SISTEM PERIODIK UNSUR DAN KEPERIODIKAN SIFAT UNSURPengantar kimia anorganik 1

Introducing . . .

Sistem Periodik Unsur adalah Tampilan unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel yang diatur berdasarkan struktur elektronnya sehingga sifat kimia unsur-unsur tersebut berubah-ubah secara teratur sepanjang tabel. Setiap unsur didaftarkan berdasarkan nomor atom dan lambang unsurnya.

SEBELUM TAHUN 1800

HANYA DIKETAHUI BEBERAPA LOGAM TAHUN 3000 SM : BESI

EMAS PERAK TIMBAL

ABAD KETIGA DILAKUKAN

PENGIDENTIFIKASIAN UNSURUNSUR BERDASARKAN SIFAT KIMIANYA

TRIADE DOBEREINER(JOHAN WOLFGANG DOBERINER)

BEBERAPA GUGUS UNSUR YANG MEMPUNYAI SIFAT KIMIA & FISIKA YANG SAMA TIGA UNSUR PADA GOLONGAN TERTENTU MEMILIKI SIFAT-SIFAT YANG SAMA MASSA ATOM DARI UNSUR YANG DITENGAH DALAM SETIAP TRIADE HAMPIR SAMA DENGAN MASSA ATOM RATA-RATA UNSUR YANG LAINNYA CONTOH : Li (6,941) Na (22,897768) K (39,0983) S (32,066) Se (78,96) Te (127,60) Cl (35,4527) Br (79,904) I (126,90447) Ca (40,078) Sr (87,62) Ba (137,727)

HUKUM OKTAF(JOHN ALEXANDER REINA NEWLANDS)

BILA UNSUR-UNSUR YANG TELAH DIKETAHUI DITULIS SESUAI DENGAN KENAIKAN BOBOT ATOMNYA MAKA AKAN TERSUSUN SIFAT-SIFAT YANG MIRIP PADA SETIAP UNSUR KEDELAPAN SESUAI DENGAN TANGGA NADA MUSIK UNSUR KEDELAPAN DALAM SUSUNANNYA MENUNJUKKAN PENGULANGAN SIFAT H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Cr Ti Mn Fe

DAFTAR PERIODIK NEWLANDS

1. H 2. Li 3. Be 4. B 5. C 6. N 7. O

F Na Mg Al Si P S

Cl K Mg Cr Ti Mn Fe

Co Ni Cu Zn Y In As Se

Br Rb Sr Ce La Zr Di Mo Rb Ru

Pd Ag Cd U Sn Sb Fe

I Cs Ba Ta W Nb Au

Pt Ir Tl Pb Th Hg Bi Os

Tabel periodik BENTUK PENDEK(DIMITRI MENDELEEV)

TAHUN 1869 MENDELEEV MENYUSUN TABEL VERSI AWAL DARI HUKUM PERIODIK IA MEMBUAT KARTU UNTUK SETIAP UNSUR YANG DIKETAHUI & LENGKAP DENGAN SIFAT FISIK & KIMIANYA DATA YANG KURANG DILAKUKAN PERCOBAAN KARTU DISUSUN BERDASARKAN BERAT ATOM BILA UNSUR DISUSUN BERDASARKAN KENAIKAN BERAT ATOM, TERNYATA SIFAT TERTENTU DITEMUKAN SECARA PERIODIK

Daftar periodik Mendeleev dibuat tahun 1871 yang disusun atas : * 12 baris * 8 kolom

MENDELEEV MENGOSONGKAN BEBERAPA TEMPAT UNTUK UNSUR-UNSUR YANG BELUM DITEMUKAN IA MERAMALKAN ADANYA UNSUR TERTENTU DENGAN SIFATSIFATNYA

CONTOH : PADA BERAT ATOM 72 DITEMUKAN GOLONGAN UNSUR YANG SAMA DENGAN UNSUR Si ( YANG DISEBUT : EKA SILIKON (ES)), YANG AKHIRNYA DITEMUKAN SEBAGAI UNSUR GeRAMALAN MENDELEEV DENGAN KENYATAAN YANG DIPEROLEH SEBAGAI BERIKUT :

HASIL RAMALAN MENDELEEV

SIFAT

RAMALAN EKA SILIKON (ES) (1871) 72 5,5 13 ABU-ABU ESO2 = 4,7 ESCl4 = 100 ESCl4 = 1,9

GERMANIUM (Ge) (1886) 72,6 5,47 13,22 PUTIH KEABUAN GeO2 = 4,703 GeCl4 = 86 GeCl4 = 1,887

BOBOT ATOM BJ (g/cm3) VOLUME (cm3/mol) WARNA BJ OKSIDA (g/cm3) Td TETRAKLORIDA (Oc) BJ TETRA KLORIDA 3 (g/cm )

LOTHAR MEYER

TAHUN 1869 L. MEYER MENULIS MAKALAH PADA MAJALAH LIEBIG ANNALEN DENGAN JUDUL : SIFAT UNSUR KIMIA SEBAGAI FUNGSI BOBOT ATOM MEYER MENEKANKAN PADA SIFAT FISIK DARI UNSUR PADA UMUMNYA, SIFAT UNSUR MERUPAKAN FUNGSI PERIODIK DARI BOBOT ATOMNYA

JOHN RAYLEIGH & WILLIAM RAMSAY (1893)

MENEMUKAN GAS YANG TIDAK REAKTIF : GAS

ARGON (Ar)

TIDAK DAPAT DITEMPATKAN KE DALAM TABEL PERIODIK MENDELEEV TAHUN 1898 DITEMUKAN GAS BARU : HELIUM NEON KRIPTON XENON

HENRY MOSELEY (1914)

SIFAT-SIFAT UNSUR BERULANG SECARA PERIODIK BERDASARKAN NOMOR ATOMNYA : TABEL

PERIODIK UNSUR MODERN BENTUK PANJANG

BERDASARKAN : KONFIGURASI

ELEKTRON UNSUR BERTAMBAHNYA NOMOR ATOM

TERBAGI ATAS : GOLONGAN

(16)

PERIODE

(7)

Perkembangan Tabel Periodik Unsur14

A. L. Lavoisier : unsur logam & nonlogam. J. Dalton : unsur yg berbeda massa atomnya berbeda. J. W. Dobereiner : Triade Dobereiner. J. A. K. Newlands : Hk. Oktaf Newlands. Lothar Meyer : Grafik volume molar atom Vs. massa atom bersifat periodik.

Perkembangan Tabel Periodik Unsur15

Dimitri Mendeleev : Unsur-unsur disusun berdasar kenaikan massa atomnya. Unsurunsur yang sifatnya mirip diletakkan segolongan. Moseley : (menyempurnakan tabel Mendeleev) : Unsur-unsur disusun berdasar kenaikan nomor atomnya (=jumlah protonnya). Tabel Periodik bentuk Panjang sekarang = perkembangan tabel periodik Mendeleev yang disempurnakan Moseley.

Penjelasan struktur SPU

GOLONGAN Kolom dalam tabel periodik disebut golongan. Ada 18 golongan dalam tabel periodik modern. Unsur-unsur yang segolongan mempunyai konfigurasi elektron valensi yang mirip, sehingga mempunyai sifat yang mirip pula.

PERIODE Jumlah kulit elektron yang dimiliki sebuah atom menentukan periode atom tersebut. Setiap kulit memiliki beberapa subkulit, yang terisi menurut aturan Hund, seiring dengan bertambahnya nomor atom: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s 5g 6f 7d 8p dst . . . .

Berdasarkan aturan inilah struktur tabel disusun. Karena elektron terluar menentukan sifat kimia suatu unsur, unsur-unsur yang segolongan umumnya mempunyai sifat kimia yang mirip. Unsur-unsur segolongan yang berdekatan mempunyai sifat fisika yang mirip, meskipun massa mereka jauh berbeda. Unsur-unsur seperiode yang berdekatan mempunyai massa yang hampir sama, tetapi sifat yang berbeda

Contohnya: Pada periode kedua, unsur2 yg berdekatan yaitu N, C dan O. Meskipun massa unsur-unsur tersebut hampir sama (massanya hanya selisih beberapa satuan massa atom), namun sifatnya jauh berbeda misalnya: oksigen diatomik adalah gas yang dapat terbakar, nitrogen diatomik adalah gas yang tak dapat terbakar, dan karbon adalah zat padat yang dapat terbakar (ya, berlian-pun dapat terbakar!).

Sebaliknya, unsur2 golongan Halogen yg berdekatan spt Cl, F dan Br. Meskipun massa unsur-unsur tersebut jauh berbeda, namun mempunyai sifat yang sangat mirip: Semuanya bersifat sangat korosif yakni mudah bercampur dengan logam (membentuk garam logam halida).

Kemiripan unsur secara vertikal (unsur2 dalam 1 golongan) Kemiripan unsur secara horisontal (unsur deret transisi misalnya triade Fe) Kemiripan unsur secara diagonal

8.6

GOLONGAN(VERTIKAL)

Berisi unsur-unsur sejenis Berdasarkan susunan elektronnya Sistem penamaan Angka Romawi & Huruf (A atau B) Sistem IUPAC (gol 1 smp 18) Terbagi menjadi empat blok :unsur blok s unsur blok p unsur blok d unsur blok f

ns12 ns2np16 ns2(n-1)d110 (n-2)f114(n-1)d10ns2

Terbagi menjadi tiga kelompok : Golongan

unsur utama (A) Golongan unsur transisi (B) Golongan unsur transisi dalam : Lantanida Aktinida

UNSUR-UNSUR UTAMA/ REPRESENTATIF (A)

Alkali (IA) Alkali tanah (IIA) Boron (IIIA) Karbon (IVA) Nitrogen (VA) Oksigen (VIA) Halogen (VIIA) Gas mulia (VIIIA)

ns1 ns2 ns2 np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2np6

GOLONGAN UNSUR TRANSISI (B)

IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB

(n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 (n-1)d3ns2 (n-1)d5ns1 (n-1)d5ns2 (n-1)d6,7,8ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2

GOLONGAN UNSUR TRANSISI DALAMLANTANIDA 4f

AKTINIDA 5f

P E R I O D E (horisontal)

Periode adalah lajur yang horizontal. Periode menunjukan jumlah kulit elektron yang dimiliki atom. Unsur-unsur yang terletak dalam satu periode memiliki jumlah kulit yang sama. Menunjukkan bilangan kuantum utama terbesar yang dapat dimiliki oleh unsur yang terdapat dalam periode tersebut

Hubungan antara periode dengan pengisian orbitalPeriode Orbital yang terisi epriode12 3

Jumlah unsur

Kategori

45 6

7

s sp sp spd spd spdf spdf

sgt pendek 2+6 =8 pendek 2+6 =8 pendek 2+6+10 =18 panjang 2+6+10 =18 panjang 2+6+10+14 =32 Sgt panjang blm lgkap Blm lgkap

2

KEPERIODIKAN SIFAT UNSUR

Muatan inti efektif (Zeff) adalah muatan positif yang mempengaruhi suatu elektron.Zeff = Z - s 0 < s < Z (s = konstanta perisai)

Zeff Z muatan inti sebenarnya Z Inti Zeff Jari2

NaMg Al Si

1112 13 14

1010 10 10

12 3 4

186160 143 132

8.3

Muatan Inti Efektif (Zeff)Zeff meningkat

Zeff meningkat

8.3

26

Fe (1s22s22p63s23p63d64s2) Co (1s22s22p63s23p63d74s2) 27 Ni (1s22s22p63s23p63d84s2) 28Jumlah elektron di kulit terluar SAMA Jumlah elektron di kulit bagian dalam BERBEDA tetapi : sifatnya

sama ukuran atom sama

Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran jari2 atom : Variasi jarak

ukuran atom dalam golongan

elektron dari inti atom tergantung bilangan kuantum utama (n) makin tinggi bilangan kuantum utama maka makin besar ukuran atom makin banyak kulit atom dalam satu golongan (dari atas ke bawah) maka makin besar ukuran atom JARI-JARI ATOM MENINGKAT (DARI ATAS KE BAWAH)

Variasi dari

ukuran atom dalam satu periode

kiri ke kanan dalam satu periode memiliki nomor atom makin besar makin ke kanan :

naik satu satuan muatan positif (inti) naik satu elektron (kulit terluar)

makin

ke kanan, daya tarik menarik makin besar JARI-JARI ATOM MENURUN (DARI KIRI KE KANAN) Variasi

ukuran atom dalam deret transisi

elektron

yang menempati kulit atom bagian dalam meningkat jumlah elekltron di kulit atom terluar tetap contoh : Fe, Co, Ni (golongan VIIIB)

8.3

Kation selalu lebih kecil dari atom yg membentuknya. Anion selalu lebih besar dari atom yang membentuknya.8.3

ENERGI IONISASICara melepaskan elektron : penyinaran

dengan frekuensi tertentu (effek

fotolistrik) pemanasan (effek termionik) tumbukan berkas elektron dengan atom-atom dalam fase gas

Agar terjadi ionisasi, atom harus menyerap energi (energi ionisasi)

Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepas satu elektron yang terikat paling lemah dari atom yang berbentuk gas. A(g) A+ (g) + e Untuk atom-atom yang berelektron valensi banyak, dikenal : o Energi ionisasi pertama, A A+ + e o Energi ionisasi kedua A+ A 2+ + e oEnergi ionisasi erat hubungannya3+ + e jari-jari atom Energi ionisasi ketiga, A 2+ A dengan

dan kestabilan. Makin besar jari-jari atom makin kecil energi ionisasinya. Makin stabil suatu atom makin besar energi ionisasinya.

Trend Umum pada Energi Ionisasi PertamaEnergi Ionisasi Pertama meningkat Energi Ionisasi Pertama meningkat

8.4

Unsur-unsur Golongan 8A (ns2np6, n 2) ns dan subkulit np terisi sempurna. Memiliki energi ionisasi tertinggi dari seluruh unsur. Tidak menunjukkan kecenderungan untuk menerima ekstra elektron.

8.6

3. Affinitas elektron Affinitas elektron ialah besarnya energi yang menyertai (dilepaskan / diserap) jika atom dalam bentuk gas mengikat/ menerima satu elektron. Y(g) + 1e Y (g) Unsur-unsur halogen paling mudah menerima elektron karena afinitas elektronnya besar. Harga afinitas bertanda Negatif krn atom gas saat menyerap elektron disertai pelepasan energi. Unsur-unsur gas mulia memiliki afinitas paling kecil sehingga sulit menerima elektron Harga afinitas bertanda Positif krn saat menyerap elektron diperlukan energi. Afinitas elektron yang bertanda positif berarti atom saat menyerap elektron memerlukan energi, yaitu unsur gol IIA dan VIIIA Secara umum : Dalam satu golongan dari atas ke bawah, affinitas elektron semakin berkurang. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, affinitas elektron semakin bertambah.

4. Keelektronegatifan/ elektronegativity Keelektronegatifan : Kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dari atom lain dalam suatu ikatan. Pauling menyusun harga keelektronegatifan atom-atom tanpa satuan. Unsur F merupakan unsur yang paling mudah menarik elektron dalam ikatan dan diberi harga keelektronegatifan 4 ( merupakan standar ). Unsur Fr memiliki harga keelektronegatifan paling kecil yaitu 0,7.

Kecenderungan keelektronegatifan dalam sistem periodik Dari atas ke bawah ( segolongan ) cenderung berkurang. Dari kiri ke kanan ( seperiode ) cenderung bertambah.

Golongan VIII A / Gas Mulia E ionisasi sangat besar Keelektronegatifan sangat kecil Afinitas elektron sangat kecil / sukar menangkap elektron Hal ini disebabkan konfigurasi elektron gas mulia stabil, orbital s dan p telah terisi penuh.

Pengaruh jari-jari atom terhadap sifat periodik lainnya: Jari-jari atom semakin panjang Gaya tarik inti makin lemah (Keelektronegatifan makin kecil) elektron mudah lepas E ionisasi makin kecil Afinitas elektron cenderung berkurang.