Pengertian, Sejarah, Sistem Periodik Unsur, Sifat Golongan Dan Periode, Sifat Unsur (Jari-Jari Atom, Energi Ionisasi, Afinitas Elektron, Keelektronegatifan Dan Sifat Logam Unsur)

Hai... kita ketemu lagi di postingan SMS ini. Kali ini, kita akan membahas mengenai upaya para jago kimia dalam mengelompokkan unsur-unsur di alam. Mulai dari sejarah upaya pengelompokkan unsur, tahapan-tahapan pengelompokan unsur oleh para jago yang terus disempurnakan hingga terbentuknya Sistem Periodik Unsur yang modern, bahkan hingga kepada sifat-sifat unsur dibandingkandengan nomor massanya menyerupai jari-jari atom, energi ionisasi, afinitasi elektron, keelektronegatifan hingga sifat ke-logam-an unsur.

Ada 118 unsur di sekitar kita, jikalau kita mempelajari satu demi satu alangkah sulitnya. Hal inilah yang mendorong para jago dari dulu untuk mengelompokkan unsur.

Pengelompokan dilakukan dengan membandingkan sifat-sifat unsur. Dasar pertama yang dipakai para jago dahulu untuk mengelompokkan unsur ialah kemiripan sifat, kemudian berubah memakai kenaikkan massa atom sebagai acuan, dan kini dengan semakin mendalamnya ilmu wacana atom, menurut kenaikkan nomor atom.

Pengelompokan unsur mengalami perkembangan dari pengelompokan unsur yang dilakukan oleh para jago Arab dan Persia, Dobereiner, Newlands, Mendeleyev, Lothar Meyer, Moseley hingga sistem periodik modern yang kita pakai hingga sekarang.

A. Perkembangan Sistem Periodik Unsur

Sepuluh periode sebelum John Dalton, jago kimia Arab telah menemukan kombinasi kimia yang terdiri dari beberapa elemen unsur dengan sifat yang tetap. Saat itu unsur dibagi menjadi unsur logam dan non logam. Di ketika itu Jabir Ibnu Hayyan menguatkan wacana pentingnya eksperimen sebelum menetapkan sebuah teori dalam ilmu kimia. 

Lavoisier masih menganggap cahaya dan kalori sebagai zat/unsur dan beberapa senyawa sebagai unsur. Oleh Lavoisier menurut sifat kimia zat-zat dibagi menjadi unsur gas, logam, nonlogam, dan tanah.

Menurut Dalton, atom dari unsur yang berbeda memiliki sifat dan massa atom yang berbeda. Massa atom ialah perbandingan massa atom unsur tersebut terhadap massa atom unsur hidrogen.

Dalton kemudian mengelompokkan 36 unsur yang ada menurut kenaikkan massa atomnya. Meskipun kemudian penentuan massa atom tersebut diketahui kurang tepat.

Setelah ditemukan spektrometer massa (awal periode XX), muncul perubahan dalam penentuan massa atom. Bukan lagi hidrogen yang menjadi pembanding melainkan isotop C-12. Satuan yang dipakai bukan lagi gram melainkan satuan massa atom (sma).

Satuan massa atom (sma) terlalu kecil sehingga tidak ada neraca di dunia yang bisa menimbang massa atom. Berdasarkan hasil penghitungan massa atom ini Berzellius kemudian mempublikasikan daftar massa atom unsur-unsur yang akurat.

Perkembangan sistem periodik unsur berlanjut sebagaima berikut.

1. Triade Dobereiner

Tahun 1829, Johann Dobereiner mengelompokkan unsur-unsur menurut kemiripan sifat. Tiap kelompok terdiri atas 3 unsur (triad).

Triade Dobereine

Ternyata terdapat kecenderungan di mana massa atom unsur yang di tengah merupakan rata-rata massa atom 2 unsur yang mengapit.

2. Oktaf Newlands

Triade Dobereiner mendorong John Alexander Reina Newlands untuk melanjutkan upaya pengelompokan unsur-unsur menurut kenaikkan massa atom dan kemiripan sifat unsur.

Newlands mengamati ada pengulangan secara teratur keperiodikan sifat  unsur. Unsur ke-8 memiliki sifat menyerupai dengan unsur ke-1. Begitu juga unsur ke-9 menyerupai sifatnya dengan unsur ke-2.

Oktaf Newlands
Setelah baris ke empat, tidak setiap oktaf berlaku kesamaan sifat.

Pada kenyataannya pengulangan sifat unsur tidak selalu terjadi pada unsur ke-8.

Hal ini ditunjukkan oleh Lothar Meyer (1864) yang melaksanakan pengamatan korelasi antara kenaikkan massa atom dengan sifat unsur. Meyer melihat pengulangan sifat unsur tidak selalu terjadi sehabis 8 unsur.

Kurva Nomor Atom dengan Jari-jari Atom

Berdasarkan kurva tersebut ia melihat adanya keteraturan unsur-unsur dengan sifat yang mirip.

Tahun 1870 Meyer mempublikasikan sistem periodiknya sehabis sistem periodik Mendeleyev keluar.

3. Sistem Periodik Mendeleyev

Sesuai kegemarannya bermain kartu, Dimitri Mendeleyev (1869) mengumpulkan informasi sebanyak-banyaknya wacana unsur, kemudian ia menulis pada kartu-kartu.

Kartu-kartu unsur tersebut disusun menurut kenaikan massa atom dan kemiripan sifat. Kartu-kartu unsure yang sifatnya menyerupai terletak pada kolom yang sama yang kemudian disebut golongan.

Sedangkan pengulangan sifat menghasilkan baris yang disebut periode. Mendeleyev menempatkan unsur-unsur periode 5 berdampingan dengan unsur-unsur dalam periode 4

Kelebihan Sistem Periodik Mendeleyev:

a. Dapat meramalkan daerah kosong untuk unsur yang belum ditemukan (diberi tanda ?).

Contoh:

Unsur Eka-silikon (Germanium-Ge) berada di antara Si dan Sn.

b. Menyajikan data massa atom yang lebih akurat, menyerupai Be dan U.

c. Periode 4 dan 5 menyerupai dengan Sistem Periodik Modern.

Contoh: K dan Cu sama-sama berada di periode 4 golongan I.

              Dalam Sistem Periodik Modern K digolongan IA dan Cu di golongan IB.

d. Penempatan gas mulia yang gres ditemukan tahun 1890–1900 tidak menyebabkan perubahan 

    susunan Sistem Periodik Mendeleyev.

Kelemahan Sistem Periodik Mendeleyev:

Adanya penempatan unsur yang tidak sesuai dengan kenaikkan massa atom. Contoh: 127I dan 128Te.

Karena sifatnya, Mendeleyev terpaksa menempatkanTe lebih dulu daripada I. Dalam Sistem Periodik Modern yang menurut kenaikkan nomor atom Te (Z= 52) lebih dulu dari I (Z = 53).

4. Sistem Periodik Modern

Tahun 1913 Henry Moseley menemukan bahwa, 

"urutan kenaikkan nomor atom sama dengan urutan kenaikkan massa atom."

Hasil ini diperoleh menurut pengelompokan unsur-unsur menurut kenaikkan nomor atom ialah Sistem Periodik Modern dan kemudian sering disebut Tabel Periodik Unsur.

Di dalam Sistem Periodik Modern ditemukan keteraturan pengulangan sifat dalam periode (baris) dan kemiripan sifat dalam golongan (kolom).

a. Golongan

Golongan ialah susunan unsur-unsur dalam SPU ke arah tegak (vertikal). Secara garis besar unsur-unsur dalam Tabel Periodik Modern dibagi dalam 2 golongan, yaitu:

Untuk memilih golongan unsur dalam sistem periodik menurut konfigurasi elektron, perlu dilihat pada jenis dan jumlah elektron terluar yang menempati kulit yang sama.

1) Golongan Utama (A), meliputi:

Golongan utama (Golongan A), pada golongan ini elektron valensi menempati subkulit s atau subkulit s dan p.

     a) golongan IA disebut golongan alkali;

     b) golongan IIA disebut golongan alkali tanah;

     c) golongan IIIA disebut golongan boron/aluminium;

     d) golongan IVA disebut golongan karbon/silikon;

     e) golongan VA disebut golongan nitrogen/fosfor;

     f) golongan VIA disebut golongan oksigen/sulfur;

     g) golongan VIIA disebut golongan halogen;

     h) golongan VIIIA/O disebut golongan gas mulia/gas inert.

2) Golongan Transisi (B), meliputi:

Golongan transisi (Golongan B), pada golongan ini elektron valensi menempati subkulit s dan d.

Golongan IB hingga dengan VIIIB. Khusus golongan B akan dibahas lebih lanjut dalam cuilan Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi.

Untuk lantanida dan aktinida, elektron valensi menempati subkulit s dan f. Tapi jumlahnya tidak memilih golongan, alasannya ialah lantanida dan aktinida tidak memiliki golongan.

b. Periode

Periode ialah susunan unsur-unsur dalam SPU arah mendatar (horizontal). Periode dibagi 2 yaitu:

1) periode pendek, meliputi:

    a) periode 1 terdiri atas 2 unsur;

    b) periode 2 terdiri atas 8 unsur;

    c) periode 3 terdiri atas 8 unsur.

2) periode panjang, meliputi:

    a) periode 4 terdiri atas 18 unsur;

    b) periode 5 terdiri atas 18 unsur;

    c) periode 6 terdiri atas 32 unsur.

   d) periode 7 belum lengkap

B. Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron merupakan susunan elektronelektron dalam kulit-kulit atau subkulit-subkulit. Pengisian elektron pada tingkat subkulit akan dibahas di bagian Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi.

Konfigurasi elektron yang akan dibahas pada cuilan ini hanya untuk memudahkan dalam penentuan periode dan golongan, khususnya golongan utama (A). Lebih lanjut akan dijelaskan pada Bab khusus Konfigurasi Elektron, masih di www.sekolah-matematika-sains.com ini.

Pengisian elektron dimulai dari tingkat energi (kulit) yang paling rendah yaitu kulit K.

C. Sifat Periodik Unsur

Sifat periodik unsur merupakan sifat unsur yang bekerjasama dengan letak unsur dalam tabel periodik (periode dan golongan). Sifat periodik yang akan dibahas di sini meliputi sifat atom yang bekerjasama pribadi dengan struktur atomnya, meliputi jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan.

Sifat fisis yang meliputi kerapatan, titik leleh, titik didih, dan daya hantar listrik tidak dibahas.

1. Jari-jari atom

Jari-jari atom ialah jarak antara inti atom dan electron terluar.

Kecenderungan jari-jari atom:

a. Dalam satu golongan jari-jari atom dari atas ke bawah makin besar. Karena jumlah kulit dari atas ke bawah makin banyak meskipun muatan inti bertambah positif, maka gaya tarik inti terhadap elektron terluar makin lemah.

b. Dalam satu periode jari-jari atom dari kiri ke kanan makin kecil. Meskipun jumlah elektron dari kiri ke kanan bertambah tetapi masih menempati kulit yang sama.

Hubungan Nomor Atom dengan Jari-jari Atom

Kecenderungan Jari-jari Atom pada Tabel Periodik Unsur

Bertambahnya muatan positif dalam inti menyebabkan gaya tarik inti terhadap elektron makin kuat. Akibatnya jari-jari atom makin kecil.

2. Energi Ionisasi

Energi ionisasi ialah energi minimal yang diharapkan untuk melepaskan 1 elektron terluar dari atom berwujud gas pada keadaan dasarnya.

Kecenderungan energi ionisasi:

a. Dalam satu golongan energi ionisasi dari atas ke bawah makin kecil, alasannya ialah jari-jari atom bertambah besar.

Hubungan Nomor Atom dan Energi Ionisasi

Kecenderungan Energi Ionisasi pada Tabel Periodik Unsur

Meskipun jumlah muatan positif dalam inti bertambah tetapi gaya tarik inti terhadap elektron terluar makin lemah alasannya ialah jari-jari makin panjang. Akibatnya energi ionisasi makin berkurang.

b. Dalam satu periode energi ionisasi unsur dari kiri ke kanan makin besar.

Bertambahnya jumlah muatan positif dalam inti dan jumlah kulit tetap menyebabkan gaya tarik inti makin kuat. Akibatnya energi ionisasi makin bertambah.

3. Afinitas elektron

Afinitas elektron ialah energi yang terlibat (dilepas atau diserap) ketika satu elektron diterima oleh atom suatu unsur dalam keadaan gas.

Afinitas elektron suatu unsur:

a. Dalam satu golongan afinitas elektron unsur dari atas ke bawah makin berkurang.

Muatan inti bertambah positif, jari-jari atom makin besar, dan gaya tarik inti terhadap elektron yang ditangkap makin lemah. Akibatnya afinitas elektron berkurang.

b. Dalam satu periode afinitas elektron unsur dari kiri ke kanan cenderung bertambah.

Muatan inti bertambah positif sedang jumlah kulit tetap menyebabkan gaya tarik inti terhadap elektron yang ditangkap makin kuat. Akibatnya afinitas elektron cenderung bertambah.

Afinitas Elektron

Kecenderungan Afinitas Elektron pada Sistem Periodik Unsur

4. Keelektronegatifan

Keelektronegatifan ialah kecenderungan/kemampuan atom untuk menarik elektron dalam suatu ikatan kimia.

Semakin besar keelektronegatifan suatu atom berarti dalam ikatan kimia atom tersebut cenderung menarik elektron dari atom yang lain.

Keelektronegatifan pada Tabel Periodik Unsur

Kecenderungan Keelektronrgatifan Unsur pada Tabel Periodik Unsur 

Sebagai contoh dalam ikatan H dan Cl, atom Cl cenderung menarik elektron dari H, jadi Cl lebih elektronegatif dari H.

Unsur-unsur golongan VIIIA (Gas Mulia) sulit membentuk ikatan kimia/tidak reaktif, jadi keelektronegatifannya sangat rendah.

Keelektronegatifan suatu unsur:

a. Dalam satu golongan keelektronegatifan unsur dari atas ke bawah makin berkurang.

Jumlah muatan inti bertambah positif jumlah kulit bertambah maka kemampuan inti untuk menarik electron menjadi lemah. Akibatnya keelektronegatifan unsur makin lemah.

b. Dalam satu periode keelektronegatifan unsur dari kiri ke kanan cenderung naik.

Muatan inti bertambah positif jumlah kulit tetap, menyebabkan gaya tarik inti terhadap elektron makin kuat. Akibatnya kemampuan atom untuk menarik elektron makin besar.

5. Sifat logam

Unsur-unsur dalam sistem periodik dibagi menjadi unsur logam, semilogam (metalloid), dan nonlogam. Kelogaman unsur terkait dengan energi ionisasi dan afinitas elektron.

Unsur logam memiliki energi ionisasi kecil sehingga gampang melepas elektron membentuk ion positif.

Unsur nonlogam memiliki afinitas elektron besar sehingga gampang menarik elektron membentuk ion negatif.

Sifat logam unsur:

a. Dalam satu golongan sifat logam unsur bertambah dari atas ke bawah. Dari atas ke bawah energi ionisasi unsur berkurang sehingga makin gampang melepas elektron, sifat logam bertambah.

Demikian juga nilai afinitas elektron makin berkurang sehingga makin sulit bagi unsur untuk menangkap elektron. Sifat nonlogam berkurang.

b. Dalam satu periode sifat logam berkurang dari kiri kekanan. Energi ionisasi unsur bertambah dari kiri ke kanan, sehingga makin sulit bagi unsur untuk melepas elektron. Berarti sifat logam makin berkurang.

Sifat Fisika Logam dan Non Logam

Nilai afinitas elektron bertambah dari kiri ke kanan, sehingga makin gampang bagi unsur untuk menarik elektron. Akibatnya sifat nonlogam makin berkurang. Kecenderungan ini tidak berlaku bagi unsur-unsur transisi.

Rekan sekalian....

Mungkin agak sulit bagi kita mengingat kecenderungan sifat unsur dalam tabel periodik unsur. untuk lebih memudahkan, di sini saya coba merangkum kesimpulan kecenderungan sifat unsur di atas menjadi sebuah tabel sebagaimana berikut...

Tabel Memperudah Mengingat
Kecenderungan Sifat Unsur

Cukup hingga di sini dulu pembahasan mengenai Sistem Periodik Unsur. Semoga bermanfaat... Selamat Belajar....!

Dan teruslah Belajar....!

Sumber http://sekolah-matematika-sains.blogspot.com

Share this post