Kamis, 15 November 2012

Belajar Kimia : Sistem Periodik Unsur

Sistem periodik adalah suatu tabel berisi identitas unsur-unsur yang dikemas secara berkala dalam bentuk periode dan golongan berdasarkan kemiripan sifat-sifat unsurnya.
Perkembangan Sistem Periodik
1. Sistem Periodik Klasik
a. Pengelompokan Logam dan Non Logam
Ketika ilmu kimia lahir, para ilmuwan Arab dan Persia membagi unsur-unsur menjadi dua kelompok, yaitu lugham (logam) dan laysa lugham (bukan logam) Pengelompokan unsur-unsur menjadi logam dan bukan logam berlangsung sampai abad ke-19.
b. Johan W. Dobereiner (triade Dobereiner)
Ilmuwan pertama yang mengembangkan sistem periodik unsur adalah Johan W. Dobereiner. Sistem periodik unsur-unsur yang dikelompokkan didasarkan pada massa atom. Menurut Dobereiner, jika massa atom unsur A ditambah massa atom unsur B, kemudian dirata-ratakan maka akan dihasilkan massa atom unsur C. Ketiga unsur ini akan memiliki sifat yang mirip. Kelompok unsur tersebut oleh Dobereiner dinamakan triade.
Contoh:
Massa atom Cl = 35
Massa atom I = 127
Massa atom Br = 35 + 127 /2 = 81
Jadi, sifat unsur bromin akan mirip dengan unsur klorin dan iodin.
Kelemahan sistem triade. ada beberapa unsur lain yang tidak termasuk dalam satu triad, tetapi mempunyai sifat-sifat mirip dengan triad tersebut.
c. John Newland
Newlands menyusun unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Jika unsur-unsur dideretkan menurut kenaikan massa atom relatifnya maka unsur kedelapan memiliki sifat mirip dengan unsur pertama. ternyata unsur yang berselisih 1 oktaf (unsur ke-1 dan ke-8, unsur ke-2 dan unsur ke-9), menunjukkan kemiripan sifat. Pola ini dinamakan Hukum Oktaf.
Kelemahan hukum Oktef karena hanya berlaku untuk unsur-unsur ringan. Jika diteruskan, ternyata kemiripan sifat terlalu dipaksakan. Misalnya, Zn mempunyai sifat yang cukup berbeda dengan Be, Mg, dan Ca.
d. Dmitri Mendeleev dan ilmuwan kimia dari Jerman, Lothar Meyer,
Sistem periodik Mendeleev didasarkan pada nomor massa atom, sedangkan sistem periodik Meyer didasarkan pada massa jenis atom. Walaupun dasar penggolongan sistem periodik berbeda, tetapi hasilnya hampir sama. Mendeleev menyusun sistem periodik unsur-unsur dengan cara menempatkan unsur-unsur ke dalam bentuk baris dan kolom. Unsur-unsur dalam kolom yang sama ini memiliki sifat-sifat yang mirip. Mendeleev menempatkan unsur-unsur yang mempunyai kemiripan sifat dalam satu lajur vertikal, yang disebut golongan. Lajur-lajur horizontal, yaitu lajur unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, disebut periode.
Kelemahan sistem ini adalah penempatan beberapa unsur tidak sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya. Selain itu masih banyak unsur yang belum dikenal.
keunggulan sistem periodik Mendeleev adalah bahwa Mendeleev berani mengosongkan beberapa tempat dengan keyakinan bahwa masih ada unsur yang belum dikenal (James E. Brady, 1990)
 
2. Sistem Periodik Modern
Tahun 1914, Henry G. J. Moseley menemukan bahwa urutan unsur dalam tabel periodik sesuai kenaikan nomor atom. Tabel periodik modern yang disebut juga tabel periodik bentuk panjang, disusun menurut kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Tabel periodik modern ini dapat dikatakan sebagai penyempurnaan Tabel Periodik Mendeleyev.
Tabel periodik bentuk panjang terdiri atas lajur vertikal (golongan) yang disusun menurut kemiripan sifat dan lajur horizontal (periode) yang disusun berdasarkan kenaikan nomor atomnya.
a. Lajur vertikal (golongan)
ditulis dengan angka Romawi terdiri atas 18 golongan.
1) Golongan A (Golongan Utama)
IA : Alkali Gol. VA : Nitrogen
IIA : Alkali Tanah VIA : Kalkogen
IIIA : Aluminium VIIA : Halogen
IVA: Karbon VIIIA (0): Gas Mulia
2) Golongan Transisi/Golongan Tambahan (Golongan B), terbagi atas:
a) Golongan Transisi (Gol. B), yaitu : IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB (VIII), IB, dan IIB.
b) Golongan Transisi Dalam, ada dua deret yaitu :
· Deret Lantanida (unsur dalam deret ini mempunyai kemiripan sifat dengan 57La).
· Deret Aktinida (unsur dalam deret ini mempunyai kemiripan sifat dengan 89Ac).
Golongan B terletak di antara Golongan IIA dan IIIA.
Unsur-unsur yang berada dalam satu golongan mempunyai persamaan sifat karena mempunyai elektron valensi (elektron di kulit terluar) yang sama.
b. Lajur Horizontal (Periode) ditulis dengan angka Arab terdiri atas 7 periode.
Periode 1 berisi 2 unsur. Periode 5 berisi 18 unsur.
Periode 2 berisi 8 unsur. Periode 6 berisi 32 unsur.
Periode 3 berisi 8 unsur. Periode 7 berisi 23 unsur (belum lengkap).
Periode 4 berisi 18 unsur.
 
Hubungan Sistem Konfigurasi Elektron dengan Letak Unsur dalam Tabel Periodik Unsur
Berdasarkan konfigurasi elektron unsur-unsur terdapat hubungan antara konfigurasi elektron dengan letak unsur (nomor golongan dan periode) dalam tabel periodik sebagai berikut.
1. Jumlah elektron valensi menyatakan nomor golongan
2. Jumlah kulit elektron menyatakan nomor periode
Pengecualian terjadi pada helium, elektron valensinya 2 tetapi terletak pada golongan gas mulia (VIIIA)
 
Sifat-sifat Unsur
Sifat unsur dibedakan menjadi dua, yaitu unsur logam dan nonlogam. Unsur-unsur logam terdapat di sebelah kiri sedangkan unsur-unsur nonlogam terdapat di sebelah kanan tabel periodik. Ditinjau dari konfigurasi elektron, unsur logam cenderung melepaskan elektron (energi ionisasi kecil), sedangkan unsur nonlogam menangkap elektron (keelektronegatifan besar). Pada tabel periodik, sifat-sifat logam semakin ke bawah semakin bertambah sedangkan semakin ke kanan semakin berkurang.
Unsur bagian kiri tabel periodik (IA dan IIA) memiliki sifat logam paling kuat, sedangkan unsur-unsur paling kanan (VIIA) mempunyai sifat nonlogam paling kuat. Antara unsur logam dan nonlogam terdapat unsur peralihan yang mempunyai sifat logam dan nonlogam sekaligus.
 
Sifat Periodik Unsur
Unsur-unsur dalam golongan yang sama memiliki elektron valensi yang sama. Demikian pula unsur-unsur pada periode yang sama, elektron valensinya menghuni orbit yang sama. Oleh karena sifat-sifat unsur ada hubungannya dengan konfigurasi elektron maka unsur-unsur dalam golongan yang sama akan memiliki sifat yang mirip dan dalam periode yang sama akan menunjukkan sifat yang khas secara berkala (periodik) dari logam ke nonlogam. Beberapa sifat periodik unsur di antaranya adalah jari-jari atom, afinitas elektron, energi ionisasi, dan keelektronegatifan.
1. Jari-jari Atom
Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit terluar. unsur-unsur yang segolongan, jari-jari atom makin ke bawah makin besar sebab jumlah kulit yang dimiliki atom makin banyak, sehingga kulit terluar makin jauh dari inti atom.
a. Dalam satu golongan dari atas ke bawah, jari-jari atom makin besar sebab jumlah kulit yang dimiliki atom makin banyak (ingat jumlah kulit=nomor periode), sehingga kulit terluar makin jauh dari inti atom. sehingga jari-jari atom juga bertambah besar.
b. unsur-unsur yang seperiode, jari-jari atom makin ke kanan makin kecil. Dari kiri ke kanan, jumlah kulit tetap tetapi muatan inti (nomor atom) dan jumlah elektron pada kulit bertambah. Hal tersebut mengakibatkan gaya tarik-menarik antara inti dengan kulit elektron semakin besar sehingga jari-jari atom makin kecil.
 
2. Afinitas Elektron
Afinitas elektron adalah besarnya energi yang dibebaskan satu atom netral dalam wujud gas pada waktu menerima satu elektron sehingga terbentuk ion negatif. Atau energi yang menyertai proses penambahan 1elektron pada satu atom netral dalam wujud gas, sehingga terbentuk ion bermuatan –1a.
a. Dalam satu golongan dari atas ke bawah afinitas elektron semakin kecil.
b. Dalam satu periode dari kiri ke kanan afinitas elektron semakin besar.
Penjelasan:
Apabila ion negatif yang terbentuk stabil, energi dibebaskan dinyatakan dengan tanda negatif (-). Apabila ion negatif yang terbentuk tidak stabil, energi diperlukan/diserap dinyatakan dengan tanda positif (+). Kecenderungan dalam afinitas elektron lebih bervariasi dibandingkan dengan energi ionisasi.

3. Energi Ionisasi
Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terluar suatu atom.
a. Dalam satu golongan dari atas ke bawah energi ionisasi semakin berkurang.
b. Dalam satu periode dari kiri ke kanan energi ionisasi cenderung bertambah.
Kecenderungan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.
a. Dari atas ke bawah dalam satu golongan jari-jari atom bertambah sehingga daya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil. Elektron semakin mudah dilepas dan energi yang diperlukan untuk melepaskannya makin kecil.
b. Dari kiri ke kanan dalam satu periode, daya tarik inti terhadap elektron semakin besar sehingga elektron semakin sukar dilepas. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron tentunya semakin besar.
 
4. Keelektronegatifan
Keelektronegatifan adalah kemampuan atau kecenderungan suatu atom untuk menangkap atau menarik elektron dari atom lain yang digunakan pada ikatan ke arah atom bersangkutan. Misalnya, fluorin memiliki kecenderungan menarik elektron lebih kuat daripada hidrogen. Jadi, dapat disimpulkan bahwa keelektronegatifan fluorin lebih besar daripada hidrogen.
a. Dalam satu golongan dari atas ke bawah keelektronegatifan semakin berkurang.
b. Dalam satu periode dari kiri ke kanan keelektronegatifan semakin bertambah.
Energi ionisasi dan afinitas elektron berkaitan dengan besarnya daya tarik elektron. Semakin besar daya tarik elektron semakin besar energi ionisasi, juga semakin besar (semakin negatif) afinitas elektron. Jadi, suatu unsur (misalnya fluor) yang mempunyai energi ionisasi dan afinitas elektron yang besar akan mempunyai keelektronegatifan yang besar. Akan tetapi perlu diingat bahwa golongan VIIIA tidak mempunyai keelektronegatifan. Hal ini karena sudah memiliki 8 elektron di kulit terluar. Jadi keelektronegatifan terbesar berada pada golongan VIIA
Semakin besar keelektronegatifan, unsur cenderung makin mudah membentuk ion negatif. Semakin kecil keelektronegatifan, unsur cenderung makin sulit membentuk ion negatif, dan cenderung semakin mudah membentuk ion positif. 

5. Sifat Logam
Secara kimia, sifat logam dikaitkan dengan keelektronegatifan, yaitu kecenderungan melepas elektron membentuk ion positif. Jadi, sifat logam tergantung pada energi ionisasi. Ditinjau dari konfigurasi elektron, unsur unsur logam cenderung melepaskan elektron (memiliki energi ionisasi yang kecil), sedangkan unsur-unsur bukan logam cenderung menangkap elektron (memiliki keelektronegatifan yang besar).
Sesuai dengan kecenderungan energi ionisasi dan keelektronegatifan, maka sifat logam-nonlogam dalam periodik unsur adalah:
1) Dari kiri ke kanan dalam satu periode, sifat logam berkurang, sedangkan sifat nonlogam bertambah.
2) Dari atas ke bawah dalam satu golongan, sifat logam bertambah, sedangkan sifat nonlogam berkurang.
Jadi, unsur-unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah sistem periodik unsur, sedangkan unsur-unsur nonlogam terletak pada bagian kanan-atas. Batas logam dan nonlogam pada sistem periodik sering digambarkan dengan tangga diagonal bergaris tebal, sehingga unsur unsur di sekitar daerah perbatasan antara logam dan nonlogam itu mempunyai sifat logam sekaligus sifat nonlogam. Unsur-unsur itu disebut unsur metaloid. Contohnya adalah boron dan silikon.
Selain itu, sifat logam juga berhubungan dengan kereaktifan suatu unsur. Reaktif artinya mudah bereaksi. Unsur-unsur logam pada sistem periodik unsur makin ke bawah semakin reaktif (makin mudah bereaksi) karena semakin mudah melepaskan elektron. Sebaliknya, unsur-unsur bukan logam pada sistem periodik makin ke bawah makin kurang reaktif (makin sukar bereaksi) karena semakin sukar menangkap elektron. Jadi, unsur logam yang paling reaktif adalah golongan IA (logam alkali) dan unsur nonlogam yang paling reaktif adalah golongan VIIA (halogen)
 
6. Titik Leleh dan Titik Didih
Berdasarkan titik leleh dan titik didih dapat disimpulkan sebagai berikut.
1) Dalam satu periode, titik cair dan titik didih naik dari kiri ke kanan sampai golongan IVA, kemudian turun drastis. Titik cair dan titik didih terendah dimiliki oleh unsur golongan VIIIA.
2) Dalam satu golongan, ternyata ada dua jenis kecenderungan: unsur-unsur golongan IA – IVA, titik cair dan titik didih makin rendah dari atas ke bawah; unsur-unsur golongan VA – VIIIA, titik cair dan titik didihnya makin tinggi.

0 komentar:

Poskan Komentar