Gaya Molekul dan Gaya Antar Molekul

Sistem periodik modern disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Ada keterkaitan antara konfigurasi elektron dengan letak unsur dalam sistem periodik

• Letak periode unsur dapat diramalkan dari  jumlah kulit elektron dari unsur tersebut.

• Letak golongan unsur dalam sistem periodik dapat diramalkan dari  subkulit  terakhir yang terisi elektron.

Tabel 1.2 Golongan unsur menurut elektron valensi

Contoh:

Tentukan letak unsur ₁₅P, dan ₂₆Fe dalam sistem periodik unsur!

Jawab:

15P :   [Ne] 3s²   3p³   (blok p : antara IIIA  sampai VIIIA)

berakhir pada kulit ke tiga berarti terletak pada periode ketiga. Elektron bentuk molekul, elektron, gaya antarmolekul

valensinya lima (2+3)   VA.

₂₅Mn :  [Ar] 3d⁵  4s²  (blok d : antara IB sampai VIIIB)

berakhir pada kulit keempat berarti terletak pada periode keempat. Elektron valensi-nya lima, yaitu pada 3d⁵  4s², berarti terletak pada golongan (5+2) VIIB.

BENTUK MOLEKUL DAN GAYA ANTARMOLEKUL

a. Bentuk molekul

Bentuk molekul menggambarkan kedudukan atom-atom di dalam suatu molekul,  yaitu dalam ruang tiga dimensi dan besarnya sudut-sudut yang dibentuk dalam suatu  molekul.

Bentuk molekul dapat dijelaskan dengan menggunakan berbagai pendekatan,  yaitu teori hibridisasi orbital, teori medan kristal, dan teori tolakan pasangan elektron  (Valence Shell Electron Pair Repulsion atau VSEPR). Menurut teori ini, terdapat pola dasar kedudukan pasangan-pasangan elektron akibat adanya gaya tolak-menolak yang terjadi antara pasangan elektron-elektron tersebut. Teori ini tidak menggunakan sama sekali orbital atom.

Pasangan elektron-elektron  pada kulit luar atom pusat akan menyusun diri,  sehingga tolak-menolak diantaranya menjadi minimum.

• Kekuatan tolak-menolak tergantung pada pasangan elektron bebas (PEB) dan pasangan elektro ikatan (PEI)

• Urutan kekuatan tolak-menolak diantara pasangan elektron: PEB-PEB > PEB-PEI > PEI-PEI. Adanya gaya tolak yang kuat pada pasangan elektron bebas (PEB) mengakibatkan PEB akan menempati ruang yang lebih luas.

Tabel 1.3 Susunan ruang pasangan-pasangan elektron pada kulit luar atom pusat

Langkah-langkah meramalkan geometri molekul

berdasarkan teori VSEPR:

1. Membuat rumus Lewis, untuk mengetahui jumlah pasangan elektron pada  kulit terluar atom pusat.

2. Menyusun pasangan elektron disekitar atom pusat yang memberi tolakan minimum.

3. Menetapkan pasangan terikat dengan menuliskan lambang atom yang sesuai.

4. Menentukan bentuk molekul setelah mempertimbang  kan pasangan elektron bebas.

 

b. Gaya Antarmolekul

Dalam molekul kovalen, atom-atom terikat satu sama lain karena penggunaan  bersama pasangan elektron. Bagaimana interaksi antar molekul dalam senyawa  molekul? Adakah ikatan antar molekul zat itu?

 

1) Gaya Van der Waals

Gaya yang relatif lemah yang bekerja (tarik-menarik) antarmolekul. Gaya ini  sangat lemah dibandingkan gaya antar atom (ikatan ion dan ikatan kovalen). Untuk memutuskan gaya tersebut diperlukan energi sekitar 0,4 – 40 kJ mol-1, sedangkan untuk ikatan kovalen diperlukan 400 kJ mol-1. Gaya Van der Waals bekerja jika jarak antar molekul sudah sangat dekat, tetapi tidak melibatkan terjadinya pembentukan ikatan antar atom.

Ada tiga gaya antarmolekul yang berperan dalam terjadinya gaya Van der Waals, yaitu:

                a) Gaya Orientasi

Terjadi pada molekul-molekul yang mempunyai dipol permanen atau molekul polar. Antaraksi antara kutub positif dengan kutub negatif yang lain akan menimbulkan gaya tarik-menarik yang relatif lemah. Gaya ini memberi sumbangan yang sangat lemah kepada gaya van der Waals secara keseluruhan.

                b) Gaya imbas

Terjadi bila terdapat molekul dengan dipol permanen berantaraksi dengan molekul dengan dipol sesaat. Adanya molekul-molekul polar dengan dipol permanen akan menyebabkan imbasan dari molekul polar kepada molekul nonpolar, sehingga elektron-elektron dari molekul nonpolar tersebut mengumpul pada salah satu sisi molekul (terdorong atau tertarik), yang menyebabkan terjadinya dipol sesaat pada molekul nonpolar.

Terjadinya dipol sesaat mengakibatkan adanya tarik-menarik antar dipol yang menghasilkan gaya imbas. Gaya ini juga memberikan sumbangan yang kecil terhadap keseluruhan gaya van der Waals.

                c) Gaya dispersi (gaya London)

Pertama kali dikemukakan oleh Fritz London (1928). Pada molekul nonpolar gaya London ini terjadi akibat adanya elektron-elektron mengelilingi inti secara acak., sehingga pada suatu saat elektron akan mengumpul pada salah satu sisi molekul.  Dipol yang terbentuk dengan cara itu disebut dipol sesaat, karena dipol itu dapat berpindah milyaran kali dalam satu detik. Kemudahan suatu molekul untuk membentuk dipol sesaat disebut polarisabilitas.

Makin banyak jumlah elektron, makin mudah mengalami polarisasi, maka makin besar Mr makin kuat gaya Londonnya, karena jumlah elektron berkaitan dengan massa molekul relatif. Zat yang molekulnya bertarikan hanya dengan gaya London mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah dibandingkan zat lain yang mempunyai Mr hampir sama.

Gaya dispersi merupakan penyumbang terbesar pada gaya Van der Waals.

Gambar 1.7 Dipol sesaat

Jadi, gaya Van der Waals dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:

                1. Kerumitan Molekul

 Gaya antar molekul bekerja pada jarak yang sangat dekat. Semakin dekat jarak antarmolekul semakin kuat gaya antar molekul tersebut. Molekul yang bentuknya sederhana (lurus), gaya antar molekulnya lebih kuat daripada yang bentuknya rumit(bercabang).

Gambar 1.8 Struktur molekul mempengaruhi titik didih n-butana (a) lebih tinggi daripada 3–etil–pentana (b)

                2. Ukuran Molekul

 Molekul yang berukuran besar lebih mudah membentuk dipol sesaat, karena elektronnya terletak jauh dari inti sehingga pergerakkan elektronnya lebih leluasa daripada molekul yang berukuran kecil. Gaya van der waals tidak memiliki arah yang jelas, terlihat pada bentuk kristal kovalen yang bisa berubah pada suhu tertentu.

 

2) Ikatan hidrogen

“Ikatan hidrogen terjadi antara atom hidrogen dari suatu molekul dengan atom elektronegatif (N, O, F) pada atom lain”

Ikatan hidrogen ini lebih kuat daripada ikatan Van der Waals, dan memiliki arah yang jelas. Energi untuk memutuskan ikatan hidrogen adalah 15 – 40 kJ/mol, sedangkan untuk memutuskan gaya Van der Waals adalah sekitar 2 – 20 kJ/mol.  Inilah sebabnya zat yang memiliki ikatan hidrogen memiliki titik cair dan titik didih yang relatif tinggi. Ikatan hidrogen yang kuat hanya terjadi antara molekul yang mempunyai ikatan F – H, O”H, atau N”H.

Contoh fenomena ini dapat kita lihat pada senyawa NH₃, H₂O, dan HF

Read More

Struktur Atom dan Sifat SPU

STRUKTUR ATOM DAN SIFAT PERIODIK UNSUR

Bagaimana partikel-partikel penyusun atom  (proton, netron, dan elektron) berada di dalam atom digambarkan dengan struktur atom. Kedudukan elektron di sekitar inti atom atau konfigurasi elektron di sekitar inti atom berpengaruh terhadap sifat  fisis dan kimia atom yang bersangkutan.

Model atom Ernest Rutherford (1871-1937) tahun 1911 yang menyatakan bahwa atom terdiri dari inti kecil yang bermuatan positif (tempat konsentrasi seluruh massa atom) dan dikelilingi oleh elektron pada permukaannya. Namun teori ini tidak dapat menerangkan kestabilan atom. Sewaktu mengelilingi proton, elektron mengalami percepatan sentripetal akibat pengaruh gaya sentripetal (Gaya Coulomb). Menurut teori mekanika klasik dari Maxwell, yang menyatakan bahwa partikel bermuatan bergerak maka akan memancarkan energi. Maka menurut Maxwell bila elektron bergerak mengelilingi inti juga akan memancarkan energi. Pemancaran energi ini menyebabkan elektron kehilangan energinya, sehingga lintasannya berbentuk spiral  dengan jari-jari yang mengecil, laju elektron semakin lambat dan akhirnya dapat tertarik ke inti atom. Jika hal ini terjadi maka atom akan musnah, akan tetapi pada kenyataannya atom stabil.

Maka pada tahun 1913, Niels Bohr menggunakan teori kuantum untuk menjelaskan spektrum unsur. Berdasarkan pengamatan, unsur-unsur dapat memancarkan spektrum garis dan tiap unsur mempunyai spektrum yang khas. Menurut Bohr,

•        Spektrum garis menunjukkan elektron dalam atom hanya dapat beredar pada lintasan-lintasan dengan tingkat energi tertentu. Pada lintasannya elektron dapat beredar tanpa pemancaran atau penyerapan energi. Oleh karena itu, energi elektron tidak berubah sehingga lintasannya tetap.

•        Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah energi yang harganya sama dengan selisih kedua tingkat energi tersebut.

Keterangan :

∆E = Energi yang menyertai perpindahan elektron

E_f = Tingkat energi akhir

E_i = Tingkat energi awal

Namun teori Bohr ini memiliki kelemahan, yaitu:

• Bohr hanya dapat menjelaskan spektrum gas hidrogen, tidak dapat menjelaskan spektrum dari unsur yang jumlah elektronnya lebih dari satu.

• Tidak dapat menjelaskan adanya garis-garis halus pada spektrum gas hidrogen.

Kelemahan dari model atom Bohr dapat dijelaskan oleh Louis Victor de Broglie

pada tahun 1924 dengan teori dualisme partikel gelombang. Menurut de Broglie, pada kondisi tertentu, materi yang bergerak memiliki ciri-ciri gelombang.

Hipotesis tersebut terbukti benar dengan ditemukannya sifat gelombang dari  elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dibenarkan. Gelombang tidak bergerak melalui suatu garis, melainkan menyebar pada daerah tertentu.

Pada tahun 1927, Werner Heisenberg mengemukakan bahwa posisi atau lokasi suatu elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti. Yang dapat ditentukan adalah hanya kemungkinan (kebolehjadian) menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya.

1.  Model atom mekanika gelombang

Hipotesis Louis de Broglie dan azas ketidakpastian dari Heisenberg merupakan dasar dari model Mekanika Kuantum (Gelombang) yang dikemukakan oleh Erwin Schrodinger pada tahun1927, mengajukan konsep orbital untuk menyatakan kedudukan elektron dalam atom. Orbital menyatakan suatu daerah dimana elektron paling mungkin (peluang terbesar) untuk ditemukan.

Persamaan gelombang ( ᵠ = psi) dari Erwin Schrodinger menghasilkan tiga bilangan gelombang (bilangan kuantum) untuk menyatakan kedudukan (tingkat energi, bentuk, serta orientasi) suatu orbital, yaitu:

a.  Bilangan kuantum utama (n)

Menentukan besarnya tingkat energi suatu elektron yang mencirikan ukuran orbital (menyatakan tingkat energi utama atau kulit atom). Bilangan kuantum utama memiliki harga mulai dari 1, 2, 3, 4,….dst (bilangan bulat positif). Biasanya dinyatakan dengan lambang, misalnya K(n=1), L(n=2), dst.

Orbital–orbital dengan bilangan kuantum utama berbeda, mempunyai tingkat energi yang berbeda. Makin besar bilangan kuantum utama, kulit makin jauh dari inti, dan makin besar pula energinya.

b.  Bilangan kuantum azimut (l )

Menyatakan subkulit tempat elektron berada. Nilai bilangan kuantum ini menentukan bentuk ruang orbital dan  besarnya momentum sudut elektron. Nilai untuk bilangan kuantum azimuth dikaitkan dengan bilangan kuantum utama. Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari nol sampai (n – 1) untuk setiap n. Setiap subkulit diberi lambang berdasarkan harga bilangan kuantum l.

l   = 0 ,  lambang s (sharp)

l   = 1,  lambang p (principal)

 l   = 2,  lambang d (diffuse)

 l   = 3, lambang f (fundamental)

(Lambang s, p, d, dan f diambil dari nama spektrum yang dihasilkan oleh logam alkali dari Li sampai dengan Cs).

Tabel 1.1

 

Subkulit-subkulit yang diijinkan pada kulit K sampai N

c. Bilangan kuantum magnetik (ml)

Menyatakan orbital khusus mana yang ditempati elektron pada suatu subkulit. Selain itu juga dapat menyatakan orientasi khusus dari orbital itu dalam ruang relatif terhadap inti. Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada bilangan kuantum azimuth, yaitu bilangan bulat dari –l  sampai  +l.

Contoh:

l = 0, maka nilai m = 0 berarti hanya terdapat 1 orbital

l = 1, maka nilai m = –1, 0, +1, berarti terdapat 3 orbital

d. Bilangan kuantum spin (ms atau s)

Bilangan kuantum spin terlepas dari pengaruh momentum sudut. Hal ini berarti bilangan kuantum spin tidak berhubungan secara langsung dengan tiga bilangan kuantum yang lain. Bilangan kuantum spin bukan merupakan penyelesaian dari persamaan gelombang, tetapi didasarkan pada pengamatan Otto Stern dan Walter Gerlach terhadap spektrum yang dilewatkan pada medan magnet, ternyata terdapat dua spektrum yang terpisah dengan kerapatan yang sama. Terjadinya pemisahan garis spektrum oleh medan magnet dimungkinkan karena elektron-elektron tersebut selama mengelilingi inti berputar pada sumbunya dengan arah yang berbeda. Berdasarkan hal ini diusulkan adanya bilangan kuantum spin untuk menandai arah putaran (spin) elektron pada sumbunya.

Hanya ada dua kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu searah jarum jam dan berlawanan jarum jam, maka probabilitas elektron berputar searah jarum jam adalah  dan berlawanan jarum jam  . Untuk membedakan arah putarnya maka diberi tanda positif (+1/2 ) dan negatif (–1/2 ). Oleh karena itu dapat dimengerti bahwa satu orbital hanya dapat ditempati maksimum dua elektron.

 

2.  Bentuk dan orientasi orbital

Setiap orbital mempunyai ukuran, bentuk, dan arah orientasi ruang yang ditentukan oleh bilangan kuantum n, l, ml. orbital-orbital bergabung membentuk suatu subkulit, kemudian  subkulit bergabung membentuk kulit dan tingkat energi.

a. Orbital s

Orbital yang paling sederhana. Subkulit s tersusun dari sebuah orbital dengan bilangan kuantum l = 0 dan mempunyai ukuran yang berbeda tergantung harga bilangan kuantum n. Probabilitas (kebolehjadian)untuk menemukan elektron pada orbital s adalah sama untuk ke segala arah, maka bentuk ruang orbital s seperti bola.

 

b. Orbital p

Orbital p tersusun dari tiga orbital dengan bilangan kuantum l = 1. Ketiga orbital p tersebut adalah px, py, pz. dengan bentuk ruang orbital p seperti dumbbell dengan probabilitas untuk menemukan elektron semakin kecil bila mendekati inti.

 

c. Orbital d

Subkulit d tersusun dari lima orbital yang mempunyai bilangan kuantum l = 2.  Arah orientasi dari orbital d dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu:

–        mempunyai orientasi di antara sumbu, terdiri dari tiga orbital, yaitu dxy, dxz, dan  dyz.

–        mempunyai orientasi pada sumbu, terdiri dari 2 orbital, yaitu: dx2

–        y2, dan dz2.

 

 

3.  Konfigurasi elektron

Konfigurasi elektron menggambarkan penataan/susunan elektron dalam atom.

a. Aturan Aufbau (membangun)

Pengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang tinggi. Elektron mempunyai kecenderungan akan menempati dulu subkulit yang energinya rendah. Besarnya tingkat energi dari suatu subkulit dapat diketahui dari bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimuth ( l ) dari orbital tersebut.

Orbital dengan harga (n + l) lebih besar mempunyai tingkat energi yang lebih besar. Jika harga (n + l) sama, maka orbital yang harga n-nya lebih besar mempunyai tingkat energi yang lebih besar. Urutan energi dari yang paling rendah ke yang paling tinggi adalah sebagai  berikut:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d ....

b. Larangan Pauli (Eksklusi Pauli)

Tidak boleh terdapat dua elektron dalam satu atom dengan empat bilangan kuantum yang sama. Orbital yang sama akan mempunyai bilangan kuantum n, l, ml yang sama. Yang dapat membedakan hanya bilangan kuantum spin (s). Dengan  demikian, setiap orbital hanya dapat berisi 2 elektron dengan spin (arah putar) yang  berlawanan.

Jadi, satu orbital dapat ditempati maksimum oleh dua elektron, karena jika  elektron ketiga dimasukkan maka akan memiliki spin yang sama dengan salah satu elektron sebelumnya.

Maka jumlah elektron pada setiap subkulit sama dengan dua kali jumlah orbitalnya.

Contoh:

Subkulit s (1 orbital) maksimum 2 elektron

Subkulit p (3 orbital) maksimum 6 elektron

Jumlah maksimum elektron pada kulit ke-n = 2n²

Contoh:

Jumlah maksimum elektron pada kulit L (n = 2) = 2 (22) = 8

c. Aturan Hund

Pada pengisian orbital-orbital dengan energi yang sama, mula-mula elektron  menempati orbital sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan.

Contoh:

₇N :  [ He ] 2s² 2p³

Diagram orbitalnya:

Konfigurasi elektron dari gas mulia dapat dipergunakan untuk menyingkat konfigurasi elektron dari atom-atom yang mempunyai jumlah elektron (bernomor atom) besar. Berikut contoh peyingkatan konfigurasi elektron :

₁₉K   :  1s²   2s²   2p⁶   3s²    3p⁶    4s¹   disingkat menjadi: [Ar]  4s¹

1) Penyimpangan dari aturan umum

Terdapat beberapa atom yang konfigurasi elektronnya menyimpang dari aturan-aturan umum di atas, seperti:

₂₄Cr : [Ar] 4s²    3d⁴   kurang stabil, maka berubah menjadi [Ar] 4s¹   3d⁵

₂₉Cu  : [Ar] 4s²  3d⁹  kurang stabil, maka berubah menjadi [Ar]  4s²   3d¹⁰

₄₆Pd  : [Ar] 5s²  4d⁸  kurang stabil, maka berubah menjadi [Ar]  4d¹⁰

Penyimpangan ini terjadi karena adanya perbedaan tingkat energi yang sangat kecil antara subkulit 3d dan 4s serta antara 4d dan 5s pada masing-masing atom tersebut. Pengisian orbital penuh atau setengah penuh relatif lebih stabil.

2) Cara penulisan urutan subkulit :

Contoh: Ada dua cara menuliskan konfigurasi elektron Magnesium

1) ₂₅Mg :  1s²   2s²   2p⁶   3s²    3p⁶    4s²    3d⁵

2) ₂₅Mg :  1s²   2s²   2p⁶   3s²    3p⁶    3d⁵    4s²

Menurut cara 

• Subkulit-subkulit ditulis sesuai  dengan urutan tingkat energinya; sedangkan pada cara 
• Subkulit-subkulit dari kulit yang sama dikumpulkan. Pada dasarnya kedua cara di atas sesuai dengan aturan Aufbau (dalam prioritas pengisian orbital, yaitu dimulai dari tingkat energi rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi), hanya berbeda dalam hal penulisannya saja.

Read More

Sifat-sifat sistem periodik unsur

Sistem periodik unsur disusun dengan memperhatikan sifat-sifat unsur. Sifat-sifat periodik unsur adalah sifat-sifat yang berubah secara beraturan sesuai dengan kenaikan nomor atom unsur. Sifat-sifat periodik unsur yang kita bahas meliputi jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan.

1. Jari-Jari atom

Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit elektron terluar yang ditempati elektron. Panjang pendeknya jari-jari atom tergantung pada  jumlah kulit elektron dan muatan inti atom. Makin banyak jumlah kulit elektron maka jari-jari atom semakin panjang, dan bila jumlah kulit atom sama banyak maka yang berpengaruh terhadap panjangnya jari-jari atom ialah muatan inti. Semakin banyak muatan inti atom, makin besar gaya tarik inti atom terhadap elektronnya sehingga elektron lebih dekat ke inti.

Jadi, semakin banyak muatan inti, maka semakin pendek jari-jari atomnya. Unsur-unsur yang segolongan, dari atas ke bawah memiliki jari-jari atom yang semakin besar karena jumlah kulit yang dimiliki atom semakin banyak.

Unsur-unsur yang seperiode, dari kiri ke kanan  jari-jari atomnya semakin kecil. Hal itu disebabkan unsur-unsur yang seperiode dari kiri ke kanan memiliki jumlah kulit yang sama tetapi muatan intinya semakin besar.

2. Energi ionisasi

Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan atom untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari suatu atom atau ion dalam wujud gas. Harga energi ionisasi dipengaruhi oleh besarnya nomor atom dan ukuran jari-jari atom. Makin besar jari-jari atom, maka gaya tarik inti terhadap elektron terluar makin lemah. Hal itu berarti elektron terluar akan lebih mudah lepas, sehingga energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terluar makin kecil.

·         Energi ionisasi kecil berarti mudah melepaskan elektron.

·         Energi ionisasi besar berarti sukar melepaskan elektron.

Energi ionisasi pertama digunakan oleh suatu atom untuk melepaskan elektron kulit terluar, sedangkan energi ionisasi kedua digunakan oleh suatu ion (ion +) untuk melepaskan elektronnya yang terikat paling lemah.

Untuk mengetahui kecenderungan energi ionisasi unsur-unsur dalam sistem periodik dapat dilihat pada daftar energi ionisasi pertama unsur-unsur dalam sistem periodik yang harganya sudah dibulatkan dan grafik kecenderungan energi ionisasi unsur-unsur yang terdapat pada gambar 2.5 dan 2.6.

Dari gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa energi ionisasi unsur-unsur dalam satu golongan dari atas ke bawah makin kecil, sedangkan unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin besar.

3. Afinitas elektron

Afinitas elektron adalah besarnya energi yang dihasilkan atau dilepaskan oleh atom netral dalam bentuk gas untuk menangkap satu elektron sehingga  membentuk ion negatif.

Afinitas elektron dapat digunakan sebagai ukuran mudah tidaknya suatu atom menangkap elektron. Afinitas elektron dapat benilai negatif atau positif. Afinitas elektron bernilai  negatif apabila terjadi  pelepasan energi pada saat menangkap elektron. Sebaliknya, afinitas elektron berharga positif apabila terjadi penyerapan energi pada saat menangkap elektron. Semakin besar energi yang dilepas (afinitas elektron negatif), semakin besar kecenderungan untuk mengikat elektron menjadi ion negatif.

Untuk lebih memahami hal tersebut, perhatikan tabel berikut.

 

Dari Tabel 2.5 dapat dilihat bahwa untuk golongan alkali tanah (IIA) dan gas mulia (VIIIA) afinitas elektronnya semuanya berharga positif. Hal tersebut menunjukkan bahwa unsur-unsur golongan IIA dan VIIIA sukar menerima elektron. Afinitas elektron terbesar ialah golongan halogen (VIIA). Artinya, unsur-unsur golongan VIIA paling mudah menangkap elektron dan terbentuk ion negatif yang stabil.

·         Afinitas elektron kecil berarti sukar menangkap elektron.

·         Afinitas elektron besar berarti mudah menangkap elektron.

Dari data-data tersebut, dapat disimpulkan bahwa afinitas elektron unsur-unsur dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin kecil, sedangkan unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin besar.

4. Keelektronegatifan

Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom dalam menarik pasangan elektron yang digunakan bersama dalam membentuk ikatan. Semakin besar harga keelektronegatifan suatu atom, maka semakin mudah menarik pasangan elektron untuk membentuk ikatan, atau gaya tarik elektronnya makin kuat. Keelektronegatifan unsur ditentukan oleh muatan inti dan jari-jari atomnya.

·         Keelektronegatifan kecil berarti sukar menangkap elektron.

·         Keelektronegatifan besar berarti mudah menangkap elektron.

Nilai mutlak keelektronegatifan tidak dapat diukur, tetapi nilai relatifnya dapat dicari seperti dengan cara Pauling.

Menurut Pauling, keelektronegatifan unsur gas mulia adalah nol. Artinya, gas mulia tidak mempunyai kemampuan untuk menarik elektron. Pauling menetapkan unsur Fluor (F) sebagai standard. Berdasarkan hal tersebut, dihitung nilai untuk unsur yang lain. Untuk melihat nilai-nilai keelektronegatifan unsur-unsur, perhatikan gambar 2.7 berikut.

Dari gambar tersebut, dapat disimpulkan bahwa keelektronegatifan unsur-unsur dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin kecil, sedangkan unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin besar.

Read More

Sifat Logam

Sifat yang dimiliki oleh unsur sangat banyak. Pada bahasan ini, kita hanya akan membahas beberapa sifat dari unsur. Berdasarkan sifat kelogamannya, secara umum unsur dibedakan menjadi tiga kategori, yaitu unsur logam, unsur non logam, dan unsur metaloid (semi logam).

Logam banyak kita jumpai di sekitar kita, contohnya besi, aluminium,  tembaga, perak, emas, dan lain-lain. Pada umumnya logam mempunyai sifat fisis, antara lain:

1. penghantar panas yang baik;

2. penghantar listrik yang baik;

3. permukaan logam mengkilap;

4. dapat ditempa menjadi lempeng tipis;

5. dapat meregang jika ditarik.

Kemampuan logam untuk meregang apabila ditarik disebut duktilitas. Kemampuan logam meregang dan menghantarkan listrik dimanfaatkan untuk membuat kawat atau kabel. Kemampuan logam berubah bentuk jika ditempa disebut maleabilitas.

Kemampuan logam berubah bentuk jika ditempa dimanfaatkan untuk membuat berbagai macam jenis barang, misalnya golok, pisau, cangkul, dan lain-lain. Sifat-sifat di atas tidak dimiliki oleh unsur-unsur bukan logam (non logam).

Jika dilihat dari konfigurasi elektronnya, unsur-unsur logam cenderung melepaskan elektron (memiliki energi ionisasi yang kecil), sedangkan unsur-unsur non logam cenderung menangkap elektron (memiliki energi ionisasi yang besar).

Dengan demikian, dapat dilihat kecenderungan sifat logam dalam sistem periodik, yaitu dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin besar dan dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin kecil. Jika kita lihat pada tabel periodik unsurnya, unsur-unsur logam berletak pada bagian kiri, sedangkan unsur-unsur non logam terletak di bagian kanan (lihat tabel periodik unsur).

Pada tabel periodik, batas antara unsur-unsur logam dan non logam sering digambarkan dengan tangga diagonal yang bergaris tebal. Unsur-unsur di daerah perbatasan mempunyai sifat ganda. Misalnya logam berilium (Be) dan aluminium (Al), logam-logam tersebut memiliki beberapa sifat bukan logam, dan biasa disebut unsuramfoter. Adapun logam yang berada di sebelahnya (dalam tabel periodik) yaitu Boron (B) dan Silikon (Si) merupakan unsur non logam yang memilki beberapa sifat logam, dan disebut unsur metaloid.

Read More

Perkembangan Tabel Periodik Unsur

Pada saat ini telah ditemukan lebih dari seratus unsur dan begitu banyak senyawa kimia yang telah disintesis. Bagaimana agar kita mudah mempelajari unsur-unsur itu? Para ahli kimia telah  mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan sifat-sifat kimia dan fisika yang mirip atau sama.

Untuk mempelajari pengelompokan unsur-unsur berdasarkan sifatnya dapat digunakan tabel periodik unsur.Tabel periodik unsur berkembang mulai dari cara pengelompokan yang sederhana sampai yang lengkap.Tabel periodik yangdigunakan sekarang adalah tabel periodik modern yang disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat unsur. Pada tabel periodik modern, unsur-unsur dikelompokkan dalam golongan dan periode.

Pada tabel periodik unsur, lambang unsur dilengkapi dengan nomor atomdan massa atom. Dari data tersebut kita dapat menentukan struktur atom suatu unsur seperti jumlah proton, neutron, elektron, dan konfigurasi elektronnya.

Dalam tabel periodik unsur kita dapat mempelajari sifat unsur seperti logam, metaloid, nonlogam, dan sifat periodik yaitu jari-jari, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan.

A.Perkembangan Tabel Periodik Unsur

Pengelompokan unsur-unsur dimulai oleh Antoine Lavoisier yang mengelompokkan unsur menjadi logam dan bukan logam. Selanjutnya pengelompokan unsur berkembang dalam berbagai bentuk dan dikenal dengan Triade Dobereiner, Oktaf Newlands, Tabel Periodik Unsur Lothar Meyer dan Mendeleev, serta Tabel Periodik Unsur Modern.

1.Tabel Periodik Unsur Antoine Lavoisier

Antoine Lavoisier  pada tahun 1789, seorang ahli kimia Perancis membagi unsur-unsur menjadi empat kelompok. Untuk mengenal pengelompokannya, perhatikan Tabel 1.1.

 Pada Tabel 1.1 tertera cahaya dan kalor yang bukan unsur. Pada kelompok IV dimasukkan senyawa yang belum dapat diuraikan menjadi unsur yang dikenal sekarang.

2.Hukum Triade Dobereiner

J.W. Dobereiner pada tahun 1817 mengelompokkan unsur yang mempunyai sifat sama, tiap kelompok terdiri dari tiga unsur yang disebut triade. Untuk mempelajari hukum ini lakukan kegiatan berikut.

Dobereiner mencoba mengelompokkan unsur-unsur yang mempunyai sifat sama berdasarkan  kenaikan massa atomnya, ternyata didapat keteraturan. Jika tiga unsur diurutkan berdasarkan kenaikan massa atomnya, maka massa unsur yang kedua sama dengan massa rata-rata unsur pertama dan ketiga. Pernyataan ini dikenal dengan nama Hukum Triade Dobereiner.

3.Hukum Oktaf Newlands

Pada tahun 1863, J.W. Newlands mengurutkan unsur berdasarkan kenaikan massa atomnya. Bagaimana keteraturan yang ditemukannya? Coba diskusikanpengelompokannya melalui kegiatan berikut!

Dari pengelompokan ini ternyata unsur yang kedelapan memiliki sifat yang mirip dengan unsur yang pertama, begitu juga unsur yang kesembilan sifatnya mirip dengan unsur yang kedua, dan seterusnya. Contohnya, unsur H sifatnyamirip dengan unsur F dan Cl, unsur Li mirip dengan Na dan K, serta unsur Be mirip dengan Mg.

Pengulangan ini oleh Newlands disebut  Hukum Oktaf karena dia membandingkan pengulangan sifat unsur dengan tangga nada atau oktaf pada lagu. Newlands memelopori penyusunan unsur-unsur yang sifatnya mirip pada kolom vertikal. Kelemahan hukum oktaf yaitu pengulangan setiap 8 unsur hanya cocok untuk unsur-unsur yang massa atomnya kecil. Selain itu masih ada unsur-unsur yang berimpitan pada urutan yang sama.

4.Tabel Periodik Unsur Lothar Meyer

Pada tahun 1870, Lothar Meyer mencoba membuat daftar unsur-unsur dengan memperhatikan sifat fisika yaitu volum atom. Dia membuat grafik volum atom unsur terhadap massa atomnya. Untuk mempelajarinya lakukan kegiatan berikut.

Pada lengkung Meyer, unsur-unsur Li, Na, K, Rb, dan Cs menempati kedudukan yang setara, yaitu di puncak. Be, Mg, Ca, Sr, dan Ba berada di titik kedua dari puncak. Ternyata unsur-unsur yang letaknya setara memiliki sifat yang mirip

5.Tabel Periodik Unsur Mendeleev

Dimitri Ivanovich Mendeleev pada tahun 1869 di Rusia mengemukakan hubungan antara massa unsur dengan sifat unsur. Dalam mempelajari keperiodikan unsur-unsur, Mendeleev selain menggunakan sifat fisika juga menggunakan sifat kimia.

Pada penelitiannya seperti  New-lands, Mendeleev juga menyusun unsur menurut kenaikan massa atom relatifnya dan dia menemukan adanya perubahan sifat secara periodik.

Kelebihan tabel periodik unsur Mendeleev adalah sebagai berikut.

a.Merupakan sistem periodik pertama yang disusun dalam bentuk tabel yang terdiri dari delapan lajur vertikal atau golongan dan tujuh deret horisontal atau periode. Selanjutnya disebut tabel periodik unsur Mendeleev.

b.Ada tempat yang kosong bagi unsur-unsur yang diramalkan akan ditemukan dan diberi nama eka boron, eka aluminium, dan eka silikon. Ramalan tersebut terbukti dengan ditemukannya Scandium (1879), Galium (1875),dan Germanium (1886). Contoh ramalan Mendeleev untuk Germanium yang disebut eka silikon tertera pada Tabel 1.2.

Tabel 1.2 Ramalan Mendeleev tentang sifat unsur germanium

c. Dapat menempatkan unsur He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn dalam golongan tersendiri setelah golongan gas mulia ditemukan.

Tabel periodik unsur Mendeleev digambarkan seperti berikut.

Selain keunggulan, tabel periodik unsur Mendeleev mempunyai beberapa kelemahan yaitu sebagai berikut.

a.Ada beberapa urutan unsur yang terbalik jika ditinjau dari bertambahnya massa atom relatif, misalnya Te (128) ditempatkan sebelum I (127).

b.Triade besi (Fe, Co, Ni), triade platina ringan (Ru, Rh, Pd), dan triade platina (Os, Ir, Pt) dimasukkan ke dalam golongan VIII. Di antara unsur-unsur golongan ini hanya Ru dan Os yang mempunyai valensi 8.

6.Tabel Periodik Unsur Modern

Tabel periodik unsur yang digunakan sekarang yaitu Tabel Periodik Unsur Modern. Setelah tabel periodik unsur Mendeleev, pada tahun 1915 Henry Moseley menemukan nomor atom dan menyusun unsur-unsur dalam tabel periodik berdasarkan kenaikan nomor atom. Beberapa penelitian menunjukkan adanya hubungan antara nomor atom dengan sifat-sifat unsur, maka tabel periodik Mendeleev perlu penyempurnaan. Pada tabel periodik unsur modern unsur disusun dalam golongan dan periode.

Ada dua sistem yang digunakan  pada penomoran golongan yaitu sistem Amerika dan sistem IUPAC. Sistem Amerika menggunakan angka Romawi I sampai VIII, masing-masing terdiri dari golongan A dan B. Sistem IUPAC (International Union Pure and Applied Chemistry) menggunakan angka Arab 1 sampai dengan 18.

Oleh karena sistem penomoran golongan IUPAC belum memasyarakat dikalangan ahli kimia, maka penggolongan sistem Amerika lebih banyak digunakan, begitu juga di Indonesia.

Tabel periodik unsur modern digambarkan sebagai berikut.

Read More