Archive for the Sistem Periodik Category

Sistem Periodik

Posted in Sistem Periodik with tags , , , , , on April 21, 2012 by isepmalik

Sangat banyak macam unsur ditemukan dalam alam. Hingga saat ini telah dikenal 112 buah unsur. Unsur-unsur dapat memiliki sifat-sifat yang mirip atau pun berbeda. Agar lebih mudah mempelajari unsur-unsur yang sangat banyak, dilakukan upaya pengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kemiripan sifat-sifatnya.

Bab ini membahas pengelompokan unsur-unsur dalam Sistem Periodik, perkembangan pengelompokan unsur-unsur, serta keperiodikan sifat unsur-unsur dalam sistem periodik. Keperiodikan sifat unsur-unsur meliputi perubahan secara periodik jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan unsur-unsur.

 

  1. A.     Sistem Periodik Modern

Upaya-upaya pengelompokan unsur-unsur melatarbelakangi penemuan Sistem Periodik Modern. Sistem Periodik Modern yang terdiri atas golongan dan periode menggambarkan klasifikasi unsur yang berhubungan langsung dengan konfigurasi elektron.

 

  1. Perkembangan Pengelompokan Unsur-Unsur

Dengan makin banyaknya unsur-unsur ditemukan, dapat diamati pula bahwa sifat-sifat unsur-unsur tersebut sangat bervariasi, sehingga sangat sukar untuk dipelajari. Berdasarkan pengamatan lebih lanjut terhadap unsur-unsur serta senyawa-senyawanya, diperoleh informasi akan adanya beberapa persamaan sifat-sifat pada kelompok-kelompok unsur-unsur tertentu, selain perbedaan-perbedaan sifatnya yang bervariasi.

Bertolak dari hal ini, para ahli kimia mulai mengelompokkan unsur-unsur. Misalnya yang paling sederhana menjadi kelompok unsur-unsur logam dan bukan logam atau non-logam. Walaupun pengelompokan ini dapat mempermudah mempelajari unsur-unsur, namun ternyata masih bersifat sangat umum, karena setiap kelompok masih mengandung terlalu banyak anggota. Untuk memperoleh kelompok-kelompok unsur yang lebih spesifik, para ahli mulai tertarik untuk menggunakanmassaatom relatif unsur sebagai dasar pengelompokan unsur-unsur, karena besaran tersebut dianggap sebagai sifat dasar unsur.

Hubungan antara pertambahan massaatom unsur-unsur dan keperiodikan sifat unsur-unsur, pertama kali ditemukan oleh John Newlands (1864), seorang ahli kimia bangsa Inggris. Ia menemukan bahwa apabila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massaatom relatifnya, sifatnya akan berubah secara teratur. Selanjutnya, dapat pula disimpulkan bahwa setiap urutan tiba pada unsur ke-8 ternyata sifatnya mirip dengan unsur pertama. Perubahan sifat unsur-unsur yang teratur disebut perubahan secara periodik. Dengan demikian, terjadilah kelompok-kelompok unsur-unsur yang bentuknya mirip dengan tangga nada dan dikenal dengan Oktaf-oktaf Newlands yang tersusun berdasarkan hukum oktaf. Oktaf-oktaf Newlands terdapat pada Tabel 5.1 di bawah ini.

Tabel 5.1 Oktaf-Oktaf Newlands

H

F

Cl

Co dan Ni

Br

Li

Na

K

Cu

Rb

Be

Mg

Ca

Zn

Sr

B

Al

Cr

Y

Ce dan La

C

Si

Ti

In

Zr

N

P

Mn

As

Di dan Mo

O

S

Fe

Se

Ro dan Ru

 

Anggapan akan kegagalan usaha pengelompokan unsur-unsur oleh Newlands memunculkan upaya baru dari para ahli kimia untuk mencari pola pengelompokan unsur-unsur yang lebih tepat. Di antara para ahli tersebut, yang dianggap paling berhasil dalam upaya ini adalah Dmitri Mendeleyef (1869), seorang ahli kimia bangsa Rusia. Ia mendasarkan pengelompokan unsur-unsurnya pada hukum periodik, yaitu sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari massa atom relatifnya.

Upaya pengelompokan unsur-unsur oleh Mendeleyef ini dimulai dengan menuliskan lambang unsur-unsur serta sifat-sifatnya pada kartu-kartu yang berbeda. Kemudian kartu-kartu tersebut disusun berdasarkan kenaikanmassaatom relatif unsur-unsur tersebut. Unsur-unsur yang sifat-sifatnya serupa ditempatkan pada satu lajur tegak yang disebut golongan.

Pengelompokan ini lebih mementingkan kesamaan sifat unsur-unsur daripada kenaikanmassaatom relatifnya, sehingga tersisa tempat-tempat kosong dalam tabel periodik yang terbentuk. Tempat-tempat kosong dalam tabel periodik yang terbentuk. Tempat-tempat kosong tersebut menurut Mendeleyef kelak akan diisi dengan unsur-unsur yang akan ditemukan. Unsur-unsur yang belum dikenal ini dapat diramalkan sifat-sifatnya secara tepat oleh Mendeleyef lengkap dengan sifat-sifat senyawa-senyawa yang dapat dibentuk unsur tersebut. Ternyata, beberapa tahun kemudian unsur-unsur yang diramalkan Mendeleyef benar-benar ditemukan. Sifat-sifat unsur yang ditemukan sangat mirip dengan yang telah diramalkan Mendeleyef. Misalnya ekasilikon kemudian ditemukan sebagai Germanium. Hal ini menunjukkan keunggulan tabel periodik Mendeleyef. Tabel periodik Mendeleyef yang telah disempurnakan pada tahun 1871 terdiri atas golongan (lajur tegak) dan periode (deret mendatar) seperti tertera pada Tabel 5.2 berikut ini.

Tabel 5.2 Tabel Periodik Mendeleyef (1871)

          Berdasarkan eksperimen yang dilakukannya, Henry Moseley (1914) menyimpulkan bahwa sifat dasar atom adalah nomor atom dan bukan massaatom relatif seperti diduga para ahli sebelumnya. Dengan penemuan ini, maka hukum periodik Mendeleyef diperbarui menjadi hukum periodik modern yang berbunyi: Sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya. Penyempurnaan ini melahirkan Sistem Periodik Modern, yang merupakan penyempurnaan dari tabel periodik Mendeleyef dan sekaligus ternyata dapat mengatasi kelemahannya. Bagan Sistem Periodik Modern seperti tertera pada bagan berikut ini.

 

  1. Golongan dalam Sistem Periodik Modern

Sistem periodik modern dikenal pula sebagai sistem periodik panjang. Unsur-unsur yang terletak pada satu lajur tegak dalam sistem periodik ini mempunyai sifat-sifat yang sangat mirip. Kelompok-kelompok unsur pada tiap-tiap lajur tegak merupakan unsur-unsur segolongan.

Berdasarkan aturan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) tahun 1985, Sistem Periodik Modern (Sistem Periodik Panjang) terdiri atas 18 golongan unsur, yang diberi angka 1 sampai dengan 18.

Menurut cara tradisional pada Sistem Periodik Panjang unsur-unsur dikelompokkan menjadi golongan A (golongan unsur utama) dan golongan B (golongan unsur transisi). Perbedaan kedua cara ini dapat dilihat pada Gambar 5.1. Pada bab ini hanya akan dibahas unsur-unsur golongan A saja.

Marilah kita perhatikan unsur-unsur golongan A yang terdiri atas golongan IA dan IIA yang terletak pada bagian kiri tabel Sistem Periodik Panjang, serta golongan IIIA sampai dengan golongan VIIIA yang terletak pada bagian kanan. Penomoran golongan ini sesuai dengan jumlah elektron pada kulit terluar (elektron valensi) atom-atom unsur.

Sebagai contoh unsur Li dengan nomor atom 3 mempunyai konfigurasi elektron (2.1) mempunyai elektron valensi 1. Karena unsur Li mempunyai elektron valensi 1, maka termasuk golongan IA. Unsur Na dengan nomor atom 11 mempunyai konfigurasi elektron (2.8.1), ternyata termasuk golongan IA pula. Berdasarkan konfigurasi elektronnya apakah persamaan kedua unsur tersebut? Pada pengamatan lebih lanjut ternyata banyak kesamaan sifat antara kedua unsur tersebut. Misalnya, keduanya adalah logam lunak yang sangat reaktif, reduktor kuat, bereaksi dengan air, oksigen dan halogen secara langsung membentuk ion bermuatan +1. Hasil reaksi unsur-unsur ini dengan air berupa basa kiat. Unsur-unsur golongan IA disebut golongan alkali.

Berikutnya marilah kita perhatikan unsur Be yang bernomor atom 4 dan Mg yang bernomor atom 12. Apakah unsur-unsur ini segolongan? Perhatikan konfigurasi elektronnya. Termasuk golongan berapakah unsur-unsur ini? Unsur-unsur ini bersifat logam yang reaktif seperti golongan alkali, tetapi kereaktifannya lebih lemah daripada golongan alkali. Demikian pula kekuatan basa dari hidroksida unsur-unsur ini lebih lemah dari basa alkali. Golongan ini juga mempunyai nama khusus, yaitu golongan alkali tanah.

Selanjutnya perhatikan unsur F dengan nomor atom 9 dan Cl dengan nomor atom 17. Coba tuliskan konfigurasi elektron unsur-unsur tersebut! Termasuk golongan berapakah unsur-unsur ini? Unsur-unsur ini juga sangat reaktif dan dapat langsung bereaksi dengan logam membentuk garam. Golongan itu disebut golongan halogen. Kata halogen berarti pembentuk garam.

Berbeda dengan golongan alkali dan alkali tanah, golongan halogen dalam senyawanya membentuk ion bermuatan negatif 1 (-1). Unsur-unsur ini bersifat oksidator kuat, dalam keadaan bebas membentuk molekul diatom yang larut dalam pelarut organik seperti alkohol, eter, kloroform, dan CS2. Unsur-unsur halogen merupakan unsur bukan logam atau nonlogam.

Apabila kita perhatikan unsur-unsur Ne, Ar, dan Kr yang berturut-turut mempunyai nomor atom 10, 18, dan 36. Adakah persamaannya? Termasuk golongan berapakah unsur-unsur ini? Berapa jumlah elektron valensi unsur-unsur ini? Pada suhu kamar unsur-unsur ini berbentuk gas. Berdasarkan pengamatan ternyata bahwa unsur-unsur ini sangat sukar bereaksi dengan unsur-unsur lain. Oleh karena itu, kelompok unsur ini disebut gas mulia. Golongan gas mulia termasuk kelompok nonlogam.

 

  1. Periode dalam Sistem Periodik Modern

Deretan mendatar dalam sistem periodik disebut periode. Unsur-unsur Li, Be, B, C, N, O, F, dan Ne yang berturut-turut mempunyai nomor atom 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10; merupakan unsur-unsur seperiode yaitu periode 2. Apakah persamaan konfigurasi elektron unsur-unsur tersebut?

Bila kita gambarkan konfigurasi elektron , , , dan  berturut-turut adalah sebagai berikut:

(2.1)                        (2.6)

(2.2)                         (2.7)

Unsur-unsur ini hanya mempunyai 2 kulit elektron, yaitu kulit K dan kulit L, yang sesuai dengan nomor periodenya. Jadi, penentuan nomor periode unsur dalam Sistem Periodik Panjang sesuai dengan jumlah kulit pada konfigurasi elektron atom unsur tersebut.

Dalam sistem periodik panjang, 112 unsur yang kini telah dikenal dapat menempati 7 periode, yang merupakan deretan mendatar yang diberi nomor 1 sampai dengan 7. Periode 1, 2, dan 3 merupakan periode pendek, sedangkan periode selanjutnya adalah periode panjang. Berapa jumlah unsur dalam periode-periode pendek dan berapa pula dalam periode panjang?

Periode 6 merupakan periode terpanjang dengan anggota 32 unsur. Untuk menghemat tempat maka ada 14 unsur pada periode ini, yaitu unsur dengan nomor atom 58 sampai dengan 71 ditempatkan terpisah pada bagian bawah sistem periodik. Kelompok unsur-unsur ini seharusnya terdapat satu kotak dengan atom  (lantanium), karena sifat-sifatnya yang sangat mirip. Kelompok unsur ini disebut unsur-unsur Lantanida. Pemisahan ini juga berlaku bagi unsur-unsur bernomor atom 90 sampai dengan 103 pada periode 7. Kelompok unsur ini disebut unsur-unsur Aktinida karena terletak satu kotak dengan atom  (aktinium).

Jika kita perhatikan lebih lanjut sifat-sifat unsur-unsur periode 2 dari kiri ke kanan, maka unsur-unsur itu berubah sifatnya secara bertahap dari logam menuju nonlogam. Secara terperinci urutannya adalah Li dan Be bersifat logam, B bersifat semi logam atau metaloid, C sampai dengan Ne bersifat nonlogam. Untuk periode-periode selanjutnya berlaku pula hal yang sama.

(Sumber: Benny Karyadi, Kimia Kelas 1).

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 1.498 pengikut lainnya.