UNSUR PERIODE KETIGA

1.  Energi ionisasi pertamaEnergi ionisasi pertama adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron yang terkait paling lemah

dari satu mol atom dalam keadaan gas menjadi satu mol ion dalam keadaan gas dengan muatan +1

2.  KeelektronegatifanKeelektronegatifan adalah ukuran kecenderungan atom untuk menarik pasangan elektron ikatan.Na < Mg < Al < Si < P < S < Cl < Ar0,93 ;1,31 ;1,61; 1,90; 2,19;2,58;3,16 ;-

3.  Sifat jari jariDiagram di bawah ini menunjukkan bagaimana perubahan jari-jari atom pada unsur periode 3

Jari-jari adalah jarak dari inti atom sampai kulit atom terluar. Dari Na sampai Cl jari atom semakin berkurang dikarenakan jumlah kulit tetap, tapi jumlah elektron semakin bertambah sehingga gaya tarik inti semakin kuat akibatnya jari semakin mengecil.4.  Afinitas elektron

Afinitas elektron adalah energi yang dibebaskan oleh suatu atom saat menerima satu elektron. Energi afinitas dari kiri kekanan semakin besar karena dipengaruhi oleh kestabilan unsur-unsur tersebut.

Na Mg Al Si P S Cl Ar- 52.8 0 - 42.5 - 134 - 72 - 200 - 349 0

Nilai afinitas elektron dari unsur Mg sama dengan nol karena pada kulit terahirnya sudah terisi penuh begitu pula unsur Ar.

5.  Sifat Logan dan NonlogamNa, Mg, Al (unsur logam), Si( unsur semilogam), P,S, Cl (unsur-unsur nonlogam), Ar (gas mulia dan merupakan

gas radioaktif). Sifat logam unsur-unsur periode 3 dari kiri ke kanan semakin berkurang karena harga keelektronegatifannya semakin besar sehingga semakin mudah membentuk ion negatif.

6. Sifat Oksidator dan ReduktorUnsur periode 3 dari kiri ke kanan sifat reduktornya semakin berkurang karena energi ionisasinya semakin besar

sehingga sukar melepas elektron. Mg mempunyai sifat reduktor yang lebih lemah daripada Na yang merupakan reduktor terkuat, dapat bereaksi

dengan air panas. Al mempunyai sifat reduktor yang lebih lemah daripada Mg, tidak dapat bereaksi dengan air. Si merupakan unsur semi-logam yang sangat sulit melepaskan elektron. P memiliki sifat oksidator yang lemah. Tidak dapat bereaksi dengan air tetapi dapat bereaksi dengan oksidator

kuat dan logam. S memiliki sifat reduktor yang lemah dari fosfor, dapat bereaksi dengan air dan logam. Cl merupakan oksidator terkuat, dapat bereaksi dengan air, logam, dan nonlogam.

7.  Sifat Asam dan BasaJika energi ionisasinya kecil, maka mudah untuk melepas elektron sehingga larutan tersebut bersifat basa.

Unsur Hidroksida Nama Hidroksida Sifat

Na NaOH Natrium hidroksida Basa kuatMg Mg(OH)2 Magnesium hidroksida Basa lemah

Dari kiri kekanan umumnya energi ionisasi  cenderung meningkat, karena jumlah kulit yang terisi pada unsur periode tiga tetap sedangkan jumlah elektron valensi yang mengisi kulit terluar semakin banyak sehingga gaya tarik inti semakin kuat. Gaya tarik semakin kuat energi yang dibutuhkan untuk melepas satu elektron semakin besar. Al dan S terjadi penyimpangan energi ionisasi disebabkan karena konfigurasi electron Al dan S kurang stabil sehingga mudah untuk melepas satu elektron.

Al Al(OH)3 atau HAlO2

Alumunium hidroksida atau

asam aluminatAmfoter

Si H2SiO3 Asam silikat Asam sangat lemahP H3PO3 Asam fosfit Asam lemah

H3PO4 Asam fosfat Asam lemahS H2SO3 Asam sulfit Asam lemah

H2SO4 Asam sulfat Asam kuatCl HClO Asam hipoklorit Asam kuat

HClO2 Asam klorit Asam kuatHClO3 Asam klorat Asam kuat

HClO4Asam perklorat /asam sangat kuat Asam sangat kuat

8.  Sifat HidroksidaSifat hidroksida unsur perioda 3 bergantung pada energi ionisasi unsur tersebut. Jika energi ionisasinya rendah,

maka ikatan M-OH bersifat ionik dan hidroksida bersifat basa, dalam air melepas ion OH -. Sebaliknya, jika energi ionisasinya relatif besar, maka ikatan M-OH akan bersifat kovalen dan tidak dapat melepas ion OH -. Karena ikatan O-H bersifat polar, maka ikatan itu dapat mengalami hidrolisis sehingga melepas ion H+ dan larutannya bersifat asam.

Hidroksida unsur perioda 3 terdiri atas NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, Si(OH)4, P(OH)5, S(OH)6, dan Cl(OH)7. P(OH)5, S(OH)6, dan Cl(OH)7 tidak stabil. Hidroksida itu melepas satu, dua, atau tiga molekul air.

UNSUR 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl

Konduktor/isolator Konduktor IsolatorOksida (utama) Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

Ikatan Ion KovalenSifat oksida Basa Amfoter AsamHidroksida NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4

Kekuatan basa/asam Basa kuat

Basa lemah Basa lemah

Asam lemah

Asam lemah

Asam kuat

Asam kuat

Klorida NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl5 SCl2 Cl2

Ikatan Ion KovalenSenyawa dengan

hidrogenNaH MgH2 AlH3 SiH4 PH3 H2S HCl

Ikatan Ion KovalenReaksi dengan air Menghasilkan bau dan

gas H2

Tidak bersifat asam Asam lemah

Asam kuat

AluminiumBijih tambang yang terpenting dari aluminium adalah bauksit (aluminium oksida hidrat) dengan rumus molekul

Al2O3.nH2O (padat). Bijih aluminium juga terdapat secara luas sebagai aluminium silikat (terkandung dalam tanah lempung), kriolit (Na3AlF6), dan bijih mika. Logam Al bereaksi dengan asam membentuk gas H2

2 Al(s) + 6 H+ (aq) → 2 Al3+(aq) + 3 H2(g)

Logam Al juga bereaksi dengan basa kuat dalam keadaan panas. 2 Al(s) + 2 OH- (aq) + 6 H2O(l) → 2[Al(OH)4]- (aq) + 3 H2(g)

Al(OH)3 dapat juga bereaksi dengan asam dan basa. Dalam asam kuat Al(OH)3 bersifat basa.

Al(OH)3(s) + 3 H+(aq) → Al3+

(aq) + 3 H2O(l)

Dalam basa kuat Al(OH)3 bersifat asam. Al(OH)3(s) + OH-

(aq) → AlO2- (aq) + 2 H2O(l)

Al(OH)3 bersifat amfoter.

Pengolahan Biji AluminiumProses pengolahan bijih aluminium dinamakan proses Hall-Heroult.Bahan dasar industri logam aluminium adalah bauksit, Al2O3.nH2O. Pengolahan aluminium berlangsung dalam dua tahap yaitu pemisahan Al2O3 dari bauksit dan elektrolisis dengan cara reduksi Al2O3.

FosforFosfor putihFosfor putih mempunyai sifat padat seperti lilin, titik lebur rendah (± 44°C), berupa unsur nonlogam, beracun, mempunyai struktur molekul tetrahedral,dan bersinar dalam keadaan gelap. Fosfor putih sangat baik disimpan di dalam botol cokelat dan di dalam air atau lemari yang gelap guna menghindari berubahnya fosfor putih menjadi fosfor merah apabila terkena sinar ultraviolet.

Fosfor merahFosfor merah terbentuk jika fosforputih dipanaskan atau disinari dengan sinar UV yang mengakibatkan atom fosfor saling berikatan dalam bentuk tetrahedral. Fosfor merah digunakan untuk bahan peledak dan kembang api. Fosfor merah mempunyai sifat berupa serbuk, tidak mudah menguap, tidak beracun, tidak bersinar dalam gelap. Titik lebur fosfor merah 600 °C.

Fosfor hitamFosfor hitam kurang reaktif dibanding fosfor merah. Atom fosfor tersusun dalam bidang datar melalui ikatan kovalen. Antar bidang terdapat gaya van der Waals yang lemah.

Pembuatan FosforSumber utama industri fosfor adalah Ca3(PO4)2. Melalui proses Wohler yaitu, Ca3(PO4)2 dicampur dengan karbon dan silika SiO2, pada temperatur 1.400°C–1.500°C (dengan bunga api listrik). SiO2 bereaksi dengan Ca3(PO4)2 pada temperatur tersebut menghasilkan P4O10(g).

2 Ca3(PO4)2(l) + 6 SiO2(l) → 6 CaSiO3(l) + P4O10(g)

P4O10(g) direduksi dengan karbon, reaksinya sebagai berikut. P4O10(g) + 10 C(s) → 2 P4(g) + 10 CO2(g)

Belerang Belerang di Indonesia banyak terdapat bebas di daerah gunung berapi (vulkanis), juga terdapat dalam bentuk senyawa logam dalam bijih belerang. Contoh: pirit, FeS2; kalkopirit, CuFeS2; dan glance, PbS. ZnS. Selain itu belerang juga terdapat sebagai sulfat, contoh: gypsum atau gips, CaSO4. 2H2O; garam epson, MgSO4.7H2O; Barit, BaSO4. Belerang merupakan zat padat pada temperatur kamar, melebur pada temperatur 119 °C, berwarna kuning dan rapuh. Belerang mempunyai dua bentuk, yaitu belerang rombik dan belerang monoklin. Belerang rombik stabil di bawah temperatur 95,5 °C. Di atas temperatur tersebut, belerang rombik berubah menjadi monoklin. Kristal belerang rombik dengan rumus S8.

Kegunaan Belerang1. Membuat asam sulfat. 2. Membuat gas SO2 biasa untuk mencuci bahan yang terbuat dari wool, sutera. 3. Pada industri ban, belerang untuk vulkanisasi karet yang bertujuan agar ban bertambah ketegangannya serta

kekuatannya. 4. Belerang digunakan pada industri obat-obatan, bahan peledak, dan industri korek api yang menggunakan Sb2S3.

SOAL LATIHAN1. Diketahui senyawa-senyawa:

1. kriolit 3. bauksit2. kaporit 4. kalkopiritPasangan senyawa yang mengandung aluminium adalah ….A. 1 dan 3 B. 2 dan 4 C. 1 dan 4 D. 3 dan 4 E. 2 dan 3

2. Data sifat fisik dan sifat kimia unsure seperiode dari kiri ke kanan sebagai berikut:1. sifat logam bertambah dan sifat bukan logam berkurang2. sifat pereduksi berkurang, sifat pengoksidasi bertambah

Belerang dalam batuan diperoleh melalui proses Frasch. Batuan yang mengandung belerang dimasukkan 3 buah pipa yang diameternya berbeda. Pada pipa yang besar dialirkan uap air bertekanan tinggi, sehingga belerang akan mencair. Pada pipa kecil dipompakan udara bertekanan tinggi sehingga belerang cair keluar melalui pipa berukuran sedang dan belerang dibiarkan membeku.

3. titik didih dan titik leleh semakin bertambah4. sifat basa berkurang, sifat asam bertambah5. sifat asam berkurang, sifat basa bertambahSifat di atas yang sesuai dengan unsure periode ketiga adalah ….A. 1 dan 5 B. 3 dan 4 C. 2 dan 4D. 2 dan 5 E. 2 dan 3

3. Unsur periode ketiga yang bersifat pengoksidasi terkuat adalah ….A. Na B. Cl C. Si D. Ar E. P

4. Pasangan unsur yang keduanya terdapat bebas di alam adalah ….A. Na dan Mg B. Cl dan P C. Si dan Al D. Ar dan Cl E. S dan Ar

5. Pada proses elektrolisis larutan Al2(SO4)3 seperti terlihat pada gambar di atas. Dengan menggunakan elektroda karbon reaksi manakah yang terjadi pada elektroda (+) ........A. Al Al3+ + 3e B. Al3++ 3e Al C. 2H2O O2 + 4H+ + 4eD. 2H+ +2e H2 E. 2H2O + 2e H2 + OH-

6. Berdasarkan tabel berikut :

Molekul PH3 memiliki titik didih terendah. Penyebabnya adalah ........A. Mr terkecil D. Molekulnya kecil B. Terdapatnya ikatan hydrogen E. Terdapatnya ikatan gaya London C. Terdapatnya ikatan gaya van der walls

7. Oksida unsur perioda ketiga yang dapat bereaksi dengan asam dan basa adalah A. Na2O B. MgO C. Al2O3 D. SiO2 E. P2O5

8. Sifat di bawah ini yang sesuai untuk unsur-unsur periode ke tiga adalah ... A. Na paling sukar bereaksi B. P, S dan Cl cenderung membentuk basa C. S adalah logam D. Na, Mg, Al dapat berperan sebagai pengoksidasi E. energi ionisasi Ar paling besar9. A, B, C, dan D adalah u8nsur periode ketiga yang berwujud padat. Unsur B mempunyai titik leleh paling tinggi, C

dan D larut dalam air, D terbakar di udara dengan memancarkan sinar yang menyilaukan. A dan B bereaksi dengan oksigen membentuik oksida , oksida B tidak bereaksi dengan air maupun asam, tetapi bereaksi dengan basa. Kemung kinan unsure A B C dan D berturut-turut adalah …

A. Na, Mg , Al, dan Si D. S, Al, Na dan Mg B. Mg, Na, Si dan P E . P, Si, Mg dan Al C. P, Si, Na dan Mg 10. Urutan unsur periode ketiga berdasarkan kenaikan harga energi ionisasainya adalah .....

A. Na-Mg-Al-Si-P-S-Cl_Ar D. Na- Al Mg--Si-P-S-Cl_ArB. Na-Mg-Al-Si -S-P -Cl_Ar E. Na-Al-Mg-Si -S-P -Cl_ArC. Na-Al -Mg-P -Si -S-Cl_Ar

11. Manfaat NaOH pada pengolahan aluminium adalah …A. untuk melarutkan pengotor dalam bauksitB. untuk melarutkan aluminium oksida dalam bauksitC. menetralkan pengotor yang bersifat asam dalam bauksitD. memisahkan kriolit dari bauksitE. menurunkan titik lebur bauksit

12. Berikut ini data sifat-sifat unsur perioda ketiga dari Na sampai Cl: 1. Sifat logam bertambah 2. Sifat non logam bertambah 3. Energi ionisasi berkurang 4. Sifat asam bertambah 5. Keelektronegatipan berkurang 6. Jari-jari atom berkurang 7. Sifat basa bertambah 8. Perubahan sifat yang benar dari Na sampai Cl adalah..... A. 1, 3, dan 4 B. 2, 3, dan 4 C. 2, 4, dan 6 D. 2, 4, dan 7 E. 4, 5, dan 6

13. Unsur – unsur Mg, Si, P dan Cl terdapat dalam perioda ketiga. Urutan unsur – unsur tersebut dari yang paling besar sifat pereduksinya ke yang paling kecil adalah....

A. Cl, P, Si, Mg B. Mg, Si, P, Cl C. P, Si, Mg, Cl D. Si, Mg, P, Cl E. P, Cl, Si, Mg

UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT DAN SENYAWA KOORDINASI

1. Sifat Unsur Transisi Periode ke EmpatSecara umum terlihat bahwa unsur-unsur transisi periode keempat termasuk dalam blok d. Definisi tersebut

belum dapat menjelaskan struktur, sifat dan reaksi yang terjadi pada unsur transisi ini. Karena itu definisi berdasarkan konfigurasi elektron lebih tepat. Berdasarkan konfigurasi elektronnya, unsur transisi adalah unsur yang memiliki orbital d yang belum terisi penuh. Berikut data sifat unsur transisi periode ke empat:

a. Titik Leleh

b. Jari-jari Atom

c. Kerapatan

Titik leleh bertambah dari Sc ke V, secara umum berkurang dari dari V ke Zn. Kenaikan titik leleh disebabkan oleh kekuatan ikatan logam yang semakin bertambah dari Sc ke V. Akibat berkurangnya jari-jari atom dan bertambahnya jumlah elektron dari subkulit 4s dan 3d yang terlibat dalam ikatan logam. Setelah unsur V, titik leleh secara umum menurun sedikit. Diperkirakan jumlah elektron yang sebenarnya terlibat dalam ikatan logam terbatas meski jumlah elektron terus bertambah. V memiliki 5 elektron dan Cr memiliki 6 elektron, maka jumlah elektron yang sebenarnya terlibat ikatan logam max 5 - 6 elektron.

Secara umum berkurang dari Sc ke Zn. Faktor yang menyebabkan penurunan harga dalam satu periode karena oleh kekuatan tarik menarik antara inti dan elektron valensi. Logam transisi elektron valensinya menempati subkulit 4s, meski muatan inti bertambah positif dan jumlah elektron bertambah, namun elektron ini memasuki subkulit 3d. Jadi tarik menarik antara inti dan elektron valensi ini tidak berbeda banyak. Dari Sc ke V, elektron pada subkulit 3d belum berpasangan. Cr, setiap orbital di subkulit 3d terisi satu elektron, unsur berikunya elektron yang masuk mulai berpasangan. Sehingga timbul gaya tolak menolak antara kedua elektron dalam orbital terkait.

Secara umum bertambah dari Sc ke Zn, kerapatan merupakan perbandingan antara massa dengan volume atom per unit sel. Kerapatan logam ditentukan oleh massa atom, jari atom dan faktor kerapatan atom per unit sel. Faktor kerapatan tidak terlalu berpengaruh, sehingga kenaikan kerapatan hanya dipengaruhi oleh perbedaan massa dan jari atom. Massa atom bertambah dari Sc ke Zn dan jari atom berkurang. Karena kerapatan bertambah, maka kedua faktor ini sama-sama berpengaruh. Penurunan

d. Energi Ionisasi

e. Daya Hantar Listrik

f. Daya Hantar Panas

g. Sifat MagnetikJumlah elektron tidak berpasangan dalam atom (juga molekul dan ion) dapat ditentukan dari kekuatan tarik

menarik zat paramagnetik dalam medan magnet.

2. Kecenderungan Periodik Senyawa Transisi Periode Keempat

Daya hantar panas dan listrik logam dipengaruhi oleh muatan inti dan jumlah elektron yang dapat bergerak bebas. Perubahan muatan inti unsur-unsur transisi tidak terlalu besar, sehingga faktor ini berpengaruh kecil. Karena itu, faktor yang lebih dominan adalah jumlah elektron di subkulit 4s dan 3d. Dari Sc ke Zn, jumlah elektron yang dapat bergerak bebas bertambah banyak.

Semakin banyak elektron yang dapat bergerak bebas, semakin besar daya hantar listrik dan panas.

Secara umum bertambah dari Sc ke Zn, kerapatan merupakan perbandingan antara massa dengan volume atom per unit sel. Kerapatan logam ditentukan oleh massa atom, jari atom dan faktor kerapatan atom per unit sel. Faktor kerapatan tidak terlalu berpengaruh, sehingga kenaikan kerapatan hanya dipengaruhi oleh perbedaan massa dan jari atom. Massa atom bertambah dari Sc ke Zn dan jari atom berkurang. Karena kerapatan bertambah, maka kedua faktor ini sama-sama berpengaruh. Penurunan

Secara umum bertambah dari Sc ke Zn, ini menunjukkan semakin kuatnya tarik menarik inti dengan elektron valensi. Akibatnya, semakin sulit bagi elektron valensi untuk dapat lepas. Dengan kata lain, semakin besar energi yang diperlukan oleh elektron valensi untuk lepas.

a. Bilangan Oksidasi

b. Warna Senyawa Kompleks

Gambar Larutan [Ni(H2O)6]2+ , [Ni(NH3)6]2+ dan [Ni(en)3]2+

Unsur Ion WarnaSc Sc3+ Tidak berwarnaTi Ti2+

Ti3+

Ti4+

UnguHijau

Tidak berwarnaV V2+

V3+

VO2+

VO3-

UnguHijauBiru

merahCr Cr2+

Cr3+

CrO4=

Cr2 O7=

BiruHijau

Kuningjingga

Mn Mn2+ Merah muda

Unsur Ion WarnaMn Mn3+

MnO4=

MnO4-

Merah coklatHijauUngu

Fe Fe2+

Fe3+Hijau muda

JinggaCo Co2+

Co3+Merah muda

biruNi Ni2+

Ni3+HijauMerah

Cu Cu+

Cu2+Tidak berwarna

BiruZn Zn2+ Tidak berwarna

Warna senyawa dari unsur transisi berhubungan erat dengan konfigurasi elektronnya, yaitu adanya subkulit 3d yang terisi tidak penuh. Orbital 3d ini dapat terpisah menjadi dua tingkat energi, yaitu kelompok orbital pada sumbu dx

2-y

2

dan dz2 yang berenergi lebih tinggi , serta orbital di antara sumbu dxy , dxz dan dyz yang berenergi lebih rendah.

Unsur transisi yang sama, warna senyawa kompleks dapat berbeda tergantung dari jenis ligan dan tingkat oksidasi ion kompleks tersebut. Perhatikan warna-warna senyawa kompleks Nikel dengan ligan berbeda.

Perbedaan warna senyawa Mangan sesuai bilangan oksidasinya. Dari kiri ke kanan: Mn2+

(aq) , Mn3+(aq) , Mn4+

(aq) , Mn6+(aq) , Mn7+

(aq)

Bilangan oksidasi menunjukkan jumlah elektron yang dilepas atau diserap untuk memperoleh konfigurasi elektron, seperti gas mulia. Tingkat oksidasi yang paling umum adalah + 2, yang dihasilkan dengan melepaskan 2 elektron pada subkulit 4s, seperti Cu2+ , Fe2+ , Zn2+. Namun karena tingkat energi subkulit 3d dekat dengan tingkat energi subkulit 4s, elektron di subkulit 3d relatif mudah dilepas, mengakibatkan logam transisi dapat melepaskan tak lebih dari 2 elektron dan membentuk beberapa ion yang berbeda. Pada tingkat oksidasi yang sangat tinggi (+4 ke atas), unsur transisi tidak lagi membentuk ion sederhana, akan membentuk ikatan kovalen (TiO2 , Mn2O7) atau membentuk ion besar (CrO4

2-, MnO4-)

Penyerapan warna cahaya oleh senyawa logam transisi menyebabkan eksitasi elektron dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi, karena senyawa logam transisi berwarna, maka eksitasi elektron ini haruslah melibatkan perubahan tingkat energi yang setara dengan energi cahaya tampak.

Menurut teori Medan Kristal, perubahan tingkat energi yang setara dengan energi cahaya tampak dimungkinkan dengan adanya pemisahan orbital d menjadi dua tingkat energi. Perbedaan energi antara kedua tingkat tersebut setara dengan energi cahaya tampak, yaitu antara 170 – 290 kJ/mol atau setara dengan λ = 700 – 400 nm. Ion Zn2+ yang memiliki subkulit d yang penuh, meski terjadi pemisahan orbital d namun eksitasi elektron antara kedua tingkat energi tersebut tidak memungkinkan. Sebaliknya, eksitasi elektron akan melibatkan tingkat energi pada subkulit s dan p dengan energi yang setara dengan sinar UV.

Pemisahan ini menyebabkan adanya celah energi yang memungkinkan elektron dari orbital d energi rendah pindah ke orbital d energi tinggi dengan menyerap energi pada panjang gelombang cahaya tampak.

3. Katalisator

Gol B Fungsi Katalis

V2 O5

FePd

TiCl4

MnO2

NiFeCl3

CuCl2

FeSO4 dan H2

O2

Cu/VNiPt

Pt/Rh ,Cu

Proses kontak (pembuatan asam sulfat)Proses Haber Bosch (pembuatan amoniak)Hidrogenasi Fenol menjadi sikloheksanaPembuatan polytenaPembuatan O2 dari KClO3

Pembuatan margarinPembuatan CCl4 dari CS2 dan Cl2

Proses Deacon (pembuatan gas Klor)Oksidasi alkohol menjadi aldehidaOksidasi campuran Sikloheksanol/sikloheksanon → Nylon 66Polimerisasi dari Benzena atau siklooktatetraenaPerubahan SO2 → SO3

Proses Ostwald (pembuatan asam nitrat)Pembuatan Silikon dari (CH3)2SiCl2

Penggunaan unsur transisi periode keempat sebagai katalis terkait dengan sifat karakteristiknya, yakni memiliki berbagai tingkat oksidasi. Ini memberikan alternatif bagi jalur reaksi dengan energi aktivasi yang lebih rendah, sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat.

4. Senyawa Kompleks Transisi Periode KeempatPada ikatan kovalen koordinasi, pasangan elektron yang digunakan bersama-sama berasal dari satu atom. Ion

logam sering disebut sebagai atom pusat, sedangkan anion atau molekul yang mengelilinginya disebut ligan, yang bertindak sebagai donor pasangan elektron dalam membentuk ikatan kovalen koordinasi dengan ion logam. Jelas bahwa ligan harus suatu anion atau molekul netral. Karena ukurannya yang kecil, ion-ion blok d memiliki medan listrik yang kuat disekelilingnya. Medan ini menarik spesi lain yang kaya akan elektron. Karena itu, ion-ion kompleks juga disebut senyawa koordinasi. Contoh pembentukan kompleks larutan CuSO4, Cu tidak berada sebagai ion Cu2+ tetapi sebagai ion kompleks [Cu(H2O)4]2+ yang berwarna biru. Penggolongan ligan berdasarkan jumlah atom donor sebagai berikut:

a. Ligan MonodentatLigand Anion

Nama Kekuatan Ligand

Ligand Netral Nama Kekuatan Ligand

Br- bromo lemah NH3 ammine kuatS2O3

2- tiosulfato

kuat H2O aqua lemah

SCN- tiosianato

kuat NO Nitrosyl kuat

OH- Hydroxo

lemah CO Carbonyl kuat

CN- cyano kuat C5H5N pyridine -C2O4 2- oxalato - H

2NCH2CH2NH2

Ethylenediamine

kuat

SO42- sulfato kuat

CH3COO-

acetato -

b. Ligand Bidentat

c. Ligand Polidentat

5. Tata Nama Senyawa Kompleks Berikut adalah tatanama ion kompleks menurut standar IUPAC:

a. Penulisan nama ligan anion selalu diakhiri dengan akhiran ”o”b. Nama ligan molekul netral tidak berubahc. Jika terdapat lebih dari satu ligan, gunakan awalan seperti di, tri, tetra dsb untuk menandakan jumlah ligan

dalam ion kompleks tersebut.d. Dalam menulis nama senyawa kompleks, tulis nama ligan menurut abjad kemudian tulis nama ion logam.

Contoh: • [Cr(NH3 )3 (H2O)3 ]Cl3 triamminetriaquachrom(III) chlorida• [Pt(NH3 )5 Cl]Br3 pentaamminechloroplatina(IV) bromida• (NH4 )2[Ni(C2O4)2(H2O)2 ammonium diaquabis(oxalato)nickelate(II)• [Ag(NH3 )2 ][Ag(CN)2 ] diamminesilver(I) dicyanoargentate(I)

Tuliskan nama senyawa berikut:

• [CoBr(NH3 )5]SO4

• [Fe(NH3 )6 ][Cr(CN)6 ]• [CoCl2(CN)(NH3)3]• (NH4)2[Fe(H2O)2(CN)4]

6. Bilangan KoordinasiBilangan koordinasi adalah jumlah atom donor (yang memberikan pasangan elektron bebas) yang terikat ke ion

logam. Bilangan Koordinasi menunjukkan jumlah atom donor yang terikat ke ion logam. Setiap atom donor ini menyumbang sepasang electron, sehingga bilangan koordinasi juga didefinisikan sebagai jumlah pasangan electron bebas yang terikat ke ion logam.Contoh: Ion kompleks [Cu(H2O)4]2+, ion logam Cu2+ dikelilingi oleh 4 molekul H2O. Setiap atom O dalam molekul air merupakan atom donor karena memberikan pasangan electron bebasnya ke Cu. Jadi ion kompleks tersebut memiliki bilangan koordinasi 4.

7. Bentuk Geometrik Senyawa Kompleks

8. Isomeri pada Senyawa Kompleksa. Isomeri Geometrik

b. Isomeri Ionisasi • [Cr(NH3)5SO4]Cl dan [Cr(NH3)5Cl]SO4

• Kedua senyawa memiliki sifat kimia berbeda, jumlah atom sama.

• Jika ditambahkan AgNO3 atau Ba(NO3)2 maka endapan yang terbentuk akan berbeda.• Contoh lain: [Co(NH3)5Br]Cl dengan [Co(NH3)5Cl]Br

c. Isomeri Koordinasi• Dijumpai pada senyawa-senyawa yang baik kation maupun anion merupakan kompleks• Contoh:

[Cr(NH3)6][Co(CN)6] dan [Co(NH3)6][Cr(CN)6]

d. Diastereoisomeri dan EnantiomerDua isomeri yang merupakan bayangan cermin satu dengan yang lainnya disebut enantiomer, sedangkan isomeri

yang bukan merupakan bayangan cermin satu dengan yang lainnya disebut diastereoisomeri.

9. Proses Ekstraksi Besi

Besi diolah dari bijih besi yang mengandung senyawa Hematite dan Magnetite dalam tanur tiup pada gambar diatas. Bahan baku berupa bijih besi, batu kapur dan kokas dimasukkan dari atas tanur. Udara panas ditiupkan ke bagian bawah tungku bertujuan untuk mengoksidasi kokas/C

C(s) + O2(g) → CO2(g)

Gas yang terbentuk bergerak ke atas dan direduksi oleh karbon menjadiCO2(g) + C(s) → 2 CO(g)

Reaksi ini tergolong endoterm sehingga suhu reaksi sedikit turun. Gas CO yang terbentuk mereduksi beberapa bijih besi secara bertahap. 3Fe2O3(s) + CO(g) → 2 Fe3O4(s) + CO2(g)

Fe3O4(s) + CO(g) → 3FeO(s) + CO2(g)

FeO(s) + CO(g) → Fe(l) + CO2(g)

Reaksi keseluruhan: Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g)

Akhirnya terbentuk Besi cair yang terkumpul pada bagian bawah tanur, dan dialirkan ke dalam cetakan untuk memperoleh besi glubal dengan 3-4% karbon, 2% silikon dan pengotor lain seperti Mn, P dan S. Besi glubal dapat dicetak langsung menjadi besi tuang atau diproses lanjut menjadi baja.

10. Pembuatan Baja

Campuran logam Fe dan logam-logam tertentu seperti Cr, Ni, V dan beberapa logam transisi lain disebut Baja. Proses yang harus dilakukan pada pengubahan besi global menjadi baja adalah sebagai berikut:

1. Menurunkan kadar karbon dari 3-4% menjadi 0-1,5%2. Menghilangkan pengotor seperti silicon dan fosforus3. Menambahkan logam-logam campur seperti Ni dan Cr, sesuai jenis baja yang diproduksi

Pada proses ini digunakan tanur yang dpat berputar secara mendatar dan tegak. Tanur diisi langsung dengan leburan besi tuang dan kapur. Oksidasi karbon dan zat pengotor lain dilangsungkan dengan meniupkan oksigen murni melalui pipa. Gas oksigen menyusup ke dalam leburan besi dan mengoksidasi zat pengotor dengan cepat. Kalor yang dibebaskan dapat mempertahankan suhu dalam tanur tetap tinggi, sehingga baja dalam keadaan lebur dapat dituangkan ke dalam cetakan. Sebanyak 300 ton besi tuang dapat diolah menjadi baja dalam waktu 40 menit. Konversi besi global menjadi baja dengan cara ini banyak digunakan karena prosesnya sangat cepat.

11. Pengolahan Tembaga Logam tembaga diekstraksi dari bijih sulfidanya melalui proses reduksi. Oleh karena bijih tembaga tidak murni, langkah pertama adalah pemurnian bijih Cu, yang dilakukan dengan proses pengapungan busa setelah digerus. Langkah berikutnya reduksi bijih tembaga yang sudah bersih menjadi tembaga I sulfide, besi II oksida dan belerang dioksida melalui proses pemanggangan. 2 CuFeS2(s) + 4O2(g) → Cu2S(s) + 2FeO(s) + 3 SO2(g)

Kemudian bijih dilebur/dilelehkan sehingga diperoleh dua lapisan terpisah. Lapisan atas adalah lelehan terak yang mengandung zat pengotor, sedangkan lapisan bawah mengandung sekitar 70% Cu dalam senyawa, juga FeO serta zat pengotor lain. Hasilnya direaksikan dengan silica dalam converter tertutup untuk mengubah FeO menjadi terak yang terapung dan mengalir keluar. Cu2S yang tertinggal dipanaskan dengan udara agar sebagian berubah menjadi oksidanya. 2Cu2S(s) + 3O2(g) → 2 Cu2O(s) + 2 SO2(g) 2Cu2S(s) + 2 Cu2O(s) → 6 Cu(s) + SO2(g) Hasilnya biasa disebut tembaga lepuh karena menimbulkan buih SO2 ketika membeku. Langkah terakhir pemurnian yang dilakukan dengan proses elektrolisis. Selama proses elektrolisis berlangsung, tembaga dipindahkan dari anode ke katode, seperti Katode/- : Cu2+

(aq) + 2e → Cu(s)

Anode/+ : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e

_________________________________+ Cu(s) → Cu(s) Anode Katode

12. Unsur Transisi Periode Keempat di AlamDi alam terdapat dalam bentuk senyawanya seperti oksida, sulfida, atau karbonat. Hanya tembaga yang terdapat

sebagai unsure bebas maupun dalam bentuk senyawanya.

Unsur Keberadaan di AlamSc Bersama mineral lain Monazite dan Gadonilite

Ti Mineral Rutile; TiO2 , Ilmenite; FeTiO3

V Mineral Vanadite; Pb3(VO4)2 , Patronite; VS4 ,Vanadinite; Pb5(VO4)3Cl

Cr Mineral Chromite; FeO. Cr2O3

Mn Batu Kawi atau Pirolusit; MnO2 , Rodocrosite; MnCO3

Fe Hematite; Fe2O3, Magnetite; Fe3O4 , Limonite; Fe2O3.H2OSiderite; FeCO3 , Pyrite; FeS2

Co Kobaltite; CoAsS , Smaltite; CoAs2

Ni Milerite; NiS , Pentlandite; NiS – FeS

CuDitemukan unsur bebas di sekitar kawah vulkanik,Cuprite; Cu2O , Calcosite; Cu2S , Calcopirite; CuFeS2

Malachite; Cu2(OH)2CO3

Zn Zinkblende/Spalerite; ZnS , Zincite; ZnO ,Smitsonite ; ZnCO3

13. Reaksi dan Penggunaan Unsur Transisia. Skandium, Titan dan vanadium

Skandium merupakan logam yang langka. Pemakaiannya sangat terbatas antara lain sebagai komponen pada lampu listrik yang beridentitas tinggi.

Titan semakin banyak dipakai pada pembuatan pesawat terbang mutakhir ,mesin jet, peralatan militer, serta pipa saluran. Logam ini merupakan alternative yang baik untuk menggantikan baja dan aluminium. Titan lebih ringan dari baja, kekuatannya tidak dipengaruhi oleh suhu, sedangkan aluminium akan kehilangan kekuatan pada suhu tinggi. TiO 2

warna putih, kelarutannya kecil dan sifatnya yang tidak beracun menyebabkan TiO 2 dipakai sebagai bahan cat, pemutih kertas dan pembuatan keramik.

Vanadium dipakai sebagai campuran baja yang disebut Ferro-Vanadium. V2O5 digunakan sebagai katalis pembuatan asam sulfat pada proses kontak.

b. Krom dan ManganKrom merupakan logam yang sangat keras. Titik leleh tertinggi diantara unsure transisi periode keempat.

Kegunaan terbesar sebagai pelapis logam lain, seperti pada arloji dan bumper otomobil. Baja yang dicampur dengan krom akan lebih kuat dan lebih mengkilap dikenal sebagai stainless steel. Cr2O3 merupakan oksida basa yang dapat terhidrasi sebagai Cr(OH)3.CrO3 merupakan oksida asam. Jika CrO3 dilarutkan dalam air, akan terbentuk H2CrO4 dan H2Cr2O7 yang berada dalam kesetimbangan:

2CrO42- + H+ ↔ Cr2O7

2- + OH-

kuning jingga

Kesetimbangan di atas bergantung pada pH, jika pH rendah (ditambahkan asam), (warna kuning) kromat berubah menjadi dikromat (warna jingga), Sebaliknya jika pH tinggi (ditambahkan basa) dikromat diubah kembali menjadi kromat. Krom banyak membentuk senyawa-senyawa kompleks. Misalnya senyawa dengan rumus CrCl3. 6H2O memiliki empat isomeri:

[Cr(H2O)6 ]Cl3

[Cr(H2O)5 Cl ]Cl2 .H2O[Cr(H2O)4 Cl2 ]Cl. 2H2O[Cr(H2O)3 Cl3 ]. 3H2O

Jika masing-masing larutan 1 mol senyawa teresebut direaksikan dengan larutan AgNO3 berlebih, maka berturut-turut akan dihasilkan 3 mol endapan AgCl, 2 mol endapan AgCl, 1 mol endapan AgCl dan tidak menghasilkan endapan AgCl. Hal ini sesuai dengan jumlah ion Klorida yang dimiliki masing-masing senyawa komplek tersebut.

Cr2O3 adalah suatu zat padat hijau dengan suatu struktur corundum. Ini dibentuk dengan membakar logamnya di udara, dengan memanaskan CrO3 atau memanaskan amonium dikromat (NH4)2Cr2O7 dalam percobaan volcano yang dikenal baik yang digunakan dalam firework (kembang-api).

panas(NH4)2Cr2O7 N2 + 4H2O + Cr2O3

Mangan banyak dipakai sebagai campuran baja ferromangan. MnO2 Batu kawi (Pirolusit), digunakan sebagai katalis pada penguraian KClO3 menjadi gas oksigen. MnO2 juga digunakan dalam produksi kalium permanganat, dalam ‘baterai kering’ (cell Leclanche), dan juga digunakan sebagai agen pengoksidasi dalam kimia organik:

C6H5.CH3 + 2MnO2 + 2H2SO4 C6H5CHO + 2Mn2SO4 + 3H2O toluen benzaldehid

O

2C6H5.NH2 + 4MnO2 + 5H2SO + (NH4)2SO4 + 4MnSO4 + 4H2O anilin

O quinhidron

c. Besi, Kobal, NikelBesi merupakan unsur yang kelimpahannya ke empat dalam kerak Bumi (50.000 ppm), dan adalah logam yang

kelimpahannya nomor dua setelah aluminium, dan digunakan dalam jumlah yang paling besar diantara unsur-unsur logam lainnya. Air bebas-udara memiliki sedikit pengaruh pada Fe, tetapi adanya oksigen dan air, atau bahkan suatu kelembaban tinggi, besi terkorosi memberikan ferri oksida terhidrat.

Kobal lebih keras dari besi, berwarna putih-kebiruan dan feromagnetik. Ini relatif tak-reaktif, dan tidak bereaksi dengan air, hidrogen atau nitrogen. Kobalt bereaksi dengan oksigen, halogen, belerang, karbon dan fosfor pada suhu tinggi, dan juga dengan uap membentuk CoO. Kobalt melarut secara lambat dalam asam-asam encer. Garam kobalt dalam keadaan padat bersifat higroskopis, artinya mudah menyerap uap air dari udara. Warnanya beragam tergantung pada jumlah molekul air yang terkandung dalam Kristal. Misalnya: CoCl2.2H2O warna biru, CoCl2.6H2O warna merah muda. Itulah sebabnya garam ini dapat digunakan untuk mengukur kelembaban suatu ruangan.

Nikel berwarna putih-keperakan, dan tidak diserang oleh udara atau air pada suhu biasa. Ni sering digunakan sebagai lapisan protektif bagi logam-logam lain melalui proses elektroplating. Karena ini bereaksi lambat dengan fluor, logamnya sendiri dan campuran logamnya demikian seperti Monel seringkali digunakan untuk mengatasi serangan F 2

dan fluorida-fluorida korosif lainnya.

e. Tembaga dan SengTembaga kita temukan pada kabel listrik dan berbagai perhiasan rumah tangga. Uang logam selalu mengandung

campuran logam tembaga. Aliasi tembaga dengan timah (Cu dan Sn) dikenal sebagai perunggu, sedangkan aliasi tembaga dengan seng (Cu dan Zn) disebut kuningan. Sebagai senyawa, tembaga umumnyaterdapat dalam bentuk Cu2+. Ion Cu+ tidak stabil dan dalam larutan mudah mengalami disproporsionasi:

2 Cu+(aq) → Cu2+

(aq) + Cu(s)

Cu2+ dalam jumlah kecil diperlukan dalam metabolism tubuh mahkluk hidup, tetapi dalam jumlah besar akan bersifat racun. Senyawa Cu2+ yang terkenal adalah Terusi; CuSO4. 5 H2O

Seng banyak digunakan pada atap rumah, batu baterei, campuran kuningan, dan sering dikapai untuk melapisi logam besi. Sebagai senyawa, seng selalu terdapat dalam bentuk Zn2+. Zn(OH)2 bersifat amfoter dapat larut dalam NaOH.

Zn(OH)2(s) + 2 OH-(aq) → ZnO2

2-(aq) + 2H2O

ZnO digunakan sebagai bahan cat, campuran bedak, bahan cream pelindung kulir dari sinar matahari. ZnCl 2 banyak dipakai sebagai deodorant (penghilang bau badan) dan bahan balsam. ZnS digunakan sebagai pembawa cahaya pada tabung TV.

SOAL LATIHAN 1. Suatu ion kompleks terdiri atas ion pusat Cr3+, mengikat 4 ligan ion tiosianato dan 2 ligan molekul amoniak. Maka

muatan ion kompleks yang benar adalah A. 3+ B. 1- C. 2+ D. 2- E. 1+2. Nama senyawa kompleks [Co(NH3)4Cl2]Cl adalah …. A. Tetraamindiklorokobalt(III)klorida B. Diklorotetraaminkobaltat(III) klorida C. Tetraamindiklorokobalt(II) klorida D. Tetraaminkobalt(III) triklorida E. Triklorotetraaminkobalt(III)3. Sifat-sifat berikut yang tidak dimiliki oleh logam transisi periode keempat adalah ….

A. bersifat paramagnetikB. dapat membentuk ion kompleksC. senyawa-senyawanya berwarna

D. mempunyai titik lebur yang rendahE. Memiliki beberapa bilangan oksidasi

4. Perunggu adalah suatu logam paduan antara ….A. Au dengan Sn B. Cu dengan Zn C. Fe dengan Au D. Cu dengan Sn E. Ag dengan Au

5. Sifat paramagnetic dari unsure transisi ditentukan oleh banyaknya ….A. elektron tunggal pada orbital f D. elektron tunggal pada orbital pB. elektron tunggal pada orbital d E. pasangan elektron pada orbital p

C. pasangan electron pada orbital d6. Suatu ion kompleks terdiri atas ion pusat Cr3+, mengikat 4 ligan ion tiosianato dan 2 liga molekul amoniak. Maka

muatan ion kompleks yang benar adalahA. 3+ B. 1- C. 2+ D. 2- E. 1+

7. Nama senyawa dari Na2[Ni (OH)2 (NO2)2] adalah....... A. Natrium dihidroksodinitro nikel (I) B. Natrium dinitrodihidrokso nikel (II) C. Natrium dihidroksodinitro nikel (II) D. Natrium dihidroksodinitro nikelat II E. Natrium dinitrodihidrokso nikelat (II)8. Ion kompleks yang mempunyai hibridisasi dsp2 adalah.... A. Zn(NH3)4

2+ B. Fe(CN)64- C. Cu(NH3)4

2+ D. Fe(CN)6

3- E. Ag(NH3)42+

9. Dalam ion kompleks Fe(CN)63-, angka 4 menyatakan....

A. bilangan oksidasi D. Bilangan koordinasi B. jumlah anion E.Muatan ion kompleks C. muatan ion pusat10. Senyawa kompleks berikut ini yang dapat membentuk isomeri geometrik adalah.... A. [CoBr(NH3 )5]SO4 D. [Fe(NH3 )6 ][Cr(CN)6 ] B. [Cr(NH3)5SO4]Cl C. [Cr(NH3)5Cl]SO4 E. [Co(NH3)4Cl2]Cl11. Ion kompleks berikut Co(CN)6

3- mempunyai sifat.... A. hibridisasi d2sp3 dan paramagnetik B. bentuk oktahedral dan diamagnetik C. hibridisasi sp3d2 dan paramagnetik D. bentuk planar segi empat dan diamagnetik E. bentuk tetrahedral dan paramagnetik12. Senyawa kompleks tetraakuadikloro kobalt III sulfat, mempunyai bentuk geometrik dan sifat magnetik....

A. tetrahedral dan paramagnetik D. oktahedral dan paramagnetikB. oktahedral dan diamagnetik E. planar segi empat dan diamagnetikC. tetrahedral dan feromagnetik

13. Ion unsur transisi berikut ini yang memiliki warna adalah…… A. Zn2+ B. Cr6+ C. Sc3+ D. Ag+ E. Hg2+

14. Dalam atom Ni dengan nomor atom 28 terdapat elektron tidak berpasangan sebanyak ... A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5

15. Senyawa kompleks disamping ini dapat membentuk isomeri A. koordinasi B. Ionisasi C. Optik D. Geometrik E. Tidak dapat membentuk isomeri

16. Bentuk geometri dan hibridisasi senyawa kompleks disamping ini adalah.. A. tetrahedral dan dsp2 D. Planar segi empat dan sp3 B. Oktahedral dan d2sp3 E. bujur sangkar dan dsp2 C. Oktahedral dan sp3d2

17. Gambar senyawa kompleks ini mempunyai isomeri optik yang bersifat.... A. Diastereoisomer B. Enantiomer C. Transisomeri D. Stereoisomeri E. isomeri posisi18.

Ion kompeks Co(CN)6

3- mempunyai sifat.... A. paramagnetik B. Diamagnetik C. Ferromagnetik D. Tidak berwarna E. hipotetis19. Suatu unsur transisi memiliki bilangan oksidasi 2+ dalam senyawanya, ionnya berwarna hijau, biasanya digunakan sebagai campuran dalam kawat lampu pijar. Unsur tersebut adalah...

A. Nikel B. Kobal C. Vanadium D. Seng E. Tembaga

20. Nama yang tepat bagi senyawa [Mn(NH3)4(CN)2]Cl adalah …A. Mangan tetramin disiano klorida B. Tetramin disiano mangan kloridaC. Tetramin disiano mangan(III) klorida D. Tetramin disiano mangan(I) klorida E. Tetramin disianomanganat (III)

UNSUR-UNSUR RADIOAKTIF

1. Definisi radioaktivitasRadioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah menjadi inti

stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan dan inti atom yang takstabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif.Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain.Radioaktivitas ditemukan oleh Henry. Becquerel pada tahun 1896. Becquerel menamakan radiasi dengan uranium. Marie Curie meneliti radiasi uranium dengan menggunakan alat yang dibuat oleh Pierre Curie, yaitu pengukur listrik piezo (lempengan kristal yang biasanya digunakan untuk pengukuran arus listrik lemah), dan Marie Curie berhasil membuktikan bahwa kekuatan radiasi uranium sebanding dengan jumlah kadar uranium yang dikandung dalam campuran senyawa uranium. Disamping itu, Marie Curie juga menemukan bahwa peristiwa peluruhan tersebut tidak dipengaruhi oleh suhu atau tekanan, dan radiasi uranium dipancarkan secara spontan dan terus menerus tanpa bisa dikendalikan. Pada tahun 1898, ia menemukan unsur baru yang sifatnya mirip dengan bismut. Unsur baru ini dinamakan polonium diambil dari nama negara asal Marie Curie, yaitu Polandia. Setelah itu H. Becquerel dan Marie Curie melanjutkan penelitiannya dengan menganalisis pitch blend (bijih uranium). Mereka berpendapat bahwa di dalam pitch blend terdapat unsur yang radioaktivitasnya lebih kuat daripada uranium atau polonium. Pada tahun yang sama mereka mengumumkan bahwa ada unsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan barium. Unsur baru ini dinamakan radium (Ra), yang artinya benda yang memancarkan radiasi.

Jenis Sinar Radioaktif

Henry Becquerel menyelidiki bahwa sinar radioaktif dapat di belokkan oleh medan magnet. Kemudian Rutherford menemukan bahwa sinar radioaktif memancarkan 3 jenis sinar, yaitu:

1. Sinar alfa (α )Sifat-sifat sinar alfa:a. Merupakan partikael yang bermuatan positifb. Memiliki masa empat kali massa atom hydrogenc. Merupakan inti ato helium yang mempunyai dua proton dan dua neutrond. Mempunyai daya tembus yang kecile. Mempunyai daya jangkau di udara 2,8 cm sampai dengan 8,5 cmf. Membelok ke arah kutub negative dalam medan listrikg. Dapat mengionkan molekul yang dilaluinya, karena dapat menyebabkan satu atau lebih electron suatu molekul terlepas, sehingga molekul tersebut menjadi ion.

2. Sinar beta ( β )Sifat-sifat sinar beta1. Bermuatan listriik negative2. Memiliki massa kecil yaitu 5,5 x 10-4 satuan massa atom (sma)3. Merupakan partikel yang identik dengan electron4. Dalam medan listrik akan membelok ke kutub positif5. Mempunyai daya tembus yang lebigh besar daripada sinar alfa. Dapat melalui lempeng timbale setebal 1 mm, lempeng aluminium setebal 5 mm6. Bergerak dengan kecepatan tinggi ( electron berkecepatan tinggi )

3. Sinar gamma ( γ )Sifat-sifat sinar gammaa. Merupakan gelombang elektromagnetikb. Tidak bermuatan listrik, tidak dapat dibelokkan dalam medan listrikc. Tidak memiliki massad. Memiliki daya tembus sangat kuat. Dapat menembus lempeng timbal setebal 20-25 cmKarena ketiga sinar tersebut memiliki daya tembus yang berbeda-beda, maka harus berhati-hati dalam menggunakannya, karena sinar radioaktif dapat menyebabkan kerusakan pada sel tubuh yang disebut sengan efek somatic. Bahaya dari sinar radioaktif bergantung dari jenis radiasinya dan lama radiasinya.

Berikut ini partikel-partikel yang dipancarkan oleh unsur radioaktif:

Pita Kestabilan

Bila dibuat grafik perbandingan jumlah proton dan netron dari isotop unsur, akan diperoleh suatu pola di mana isotop – isotop stabil terletak di dalam suatu daerah berbentuk pita. Daerah keberadaan isotop – isotop stabil dalam grafik ini

disebut pita kestabilan. Jadi, isotop yan berada di luar pita kestabilan akan bersifat radioaktif Meskipun demikian ditemukan pula beberapa isotop di dalam pita kestabilan yang bersifat radioaktif.- Pada umumnya unsur dengan nomor atom lebih besar dari 83 adalah

radioaktif.- Kestabilan inti dipengaruhi oleh perbandingan antara neutron dan proton di

dalam inti.    * isotop dengan n/p di atas pita kestabilan menjadi stabil dengan       memancarkan partikel beta.    * isotop dengan n/p di bawah pita kestabilan menjadi stabil dengan menangkap elektron.    * emisi positron terjadi pada inti ringan.    * penangkapan elektron terjadi pada inti berat.

Waktu ParoWaktu paro (t½) adalah waktu yang diperlukan oleh suatu radionuklida untuk meluruh sehingga jumlahnya

tinggal setengahnya. Peristiwa pemancaran radiasi suatu radionuklida sulit untuk ditentukan, tetapi untuk sekumpulan inti yang sama, kebolehjadian peluruhannya dapat diperkirakan. Waktu paro bersifat khas terhadap setiap jenis inti. Laju pancaran radiasi dalam satuan waktu disebut konstanta peluruhan ( λ ) dan secara matematik hubungan antara λ dan t1/2 dinyatakan dengan

λ = 0,693/ t1/2

Sisa unsur dihitung menggunakan rumus:N t

N 0=( 1

2 )n

n= t

t1/2No ; jumlah unsur radioaktif mula-mulaNt ; jumlah unsur radioaktif yang masih tersisa pada waktu t Semakin besar laju peluruhan, akan semakin kecil waktu paronya.

Peta Konsep ini sebagai alat bantu memaham teori keradioaktifan

Peluruhan Radioaktif

1. Peluruhan Alfa (α)

Peluruhan alfa adalah bentuk radiasi partikel dengan kemampuan mengionisasi atom sangat tinggi dan daya tembusnya rendah. Pertikel alpha terdiri atas dua buah proton dan dua buah netron yang terikat menjadi suatu atom dengan inti yang sangat stabil.

2. Peluruhan Beta (ß+ dan ß-)

Peluruhan Beta adalah merupakan radiasi partikel beta (elektron atau positron) dengan kemampuan ionisasi lebih rendah dari partikel a. Radiasi beta dapat berupa pemancaran sebuah elektron disebut peluruhan beta minus (ß-), dan pemancaran positron disebut sebagai peluruhan beta plus (ß+). Peluruhan beta minus (ß- ) disertai dengan pembebasan sebuah neutrino

3. Peluruhan Gamma ( γ)

Peluruhan Gamma ( γ ) merupakan radiasi gelombang elektromagnetik dengan energi sangat tinggi sehingga memiliki daya tembus yang sangat kuat. Sinar gamma dihasilkan oleh transisi energi inti atomdari suatu keadaan eksitasi ke keadaan dasar. Saat transisi berlangsung terjadi radiasi energi tinggi (sekitar 4,4 MeV) dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Sinar gamma bukanlah partikel sehingga tidak memiliki nomor atom (A=0) maka dalam peluruhan sinar-γ tidak dihasilkan inti atom baru.

PENGGUNAAN RADIOISOTOP Radioisotop digunakan sebagai perunut dan sumber radiasi

Pusat listrik tenaga nuklir (PLTN) memanfaatkan efek panas yang dihasilkan reaksi inti suatu radioisotop , misalnya U-235, juga telah digunakan dalam berbagai bidang misalnya industri, teknik, pertanian, kedokteran, ilmu pengetahuan, hidrologi, dan lain-lain.

a. Pengaruh Radiasi pada Materi Radiasi menyebabkan penumpukan energi pada materi yang dilalui. Dampak yang ditimbulkan radiasi dapat

berupa ionisasi, eksitasi, atau pemutusan ikatan kimia. Ionisasi:

b. Pengaruh Radiasi pada mahluk hidup Walaupun energi yang ditumpuk sinar radioaktif pada mahluk hidup relatif kecil tetapi dapat menimbulkan

pengaruh yang serius. Hal ini karena sinar radioaktif dapat mengakibatkan ionisasi, pemutusan ikatan kimia penting atau membentuk radikal bebas yang reaktif. Ikatan kimia penting misalnya ikatan pada struktur DNA dalam kromosom. Perubahan yang terjadi pada struktur DNA akan diteruskan pada sel berikutnya yang dapat mengakibatkan kelainan genetik, kanker dll.

c. Radioaktif Sebagai Perunut. Sebagai perunut, radoisotop ditambahkan ke dalam suatu sistem untuk mempelajari sistem itu, baik fisika, kimia

maupun sistem biologi. Oleh karena radioisotop mempunyai sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya, maka radioisotop dapat digunakan untuk menandai suatu senyawa sehingga perpindahan perubahan senyawa itu dapat dipantau

1. Bidang kedokteran

Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit al:teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(1-131), natrium-24 (Na-24), ksenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.

1-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, 1-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tsb.

Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumor dan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang, radioisotop yang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis yang lebih kuat misalnya, 1-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.

2. Bidang lndustri Untuk mempelajari pengaruh oli dan afditif pada mesin selama mesin bekerja digunakan suatu isotop sebagai

perunut, Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain dari mesin ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama.

3. Bidang Hidrologi. 1.Mempelajari kecepatan aliran sungai. 2.Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

4. Bidang Biologis 1. Mempelajari kesetimbangan dinamis. 2. Mempelajari reaksi pengesteran. 3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

d. Radioisotop sebagai sumber radiasi. Bidang Kedokteran 1) Sterilisasi radiasi.

Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan bahan kimia), yaitu: a) Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme. b) Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia. c) Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu disterilkan dulu baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada kemungkinan terkena bibit penyakit.

2) Terapi tumor atau kanker. Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel normal maupun sel

kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut.

B. Bidang pertanian. 1) Pemberantasan homo dengan teknik jantan mandul

Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.

2) Pemuliaan tanaman Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya

pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.

3) Penyimpanan makanan Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas.

Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan dernikian dapat disimpan lebih lama.

C. Bidang Industri 1) Pemeriksaan tanpa merusak.

Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Tehnik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka

intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam,

2) Mengontrol ketebalan bahan Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan

radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.

3) Pengawetan hahan Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lain-

lain. Radiasi juga dapat menningkatkan mutu tekstil karena inengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.

LATIHAN SOAL

1. Pada reaksi inti: 1123 Na + X → 12

22 Mg + n Maka X adalah …. A. proton B. Electron C. neutron D. Alpha E. Deutron2. Perhatikan isotop-isotop berikut:

1. 1124 Na 4. 26

59 Fe

2. 1429 Si 5. 27

60 Co

3. 1532 P Isotop yang digunakan untuk mendeteksi efisiensi penggunaan pupuk dan terapi kanker adalah ….

A. 1 dan 2 B. 3 dan 4 C. 2 dan 4 D. 3 dan 5E. 1 dan 3

3. Sejumlah 25 gram zat radioaktif disimpan selama 60 tahun. Jika waktu paruh zat tersebut 20 tahun, maka massa zat radioaktif yang tersisa adalah ….A. 3,125 gram B. 4,15 gram C. 3,25 gram D.6,25 gramE. 3,75 gram

4. Perhatikan isotop-isotop berikut:

1. 1124 Na 2. 26

59 Fe 3. 1429 Si 4. 27

60 Co 5. 1532 P

Isotop yang digunakan untuk mendeteksi efisiensi penggunaan pupuk dan terapi kanker adalah ….A. 1 dan 2 B. 3 dan 4 C. 2 dan 4 D. 4 dan 5 E.1 dan 3

5. Radionuklida A mempunyai waktu paruh 2,5 menit setelah disimpan 15 menit radionuklida A tersisa sebanyak ….. bagian.

A. 1

32 B. 18 C.

1128 D.

136 E.

164

6. Reaksi penembakan inti oleh netron, sehingga inti menjadi terbelah menjadi dua inti atom yang lebih kecil disebut reaksi ...

D. Fisi D. Transmutasi IntiE. Fusi E. Penembakan Inti. F. Inti

7. Unsur radioaktif adalah unsur yang dapat memancarkan sinar radioaktif dengan sendirinya. Radiasi yang dapat dipancarkan Radioisotop adalah

(1) α yang bermassa 4 dan bermuatan 2+

(2)β yang sifatnya sama dengan elektron (3)γ yang tidak bermuatan(4) Sinar X (sinar Rontgen) , Pernyataan yang benar adalah …

A. 1 dan 2 B. 2 dan 4 C. 1, 2 dan 3 D. 1, 2 dan 4 E. semua benar8. Diketahui persamaan reaksi peluruhan:

92238 U → 90

234 Th+X dan 90231 Th→ 91

231 Pa+Y X dan Y dalam kedua reaksi di atas adalah … A. α dan β B. β dan γ C. α dan γ B. netron dan proton E. Α dan positron

9. Untuk mendapatkan unsur baru yang merupakan isobar dari suatu zat radioaktif diharapkan unsur itu harus memancarkan partikel … A. 2n ; 2p B. 2p ; 2e C. 1a ; 2p D. sinar ß E. sinar γ

10. Jika atom aluminium 1327

Al ditembaki dengan partikel neutron, maka akan terjadi isotop natrium yang radioaktif sesuai dengan reaksi

1327

Al + n → 1124 Na + x dalam persamaan ini X merupakan …

A. partikel alpha B. partikel neutron C. partikel elektron D. partikel proton E. partikel gamma 11. Suatu radioisotop yang pada peta isotop terletak di bawah pita kestabilan, intinya biasanya memancarkan partikel …

A. Elektron B. Neutron C. Partikel betaD. Partikel alfa E. Positron

12. Apabila unsur X ditembak dengan partikel netron menghasilkan

unsur 2556

Mn disertai pelepasan partikel α , maka unsur X adalah …

A.2856

Ni B. 2859

Ni C. 2759

Co

D.2758

Co E. 2656

Fe

13. Kombinasi partikel α dan β yang dipancarkan pada peluruhan 92238

U sampai 82206 Pb adalah

A. 6 alfa dan 8 betaB. 7 alfa dan 4 betaC. 8 alfa dan 5 betaD. 9 alfa dan 6 betaE. 8 alfa dan 6 beta

14. Reaksi transmutasi yang benar adalah …A. 9

4Be (α, n) 13

6CB. 14

7N(α , p ) 816 O

C. 816 O(n ,α ) 6

12 C

D. 410 B(n ,α ) 7

12 N

E. 2044 Ca( p ,n ) 21

44 Sc15. Suatu unsur radioaktif yang mengalami peluruhan dengan memancarkan partikel positron dan menghasilkan suatu

unsur yang A. nomor atomnya lebih kecil 1B. nomor atom lebih besar 1C. nomor massa lebih besar 1D. nomor massa lebih kecil 1E. nomor atom dan nomor massa lebih kecil 1

16. Suatu laboratorium memerlukan nuklida radioaktif yang mempunyai waktu paruh 6 jam. Untuk mengambilnya dari reaktor diperlukan waktu 3 jam. Jumlah nuklida yang harus dibawa agar saat tiba di laboratorium massanya 10 gram adalah …

A. 10 gram B. 20 gram C. 40 gramD. 80 gram E. 160 gram

17. Setelah disimpan selama 40 hari, suatu unsur radioaktif masih bersisa sebanyak 25 % dari jumlah semula. Waktu paruh unsur tersebut adalah …

A. 20 hari B. 16 hari C. 10 hari D. 8 hari E. 5 hari

18. Dari reaksi : 24 He+ 4

9 Be akan dihasilkan netron dan unsur dengan nomor massa … A. 6 B. 10 C. 11 D. 13 E. 12

19. Suatu unsure 90235

X dapat memancarkan 5 kali sinar alpha, sehingga terbentuklah unsur Y. Maka banyaknya netron unsur Y adalah …

A. 123 B. 129 C. 132 D. 135 E. 21520. Penggunaan isotop radioaktif dalam kehidupan antara lain : (1) mempelajari sistem kesetimbangan kimia (2) sterilisasi radiasi (3) pengenceran isotop (4) pemeriksaan tanpa merusak (5) radioterapi Contoh penggunaan isotop radioaktif dalam bidang kimia adalah … A. (1) dan (3) B. (2) dan (4) C. (3) dan (5) D. (4) dan (3) E. (5) dan (4)