tugas kimia dasar ii sifat sifat unsur periodik ke 3

TUGAS KIMIA DASAR II

SIFAT-SIFAT UNSUR PERIODIK KE-3

NAMA : SYLVESTER SARAGIH

NIM : DBD 111 0105

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

UNIVERSITAS PALANGKARAYA

2012

Sifat-sifat Atomik dan Sifat-sifat Fisik Unsur-unsur Periode

3

I. Struktur/konfigurasi elektronik

Pada periode 3 dalam tabel periodik, orbital 3s dan 3p terisi oleh elektron. Hanya sekedar

mengingatkan, berikut versi singkat konfigurasi elektron untuk delapan unsur periode 3 adalah:

Na [Ne] 3s1

Mg [Ne] 3s2

Al [Ne] 3s2 3px1

Si [Ne] 3s2 3px1 3py

1

P [Ne] 3s2 3px1 3py

1 3pz1

S [Ne] 3s2 3px2 3py

1 3pz1

Cl [Ne] 3s2 3px2 3py

2 3pz1

Ar [Ne] 3s2 3px2 3py

2 3pz2

A. Unsur Periode 3indeks

1. Natrium ( Na ), magnesium ( Mg ), dan aluminium( Al ) merupakan unsur logam.

2. Silikon ( Si ) merupakan unsur metaloid.

3. Fosfor ( P ), belerang ( S ), dan klor ( Cl ) merupakan unsur non logam.

4. Argon (Ar ) merupakan unsur gas mulia.

1. Natrium, magnesium, dan aluminium.

a. Natrium ( Na )

- Sifat Fisis :

Nomor atom : 11

Konfigurasi e- : [Ne] 3s1

Massa Atom relatif : 22,98977

Jari-jari atom : 2,23 Å

Titik Didih : 892 °C

Titik Lebur : 495 °C

Elektronegatifitas : 1

Energi Ionisasi : 495 kJ/mol

Tingkat Oks. Max : 1+

Struktur Atom : Kristal

o Logam

Wujud : Padat

- Kegunaan :

• Dipakai dalam pebuatan ester

• NACl digunakan oleh hampir semua makhluk

• Na-benzoat dipakai dalam pengawetan makanan

• Na-glutamat dipakai untuk penyedap makanan

• Isi dari lampu kabut dalam kendaraan bermotor

• NAOH dipakai untuk membuat sabun, deterjen, kertas

• NAHCO3 dipakai sebagai pengembang kue

• Memurnikan logam K, Rb, Cs

• NACO3 Pembuatan kaca dan pemurnian air sadah

- Catatan :

Merupakan logam lunak, bewarna putih keperakan, reaktif

Bereaksi dengan cepat dengan air membentuk sodium hidroksida dan hidrogen

Dapat bereaksi dengan Alkohol namun lebih lambat dibanding dengan air

Tidak bereaksi terhadap nitrogen

Merupakan komponen terbesar kedua yang larut di air laut

Mudah ditemui pada sumber air alami

Dihasilkan dengan elektrolisis lelehan NaCl

Prosesnya disebut proses Downs, yaitu dengan menambah 58% CaCl2 dan KF pada elektrolisis lelehan NaCL.

Tujuan penambahan untuk menurunkan titik lebur NaCl hingga mencapai 550 °C

b. Magnesium ( Mg )

- Sifat fisis :

• Nomor atom : 12

• Konfigurasi e- : [Ne] 3s2

• Massa Atom relatif : 24,305

• Jari-jari atom : 1,72 Å

• Titik Didih : 1107 °C

• Titik Lebur : 651 °C

• Elektronegatifitas : 1,25

• Energi Ionisasi : 738 kJ/mol

• Tingkat Oks. Max : 2+

• Struktur Atom : Kristal

Logam

• Wujud : Padat

- Kegunaan:

Dipakai pada proses produksi logam, kaca, dan semen.

Untuk membuat konstruksi pesawat. Logamnya disebut magnalum.

Pemisah sulfur dari besi dan baja.

Dipakai pada lempeng yang digunakan di industri percetakan.

Untuk membuat lampu kilat.

Sebagai katalis reaksi organik.

- Catatan:

Berupa logam bewarna putih keperakan dan sangat ringan

Banyak dipakai di industri karena ringan dan mampu membentuk aloi

yang kuat

Termasuk unsur reaktif

Sebagian besar logam dapat dihasilkan dengan bantuan magnesium

Banyak ditemukan di alam dan dalam mineral : dolomite, magnetite,

olivine, serpentine

Senyawa yang terbentuk umumnya ikatan ion, namun ada juga berupa

ikatan kovalen

Magnesium umumnya dapat diperoleh melalui pengolahan air laut sbg:

-Ca(OH)2 ditambahkan pada air laut agar meganesium mengendap sebagai

Mg(OH)2. Asam klorida kemudian ditambahkan sehingga diperoleh kristal

magnesium klorida

Ca(OH)2 (S) + Mg2+ è Mg(OH)2 (S) + Ca 2+

Mg(OH)2 (s) + 2H+ + Cl- è MgCl2.6H2O

-Untuk menghindari terbentuknya MgO pada pemanasan

megnesium klorida, sebelum elektrolisis leburan kristal yang terbentuk

ditambahkan magnesium klorida yang mengalami hidrolisis sebagian

ke dalam campuran leburan natrium dan kalsium klorida

-Magnesium akan diperoleh pada katoda

sedangkan pada anoda akan terbentuk Cl2-

c. Aluminium ( Al )

- Sifat Fisis :

• Nomor atom : 13

• Konfigurasi e- : [Ne] 3s2 3p 1








• Struktur Atom : Kristal

Logam

• Wujud : Padat

- Kegunaan:

Banyak dipakai dalam industri pesawat

Untuk membuat konstruksi bangunan

Dipakai pada berbagai macam aloi

Untuk membuat magnet yang kuat

Tawas sebagai penjernih air

Untuk membuat logam hybrid yang dipakai pada pesawat luar angkasa

Membuat berbagau alat masak

Menghasilkan permata bewarna-warni: Sapphire, Topaz, dll.

- Catatan:

o Berupa logam lunak bewarna perak

o Merupakan penghantar panas yang sangat baik da dapat menghantar listrik

o Sulit terkorosi karena membentuk lapisan oksida di permukaannya

o Tidak beracun, non-magnetik dan sulit terbakar

o Sumber utamanya adalah biji bauksit

o Alumunium dapat diperoleh melalui proses Hall, yaitu:

o -biji bauksit dimurnikan dengan menambah NaOH dan HCl sehingga diperoleh

Al2O3

o Al2O3 (s) + 2NAOH (aq) è 2NaAIO2 (aq) + H2O

o 2NaAIO (aq) +HCL (aq) è Al(OH)3 + NaCl (aq)

o Al(OH)3 è Al2O3 (s) + 3H20

o -Al2O3 yang diperoleh kemudian disaring

o dan dilelehkan baru kemudian dielektrolisis

o Anoda : 3O2- è O2(g) + 6e

o Katoda : 2Al3 + 6e è 2Al

o -Sebelum elektrolisis, ditambahkan kriolit (NaAIF6)

o untuk menurunkan titik leleh AL2O3

2. Silikon ( Si )

- Sifat Fisis:

Nomor atom : 14

Konfigurasi e- : [Ne] 3s2 3p 2

Massa Atom relatif : 28,0855

Jari-jari atom : 1,46 Å

Titik Didih : 2355 °C

Titik Lebur : 1410 °C

Elektronegatifitas : 1,74

Energi Ionisasi : 787 kJ/mol

Tingkat Oks. Max : 4+

Struktur Atom : Kristal

Kovalen raksasa

Wujud : Padat

- Kegunaan:

Dipakai dalam pembuatan kaca

Terutama dipakai dalam pembuatan semi konduktor

Digunakan untuk membuat aloi bersama alumunium, magnesium, dan tembaga

Untuk membuat enamel

Untuk membuat IC

- Catatan :

Merupakan unsur elektropositif yang paling banyak dijumpai

Isotop alaminya terdiri atas isotop 28 (92,2%), isotop 29 (4,7%), isotop 30 (3,1%)

Memiliki sifat kimia seperti logam yang lain

Kemampuan semikonduktor akan meningkat jika ditambahkan pengotor suhu

Ditemukan pada banyak senyawa dioksida dan berbagai macam silicate yang ada

di alam.

3. Fosfor, belerang, dan klor

a. Fosfor ( P )

- Sifat fisis :

• Nomor atom : 15









• Struktur Atom : molekul

Poliatom

• Wujud : Padat

- Catatan:

Berupa logam bewarna putih keperakan dan sangat ringan

Banyak dipakai di industri karena ringan dan mampu membentuk aloi

yang kuat

Termasuk unsur reaktif

Sebagian besar logam dapat dihasilkan dengan bantuan magnesium

Banyak ditemukan di alam dan dalam mineral : dolomite, magnetite,

olivine, serpentine

Senyawa yang terbentuk umumnya ikatan ion, namun ada juga berupa

ikatan kovalen

Magnesium umumnya dapat diperoleh melalui pengolahan air laut sbg:

- Kegunaan:

Dipakai pada proses produksi logam, kaca, dan semen

Untuk membuat konstruksi pesawat. Logamnya disebut magnalum

Pemisah sulfur dari besi dan baja

Dipakai pada lempeng yang digunakan di industri percetakan

Untuk membuat lampu kilat

Sebagai katalis reaksi organik

b. Belerang ( S )

- Sifat fisis :

- Nomor atom : 16

- Konfigurasi e- : [Ne] 3s2 3p 4

- Massa Atom relatif : 32,066

- Jari-jari atom : 1,09 Å

- Titik Didih : 445 °C

- Titik Lebur : 119 °C

- Elektronegatifitas : 2,45

- Energi Ionisasi : 1000 kJ/mol

- Tingkat Oks. Max : 6+

- Struktur Atom : molekul

poliatom

- Wujud : Padat

- Kegunaan:

Dipakai sebagai bahan dasar pembuatan asam sulfat

Digunakan dalam baterai

Dipakai pada fungisida dan pembuatan pupuk

Digunakan pada korek dan kembang api

Digunakan sebagai pelarut dalam berbagai proses

- Catatan:

Zat murninya tidak berbau dan tidak berasa

Memiliki struktur yang beragam, tergantung konsisi sekitar

Secara alami banyak terdapat di gunung berapi

Komponen murninya tidak beracun namun senyawa yang terbentuk

kebanyakan berbahaya bagi manusia

Senyawa sulfur yang utama adalah SO2, dan SO3. SO2 berupa gas yang

mudah larut dalam air sehigga menyebabkan hujan asam

Efek yang ditimbulkan dapat sikurangi dengan cara melewatkan air yang

terkontaminasi pada padatan CaCO3. SO3 merupakan bahan utama

membuat asam sulfat. SO3 diperoleh dari oksidasi SO2 dengan katalis

vanadium.

c. Klor ( Cl )

- Sifat fisis:

• Nomor atom : 17




• Titik Didih : -35 °C

• Titik Lebur : -101 °C





diatom

• Wujud : gas

- Kegunaan:

Dipakai pada proses pemurnian air

Cl2 dipakai pada disinfectan

KCl digunakan sebagai pupuk

ZnCl2 digunakan sebagai solder

NH4Cl digunakan sebagai pengisi batere

Digunakan untuk menghilangkan tinta dalam proses daur ulang kertas

Dipakai untuk membunuh bakteri pada air minum

Dipakai pada berbagai macam industri

- Catatan:

Merupakan gas diatomik bewarna kehijauan

Termasuk gas yang beracun

Dalam bentuk padat dan cair merupakan oksidator yang kuat

Mudah bereaksi dengan unsur lain

Merupakan zat yang paling banyak terkandung di air laut

Terdapat juga dalam carnalite dan silvite

Diperoleh dengan cara mengelektrolisis larutan NaCl

4. Argon ( Ar ) ,gas mulia

- Sifat fisis:

• Nomor atom : 18




• Titik Didih : -186 °C

• Titik Lebur : -189 °C

• Elektronegatifitas : -


• Tingkat Oks. Max : -


monoatom

• Wujud : gas

- Kegunaan;

Sebagai pengisi bola lampu karena Argon tidak bereaksi dengan kawat lampu

Dipakai dalam industri logam sebagai inert saat pemotongan dan proses lainnya

Untuk membuat lapisan pelindung pada berbagai macam proses

Untuk mendeteksi sumber air tanah

Dipakai dalam roda mobil mewah

II. Energi ionisasi pertama

Energi ionisasi pertama adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron

yang terikat paling lemah dari satu mol atom dalam keadaan gas menjadi satu mol ion dalam

keadaan gas dengan muatan +1.

Dibutuhkan energi untuk tiap perubahan 1 mol X.

Pola perubahan energi ionisasi pertama unsur-unsur sepanjang periode 3.

Perhatikan bahwa secara umum kecenderungannya meningkat kecuali antara magnesium

dan alumunium serta antara fosfor dan sulfur yang menurun.

1 . Penjelasan pola

Energi ionisasi pertama dipengaruhi oleh:

Muatan dalam inti;

Jarak elektron terluar dari inti;

Banyaknya pemerisaian oleh elektron yang lebih dalam;

Apakah elektron dalam orbital berpasangan atau tidak.

Kecenderungan meningkat

Dalam semua unsur-unsur periode 3, elektron terluar berada pada kulit orbital ke-3.

Semuanya memiliki jarak yang sama dari inti / nukleus dan diperisai oleh elektron yang sama

yaitu elektron pada kulit pertama dan kedua.

Perbedaan yang paling utama adalah meningkatnya jumlah proton dalam inti mulai dari

natrium hingga argon. Hal inilah yang menyebabkan tarikan inti terhadap elektron terluarnya

makin besar sehingga meningkatkan energi ionisasi.

Pada kenyataannya meningkatnya muatan di dalam inti juga akan menarik elektron

terluar menjadi lebih dekat ke inti. Peningkatan energi ionisasi makin besar sepanjang periode

dari kiri ke kanan.

Penurunan pada alumunium

Anda dapat memperkirakan bahwa ukuran alumunium lebih besar dari pada magnesium

karena jumlah proton yang lebih banyak. Mengimbangi fakta bahwa elektron terluar dari

alumunium berada pada orbital 3p bukannya 3s.

Elektron pada orbital 3p sedikit lebih jauh dari inti dari pada elektron pada orbital 3s, dan

sebagian mendapatkan pemerisaian dari elektron 3s sebagai elektron yang lebih dalam. Kedua

faktor inilah yang mengimbangi jumlah proton yang lebih banyak.

Penurunan pada sulfur

Pada fosfor ke sulfur, sesuatu yang lebih harus mengimbangi pengaruh proton yang lebih

banyak.

Pemerisaian yang sama pada fosfor dan sulfur (dari elektron yang lebih dalam, pada beberapa

tingkat dari elektron 3s), dan elektron yang akan dilepaskan berasal dari orbital yang sama.

Perbedaannya adalah bahwa pada sulfur, elektron yang akan dilepaskan berasal dari salah satu

elektron yang berpasangan pada orbital 3px2. Tolakan antara 2 elektron yang berada dalam orbital

yang sama menunjukkan bahwa elektron lebih mudah dikeluarkan dari pada elektron yang tidak

berpasangan.

2. Jari-jari atom

Kecenderungan

Diagram di bawah ini menunjukkan bagaimana perubahan jari-jari atom pada unsur-unsur

periode 3.

Gambaran yang digunakan untuk membuat diagram ini adalah berdasarkan pada:

Jari-jari metalik / ionik untuk Na, Mg dan Al;

Jari-jari kovalen untuk Si, P, S dan Cl;

Jari-jari van der Waals untuk Ar, karena Ar tidak dapat membentuk ikatan yang kuat.

Wajar jika kita membandingkan jari-jari metalik dengan jari-jari kovalen karena keduanya

menunjukkan ikatan yang sangat rapat. Akan tetapi tidak wajar bila kita membandingkan jari-jari

metalik dan jari-jari kovalen dengan jari-jari van der Waals.

Kecenderungan secara umum menunjukkan atom makin kecil sepanjang periode TERKECUALI

pada argon. Anda tidak dapat membandingkan hal yang tidak sejenis. Sebaiknya kita

mengabaikan argon pada diskusi selanjutnya.

Penjelasan kecenderungan

Jari-jari metalik dan kovalen menunjukkan jarak dari inti ke pasangan elektron ikatan. Jika tidak

yakin dengan hal itu, kembali dan ikuti link sebelumnya.

Dari natrium hingga klor, elektron ikatan semuanya berada di kulit ke-3, akan diperisai oleh

elektron pada kulit pertama dan kedua. Peningkatan jumlah proton dalam inti sepanjang perioda

akan meningkatkan tarikan elektron ikatan menjadi lebih dekat ke inti. Jumlah pemerisaian sama

untuk semua unsur

3. Elektronegativitas / keelektronegatifan

Keelektronegatifan adalah ukuran kecenderungan atom untuk menarik pasangan elektron ikatan.

Skala Pauling adalah yang paling umum digunakan. Fluor (unsur yang paling elektronegatif)

diberi skala 4.0 dan nilai ini makin menurun hingga cesium dan francium dengan

keelektronegatifan terendah yaitu 0.7.

Kecenderungan

Kecenderungan sepanjang periode diperlihatkan grafik di bawah ini:

Ingat bahwa argon tidak dimasukkan. Keelektronegatifan adalah kecenderungan atom untuk

menarik pasangan elektron ikatan. Karena argon tidak membentuk ikatan kovalen sehingga

secara nyata tidak memiliki keelektronegatifan.

Penjelasan kecenderungan

Kecenderungan dijelaskan dengan cara yang sama seperti kecenderungan pada jari-jari atom.

Sepanjang periode, elektron ikatan selalu berada pada kulit yang sama yaitu kulit ke-3, dan selalu

diperisai oleh elektron dalam yang sama.

Semuanya berbeda dalam hal jumlah proton yang terus meningkat dan tarikan pasangan elektron

ikatan makin mendekati inti.

III. Sifat-sifat Fisik

Bagian ini akan membahas daya hantar listrik serta titik leleh dan titik didih unsur-unsur periode

3. Untuk memahami hal ini, hal yang harus Anda pahami adalah struktur dari masing-masing

unsur.

1. Struktur-struktur unsur

Struktur unsur-unsur berubah sepanjang periode 3. Tiga pertama merupakan metalik, silikon

adalah kovalen raksasa dan sisanya berupa molekul sederhana.

2. Tiga struktur metalik

Natrium, magnesium dan alumunium semuanya memiliki struktur metalik.

Dalam natrium hanya ada satu elektron yang terlibat dalam ikatan metalik- satu elektron 3s.

Dalam magnesium, kedua elektron terluarnya terlibat, sedangkan pada alumunium ketiga

elektron terluarnya terlibat.

Sodium, magnesium and aluminium all have metallic structures.

Perbedaan lain yang harus diperhatikan adalah cara penyusunan atom-atomnya dalam kristal

logam. Natrium mengalami koordinasi-8 di mana masing-masing atom natrium bersentuhan

dengan 8 atom natrium yang lain.

Magnesium dan alumunium mengalami koordinasi-12 (meskipun dengan cara yang berbeda). Ini

adalah cara yang lebih efisien dalam menyusun atom-atom. Baik untuk mengurangi pemborosan

tempat / space dalam struktur logam dan ikatan logam yang lebih kuat.

3. Struktur kovalen raksasa

Silikon memiliki struktur kovalen raksasa seperti intan. Bagian terkecil dari struktur dapat dilihat

seperti di bawah ini:

Strukturnya terikat dengan ikatan kovalen yang kuat dalam tiga dimensi.

4. Empat struktur molekuler sederhana

Struktur fosfor dan sulfur bermacam-macam tergantung pada jenis fosfor yang sedang

dibicarakan. Untuk fosfor kita anggap sebagai fosfor putih. Dan untuk sulfur kita anggap salah

satu dari bentuk kristal monoklin dan rombis.

Atom-atom dalam masing-masing molekul terikat melalui ikatan kovalen (tentu saja kecuali

argon).

Dalam keadaan cair atau padat, molekul-molekulnya terikat satu sama lain dengan gaya van der

Waals.

5. Daya hantar arus listrik

Natrium, magnesium dan alumunium semuanya merupakan penghantar / konduktor arus

listrik yang baik;

Silikon merupakan semikonduktor;

Sisanya bukan merupakan konduktor.

Tiga logam pertama, sudah pasti merupakan penghantar listrik karena adanya delokalisasi

elektron (â€œlaut elektronâ€) yang bebas bergerak / berpindah sepanjang padatan atau cairan �logam.

Pada kasus silikon, penjelasan bagaimana silikon dapat menjadi semikonduktor berada di luar

cakupan tingkat ini. Dengan hanya mengetahui strukturnya seperti intan, kita tidak dapat

memperkirakan silikon dapat menghantarkan arus listrik, tapi silikon memang dapat

menghantarkan arus listrik.

Sisanya tidak menghantarkan arus listrik karena merupakan senyawa dengan molekul sederhana.

Tidak ada elektron yang dapat bebas bergerak.

6. Titik leleh dan titik didih

Grafik di bawah menunjukkan bagaimana titik leleh dan titik didih unsur-unsur periode 3

berubah sepanjang periode. Gambar diplot dalam Kelvin bukannya °C untuk menghindari nilai

yang negatif.

Lebih baik bila kita menghubungkan perubahan ini dengan terminologi macam-macam struktur

yang telah dibahas.

7. Struktur metalik

Titik didih dan titik leleh meningkat sepanjang tiga logam pertama karena meningkatnya kekuatan ikatan metalik.

Jumlah elektron pada masing-masing atom menyumbang untuk meningkatkan delokalisasi â€œlautan elektronâ€. Atom-atom juga menjadi lebih kecil dan memiliki jumlah proton yang �lebih banyak dari natrium hinggga magnesium dan alumunium.

Tarikan dan titik leleh serta titik didih meningkat karena:

Inti atom memiliki muatan positif yang semakin besar; Lautan elektron makin bermuatan negatif; Lautan elektron makin dekat ke inti dan tertarik makin kuat.

Silikon

Silikon memiliki titik leleh dan titik didih yang lebih tinggi karena memiliki struktur kovalen raksasa. Kita harus memutuskan ikatan kovalen yang kuat itu sebelum akhirnya meleleh atau mendidih.

Karena yang kita bicarakan adalah tentang jenis ikatan yang berbeda, lebih baik jangan membendingkan langsung titik leleh dan titik didih silikon dengan titik leleh dan titik didih alumunium.

8. Empat unsur molekuler

Fosfor, sulfur, klor dan argon adalah senyawa molekuler sederhana yang hanya dipengaruhi gaya van der Waals di antara molekul-molekulnya. Titik leleh dan titik didihnya akan makin rendah dari pada empat unsur pertama dalam periode 3 yang memiliki struktur raksasa.

Ukuran titik leleh dan titik didih dipengaruhi oleh ukuran molekul.

Ingat struktur molekul:

Fosfor

Fosfor mengandung molekul P4. Untuk molekul fosfor, anda tidak dapat memecahkan ikatan kovalennya, hanya gaya van der Waals antar molekulnya yang lemah.

Sulfur

Sulfur terdiri dari atom S8 yang berbentuk cincin. Molekulnya lebih besar dari pada molekul fosfor dan gaya van der Waals yang lebih kuat, hal ini penting untuk menjelaskan titik leleh dan titik didih yang lebih tinggi.

Klor

Klor, Cl2, adalah molekul yang lebih kecil dengan gaya van der Waals yang lebih lemah dan klor memiliki titik leleh dan titik didih yang lebih rendah dari pada sulfur dan fosfor.

Argon

Molekul argon hanya terdiri dari satu atom argon, Ar. Jangkauan gaya van der Waals antar atom-atomnya sangat terbatas begitu pula titik leleh dan titik didih argon lebih rendah lagi.

tugas kimia dasar ii sifat sifat unsur periodik ke 3

Education