UNSUR-UNSUR PERIODE KETIGA

Unsur-Unsur Periode Ketiga

Unsur-unsur periode ketiga adalah unsur-unsur yang letaknya dalam sistem periodik unsur terletak di periode ketiga.

Unsur-unsur tersebut antara lain adalah : Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar.

Unsur 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar

Konfigurasi elektron

[Ne]3s1 [Ne]3s2 [Ne]3s23p1 [Ne]3s23p2 [Ne]3s23p3 [Ne]3s23p4 [Ne]3s23p5 [Ne]3s

Energi Ionisasi

496 738 578 786 1012 1000 1251 1527

Titik lebur (K)

371 924 933 1683 317 392 172 84

Titik didih (K)

1165 1380 2740 2628 553 718 238.5 87

Jari-jari atom (Å)

1.86 1.60 1.43 1.11 1.09 1.04 0.99 -

1. SIFAT FISIKA

2. SIFAT KIMIA

11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar

Padat Gas

Logam Metaloid Bukan Logam

Reduktor Oksidator Inert

Membentuk Basa Amfoter Membentuk Asam Tak ada asam dan basa

Sifat-sifat yang ke kanan makin bertambah:

Energi ionisasi

Keelektronegatifan

Bilangan oksidasi maksimum

Sifat asam

Sifat oksidator

Sifat-sifat yang ke kanan makin berkurang:

jari-jari atom

Konduktivitas (daya hantar)

Sifat logam

Sifat basa

Sifat reduktor

Kemiripan sifat diagonal

Li Be B C

Na Mg Al Si

a. Li dan Mg mudah bereaksi dengan gas N2 di udara.

Hasil pembakaran Li : Li2O dan Li2N

Hasil pembakaran Mg : MgO dan MgN2

b. Be dan Al bersifat amfoter, yaitu dapat membentuk asam maupun basa.

Be(OH)2 H2BeO2

Al(OH)3 HAlO2

c. B dan Si bersifat metaloid yaitu unsur bukan logam yang mempunyai sifat-sifat fisis logam (mengkilap, menghantar listrik, dan dapat ditempa)

3. Pembuatan dan Kegunaan Unsur-Unsur Periode Ketiga

a. Natrium

— Logam Na dibuat dengan elektrolisis leburan NaCl. Reksi yang terjadi:

— Katode : Na+(l) + e           Na(l)

— Anode : 2Cl-(l)                  Cl2(g) + 2e

Kegunaan Na

q Pembuatan TEL

q Mereduksi bijih logam(Ti)

q Lampu Kabut

q Sangat penting dalam fabrikasi senyawa ester dan dalam persiapan senyawa-senyawa organik

q Digunakan untuk memperbaiki struktur beberapa campuran logam, dan untuk memurnikan logam cair (K, Rb, Cs)

q NaCl digunakan oleh hampir semua makhluk

q Na-benzoat dipakai dalam pengawetan makanan

q Na-glutamat dipakai untuk penyedap makanan

q NaOH dipakai untuk membuat sabun, deterjen, kertas

q NaHCO3 dipakai sebagai pengembang kue

q NaCO3 Pembuatan kaca dan pemurnian air sadah

b. Magnesium

Pembuatan:

} Magnesium dibuat melalui elektrolisis lelehan garam kloridanya. Mg diolah dari air laut melalui proses Downs:

Air laui dicampur CaO sehingga Mg diendapkan sebagai Mg(OH)2

Endapan direaksikan dengan HCl pekat, mengahasilkan larutan MgCl2

Larutan MgCl2 diuapkan sehingga diperoleh kristalnya.

Kristal MgCl2 dielektrolisis

Kegunaan Mg

q Magnesium digunakan di fotografi

q Magnesium digunakan dalam memproduksi grafit dalam cast iron

q Digunakan sebagai bahan tambahan conventional propellants

q Digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi uranium murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya

q Hidroksida (milk of magnesia), klorida, sulfat (Epsom salts) dan sitrat digunakan dalam kedokteran

q Magnesite digunakan untuk refractory, sebagai batu bata dan lapisan di tungku-tungku pemanas

q Magnalium untuk bahan kerangka pesawat terbang

c. Aluminium

Pembuatan

Aluminium diperoleh dengan cara elektrolisis aluminim oksida cair yang diperoleh dari bauksit, yaitu aluminium oksida hidrat yang mengandung kotoran, misalnya Fe2O3 dan SiO2, melalui langkah-langkha sebagai berikut:

Bauksit yang masih kotor direaksikan denga NaOH pekat. Al2O3 dan SiO2 larut, tetapi Fe2O3 dan kotoran lain disaring dengan alat filtrasi.

Al2O3 (S) + 2NaOH (aq) + 3H2O 2NaAl(OH)4(aq)

b. Filtratnya diencerkan dengan air, dan direaksikan dengan CO2 untuk mengendapkan aluminium hidroksida.

2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g)       2Al(OH)3(s) + Na2CO3(aq) + H2O(l)

c. Produk disaring untuk memeperoleh Al(OH)3, kemudian dipanaskan untuk meperoleh Al2O3

2Al(OH)3(s)  Al2O3(s) + 3H2O(g)

Kegunaan Al

q Alat masak, karena tahan panas dan tahan karat karena membentuk lapisan oksida

q Al(OH)3 untuk obat maag

q Digunakan dalam kabel bertegangan tinggi

q Digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang

q Digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks

d. Silikon

Pembuatan

Pasir kuarsa (SiO2)dipanaskan dengan kokas (C) pada suhu sekitar 30000C dalam tanur listrik (reaktan ditambahkan dari atas tanur)

ž SiO2(s) + 2C(s) Si(l) + 2CO(g)

Lelehan Si yang dihasilkan akan membentuk padatan dengan titimk leleh 14100C. Si ini dapat digunakan dalam pembuatan aliase dengan logam lain.

Untuk penggunaan seperti transitor, chips kompoter, dan sel surya siperlukan Si ulta murni, sehingga Si perlu dipanaskan dengan Cl2 , kemudian hasilnya direduksi dengan mengalirkan campuran uap SiCl4 dengan gas H2 melalu tabung yang dipanaskan.

ž Si(s) + 2Cl2(g) SiCl4(l)

ž SiCl4(l) + 2H2(g)  Si(s) + 4HCl(g)

Kegunaan Si

q Silikon sering digunakan untuk membuat serat optik dan dalam operasi plastik (bahan semikonduktor untuk kalkulator, mikrokomputer)

q Digunakan untuk mengisi bagian tubuh pasien dalam bentuk silikone (polimer silikon untuk mengubah jaringan pada tubuh)

e. Fosfor

Pembuatan:

Ò Fosforus Putih. Diperoleh dengan reduksi fosforit, dalam batuan fosfat yang dipanaskan dengan kokas dan pasir silika pada suhu 1400-15000C.

Ò 2Ca(PO4)2(s) + 6SiO2(s) + 10C(s) 6CaSiO3(s) + 10CO(g) + P4(g)

Kegunaan P

q Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT) dan lampu pendar

q Ditemukan pula pada berbagai jenis mainan yang dapat berpendar dalam gelap (glow in the dark)

q Asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P2O5 merupakan bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya

q Digunakan untuk produksi gelas spesial, seperti yang digunakan pada lampu sodium

q Kalsium fosfat digunakan untuk membuat perabotan China dan untuk memproduksi mono-kalsium fosfat

q Digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya

q Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk menjaga korosi pipa-pipa

q Merupakan bahan penting bagi sel-sel protoplasma, jaringan saraf dan tulang.

f. Sulfur (Belerang)

Pembuatan:

— Sulfur banyak terdapat dalam kulit bumi. Sebagai unsur yang ditemukan di daerah vulkanik, sulfur kemungkinan merupakan hasil reaksi gas SO2dan H2S yang terdapat dalam gas vulkanik.

— 8SO2(g) + 16H2S(g)          16H2O(l) + 3S8(s)

— Deposit belerang yang terdapat dibawah permukaan, ditambang dengan proses Frasch.

— Penggunaan utama belerang adalah untuk pembuatan asam sulfat yang dibuat melalui dua proses yaitu proses kontak dan bilik timbel.

Kegunaan S

q Digunakan untuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya

q Untuk mensterilkan alat pengasap

q Untuk memutihkan buah kering

q Merupakan penyusun lemak, cairan tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit

q Pembuatan korek api

q Proses vulkanisasi karet

q Pembuatan CS2 (bahan baku serat rayon)

q (NH4)SO4 atau pupuk ZA

q H2SO4 untuk elektrolit pada aki (accumulator)

q CuSO4.5H2O (terusi) untuk anti jamur pada tanaman dan kayu

g. Klorin

Pembuatan:

Klorin dibuat melalui proses Downs, yang dilakukan dengan cara mengelektrolisis leburan NaCl, yang dicampur dengan sedikit NaF sebelum dicairkan, dengan tujuan untuk menurunkan titik lebur NaCl dari 800 menjadi 10000C. Pada elektrolisis ini digunakan diafragma lapisan besi tipis untuk mencegah reaksi antara logam Na dan gas Cl2 yang terbentuk.

Kegunaan Cl

q Digunakan untuk menghasilkan air minum yang aman hampir di seluruh dunia. Bahkan, kemasan air terkecil pun sudah terklorinasi

q Digunakan secara besar-besaran pada proses pembuatan kertas, zat pewarna, tekstil, produk olahan minyak bumi, obat-obatan, antseptik, insektisida, makanan, pelarut, cat, plastik, dan banyak produk lainnya

q Senyawa klorin digunakan untuk sanitasi, pemutihan kertas, desinfektan, dan proses tekstil

q Klorin digunakan untuk pembuatan klorat, kloroform, karbon tetraklorida, dan ekstraksi brom

q Kimia organik sangat membutuhkan klorin, baik sebagai zat oksidator maupun sebagai subtitusi, karena banyak sifat yang sesuai dengan yang diharapkan dalam senyawa organik ketika klor mensubtitusi hidrogen, seperti dalam salah satu bentuk karet sintetis

h. Argon

Pembuatan:

Argon dapat ditemukan di alam, yakni di udara karena merupakan penyusun udara

Kegunaan Ar

q Digunakan dalam bola lampu pijar listrik karena argon tidak bereaksi dengan wolfram (tungsten) yang panas.

q Digunakan sebagai gas inert yang melindungi dari bunga api listrik dalam proses pengelasan, produksi titanium dan unsur reaktif lainya, dan juga sebagai lapisan pelindung dalam pembuatan kristal silikon dan germanium.

q Digunakan dalam las stainless steel.

sifat fisik unsur periode ketiga:unsur Na, Mg, Al, Si, P, S berwujud padat pada suhu kamar karena unsur-unsur tersebut memiliki harga (t.l) dan (t.d) di atas suhu ruangan (di atas 250C). Sedangkan unsur Cl dan Ar berwujud gas karena memiliki (t.l) dan (t.d) di bawah suhu ruangan. 

Dalam periode ketiga, letak logam disebelah kiri, makin ke kiri sifat logam semakin reaktif, Na >Mg> Al. Jadi Na paling reaktif. Bukan logam terletak sebelah kanan makin ke kanan sifat bukan logamnya makin kuat, a> 5> P> Si. Klor paling reaktif dan Si paling tidak reaktif. Jadi , unsur periode ketiga dari Na ke Cl sifat logamnya makin bertambah. 

3. Sifat Kimia Unsur Periode Ketiga 

Unsur – unsur periode ketiga memiliki keteraturan sifat secara berurutan dari kiri kekanan sebagai berikut : 

Sifat preduksi berkurang dan sifat pengoksidasi bertambah Sifat logam semakin lemah dan sifat nonlogam semakin kuat Sifat basa semakin lemah dan sifat asam semakin kuat 

a. Sifat Fisika Unsur-unsur Periode KetigaUnsur-unsur yang ada di dalam periode ketiga terdiri dari unsur logam (Na, Mg, Al), metaloid (Si), nonlogam (P, S, Cl), dan gas mulia (Ar). Keelektronegatifan unsur-unsur periode ketiga semakin ke kanan semakin besar diakibatkan oleh jari-jari atomnya yang semakin ke kanan semakin kecil. Kekuatan ikatan antaratom dalam logam meningkat (dari Na ke Al). Hal ini berkaitan dengan pertambahan elektron valensinya. Silikon merupakan semikonduktor/isolator karenatermasuk metaloid. Unsur ini mempunyai ikatan kovalen yang sangat besar, begitu juga dengan fosfor, belerang, dan klorin yang merupakan isolator karena termasuk unsur nonlogam (Sumber: http://www.chem-is-try.org).

b. Sifat Kimia Unsur-unsur Periode KetigaNatrium merupakan reduktor terkuat, sedangkan klorin merupakan oksidator terkuat. Meskipun natrium, magnesium, dan aluminium merupakan reduktor kuat, tetapi kereaktifannya berkurang dari Na ke Al. Sedangkan silikon merupakan reduktor yang sangat lemah, jadi hanya dapat bereaksi dengan oksidator-oksidator kuat, misalnya klorin dan oksigen. Di lain pihak selain sebagai reduktor, fosfor juga merupakan oksidator lemah yang dapat mengoksidasi reduktor kuat, seperti logam aktif. Sedangkan belerang yang mempunyai daya reduksi lebih lemah daripada fosfor ternyata mempunyai daya pengoksidasi lebih kuat daripada fosfor. Sementara klorin dapat mengoksidasi hampir semua logam dan nonlogam karena klorin adalah oksidator kuat.Unsur-unsur periode ketiga, yaitu NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, H2SiO3, H3PO4, H2SO4, dan HClO4.

Sifat hidroksida unsur-unsur periode ketiga tergantung pada energi ionisasinya. Hal ini dapat dilihat dari jenis ikatannya. Jika ikatan M – OH bersifat ionik dan hidroksidanya bersifat basa karena akan melepas ion OH– dalam air, maka energi ionisasinya rendah. Tetapi jika ikatan M – OH bersifat kovalen dan tidak lagi dapat melepas ion OH–, maka energi ionisasinya besar. NaOH tergolong basa kuat dan mudah larut dalam air, Mg(OH)2 lebih lemah daripada NaOH tetapi masih termasuk basa kuat. Namun Al(OH)3 bersifat amfoter, artinya dapat bersifat asam sekaligus basa. Hal ini berarti bila Al(OH)3 berada pada lingkungan basa kuat, maka akan bersifat sebagai asam, sebaliknya jika berada pada lingkungan asam kuat, maka akan bersifat

sebagai basa. Sedangkan H2SiO3 atau Si(OH)4, merupakan asam lemah dan tidak stabil, mudah terurai menjadi SiO2 dan H2O. Begitu pula dengan H3PO4 atau P(OH)5 yang juga merupakan asam lemah. Sementara H2SO4 atau S(OH)6 merupakan asam kuat, begitu juga HClO4 atau Cl(OH)7 yang merupakan asam sangat kuat.

Unsur Periode Ketiga

Unsur-unsur periode ketiga memiliki jumlah kulit elektron yang sama, yaitu tiga kulit. Akan tetapi konfigurasi elektron dari masing-masing unsur berbeda, hal ini akan menyebabkan sifat-sifat kimia yang berbeda. Dari kiri ke kanan unsur periode ketiga berturut-turut adalah natrium (Na), magnesium (Mg), aluminium (Al), silikon (Si), fosfor (P), belerang (S), klor (Cl) dan argon (Ar). Na, Mg, dan Al merupakan unsur logam, Si semilogam, P, S dan Cl nonlogam, Ar gas mulia

A. Sifat-Sifat Fisis

Tabel Sifat Fisis Unsur Periode Ketiga

1) Wujud pada Suhu Biasa

Dari titik leleh dan titik didih kita dapat menyimpulkan bahwa unsur-unsur dari natrium sampai belerang berwujud padat, sedangkan klor danargon berwujud gas pada suhu biasa.

2) Titik Leleh dan Titik Didih

Titik leleh dan titik didih unsur periode ketiga dari natrium ke kanan meningkat dan mencapai puncaknya pada silikon, kemudian turun.

Silikon memiliki titik leleh dan titik didih tertinggi karena silikon memiliki struktur kovalen raksasa dimana setiap atom silikon terikat secara kovalen pada empat atom silikon lainnya.

3) Energi Ionisasi

Secara umum energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan meningkat. Akan tetapi energi ionisasi Al lebih rendah dari energi ionisasi Mg dan energi ionisasi S lebih rendah dari P.

Hal ini disebabkan oleh susunan elektron dalam orbital yang penuh atau setengah penuh memiliki kestabilan yang lebih besar.

Secara umum energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan meningkat. Akan tetapi energi ionisasi Al lebih rendah dari energi ionisasi Mg dan energi ionisasi S lebih rendah dari P.

Hal ini disebabkan oleh susunan elektron dalam orbital yang penuh atau setengah penuh memiliki kestabilan yang lebih besar.

Sifat logam unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin berkurang. Dari Na sampai Al merupakan unsur logam dengan titik leleh, titik didih, kerapatan dan kekerasan meningkat, hal ini disebabkan pertambahan elektron valensi yang mengakibatkan ikatan logam semakin kuat. Dengan demikian daya hantar listrik (sifat konduktor) juga semakin kuat. Silikon merupakan semilogam (metaloid) bersifat semikonduktor, sedangkan fosfor, belerang dan klor merupakan nonlogam yang tidak menghantarkan listrik.

4) Sifat Logam

Sifat logam unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin berkurang. Dari Na sampai Al merupakan unsur logam dengan titik leleh, titik didih, kerapatan dan kekerasan meningkat, hal ini disebabkan pertambahan elektron valensi yang mengakibatkan ikatan logam semakin kuat. Dengan demikian daya hantar listrik (sifat konduktor) juga semakin kuat. Silikon merupakan semilogam (metaloid) bersifat semikonduktor, sedangkan fosfor, belerang dan klor merupakan nonlogam yang tidak menghantarkan listrik.

5)Manfaat:

• Natrium(Na), =Sebagai lampu penerangan di jalan-jalan raya. Natrium Mempunyai kemampuan menembus kabut.

• magnesium (Mg) =digunakan untuk kerangka pesawat terbang dan lampu kilat dalam fotografi.

• aluminium (Al), = untuk peralatan rumah tangga

• silikon (Si), =Bahan bakar pada pembuatan jenis-jenis gelas atau kaca

• fosfor (P), = digunakan untuk membuat korek api

• belerang (S), = zat warna, bahan peledak, obat-obatan

• klor (Cl) = digunakan untuk pupuk

B. Sifat-Sifat Kimia

1) Sifat Reduktor dan Oksidator

• Sesuai dengan fakta bahwa dari kiri ke kanan unsur-unsur periode ketiga semakin sukar melepas elektron serta makin mudah menangkap elektron, sehingga dari natrium sampai klor sifat reduktor berkurang dan sifat oksidator bertambah. Natrium merupakan reduktor kuat dan klor merupakan oksidator kuat.

• Kekuatan sifat reduktor dan oksidator dapat dilihat dari harga potensial elektroda.

Semakin besar (positif) harga potensial elektroda semakin mudah mengalami reduksi yang berarti sifat oksidator makin kuat, dan sebaliknya makin kecil (negatif) harga potensial elektroda makin mudah dioksidasi yang berarti sifat reduktor makin kuat.

Kekuatan sifat reduktor dan oksidator

• Na+ + e → Na E° = –2,71 volt

• Mg2+ + 2e → Mg E° = –2,38 volt

• Al3+ + 3e → Al E° = –1,66 volt

• S + 2e → S2– E° = –0,51 volt

• Cl2 + 2e → 2Cl– E° = +1,36 volt

2) Sifat Asam Basa Hidroksida Unsur Periode Ketiga

• Hidroksida unsur periode ketiga terdiri dari NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, Si(OH)4, P(OH)5, S(OH)6 dan Cl(OH)7. Berdasar energi ionisasinya, bila energi ionisasi unsur periode ketiga rendah ikatan antara unsur periode ketiga dengan –OH adalah ion sehingga dalam air melepaskan ion OH– (bersifat basa).

• NaOH tergolong basa kuat dan mudah larut dalam air, sedangkan Mg(OH)2 meskipun tergolong basa kuat tetapi tidak sekuat NaOH. Al(OH)3 bersifat amfoter, artinya dapat bersifat sebagai asam sekaligus basa tergantung lingkungannya. Dalam lingungan asam, Al(OH)3 bersifat sebagai basa dan sebaliknya dalam lingkungan basa, Al(OH)3 bersifat sebagai asam.

• Bila energi ionisasi unsur periode ketiga tinggi ikatan antara unsur periode ketiga dengan –OH merupakan ikatan kovalen, sehingga tidak dapat melepaskan OH– tetapi melepaskan ion H+ karena ikatan O–H bersifat polar. Dengan demikian Si(OH)4, P(OH)5, S(OH)6, dan Cl(OH)7 bersifat asam.

• Sifat asam dari Si(OH)4 atau H2SiO3 sampai Cl(OH)7 atau HClO4 makin kuat karena bertambahnya muatan positif atom pusat, sehingga gaya tolak terhadap H+ makin kuat akibatnya makin mudah melepaskan H+ berarti sifat asam makin kuat. Jadi, sifat asam H2SiO3 <>3PO4 <>2SO4 <>4.

Reaksi asam-basa pada unsur-unsur periode ke 3BasaNaOH → Na+ + OH–Mg(OH)2 → Mg2+ + OH–Reaksi pada Al(OH)3Al(OH)3(s) + H+(aq) →Al3+(aq) + 3H2O(l)asamAl(OH)3(s) + OH–(aq) → Al(OH)4 –(aq)Basa

Asam

Si(OH)4 → H2SiO3 + H2Oasam silikatP(OH)5 → H3PO4 + H2Oasam fosfatS(OH)6 → H2SO4 + 2H2Oasam sulfatCl(OH)7 → HClO4 + 3H2Oasam perklorat

Unsur Transisi Periode Keempat

Unsur-unsur transisi adalah unsur-unsur yang pengisisan elektronnya berakhir pada orbital-orbital subkulit d. Unsur transisi periode keempat terdiri dari unsur skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), dan seng (Zn).