 . Konfigurasi<br />
Untuk unsur-unsur<br />
utama, elektron<br />
valensi adalah<br />
elektron-elektron<br />
yang berada pada<br />
tingkat energi<br />
utama n tertinggi<br />
elektron unsur golongan B disajikan dalam tabel berikut.<br />
Tabel 2.1.2. Elektron Valensi Masing-masing Golongan B<br />
Elektron Valensi Golongan Elektron Valensi Golongan<br />
(n-1)d 10 ns 1 IB (n-1)d 5 ns 1 VIB<br />
(n-1)d 10 ns 2 IIB (n-1)d 5 ns 2 VIIB<br />
(n-1)d 1 ns 2 IIIB (n-1)d 6 ns 2 VIIIB<br />
(n-1)d 2 ns 2 IVB (n-1)d 7 ns 2 VIIIB<br />
(n-1)d 3 ns 2 VB (n-1)d 8 ns 2 VIIIB<br />
Golongan VIII B terdiri atas 3 kolom, yaitu (n-1)d 6 ns 2 , (n-1)d 7 ns 2 dan (n-1)d 8 ns 2<br />
yang biasa disebut golongan VIII tanpa menambah huruf B, karena golongan VIIIA<br />
diberi nama golongan nol.<br />
Sebelum pengisian orbital 4f dan 5f terdapat pengecualian. Elektron mengisi<br />
5d 1 terlebih dahulu sebelum 4f, dan mengisi 6d 1 dulu sebelum 5f. Hal ini dapat dilihat<br />
dalam sistem periodik, bahwa unsur lantanium (La) dengan nomor atom 57<br />
merupakan pengecualian itu, nomor berikutnya tidak berlanjut ke kanan atau ke Hf<br />
tetapi turun ke baris 4f, yaitu Cs, dst. Setelah 4f penuh maka kembali ke sebelah<br />
kanan La, yaitu Hf.<br />
18
Sistem Periodik Unsur<br />
Sifat unsur golongan transisi tidak banyak dipengaruhi oleh orbital f, tetapi<br />
hanya dipengaruhi oleh orbital d-nya. Oleh sebab itu, unsur blok f mempunyai sifat<br />
yang mirip dengan orbital d-nya. Jadi, unsur baris 4f mirip sifatnya dengan unsur<br />
lantanium, maka disebut golongan lantanoid (unsur 58 sampai 71). Demikian juga<br />
unsur baris 5f, lebih mirip dengan aktinium dan disebut golongan aktinoid (unsur 90<br />
sampai 103). Lantanoid sering juga disebut sebagai unsur yang jarang dijumpai di<br />
bumi (rare earth element) karena sangat sedikit ditemukan di dalam kerak bumi.<br />
Sebagian unsur mempunyai nama yang khusus, demikian juga nomor<br />
golongannya. Sebagai contoh, unsur Golonga IA (selain hidrogen) dikenal dengan<br />
nama logam alkali dan unsur Gololongan IIA logam alkali tanah. Unsur Golongan<br />
SEKILAS INFO…<br />
Akhiran “oid”<br />
mengandung arti<br />
sama atau serupa.<br />
Lantanoid berarti<br />
serupa dengan<br />
lantanium, dan<br />
aktinoid berarti<br />
serupa dengan<br />
aktinium.<br />
VIIA adalah halogen, nama ini diambil dari bahasa Yunani, yang berarti ‘pembuat<br />
garam (salt former)’. Akhirnya unsur, Golongan 0 disebut gas mulia (juga kadangkadang<br />
disebut gas inert) karena unsur ini sangat sukar bereaksi.<br />
Contoh 2.1.<br />
Suatu unsur tertentu memiliki 16 elektron. Tanpa melihat tabel periodik, jawab<br />
pertanyaan berikut :<br />
a. Bagaimana konfigurasi elektron unsur tersebut ?<br />
b. Bagaimana unsur itu digolongkan ?<br />
Penyelesaian :<br />
a. Konfigurasi dari unsur tersebut adalah 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4<br />
b. Karena konfigurasi tersebut berakhir di kulit p maka, unsur ini adalah<br />
unsur golongan utama.<br />
SEKILAS INFO…<br />
Kata alkali berasal<br />
dari bahasa Arab<br />
alquili, yang berarti<br />
abu dari Saltwort.<br />
Saltwort adalah<br />
semak yang tumbuh<br />
di pinggir pantai.<br />
Abunya pernah<br />
menjadi sumber<br />
utama dari natrium<br />
karbonat (soda<br />
abu).<br />
Soal 2.1.<br />
Suatu unsur tertentu memiliki 22 elektron, jawab pertanyaan berikut :<br />
a. Tulis konfigurasi electron unsur tersebut ?<br />
b. Sebutkan golongan tersebut ?<br />
19
Sistem Periodik Unsur<br />
3. MENENTUKAN GOLONGAN DAN PERIODE <strong>UNSUR</strong><br />
Metode<br />
Usulan<br />
Pembelajaran<br />
3.1. Golongan<br />
Golongan adalah kelompok unsur-unsur dalam tabel perodik yang tersusun<br />
dalam kolom vertikal dari atas ke bawah kecuali golongan Lantanida dan Aktinida<br />
yang disusun secara horizontal.<br />
Telah dinyatakan bahwa sistem periodik modern disusun berdasarkan<br />
konfigurasi elektron. Konfigurasi elektron dapat dibuat bila nomor atom suatu unsur<br />
diketahui. Jadi, letak suatu unsur dalam sistem periodik dapat dicari dari nomor<br />
atomnya. Dari konfigurasi elektron dapat dihitung jumlah elektron kulit terluarnya<br />
atau elektron valensinya. Jika elektron terakhir pada orbital s atau p maka unsur<br />
termasuk golongan utama (A). Nomor golongannya sesuai dengan jumlah elektron<br />
dalam orbital s dan p itu, contohnya unsur X yang mempunyai nomor atom 12.<br />
Sub Topik 3 :<br />
‣ Tanya jawab<br />
‣ Pemberian Tugas<br />
INgAtLAh…<br />
Golongan suatu unsur<br />
dapat ditentukan dari<br />
“elektron valensi”<br />
unsur tersebut.<br />
12Y = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2<br />
Elektron valensi X menempati sub kulit 3s 2 (x = 2) berarti unsur X terletak pada<br />
golongan IIA<br />
Unsur yang elektron terakhirnya pada orbital d termasuk golongan transisi,<br />
nomor golongannya tergantung pada jumlah elektron pada orbital (n-1)ns-nya.<br />
Contohnya unsur P dengan nomor atom masing-masing 24.<br />
24P = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 4s 2<br />
Elektron valensi P menempati sub kulit 3d 4 4s 2 (x + y = 4 + 2 = 6 ) berarti unsur P<br />
terletak pada golongan VIB.<br />
20
Sistem Periodik Unsur<br />
Pada penentuan golongan unsur Golongan B ini ada beberapa pengecualian, yaitu :<br />
1. Untuk unsur yang jumlah elektron valensinya (x + y ) = 8 sampai 10 memiliki golongan<br />
yang sama yaitu golongan VIIIB<br />
2. Untuk unsur yang jumlah elektron valensinya (x + y ) = 11 dan 12, masing-masing<br />
memiliki golongan IB dan IIB<br />
Contoh 3.1.<br />
Tentukan golongan unsur berikut :<br />
a. 11Na<br />
b. 29Cu<br />
Penyelesaian :<br />
a. 11Na = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1<br />
Elektron valensi Na menempati sub kulit 3s 1 (x = 1) berarti unsur Na terletak<br />
pada golongan I A<br />
b. 29Cu = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2<br />
Elektron valensi Cu menempati sub kulit 3d 9 4s 2 (x + y = 9 + 2 = 11 ) berarti<br />
unsur Na terletak pada golongan I B<br />
Soal 3.1.<br />
Tentukan golongan unsur berikut :<br />
a. 18Ar<br />
b. 47Ag<br />
21
Sistem Periodik Unsur<br />
3.2. Periode<br />
Periode adalah kelompok unsur-unsur dalam tabel periodik yang tersusun<br />
dalam baris horizontal dari kiri ke kanan.<br />
Periode unsur dapat ditentukan dari nilai bilangan kuantum (n) yang terbesar<br />
atau n kulit terluarnya. Dengan demikian, periode dari unsur 8X , dan 24P adalah :<br />
8X = 1s 2 2s 2 2p 4<br />
Periode 2 karena n terbesar 2, yaitu 2p 4<br />
24P = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 4s 2<br />
Periode 4 karena n terbesar 4, yaitu 4s 2<br />
Contoh 3.2.<br />
Tentukan periode unsur berikut :<br />
a. 11Na<br />
b. 29Cu<br />
Penyelesaian :<br />
a. 11Na = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1<br />
Periode 3 karena n terbesar 3, yaitu 3s 1<br />
b. 29Cu = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2<br />
Periode 4 karena n terbesar 4, yaitu 4s 2<br />
Soal 3.2.<br />
Tentukan periode unsur berikut :<br />
a. 18Ar<br />
b. 47Ag<br />
22
Sistem Periodik Unsur<br />
4. SIFAT-SIFAT <strong>PERIODIK</strong> <strong>UNSUR</strong><br />
Walaupun unsur yang berdekatan dalam satu golongan atau periode mempunyai<br />
kemiripan, tetapi diantara sesamanya terdapat perbedaan tertentu. Perbedaan sifat itu berubah<br />
dengan kecenderungan tertentu, sesuai dengan perubahan nomor atomnya. Kecenderungan itu<br />
berulang pada golongan atau periode berikutnya, maka disebut sifat-sifat periodik unsur. Sifatsifat<br />
periodik unsur yang dibahas di sini adalah jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas electron,<br />
dan keelekronegatifan, yang nilainya dapat dilihat pada tabel 4.1.1.<br />
Tabel 4.1.1. Data energi ionisasi, afinitas elektron, jari-jari atom, dan keelektronegatifan<br />
Metode<br />
Pembelajaran<br />
Usulan<br />
Sub Topik 4 :<br />
‣ Presentasi<br />
‣ Tanya jawab<br />
‣ Pemberian<br />
Tugas<br />
‣<br />
EI<br />
A<br />
R<br />
KE<br />
EI<br />
A<br />
R<br />
KE<br />
EI<br />
A<br />
R<br />
KE<br />
H<br />
1312<br />
-73<br />
0,29<br />
2,10<br />
Li<br />
520<br />
-60<br />
1,55<br />
1,0<br />
Na<br />
496<br />
-53<br />
1,90<br />
0,9<br />
EI = Energi Ionisasi (kJ mol -1 )<br />
A = Afinitas Elektron (kJ mol -1 )<br />
R = Jari-jari Kovalen (A)<br />
KE = Keelektronegatifan (Pauling)<br />
Be<br />
900<br />
100<br />
1,12<br />
1,5<br />
Mg<br />
738<br />
337<br />
1,60<br />
1,2<br />
B<br />
800<br />
-27<br />
0,98<br />
2,0<br />
Al<br />
577<br />
-44<br />
1,43<br />
1,5<br />
C<br />
1086<br />
-122<br />
0,77<br />
2,5<br />
Si<br />
786<br />
-134<br />
1,17<br />
1,8<br />
N<br />
1402<br />
9<br />
0,70<br />
3,0<br />
P<br />
1012<br />
-72<br />
1,10<br />
2,5<br />
O<br />
1314<br />
-141<br />
0,66<br />
3,5<br />
S<br />
999<br />
-200<br />
1,02<br />
2,5<br />
F<br />
1681<br />
328<br />
0,64<br />
4,0<br />
Cl<br />
1255<br />
-348<br />
0,99<br />
3,0<br />
He<br />
237<br />
-21<br />
-<br />
-<br />
Ne<br />
2080<br />
-29<br />
-<br />
-<br />
Ar<br />
1520<br />
-35<br />
-<br />
-<br />
EI<br />
A<br />
R<br />
KE<br />
K<br />
419<br />
-48<br />
2,35<br />
0,8<br />
Ca<br />
590<br />
-154<br />
1,97<br />
1,0<br />
Ga<br />
579<br />
-30<br />
1,41<br />
1,6<br />
Ge<br />
761<br />
-120<br />
1,22<br />
1<br />
As<br />
947<br />
-77<br />
1,22<br />
2,0<br />
Se<br />
941<br />
-195<br />
1,17<br />
2,4<br />
Br<br />
1143<br />
-325<br />
1,14<br />
2,8<br />
Kr<br />
1351<br />
-39<br />
1,10<br />
2,9<br />
EI<br />
A<br />
R<br />
KE<br />
Rb<br />
403<br />
-47<br />
2,48<br />
0,8<br />
Sr<br />
549<br />
-164<br />
2,15<br />
1,0<br />
In<br />
558<br />
-30<br />
1,66<br />
1,7<br />
Sn<br />
709<br />
-121<br />
1,82<br />
1,8<br />
Sb<br />
834<br />
-101<br />
1,41<br />
1,9<br />
Te<br />
869<br />
-190<br />
1,35<br />
2,1<br />
I<br />
1009<br />
-295<br />
1,33<br />
2,5<br />
Xe<br />
1170<br />
-41<br />
1,30<br />
2,6<br />
EI<br />
A<br />
R<br />
KE<br />
Cs<br />
376<br />
-45<br />
2,67<br />
0,7<br />
Ba<br />
509<br />
-48<br />
2,22<br />
0,9<br />
Ti<br />
589<br />
-30<br />
1,71<br />
1,8<br />
Pb<br />
761<br />
-110<br />
1,75<br />
1,8<br />
Bi<br />
703<br />
-110<br />
1,70<br />
1,9<br />
Pa<br />
813<br />
-183<br />
1,46<br />
2,0<br />
At<br />
930<br />
-270<br />
1,4<br />
2,2<br />
Rn<br />
1037<br />
-41<br />
-<br />
-<br />
EI<br />
A<br />
R<br />
KE<br />
Fr<br />
360<br />
38<br />
-<br />
0,7<br />
Ra<br />
509<br />
-<br />
-<br />
0,9<br />
23
Sistem Periodik Unsur<br />
4.1. Jari-jari Atom<br />
Atom dianggap bulat sehingga mempunyai jari-jari tertentu. Jari-jari atom<br />
n = 3<br />
adalah jarak dari inti sampai ke suatu tempat yang mempunyai peluang terbesar<br />
untuk menemukan elektron di kulit terluarnya.<br />
11p<br />
Na<br />
n = 4<br />
n = 3<br />
Gambar 4.1.1. Jari-jari atom<br />
Besar kecilnya jari-jari atom dipengaruhi oleh faktor-faktor :<br />
19p<br />
a. Keragaman Ukuran Jari-jari Atom dalam Satu Golongan<br />
Kita ketahui bahwa jarak elektron dari inti terutama tergantung pada<br />
bilangan kuantum utama n. Akibatnya, dapat diharapkan bahwa semakin tinggi<br />
bilangan kuantum yang ditempati oleh elektron di kulit terluar, semakin besar jarijari<br />
atom. Dalam satu golongan jumlah bilangan kuantum utama semakin bertambah<br />
dari atas ke bawah. Akibatnya, jari-jari atom bertambah dari atas ke bawah,<br />
K<br />
Gambar 4.1.2. Jari-jari<br />
Na lebih kecil daripada<br />
jari-jari K karena kulit K<br />
lebih banyak daripada Na<br />
contohnya Na (1,90) dan K (2,35) (gambar 4.1.2.). Dengan demikian dapat<br />
disimpulkan secara umum bahwa.<br />
Dalam satu golongan, jari-jari atom makin besar dari atas ke<br />
bawah<br />
24
Sistem Periodik Unsur<br />
b. Keragaman Ukuran Jari-jari Atom dalam Satu Periode<br />
Unsur dalam satu periode, mempunyai kulit yang sama, tetapi nomor atom<br />
bertambah dari kiri ke kanan. Berarti jumlah protonnya juga bertambah, sehingga<br />
daya tarik inti pada kulit terluar makin besar dari kiri ke kanan. Contohnya Na dan<br />
Mg mempunyai muatan inti masing-masing 11 dan 12. Daya tarik inti Na lebih kecil<br />
daripada inti Mg terhadap electron kulit terluarnya (Gambar 4.1.3.). Akibatnya, jarijari<br />
atom Na (1,90) lebih besar dari Mg (1,60).<br />
n = 3<br />
n = 3<br />
11p<br />
12p<br />
Na<br />
Mg<br />
Gambar 4.1.3. Daya tarik inti terhadap elektron terluar atom Na dan Mg<br />
Demikian juga untuk unsur seperiode lainnya, yang terletak di kiri selalu<br />
lebih besar dari yang di kanan. Dengan demikian dapat disimpulkan secara umum<br />
bahwa.<br />
Menurun<br />
Dalam satu periode, jari-jari atom makin kecil dari kiri<br />
ke kanan<br />
25
Sistem Periodik Unsur<br />
Video 4. Jari-jari atom<br />
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=VopLrkfXfGw<br />
Gambar 4.1.4. Hubungan jari-jari atom (dalam pikometer) unsur-unsur terhadap<br />
nomor atomnya<br />
26
Sistem Periodik Unsur<br />
Contoh 4.1.<br />
Dengan merujuk pada tabel periodik, susunlah atom-atom berikut menurut<br />
urutan kenaikan jari-jari atom : O, P, S.<br />
Penyelesaian :<br />
Perhatikan bahwa O dan S terdapat dalam golongan yang sama (Golongan VI<br />
A) dan O terletak di atas S. Karena jari-jari atom bertambah dari atas ke bawah<br />
dalam satu golongan, jari-jari O lebih kecil dari S. Dan P dan S keduanya berada<br />
pada periode ketiga, dan P terletak di sebelah kiri S. Oleh karena jari-jari atom<br />
berkurang dari kiri ke kanan dalam satu periode, jari-jari S lebih kecil dari P.<br />
Jadi, urutan bertambahnya jari-jari adalah O S P.<br />
Soal 4.1.<br />
Susunlah atom-atom berikut menurut urutan berkurangnya jari-jari atom : Si,<br />
Na, Mg<br />
4.2. Energi Ionisasi<br />
Ada beberapa cara lepasnya elektron dari atom. Hal ini dapat terjadi melalui<br />
penyinaran cahaya dengan frekuensi tertentu (efek fotolistrik), melalui pemanasan<br />
beberapa bahan (efek termionik), dan melalui tumbukan antara sinar elektron<br />
dengan atom berbentuk gas. Dalam keadaan biasa, atom tidak melepaskan<br />
elektronnya secara spontan. Atom harus menyerap energi agar terjadi pengionan<br />
(ionisasi). Energi ionisasi dari suatu atom adalah energi yang harus diserap oleh<br />
atom gas agar elektron yang tarikannya paling kecil dapat dipisahkan secara<br />
sempurna.<br />
Untuk atom berelektron banyak, besar energi yang diperlukan untuk<br />
melepaskan elektron pertama dari atom pada keadaan dasar,<br />
27
Sistem Periodik Unsur<br />
Energi + X(g) X + (g) + e‾ ionisasi pertama<br />
disebut energi ionisasi pertama (I1). Dalam persamaan di atas, X menyatakan<br />
atom unsur apa saja yang berwujud gas dan e‾ adalah satu elektron. Tidak<br />
seperti halnya atom dalam fase cair dan padat, atom dalam fasa gas tidak<br />
dipengaruhi oleh atom-atom tetangganya. Energi ionisasi kedua (I2) dan energi<br />
ionisasi ketiga (I3) ditunjukkan dalam persamaan berikut,<br />
Energi + X + (g) X 2+ (g) + e‾ ionisasi kedua<br />
Energi + X 2+ (g) X 3+ (g) + e‾ ionisasi ketiga<br />
Video 5. Energi Ionisasi<br />
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=6e4uoWQeM4s<br />
Berdasarkan hukum Coulomb, daya tarik inti atom terhadap elektronnya<br />
(F) berbanding terbalik dengan jarak (r) pangkat dua<br />
F =<br />
Bila jarak itu makin kecil maka daya tarik makin besar. Akibatnya energi<br />
ionisasi makin besar. Sebaliknya, bila jarak makin besar maka daya tarik makin<br />
kecil. Maka dapat disimpulkan :<br />
28
Sistem Periodik Unsur<br />
Dalam satu golongan, energi ionisasi akan semakin kecil dari<br />
atas ke bawah<br />
Dalam satu periode, energi ionisasinya semakin besar dari kiri<br />
ke kanan<br />
M<br />
e<br />
n<br />
u<br />
r<br />
u<br />
n<br />
Mudah lepasnya elektron dari suatu atom tergantung dari beberapa faktor.<br />
Mudah diduga, bahwa semakin jauh elektron dari inti, semakin kecil gaya tarikan<br />
ke inti dan semakin mudah pula dilepaskan. Pada atom yang besar, daerah yang<br />
mempunyai kemungkinan terbesar ditemukannya elektron di kulit terluar, terletak<br />
lebih jauh dari intinya, dibandingkan pada atom-atom yang lebih kecil, sehingga<br />
energy ionisasi menurun dengan semakin meningkatnya ukuran atom. Hubungan<br />
ini lebih jauh digambarkan pada Tabel 4.2.1. untuk atom-atom logam alkali, dan<br />
gambar 4.2.1, dimana energi ionisasi digambarkan sebagai fungsi nomor atom.<br />
Titik-titik minimum pada Gambar 4.2.1. terjadi pada nomor-nomor atom yaitu<br />
pada nomor-nomor atom logam alkali. Sifat lain yang dicerminkan dalam Gambar<br />
4.2.1 ialah bahwa titik-titik maksimum energi ionisasi terjadi pada gas-gas mulia.<br />
Konfigurasi elektron gas mulia sangat mantap sehingga hanya dapat diganggu<br />
dengan menggunakan energi yang sangat besar.<br />
Tabel 4.2.1. Energi<br />
Ionisasi unsur-unsur logam<br />
alkali (Golongan I A)<br />
Unsur Ev/atom Kj/mol<br />
Li 5,392 520<br />
Na 5,139 496<br />
K 4,241 419<br />
Rb 4,177 403<br />
Cs 3,894 376<br />
Gambar 4.2.1. Hubungan energi ionisasi dengan nomor atom<br />
29
Sistem Periodik Unsur<br />
Jika kita mengukur derajat unsur logam berdasarkan kemudahan lepasnya<br />
electron dari atom, maka semakin rendah energy ionisasi, unsur akan semakin<br />
bersifat logam. Berdasarkan ukuran ini, atom-atom dibagian bawah (atom yang<br />
lebih besar) pada tabel berkala lebih bersifat logam dibandingkan atom-atom<br />
dibagian atas (atom yang lebih kecil).<br />
Contoh 4.2.<br />
Atom mana dalam Golongan VI A yang memiliki energi ionisasi yang lebih<br />
kecil : oksigen atau belerang ?<br />
Penyelesaian :<br />
Oksigen dan belerang adalah anggota Golongan VI A. Atom-atom ini memiliki<br />
konfigurasi elektron valensi yang sama (ns 2 np 4 ), tetapi elektron 3p dalam<br />
belerang lebih jauh dari inti dan mengalami gaya tarik inti yang lebih kecil<br />
daripada elektron 2p dalam oksigen. Jadi, mengikuti aturan umum bahwa<br />
energy ionisasi unsur-unsur turun dari atas ke bawah dalam satu golongan, kita<br />
meramalkan bahwa belerang harus memiliki energi ionisasi yang lebih kecil.<br />
Soal 4.2.<br />
Mana dari atom-atom berikut ini yang memiliki energi ionisasi yang lebih<br />
besar : nitrogen atau pospor ?<br />
30
Sistem Periodik Unsur<br />
4.3. Afinitas Elektron<br />
Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan atau diperlukan bila satu<br />
elektron masuk ke orbital terluar suatu atom dalam keadaan gas.<br />
X(g) + e‾<br />
X‾ (g)<br />
INgAtLAh….<br />
Video 6. Afinitas Elektron<br />
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=LsWG1tzMwYc<br />
Elektron dapat masuk karena ditarik oleh inti yang bermuatan positif. Di<br />
sekitar inti terdapat elektron yang menolak elektron lain yang masuk. Jika daya tarik<br />
inti lebih besar daripada daya tolak elektron, maka dikeluarkan energi saat elektron<br />
masuk. Sebaliknya, bila daya tarik inti lebih kecil, maka akan diperlukan energi<br />
Afinitas elektron yang<br />
bernilai besar dan<br />
positif berarti bahwa<br />
ion negatif tersebut<br />
sangat stabil (yaitu,<br />
atom tersebut memiliki<br />
kecenderungan kuat<br />
untuk menerima<br />
elektron).<br />
untuk memasukkan elektron. Jika energi keluar, afinitas elektron bertanda negatif<br />
(eksotermik) dan bila energi diperlukan bertanda positif (endotermik). Untuk<br />
memperjelas, mari kita perhatikan proses di mana atom fluorin menerima satu<br />
elektron dalam keadaan gas.<br />
F(g) + e‾ F‾ (g) H = -328 kJ<br />
Tanda<br />
H menandakan bahwa reaksi di atas merupakan proses eksotermik, tetapi<br />
afinitas elektron fluorin diberi nilai +328 kJ/mol. Jadi kita dapat berpikir afinitas<br />
elektron sebagai energi yang harus diberikan untuk melepaskan elektron dari ion<br />
negatif. Untuk pelepasan satu elektron dari ion fluorida, kita dapat menulis<br />
F‾ (g) F(g) + e‾ H = +328 kJ<br />
31
Sistem Periodik Unsur<br />
Secara umum bahwa :<br />
Dalam satu golongan, afinitas elektron berkurang dari atas ke bawah<br />
Dalam satu periode, afinitas elektron bertambah dari kiri ke kanan<br />
m<br />
e<br />
n<br />
u<br />
r<br />
u<br />
n<br />
Gambar 4.3.1. Hubungan afinitas elektron terhadap nomor atom<br />
Afinitas elektron logam-logam secara umum lebih rendah daripada nonlogam.<br />
Nilai-nilainya sedikit bervariasi dalam golongan tertentu. Halogen (Golongan VII<br />
A) memiliki nilai afinitas elektron terbesar. Hal ini tidak mengejutkan saat kita<br />
menyadari bahwa dengan menerima satu elektron, setiap atom halogen akan<br />
memilki konfigurasi elektron F‾ adalah 1s 2 2s 2 2p 6 atau [Ne]; untuk Cl‾ adalah [Ne]<br />
3s 2 3p 6 atau [Ar]; dan seterusnya. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa semua gas<br />
mulia memiliki afinitas elektron kurang dari nol. Jadi anion-anion gas ini, jika<br />
terbentuk akan tidak stabil.<br />
32
Sistem Periodik Unsur<br />
Contoh 4.3.<br />
Tentukanlah urutan unsur; P, Cl, S berdasarkan kenaikan afinitas elektronnya.<br />
Penyelesaian :<br />
Perhatikan bahwa P, Cl, S terdapat dalam periode yang sama (Periode 3)<br />
karena dalam satu periode nilai afinitas elektron menjadi semakin positif dari<br />
kiri ke kanan karena P terletak di sebelah kiri S sehingga P lebih kecil daripada<br />
S, dan S terletak di sebelah kiri Cl sehingga S lebih kecil daripada Cl. Jadi,<br />
urutan kenaikan afinitas elektron adalah P S Cl<br />
Soal 4.3.<br />
Tentukanlah urutan unsur; Se, As, Br berdasarkan penurunan afinitas<br />
elektronnya.<br />
4.4. Keelektronegatifan<br />
Suatu unsur dalam senyawa dapat mempunyai sepasang elektron yang<br />
dipakai bersama yang membentuk ikatan kovalen, misalnya senyawa HCl<br />
Sepasang elektron yang dipakai bersama<br />
Pasangan elektron itu ditarik oleh atom H dan atom Cl, akibatnya berada diantara<br />
keduanya. Akan tetapi daya tarik Cl lebih kuat daripada H sehingga kedua elektron<br />
itu lebih lebih dekat ke atom Cl. Kekuatan daya tarik itu disebut keelektronegatifan<br />
33
Sistem Periodik Unsur<br />
unsur. Keelektronegatifan adalah daya tarik atom terhadap pasangan elektron yang<br />
dipakai bersama dalam ikatan kovalen.<br />
Video 7. Elektronegativitas<br />
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=Kj3o0XvhVqQ<br />
Keelektronegatifan unsur ditentukan oleh muatan inti dan jari-jari<br />
kovalennya. Nilai mutlak keelektronegatifan tidak dapat diukur, tetapi nilai<br />
relatifnya dapat dicari seperti dengan cara Pauling. Ia menetapkan unsur flour (F)<br />
sebagai standar dan berdasarkan itu dihitung nilai untuk unsur yang lain. Data<br />
keelektronegatifan (pada tabel 4.1.1.) menunjukkan keperiodikan sebagai berikut:<br />
Dalam satu golongan, keelektronegatifan berkurang dari atas ke bawah<br />
Dalam satu periode, keelektronegatifan bertambah dari kiri ke kanan<br />
Unsur dalam satu periode mempunyai jari-jari atom makin kecil dari kiri ke kanan.<br />
Akibatnya, daya tarik inti terhadap elektron kulit terluar (termasuk pasangan<br />
elektron yang dipakai bersama) juga bertambah dari kiri ke kanan.<br />
Keelektronegatifan unsur segolongan berkurang dari atas ke bawah karena<br />
pertambahan jari-jari atomnya.<br />
m<br />
e<br />
n<br />
u<br />
r<br />
u<br />
n<br />
Video 8. Elektronegativitas<br />
34<br />
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=6Zkf1UnGjOY
Sistem Periodik Unsur<br />
Nilai keelektronegatifan berguna untuk menentukan kecenderungan<br />
pasangan elektron dalam ikatan. Jika perbedaannnya besar, pasangan itu cenderung<br />
ke atom yang keelektronegatifannya lebih besar sehingga ikatan bersifat polar.<br />
Akan tetapi jika perbedaan itu kecil sekali, maka pasangan elektron berada ditengah<br />
dan tidak polar.<br />
Contoh 4.4.<br />
Tentukanlah urutan unsur; N, As, P berdasarkan penurunan<br />
keelektronegatifan.<br />
Penyelesaian :<br />
Perhatikan bahwa N, As, P terdapat dalam golongan yang sama (Golongan<br />
VA) karena dalam satu golongan nilai keelektronegatifan berkurang dari atas<br />
ke bawah, dan dimana N terletak di atas P sehingga nilai keelektronegatifan<br />
N lebih besar daripada P, begitu pula P terletak di atas S sehingga nilai<br />
keelektronegatifan P lebih besar daripada As. Jadi, urutan berdasarkan<br />
penurunan keelektronegatifan N P As<br />
Soal 4.4.<br />
Tentukanlah urutan unsur; Si, S, Cl berdasarkan kenaikan keelektronegatifan.<br />
5. KERAGAMAN SIFAT-SIFAT KIMIA DALAM <strong>UNSUR</strong>-<strong>UNSUR</strong><br />
GOLONGAN UTAMA<br />
Energi ionisasi dan afinitas elektron membantu kimiawan untuk memahami<br />
jenis-jenis reaksi yang dialami unsur-unsur dan sifat senyawa unsur-unsur tersebut.<br />
Dengan menggunakan konsep ini, kita dapat meninjau perilaku kimia unsur-unsur<br />
secara sistematis, dengan memusatkan perhatian khusus pada hubungan antara sifatsifat<br />
kimia dan konfigurasi elektron.<br />
Metode Pembelajaran<br />
Usulan<br />
Sub Topik 5 :<br />
‣ Ceramah<br />
‣ Tanya jawab<br />
‣ Praktikum<br />
35
Sistem Periodik Unsur<br />
Kecenderungan Umum dalam Sifat-sifat Kimia<br />
Kita telah mengatakan bahwa unsur-unsur dalam golongan yang sama<br />
mempunyai kemiripan satu sama lain dalam hal perilaku kimia karena unsur-unsur<br />
ini memiliki konfigurasi elektron terluar yang mirip. Pernyataan ini, meskipun<br />
secara umum benar, harus diterapkan secara hati-hati. Kimiawan sudah lama<br />
mengetahui bahwa anggota pertama dari setiap golongan (yaitu, unsur-unsur pada<br />
periode kedua dari litium sampai fluorin) berbeda dari anggota lainnya dalam<br />
golongan yang sama. Misalnya, litium walaupun memperlihatkan banyak sifat-sifat<br />
khas logam alkali, merupakan satu-satunya logam dalam Golongan IA yang tidak<br />
membentuk lebih dari satu senyawa dengan oksigen. Umumnya, alasan perbedaan<br />
tersebut adalah ukuran kecil yang tidak biasa untuk anggota pertama setiap<br />
golongan dibandingkan dengan anggota lain dalam golongan yang sama.<br />
Kecenderungan lain dalam perilaku kimia unsur-unsur golongan utama<br />
adalah hubungan diagonal (diagonal relationship). Hubungan diagonal merujuk<br />
pada kemiripan yang ada antara pasangan unsur dalam golongan dan periode yang<br />
berbeda pada tabel periodic. Secara khusus, tiga anggota pertama periode kedua<br />
(Li, Be, dan B) memperlihatkan banyak kemiripan dengan unsur-unsur yang<br />
terletak secara diagonal di bawahnya dalam tabel periodik (Gambar 5.1.). Sifat<br />
kimia litium menyerupai sifat kimia magnesium dalam berbagai hal, hal yang sama<br />
berlaku untuk berilium dan alumunium dan untuk boron dan silikon. Kita akan<br />
melihat beberapa contoh yang mengilustrasikan hubungan ini pada bagian<br />
selanjutnya.<br />
IA IIA IIIA IVA<br />
Li Be B C<br />
Na Mg Al Si<br />
Gambar 5.1. Hubungan<br />
diagonal dalam tabel<br />
periodik<br />
Dalam membandingkan sifat unsur-unsur dalam golongan Yang sama, harus<br />
diingat bahwa pembandingan paling berlaku jika kita berurusan dengan unsur-unsur<br />
jenis yang sama. Panduan ini berlaku untuk unsur-unsur Golongan IA dan IIA, yang<br />
seluruhnya logam, dan untuk unsur-unsur Golongan VIIA, yang seluruhnya<br />
nonlogam. Tetapi Golongan IIIA hingga VIA mengandung nonlogam, metalloid<br />
dan logam, jadi wajar untuk mengharapkan beberapa keragaman dalam sifat-sifat<br />
kimia walaupun anggota dari golongan yang sama memiliki konfigurasi electron<br />
terluar yang mirip<br />
36
Sistem Periodik Unsur<br />
Unsur-unsur Golongan<br />
IA<br />
Litium (Li)<br />
Natrium (Na)<br />
Li<br />
Na<br />
K<br />
Rb<br />
Cs<br />
Fr<br />
INgAtLAh….<br />
Kalium (K) Rubidium (Rb) Sesium (Cs)<br />
Fransium tidak<br />
ditunjukkan<br />
karena bersifat<br />
radioaktif<br />
Gambar 5.1.1. Unsur-unsur Golongan IA : logam alkali<br />
Semua unsur-unsur ini memiliki energi ionisasi yang rendah dan karena itu<br />
memiliki kecenderungan yang besar untuk kehilangan satu elektron valensinya. Pada<br />
kenyataannya, dalam sebagian besar senyawanya, unsur-unsur tersebut berupa ion<br />
unipositif. Logam-logam sangat reaktif, sehingga tidak pernah ditemukan dalam<br />
keadaan bebas di alam. Logam-logam yang bersesuaian tersebut bereaksi dengan air<br />
menghasilkan gas hidrogen dan hidroksida logam<br />
2M (s) + 2H2O (l)<br />
2MOH (aq) + H2 (g)<br />
di mana M adalah logam alkali. Ketika dibiarkan di udara, unsur-unsur tersebut<br />
secara bertahap kehilangan kilap logamnya karena bergabung dengan gas oksigen<br />
37
Sistem Periodik Unsur<br />
membentuk oksida. Litium membentuk litium oksida (mengandung ion O 2– ) :<br />
4Li (s) + O2 (g)<br />
2Li2O (s)<br />
Logam alkali lainnya membentuk peroksida (mengandung ion O2 2– ) selain oksida.<br />
Sebagai contoh,<br />
2Na (s) + O2 (g)<br />
Na2O2 (s)<br />
Kalium, rubidium, dan sesium juga membentuk superoksida (mengandung ion O2 2– ) :<br />
K (s) + O2 (g)<br />
KO2 (s)<br />
Unsur-unsur Golongan IIA<br />
IIA<br />
Be<br />
Mg<br />
Ca<br />
Sr<br />
Ba<br />
Berilium (Be) Magnesium (Mg) Kalsium (Ca)<br />
Ra<br />
Stronsium (Sr) Barium (Ba) Radium (Ra)<br />
Gambar 5.1.2. Unsur-unsur Golongan IIA : logam alkali tanah<br />
38
Sistem Periodik Unsur<br />
Sebagai suatu golongan, logam alkali tanah agak kurang reaktif dibandingkan dengan<br />
logam alkali seperti yang ditunjukkan pada video praktikum di bawah ini.<br />
Video 9. Kereaktifan logam golongan alkali dan alkali tanah<br />
Baik energi ionisasi pertama maupun kedua turun dari berilium ke barium. Jadi<br />
kecenderungannya adalah untuk membentuk ion M 2+ (dengan M melambangkan<br />
atom logam alkali tanah), dan karena itu karakter logamnya meningkat dari atas ke<br />
bawah dalam golongan itu. Sebagian besar senyawa berilium (BeH2 dan berilium<br />
halida, seperti BeCl2) dan beberapa senyawa magnesium (misalnya, MgH2) yang<br />
terdapat di alam berupa molekul dan bukannya berupa ion. Kereaktifan logam alkali<br />
tanah dengan air cukup beragam. Berilium tidak bereaksi dengan air, magnesium<br />
bereaksi lambat dengan uap, dan kalsium, stronsium, dan barium cukup reaktif untuk<br />
menyerang air dingin.<br />
Ba (s) + 2H2O (l)<br />
Ba(OH)2 (aq) + H2 (g)<br />
Kereaktifan logam alkali tanah terhadap oksigen juga meningkat dari Be ke Ba.<br />
Berilium dan magnesium membentuk oksida (BeO dan MgO) hanya pada suhu<br />
tinggi, sedangkan CaO, SrO, dan BaO terbentuk pada suhu kamar.<br />
Magnesium bereaksi dengan asam membentuk gas oksigen :<br />
Mg (s) + 2H + (aq)<br />
Mg 2+ (aq) + H2 (g)<br />
39
Sistem Periodik Unsur<br />
Kalsium, stronsium, dan barium juga bereaksi dengan asam menghasilkan gas<br />
hidrogen. Tetapi, karena logam-logam ini juga menyerang air, dua reaksi yang<br />
berbeda akan terjadi secara serentak.<br />
Unsur-unsur Golongan IIIA<br />
Anggota pertama Golongan IIIA , boron, adalah metaloid; sisanya adalah<br />
logam (Gambar 5.1.3.).<br />
IIIA<br />
B<br />
Al<br />
Ga<br />
In<br />
Ti<br />
Boron (B)<br />
Alumunium (Al)<br />
SEKILAS INFO….<br />
Titik leleh gallium<br />
yang rendah (29,8 o C)<br />
menyebabkan unsur<br />
ini meleleh ketika<br />
dipegang<br />
Galium (Ga) Indium (In) Talium (Ti)<br />
Gambar 5.1.3. Unsur-unsur Golongan IIIA<br />
Gambar 5.1.3. Unsur-unsur Golongan IIIA<br />
40
Sistem Periodik Unsur<br />
Boron tidak membentuk senyawa ionik biner dan tidak reaktif terhadap gas<br />
oksigen dan air. Unsur berikut, aluminium, segera membentuk aluminium oksida<br />
ketika dibiarkan di udara :<br />
4 Al (s) + 3O2 (g) 2Al2O3 (s)<br />
Aluminium yang memiliki lapisan pelindung berupa aluminium oksida kurang reaktif<br />
dibandingkan dengan unsur aluminium. Aluminium hanya membentuk ion tripositif.<br />
Unsur ini bereaksi dengan asam klorida sebagai berikut :<br />
2Al (s) + 6H + (aq)<br />
2Al 3+ (aq) + 3H2 (g)<br />
Unsur-unsur logam Golongan IIIA yang lain membentuk ion unipositif maupun<br />
tripositif. Semakin ke bawah dalam golongan itu, ditemukan bahwa ion unipositif<br />
menjadi lebih stabil daripada ion tripositif.<br />
Unsur-unsur logam dalam Golongan IIIA juga membenuk banyak senyawa<br />
molekul. Misalnya, aluminium bereaksi dengan hidrogen membentuk AlH3, yang<br />
sifat-sifatnya menyerupai BeH2. (Hal ini merupakan satu contoh dari hubungan<br />
diagonal). Jadi, dari kiri ke kanan dalam tabel periodik, kita mulai melihat pergeseran<br />
bertahap dari karakter logam ke karakter nonlogam dalam unsur-unsur golongan<br />
utama.<br />
Unsur-unsur Golongan IVA<br />
Anggota pertama Golongan IVA, karbon, adalah nonlogam, dan dua anggota<br />
berikutnya, silikon dan germanium, adalah metaloid (Gambar 5.1.4.).<br />
41
Sistem Periodik Unsur<br />
IVA<br />
C<br />
Si<br />
Ge<br />
Sn<br />
Pb<br />
Karbon (C)<br />
Silikon (Si)<br />
Germanium (Ge) Timah (Sn) Timbal (Pb)<br />
Gambar 5.1.4. Unsur-unsur Golongan IVA<br />
Unsur-unsur logam golongan ini, timah dan timbal, tidak bereaksi dengan air tetapi<br />
bereaksi dengan asam (misalnya, asam klorida) membebaskan gas hidrogen :<br />
Sn (s) + 2H + (aq)<br />
Pb (s) + 2H + (aq)<br />
Sn 2+ (aq) + H2 (g)<br />
Pb 2+ (aq) + H2 (g)<br />
Unsur-unsur Golongan IVA membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2<br />
dan +4. Untuk karbon dan silikon, tingkat oksidasi +4 adalah yang lebih stabil.<br />
Misalnya, CO2 lebih stabil daripada CO, dan SiO2 merupakan senyawa stabil, tetapi<br />
SiO tidak terdapat dalam kondisi normal. Tetapi, dari atas ke bawah dalam golongan<br />
itu, kecenderungan stabilnya terbalik. Dalam senyawa timah tingkat oksidasi +4 hanya<br />
42
Sistem Periodik Unsur<br />
sedikit lebih stabil dari tingkat oksidasi +2. Dalam senyawa timbal tingkat oksidasi<br />
+2 lebih stabil. Konfigurasi elektron terluar timbal adalah 6s 2 6p 6 , dan timbal<br />
cenderung kehilangan hanya elektron 6p (untuk membentuk Pb 2+ ) daripada<br />
kehilangan elektron 6p dan 6s–nya (untuk membentuk Pb 4+ ).<br />
Unsur-unsur Golongan VA<br />
Dalam Golongan VA, nitrogen dan fosfor adalah nonlogam, arsenik dan<br />
antimon adalah metaloid, dan bismut adalah logam (Gambar 5.1.5.).<br />
VA<br />
N<br />
P<br />
As<br />
Sb<br />
Bi<br />
Nitrogen (N)<br />
Fosfor (P)<br />
SEKILAS INFO….<br />
Molekul nitrogen<br />
merupakan gas<br />
tak berwarna dan<br />
tak berbau<br />
Arsen (As) Antimon (Sb) Bismut (Bi)<br />
Gambar 5.1.5. Unsur-unsur Golongan VA<br />
43
Sistem Periodik Unsur<br />
Jadi kita mengharapkan keragaman sifat-sifat yang lebih luas ke bawah dalam<br />
golongan itu. Unsur nitrogen adalah gas diatomik (N2). Unsur ini membentuk<br />
sejumlah oksida (NO, N2O, NO2, N2O4, dan N2O5), dari semuanya hanya N2O5 yang<br />
berupa padatan; yang lain berwujud gas. Nitrogen memiliki kecenderungan untuk<br />
menerima tiga elektron untuk membentuk ion nitrida, N 3– (sehingga mencapai<br />
konfigurasi electron 1s 2 2s 2 2p 6 , yang isoelektron dengan neon). Sebagian besar nitrida<br />
logam (misalnya, Li3N dan Mg3N2) adalah senyawa ionik, Fosfor terdapat sebagai<br />
molekul P4. Fosfor membentuk dua oksida padat dengan rumus P4O6 dan P4O10.<br />
Asam okso yang penting HNO3 dan H3PO4 terbentuk ketika oksida berikut bereaksi<br />
dengan air.<br />
N2O5 (s) + H2O (l)<br />
2HNO3 (aq)<br />
P4O10 (s) + 6H2O (l)<br />
2H3PO4 (aq)<br />
Arsenik, antimon, dan bismut memiliki struktur tiga-dimensi yang luas. Bismut<br />
merupakan logam yang jauh kurang reaktif dibandingkan dengan logam-logam<br />
dalam golongan-golongan sebelumnya.<br />
Unsur-unsur Golongan VIA<br />
Tiga anggota pertama, Golongan VIA (oksigen, belerang, dan selenium) adalah<br />
nonlogam, dan dua anggota yang terakhir (telurium dan polonium) adalah metaloid<br />
(Gambar 5.1.6.).<br />
VIA<br />
O<br />
S<br />
Se<br />
Te<br />
Po<br />
SEKILAS INFO….<br />
Belerang (S) Selenium (Se) Telurium (Te)<br />
Gambar 5.1.6. Unsur-unsur Golongan VIA<br />
Molekul<br />
oksigen<br />
merupakan gas yang tak<br />
berwarna dan tak<br />
berbau. Polonium (tidak<br />
ditunjukkan) karena<br />
bersifat radioaktif<br />
44
Sistem Periodik Unsur<br />
Oksigen adalah gas diatomik; unsur belerang dan selenium berturut-turut memiliki<br />
rumus molekul S8 dan Se8; telurium dan polonium memiliki struktur berdimensi tiga<br />
yang lebih luas. (Polonium adalah unsur radioaktif yang sulit dikaji dalam<br />
laboratorium). Oksigen memiliki kecenderungan untuk menerima dua elektron untuk<br />
membentuk ion oksida (O 2 ) dalam banyak senyawa ionik. (Konfigurasi elektron O 2–<br />
adalah 1s 2 2s 2 2p 6 , yang isoelektron dengan Ne). Belerang, selenium, dan telurium<br />
juga membentuk anion dinegatif: S 2– , Se 2– dan Te 2– . Unsur-unsur dalam golongan ini<br />
(khususnya oksigen) membentuk sejumlah besar senyawa molekul dengan nonlogam.<br />
Senyawa belerang yang penting adalah SO2, SO3, dan H2S. Asam sulfat terbentuk<br />
ketika belerang trioksida dilarutkan dalam air:<br />
SO3 (g) + H2O (l)<br />
H2SO4 (aq)<br />
Unsur-unsur Golongan VIIA<br />
Semua halogen adalah nonlogam dengan rumus umum X2, di mana X melambangkan<br />
unsur halogen (Gambar 5.1.7.).<br />
VIIA<br />
F<br />
Cl<br />
Br<br />
I<br />
At<br />
SEKILAS INFO….<br />
Klor (Cl) Brom (Br) Iod (I)<br />
Gambar 5.1.7. Unsur-unsur Golongan VIIA<br />
Fluor adalah gas<br />
yang<br />
kuning<br />
yang<br />
berwarna<br />
kehijauan<br />
dapat<br />
menyerang peralatan<br />
gelas biasa. Astatin<br />
bersifat radioaktif<br />
45
Sistem Periodik Unsur<br />
Karena kereaktifannya yang besar, halogen tidak pernah ditemukan dalam bentuk<br />
unsur bebasnya di alam. (Anggota terakhir Golongan VIIA adalah astatin, suatu<br />
unsur radioaktif, sifat-sifatnya yang diketahui hanya sedikit). Fluorin sangat reaktif<br />
sehingga unsur ini dapat menyerang air menghasilkan oksigen :<br />
2F2 (g) + H2O (l)<br />
4HF (aq) ) + O2 (g)<br />
Sebenarnya reaksi antara molekul fluorin dan air cukup rumit; produk yang terbentuk<br />
bergantung pada kondisi reaksi. Reaksi yang ditunjukkan di sini adalah salah satu<br />
dari beberapa perubahan yang mungkin terjadi. Halogen memiliki energi ionisasi<br />
yang tinggi dan afinitas elektron yang bernilai positif besar. Fakta ini menyarankan<br />
bahwa unsur-unsur ini akan mudah membentuk anion dengan jenis X – . Anion yang<br />
diturunkan dari halogen (F – , Cl – , Br – , dan I – ) disebut halida. Ion-ion ini isoelektron<br />
dengan gas mulia. Misalnya, F – isoelektron dengan Ne, Cl – dengan Ar, dan<br />
seterusnya. Kebanyakan halida logam alkali dan halida logam alkali tanah adalah<br />
senyawa ionic. Halogen juga membentuk banyak senyawa molekul di antara sesama<br />
halogen (seperti IClFdan BrF3) dan dengan unsur-unsur nonlogam dalam golongan<br />
yang lain halogen (seperti NF3, PCl5, dan SF6). Halogen bereaksi dengan hidrogen<br />
membentuk hidrogen halida:<br />
H2 (g) + X2 (g) 2HX (g) )<br />
Ketika reaksi ini melibatkan fluorin, terjadi ledakan, tetapi reaksinya menjadi<br />
semakin kurang dahsyat jika kita menggantinya dengan klorin dan iodin. Hidrogen<br />
halida larut dalam air membentuk asam klorida. Dalam deret ini, asam fluorida (HF)<br />
adalah yang paling lemah (yakni, HF adalah asam elektrolit lemah), tetapi asam<br />
lainnya (HCl, HBr, dan HI) adalah asam kuat (atau elektrolit kuat).<br />
Unsur-unsur Golongan VIIIA<br />
Semua gas mulia terdapat sebagai spesi monoatomik (Gambar 5.1.8.).<br />
46
Sistem Periodik Unsur<br />
Helium (He)<br />
Neon (Ne)<br />
VIIIA<br />
He<br />
Ne<br />
Ar<br />
Kr<br />
Xe<br />
Rn<br />
SEKILAS INFO….<br />
Semua gas mulia tidak<br />
berwarna dan tidak<br />
berbau. Gambar<br />
disamping menunjukkan<br />
warna<br />
yang<br />
dipancarkan oleh gasgas<br />
tersebut.<br />
Argon (Ar) Kripton (Kr) Xenon (Xe)<br />
Gambar 5.1.8. Unsur-unsur Golongan VIIIA<br />
Konfigurasi elektron gas mulia menunjukkan bahwa subkulit terluar atom-atomnya<br />
ns dan np sudah terisi penuh, yang menandakan kestabilan yang besar. (Konfigurasi<br />
elektron Helium adalah 1s 2 ). Energi ionisasi Golongan VIIIA merupakan yang<br />
tertinggi diantara semua unsur, dan gas ini tidak memiliki kecenderungan untuk<br />
menerima elektron tambahan. Selama bertahun-tahun unsur-unsur ini disebut gas<br />
inert, dan memang demikian. Sampai tahun 1963 tidak ada yang dapat membuat<br />
senyawa yang mengandung salah satu unsur-unsur ini. Tetapi suatu percobaan yang<br />
dilakukan oleh kimiawan Inggris Neil Bartlett menggoncangkan pandangan<br />
kimiawan yang telah lama berlaku tentang unsur ini. Ketika ia mencampurkan xenon<br />
47
Sistem Periodik Unsur<br />
dengan platina heksafluorida, suatu zat pengoksidasi yang kuat, terjadi reaksi berikut<br />
(Gambar 5.1.9.) :<br />
Xe (g) + PtF6 (g)<br />
XePtF6 (s)<br />
Sejak itu, sejumlah senyawa xenon (XeF4, XeO3, XeO4, XeOF4) dan sedikit senyawa<br />
kripton (misalnya KrF2) telah dapat dibuat (Gambar 5.1.10.). Walaupun ada<br />
ketertarikan yang besar dalam kimia terhadap gas mulia, tetapi senyawa unsur ini<br />
tidak memiliki penerapan komersial, dan tidak terlibat dalam proses biologis di alam.<br />
Pada tahun 2000, kimiawan membuat suatu senyawa yang mengandung argon<br />
(HArF), yang stabil hanya pada suhu yang sangat rendah. Tidak ada senyawa helium<br />
atau neon yang dikenal.<br />
48
Sistem Periodik Unsur<br />
Aplikasi<br />
Kegunaan Helium<br />
Helium digunakan pada balon udara untuk keperluan meteorologi,<br />
transportasi kayu dari hutan, dan rekreasi. Helium digunakan sebagai<br />
pengganti H2 karena ringan dan tidak reaktif.<br />
Helium cair digunakan untuk mendinginkan koil logam pada saat<br />
scanner, karena titik didihnya rendah.<br />
Helium digunakan untuk mengganti H2 sebagai campuran gas Heliox<br />
(He-O2) dalam tabung oksigen pada penyelam dalam, karena selain ringan<br />
dan tidak reaktif, kelarutannya dalam jaringan tubuh lebih kecil<br />
dibanding N2. He dapat mencegah masalah jika penyelam muncul di<br />
permukaan terlalu cepat. Tubuh tidak punya waktu untuk melepas N2<br />
dalam jaringan. Akibatnya, N2 dilepas ke darah dalam bentuk gelembunggelembung<br />
yang memblokir aliran darah sehingga menimbulkan rasa sakit<br />
yang luar biasa.<br />
49
Sistem Periodik Unsur<br />
tAhUKAh ANDA…<br />
Masalah: Penempatan Hidrogen<br />
Sekalipun semua unsur mempunyai tempat yang pasti dalam<br />
tabel berkala, penempatan hidrogen menimbulkan masalah.<br />
Konfigurasi elektron 1s 1 , memungkinkan penempatan dalam golongan<br />
IA. Tetapi di bawah suhu dan tekanan normal, hidrogen tidak<br />
menyerupai sifat-sifat logam alkali. Dalam bab ini sudah dibahas<br />
(energi ionisasi dan elektronegativitas) dimana nilai-nilai untuk H<br />
sangat berbeda dengan nilai-nilai untuk logam alkali. Kadangkadang<br />
hidrogen ditempatkan di ruang untuk unsur yang pada kulit<br />
terluarnya mempunyai satu elektron lebih sedikit dari gas mulia.<br />
Penempatan dalam golongan VIIA juga tidak memuaskan, karena<br />
hidrogen tidak sepenuhnya menyerupai unsur halogen. Pilihan lain<br />
adalah menempatkan hidrogen di atas unsur karbon, yaitu unsur<br />
yang mempunyai kemiripan beberapa hal. Keunikan hidrogen<br />
sehubungan dengan penempatannya dalam tabel berkala berakar<br />
dari kenyataan bahwa atom hidrogen hanya mempunyai satu<br />
elektron.<br />
50
Sistem Periodik Unsur<br />
6. KEGUNAAN TABEL <strong>PERIODIK</strong> <strong>UNSUR</strong><br />
Dalam materi-materi berikutnya sementara perilaku kimia dan fisika dari<br />
banyak unsur akan dipelajari, dan ternyata bahwa tabel periodik unsur banyak<br />
membantu. Pertama, tabel periodik unsur merupakan pembantu untuk mengingat dan<br />
memahami data kimia. Sekilas pandangan pada lambang-lambang dalam grub IA<br />
membantu kita mengingat akan adanya sejumlah unsur yang menyerupai logam<br />
Natrium (Na) dalam beberapa segi. Unsur ini adalah litium (Li), kalium (K), rubidium<br />
(Rb), cesium (Cs), dan juga fransium (Fr) meskipun logam terakhir ini begitu langka,<br />
sehingga belum banyak diselidiki.<br />
Metode Pembelajaran<br />
Usulan<br />
Sub Topik 6 :<br />
‣ Ceramah<br />
‣ Tanya jawab<br />
Kedua, tabel itu merupakan penunjuk jalan ke ramalan dan teori kimia, karena<br />
memungkinkan kita menentukan unsur-unsur mana yang mirip satu sama lain. Bukan<br />
saja unsur-unsur yang mirip itu berperilaku sama, tetapi juga senyawa-senyawanya<br />
mirip satu sama lain. Misalnya Natrium Klorida (NaCl) atau garam dapur, mempunyai<br />
sifat-sifat yang mirip dengan sifat KCl atau RbCl.<br />
Sekali orang yakin dalam menggunakan tabel itu, ia tak hanya dapat<br />
menalarkan dari suatu senyawa biasa (misalnya asam sulfat (H2SO4)) dan menulis<br />
rumus senyawa yang lebih langka (H2TeO4), tetapi ia dapat juga berhasil meramalkan<br />
hal-hal dari H2TeO4 itu berbeda dari H2SO4.<br />
Tabel periodik unsur bermanfaat secara mengagumkan bagi mereka yang<br />
mempelajari bangun atom dalam awal abad ini dari Thomson, Aston, Rutherford,<br />
Moseley, Bohr dan ratusan lainnya. Ketika Moseley melakukan studi sinar-X, ahli-ahli<br />
fisika sedang mencari sesuatu sifat atom yang akan bertambah secara teratur menurut<br />
posisi unsur-unsur itu dalam tabel berkala. Ketika mempelajari energi pengionan,<br />
ilmuwan sedang mencari-cari suatu ciri bangun atom, yang berubah secara berkala<br />
seperti yang disarankan oleh tabel itu. Satu cara untuk memulai suatu penyelidikan<br />
ilmiah ialah dengan merancang eksperimen-eksperimen untuk menguji suatu ramalan<br />
yang dirumuskan dengan jelas. Kegunaan tabel berkala yang terbesar ialah dalam<br />
membantu kita merumuskan dengan jelas harapan (expectation) kimiawi kita.<br />
51
Sistem Periodik Unsur<br />
LEMBAR KERJA<br />
Praktikum<br />
I. Judul : Reaksi nyala alkali dan alkali tanah<br />
II. Tujuan : Menyelidiki warna nyala dari senyawa logam alkali dan alkali tanah<br />
III. Alat dan Bahan :<br />
A. Alat<br />
No Nama Alat Ukuran Jumlah<br />
1. Plat tetes - 1 buah<br />
2. Kawat nikrom - 1 buah<br />
3. Lampu spiritus - 1 buah<br />
4. Gelas kimia 100 mL 1 buah<br />
B. Bahan<br />
No Nama Bahan Wujud Konsentrasi Warna Jumlah<br />
1. Natrium klorida (NaCl) Padat - Putih Secukupnya<br />
2. Kalium klorida (KCl) Padat - Putih Secukupnya<br />
3. Kalsium klorida (CaCl2) Padat - Putih Secukupnya<br />
4. Stronsium klorida (SrCl2) Padat - Putih Secukupnya<br />
5. Barium klorida (BaCl2) Padat - Putih Secukupnya<br />
6. Asam klorida (HCl) Cair 12 M Bening Secukupnya<br />
52
Sistem Periodik Unsur<br />
IV. Cara Kerja:<br />
1. Tempatkan zat-zat yang akan diuji ke atas plat tetes dengan menggunakan spatula.<br />
2. Masukkan HCl pekat ke dalam gelas kimia.<br />
3. Celupkan ujung kawat nikrom ke dalam HCl lalu bakar.<br />
4. Celupkan kembali ujung kawat nikrom ke dalam HCl, kemudian ke dalam kristal NaCl yang<br />
akan diuji sehingga ada kristal yang menempel.<br />
5. Masukkan ujung kawat tersebut ke dalam nyala api. Catat warna nyala yang dihasilkan pada<br />
tabel hasil pengamatan.<br />
6. Ulangi langkah 3-5 untuk kristal KCl, CaCl2, SrCl2, dan BaCl2.<br />
V. Hasil Pengamatan:<br />
No Senyawa Logam Rumus Kimia Warna Nyala<br />
1.<br />
2.<br />
3.<br />
4.<br />
5.<br />
VI. Kesimpulan:<br />
53
Sistem Periodik Unsur<br />
RINGKASAN<br />
Antoine Laurent Lavoisier (1789) membagi unsur-unsur terdiri atas 2 kelompok yakni unsur logam dan<br />
unsur nonlogam. Triade Dobereiner, John Alexander Reina Newlands dan Dmitri Mendeleev menyusun<br />
tabel periodik berdasarkan kenaikan massa atom relatif.<br />
Pada sistem periodik modern unsur-unsur diurutkan berdasarkan kenaikan nomor atomnya, dan karena<br />
itu juga berdasarkan konfigurasi elektronnya.<br />
Baris mendatar pada tabel, yang disusun berdasarkan kenaikan nomor atom, dinamakan periode.<br />
Kolom-kolom tegak, yang berisi unsur-unsur serupa dinamakan golongan.<br />
Semua unsur blok s dan p disebut golongan utama (A), sedangkan blok d dan f disebut golongan<br />
transisi (B).<br />
Golongan dapat ditentukan dari elektron kulit terluarnya atau elektron valensinya yang dimiliki suatu<br />
unsur dan periode unsur dapat ditentukan dari nilai bilangan kuantum (n) yang terbesar atau n kulit<br />
terluarnya.<br />
Jari-jari atom adalah jarak dari inti sampai ke suatu tempat yang mempunyai peluang terbesar untuk<br />
menemukan elektron di kulit terluarnya. Dalam satu golongan, jari-jari atom makin besar dari atas ke<br />
bawah dan dalam satu periode, jari-jari atom makin kecil dari kiri ke kanan.<br />
Energi ionisasi dari suatu atom adalah energi yang harus diserap oleh atom gas agar elektron yang<br />
tarikannya paling kecil dapat dipisahkan secara sempurna. Dalam satu golongan, energi ionisasi akan<br />
semakin kecil dari atas ke bawah dan dalam satu periode, energi ionisasinya semakin besar dari kiri ke<br />
kanan.<br />
Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan atau diperlukan bila satu elektron masuk ke orbital<br />
terluar suatu atom dalam keadaan gas. Dalam satu golongan, afinitas elektron berkurang dari atas ke<br />
bawah dan dalam satu periode, afinitas elektron bertambah dari kiri ke kanan.<br />
54
Sistem Periodik Unsur<br />
Keelektronegatifan adalah daya tarik atom terhadap pasangan elektron yang dipakai bersama dalam<br />
ikatan kovalen. Dalam satu golongan, keelektronegatifan berkurang dari atas ke bawah dan dalam satu<br />
periode, keelektronegatifan bertambah dari kiri ke kanan.<br />
Logam unsur-unsur golongan utama (dalam Golongan IA, IIA, IIIA) cenderung untuk kehilangan<br />
electron hingga kationnya menjadi isoelektron dengan gas mulia yang terletak sebelum unsur logam itu<br />
dalam tabel periodic. Nonlogam unsur-unsur golongan utama (dalam Golongan VA, VIA, dan VIIA)<br />
cenderung untuk menerima electron hingga anionnya menjadi isoelektron dengan gas mulia yang<br />
terletak setelah unsur-unsur tersebut dalam tabel periodik. Gas mulia sangat stabil karena subkulit ns<br />
dan np terluar terisi penuh.<br />
Tabel periodik unsur banyak membantu. Pertama, tabel periodik unsur merupakan pembantu untuk<br />
mengingat dan memahami data kimia. Kedua, tabel itu merupakan penunjuk jalan ke ramalan dan teori<br />
kimia, karena memungkinkan kita menentukan unsur-unsur mana yang mirip satu sama lain.<br />
55
Sistem Periodik Unsur<br />
SOAL EVALUASI<br />
Perkembangan Tabel Periodik Unsur<br />
1. Jelaskan pengelompokkan unsur-unsur menurut Triade Dobereiner dan jelaskan pula kelemahan<br />
dari pengelompokkan unsur-unsur ini!<br />
2. Uraikan secara singkat pentingnya tabel periodik Mendeleev!<br />
3. Bagaimanakah bunyi hukum Oktaf Newlands!<br />
4. Uraikan tampilan umum dari tabel periodik modern!<br />
5. Apakah kontribusi Henry G. Moseley terhadap tabel periodik modern?<br />
Penggolongan Unsur<br />
6. Apa yang dimaksud dengan unsur golongan utama ? Berikan nama dan lambang dari enam unsur<br />
golongan utama!<br />
7. Bagaimana cara menentukan golongan utama dan golongan transisi pada suatu unsur?<br />
8. Tulislah konfigurasi elektron terluar untuk:<br />
a. logam alkali<br />
b. logam alkali tanah<br />
c. halogen<br />
d. gas mulia.<br />
9. Gunakan logam transisi baris pertama (Sc hingga Zn) sebagai contoh untuk mengilustrasikan ciri<br />
khas konfigurasi elektron logam transisi!<br />
10. Apakah yang dimaksud dengan golongan lantanoid dan golongan aktinoid ? Serta berikan contoh<br />
beberapa unsurnya!<br />
56
Sistem Periodik Unsur<br />
Menentukan Golongan dan Periode<br />
11. Bagaimanakah cara menentukan golongan dan periode dari suatu unsur?<br />
12. Tanpa melihat tabel periodik unsur, tulislah konfigurasi elektron unsur-unsur dengan nomor atom<br />
berikut: (a) 7, (b) 19, (c) 27, dan (d) 39.<br />
13. Tulislah konfigurasi elektron pada ion-ion berikut: (a) Rb + , (b) Br – , (c) O 2– , (d) Ba 2+ , (e) Zn 2+ , dan<br />
(f) Bi 3+ .<br />
14. Untuk unsur-unsur golongan utama, jumlah elektron valensi unsurnya sama dengan nomor<br />
golongannya. Tunjukkanlah bahwa hal ini benar untuk unsur-unsur berikut: K, Mg, Ga, Si, As, S,<br />
dan Br.<br />
15. Terdapat dalam golongan apakah dalam tabel periodic unsur-unsur dengan konfigurasi elektron<br />
berikut:<br />
a. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 d. [Ar] 3d 10 4s 2 4p 2<br />
b. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 e. [Xe] 4f 14 5d 4 6s 2<br />
c. [Ar] 3d 10 4s 1<br />
Sifat-sifat Periodik Unsur<br />
16. Berdasarkan letaknya dalam tabel periodik, pilihlah atom yang memiliki jari-jari atom lebih besar<br />
pada masing-masing pasangan berikut: (a) Na dan Cs, (b) Be dan Ba, (c) N dan Sb, (d) F dan Br,<br />
(e) Ne dan Xe.<br />
17. Gunakan periode ketiga dalam tabel periodik sebagai contoh untuk megilustrasikan perubahan<br />
energi ionisasi pertama unsur-unsur dari kiri ke kanan. Jelaskan kecenderungan ini!<br />
18. a. Defenisikan afinitas elektron. Afinitas elektron biasanya diukur pada atom dalam wujud gas.<br />
Mengapa?<br />
b. Energi ionisasi selalu bernilai positif, sedangkan afinitas elektron dapat bernilai positif atau<br />
negatif. Jelaskan!<br />
57
Sistem Periodik Unsur<br />
19. a. Defenisikan keelektronegatifan. Keelektronegatifan unsur dapat ditentukan oleh apa?<br />
b. Perhatikan unsur Be, O, dan F. Berdasarkan keperiodikannya manakah yang mempunyai<br />
keelektronegatifan terkecil dan jelaskan mengapa demikian?<br />
20. Dari kelompok unsur berikut, manakah yang:<br />
a. mempunyai jari-jari atom terbesar: H, Ar, Ag, Ba, Te, dan Au<br />
b. memiliki energi ionisasi pertama yang terendah: B, Sr, Al, Br, Mg, dan Pb<br />
c. Afinitas elektronnya terbesar: Na, I, Ba, Se, Cl, dan P<br />
d. Elektronegatifitasnya tertinggi: Ca, I, P, Ga, Se, dan Sn<br />
Keragaman Sifat-sifat Kimia dalam Unsur-unsur Golongan Utama<br />
21. Jelaskan apa yang dimaksud dengan hubungan diagonal! Sebutkan dua pasang unsur yang<br />
menunjukkan hubungan ini!<br />
22. Mengapa unsur-unsur golongan alkali lebih reaktif daripada unsur-unsur golongan alkali tanah?<br />
23. Unsur-unsur logam golongan IVA tidak bereaksi dengan air tetapi bereaksi dengan asam.<br />
Tuliskanlah persamaan reaksinya!<br />
24. Hanya sedikit yang diketahui tentang kimia astatin, anggota terakhir Golongan VIIA. Uraikan sifatsifat<br />
fisika yang Anda harapkan dimiliki oleh halogen ini!<br />
Keguaan Tabel Periodik Unsur<br />
25. Tabel periodik banyak membantu, maka uraikanlah kegunaan dari tabel periodik unsur!<br />
58
Sistem Periodik Unsur<br />
GLOSARIUM<br />
Afinitas Elektron<br />
adalah energi yang dilepaskan atau diperlukan bila satu elektron masuk ke orbital terluar suatu atom.<br />
Alkali<br />
adalah kelompok unsur kimia pada Golongan IA tabel periodik, kecuali hidrogen.<br />
Alkali tanah<br />
adalah kelompok unsur kimia Golongan IIA pada tabel periodik.<br />
Bilangan kuantum<br />
adalah bilangan yang menunjukkan orbit elektron mengelilingi inti pada kulit tertentu.<br />
Elektron<br />
adalah partikel subatom yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagai e - .<br />
Elektron valensi<br />
adalah jumlah elektron pada tingkat energi terluar.<br />
Energi Ionisasi<br />
adalah energi yang harus diserap oleh atom gas agar electron yang tarikannya paling kecil dapat<br />
dipisahkan secara sempurna.<br />
Gas mulia<br />
adalah unsur-unsur golongan VIIIA dalam tabel periodik. Disebut mulia karena unsur-unsur ini sangat<br />
stabil (sangat sukar bereaksi).<br />
Golongan<br />
adalah kolom-kolom tegak, yang berisi unsur-unsur serupa.<br />
Halogen<br />
adalah kelompok unsur kimia yang berada pada golongan VIIA di tabel periodik.<br />
Hubungan diagonal<br />
adalah kemiripan yang ada antara pasangan unsur dalam golongan dan periode yang berbeda pada tabel<br />
periodik.<br />
59
Sistem Periodik Unsur<br />
Jari-jari Atom<br />
adalah jarak dari inti sampai ke suatu tempat yang mempunyai peluang terbesar untuk menemukan<br />
elektron di kulit terluarnya<br />
Keelektronegatifan<br />
adalah daya tarik atom terhadap pasangan elektron yang dipakai bersama dalam ikatan kovalen<br />
Konfigurasi elektron<br />
adalah susunan elektron-elektron pada sebuah atom, molekul, atau struktur fisik lainnya.<br />
Logam<br />
adalah sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam, dan<br />
kadangkala dikatakan bahwa ia mirip dengan kation di awan elektron.<br />
Metaloid<br />
adalah kelompok unsur kimia yang memiliki sifat antara logam dan non-logam.<br />
Neutron<br />
adalah partikel subatomik yang tidak bermuatan (netral) dan memiliki massa 940 MeV/C² (1.6749×10 -27<br />
kg, sedikit lebih berat dari proton).<br />
Nonlogam<br />
adalah kelompok unsur kimia yang bersifat elektronegatif, yaitu lebih mudah menarik elektron valensi<br />
dari atom lain daripada melepaskannya.<br />
Orbital<br />
adalah ruang dimana ditemukannya elektron dalam suatu wilayah yang cukup dekat dengan inti atom.<br />
Periode<br />
adalah baris mendatar pada tabel, yang disusun berdasarkan kenaikan nomor atom<br />
Proton<br />
adalah partikel subatomik dengan muatan positif sebesar 1,6 × 10 −19 coulomb dan massa 938 MeV<br />
(1,672623×10 −27 kg, atau sekitar 1.836 kali massa sebuah elektron).<br />
60
Sistem Periodik Unsur<br />
DAFTAR PUSTAKA<br />
Chang, R., (2003), Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 1, Erlangga, Jakarta.<br />
Keenan, C.W., (1990), Kimia Untuk Universitas Edisi Keenam Jilid 1, Erlangga, Jakarta.<br />
Oxtoby, D.W., (2001), Prinsip-prinsip Kimia Modern, Erlangga, Jakarta.<br />
Petrucci, R.H., (1987), Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid 1, Erlangga,<br />
Jakarta.<br />
Syukri, S., (1999), Kimia Dasar Jilid 1, ITB, Bandung.<br />
Tim Dosen Kimia Umum., (2012), Kimia Umum 1, UNIMED, Medan.<br />
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwiYp_Ozu_T<br />
MAhUKTI8KHcYiCNEQFggdMAA&url=http%3A%2F%2Fkimiadasar.com%2Fkegunaan-gasmulia%2F&usg=AFQjCNG0D9tuYiHyK1KpIE6e8kxBE4p4dQ<br />
61
Sistem Periodik Unsur<br />
KUNCI JAWABAN<br />
1. Pengelompokkan unsur menurut Triade Dobereiner adalah Tiga unsur yang disusun berdasarkan<br />
kenaikan massa atom relatif (Ar)-nya, sehingga Ar unsur kedua kira-kira sama dengan rata-rata<br />
Ar unsur pertama dan ketiga. Dan kelemahan pengelompokkan ini adalah semakin banyaknya<br />
ditemukan unsur-unsur, ternyata anggota kelompok unsur yang memiliki sifat sama/mirip tidak<br />
hanya terdiri dari 3 unsur melainkan lebih banyak.<br />
3. Bunyi hukum Oktaf Newlands adalah Jika unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom<br />
relatifnya, maka pada unsur yang kedelapan sifatnya mirip dengan unsur yang pertama, dan<br />
unsur kesembilan dengan unsur yang kedua, dan seterusnya.<br />
5. Kontribusi Henry G. Moseley terhadap tabel periodik modern adalah ia menyatakan bahwa sifat-sifat<br />
kimia unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya. Artinya, jika unsur-unsur<br />
diurutkan berdasarkan kenaikan nomor atomnya, maka sifat-sifat unsur akan berulang secara<br />
periodik.<br />
7. Untuk menentukan golongan utama dan golongan transisi pada suatu unsur dilihat dari sub kulit yang<br />
ditempati oleh electron valensi dari unsur tersebut apabila pada blok s dan p disebut golongan utama<br />
(A), sedangkan blok d dan f disebut golongan transisi (B).<br />
9. Dilihat dari konfigurasinya<br />
21Sc = [Ar] 4s 2 3d 1 26Fe= [Ar] 4s 2 3d 6<br />
22Ti = [Ar] 4s 2 3d 2 27Co = [Ar] 4s 2 3d 7<br />
23V= [Ar] 4s 2 3d 3 28Ni = [Ar] 4s 2 3d 8<br />
24Cr = [Ar] 4s 2 3d 4 29Cu = [Ar] 4s 2 3d 9<br />
25Mn = [Ar] 4s 2 3d 5 30Zn = [Ar] 4s 2 3d 10<br />
Dari konfigurasi dilihat bahwa ciri-ciri khas golongan transisi adalah bahwa elektron terakhir<br />
menempati blok d.<br />
62
Sistem Periodik Unsur<br />
11. Golongan suatu unsur dapat ditentukan dari “elektron valensi” unsur tersebut. Sedangkan periode unsur<br />
dapat ditentukan dari nilai bilangan kuantum (n) yang terbesar atau n kulit terluarnya.<br />
13. Konfigurasinya<br />
a. Rb [Ar] 3d 10 4s 2 4p 6 5s 1 Rb + ([Ar] 3d 10 4s 2 4p 6 ) + e –<br />
b. Br [Ar] 3d 10 4s 2 4p 5 + e – Br – ([Ar] 3d 10 4s 2 4p 6 )<br />
c. O 1s 2 2s 2 4p 4 + 2e – O 2– (1s 2 2s 2 4p 6 )<br />
d. Ba [Kr] 4d 10 5s 2 5p 6 6s 2 Ba 2+ ([Kr] 4d 10 5s 2 5p 6 ) + 2e –<br />
e. Zn [Ar] 3d 10 4s 2 Zn 2+ ([Ar] 3d 8 4s 2 ) + 2e –<br />
f. Bi [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 3 Bi 3+ ([Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 ) + 3e –<br />
15. Golongan<br />
a. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2<br />
elektron valensi menempati sub kulit 3s 2 (x = 2) berarti terletak pada<br />
Golongan IIA<br />
b. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5<br />
elektron valensi menempati sub kulit 3s 2 3p 5 (x + y = 2 + 5 = 7) berarti terletak pada Golongan VIIA<br />
c. [Ar] 3d 10 4s 1<br />
elektron valensi menempati sub kulit 3d 10 4s 1 (x + y = 10 + 1 = 11) berarti terletak pada Golongan IB<br />
d. [Ar] 3d 10 4s 2 4p 2<br />
elektron valensi menempati sub kulit 4s 2 4p 2 (x + y = 2 + 2 = 4) berarti terletak pada Golongan IVA<br />
e. [Xe] 4f 14 5d 4 6s 2<br />
elektron valensi menempati sub kulit 5d 4 6s 2 (x + y = 4 + 2 = 6) berarti terletak pada Golongan VIB<br />
63
Sistem Periodik Unsur<br />
17. Unsur-unsur pada periode 3 = Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, dan Ar<br />
Dalam satu periode energi ionisasi semakin besar dari kiri ke kanan karena banyaknya elektron yang<br />
akan dilepas semakin banyak sehingga energy ionisasi semakin besar. Maka urutan energi ionisasi pada<br />
periode 3 adalah Na Mg Al Si P S Cl Ar.<br />
19. a. Keelektronegatifan adalah daya tarik atom terhadap pasangan elektron yang dipakai bersama dalam<br />
ikatan kovalen. Keelektronegatifan unsur ditentukan oleh muatan inti dan jari-jari kovalennya.<br />
b. Be, O, dan F terdapat dalam periode yang sama (periode 2) Be terletak di sebelah kiri O dan F. Oleh<br />
karena keelektronegatifan bertambah dari kiri ke kanan dalam satu periode. Maka Be O F.<br />
21. a. Hubungan diagonal merujuk pada kemiripan yang ada antara pasangan unsur dalam golongan dan<br />
periode yang berbeda pada tabel periodik.<br />
b. Contohnya Li memperlihatkan banyak kemiripan dengan unsur-unsur yang terletak secara diagonal<br />
di bawahnya dalam tabel periodik yaitu Mg begitu pula Be dengan Al.<br />
23. Unsur-unsur logam golongan IVA seperti timah dan timbal, tidak bereaksi dengan air tetapi bereaksi<br />
dengan asam (misalnya, asam klorida) membebaskan gas hidrogen:<br />
Sn (s) + 2H + (aq)<br />
Pb (s) + 2H + (aq)<br />
Sn 2+ (aq) + H2 (g)<br />
Pb 2+ (aq) + H2 (g)<br />
25. Kegunaan dari tabel periodiK unsur adalah:<br />
<br />
<br />
Tabel periodik unsur merupakan pembantu untuk mengingat dan memahami data kimia. Sekilas<br />
pandangan pada lambang-lambang dalam grub IA membantu kita mengingat akan adanya sejumlah<br />
unsur yang menyerupai logam Natrium (Na) dalam beberapa segi. Unsur ini adalah litium (Li),<br />
kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), dan juga fransium (Fr) meskipun logam terakhir ini begitu<br />
langka, sehingga belum banyak diselidiki.<br />
Tabel itu merupakan penunjuk jalan ke ramalan dan teori kimia, karena memungkinkan kita<br />
menentukan unsur-unsur mana yang mirip satu sama lain. Bukan saja unsur-unsur yang mirip itu<br />
berperilaku sama, tetapi juga senyawa-senyawanya mirip satu sama lain. Misalnya Natrium Klorida<br />
(NaCl) atau garam dapur, mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan sifat KCl atau RbCl.<br />
64
Sistem Periodik Unsur<br />
<br />
Sekali orang yakin dalam menggunakan tabel itu, ia tak hanya dapat menalarkan dari suatu<br />
senyawa biasa (misalnya asam sulfat (H2SO4)) dan menulis rumus senyawa yang lebih langka<br />
(H2TeO4), tetapi ia dapat juga berhasil meramalkan hal-hal dari H2TeO4 itu berbeda dari H2SO4.<br />
<br />
Tabel periodik unsur bermanfaat secara mengagumkan bagi mereka yang mempelajari bangun atom<br />
dalam awal abad ini dari Thomson, Aston, Rutherford, Moseley, Bohr dan ratusan lainnya. Ketika<br />
Moseley melakukan studi sinar-X, ahli-ahli fisika sedang mencari sesuatu sifat atom yang akan<br />
bertambah secara teratur menurut posisi unsur-unsur itu dalam tabel berkala.<br />
‘’Today a reader, tomorrow a leader’’<br />
‘’Sekarang adalah pembaca, besok<br />
adalah pemimpin’’<br />
65
Sistem Periodik Unsur<br />
INDEKS<br />
A<br />
K<br />
Afinitas Elektron 31 Keelektronegatifan 33<br />
Alkali 19 Konfigurasi elektron 15<br />
Alkali tanah 19<br />
B<br />
Bilangan kuantum 22 Logam 3<br />
L<br />
E<br />
M<br />
Elektron 15 Metaloid 36<br />
Elektron valensi 15<br />
Energi Ionisasi 27<br />
G<br />
N<br />
Gas mulia 47 Nonlogam 3<br />
Golongan 20<br />
H<br />
O<br />
Halogen 45 Orbital 14<br />
Hubungan diagonal 36<br />
J<br />
P<br />
Jari-jari Atom 24 Periode 22<br />
Proton 25<br />
66
Sistem Periodik Unsur<br />
TABEL <strong>PERIODIK</strong> <strong>UNSUR</strong><br />
67