SISTEM PERIODIK UNSUR

SISTEM PERIODIK UNSUR

1.      Perkembangan Sistem Periodik Unsur

Sistem periodik unsur adalah pengelompokan unsur-unsur kimia berdasarkan kemiripan sifat. Tujuan pengelompokkan unsur adalah untuk memudahkan penentuan sifat setiap unsur dalam membentuk suatu senyawa.

 a.    Sistem Periodik Triade Dobereiner (1829)

Dobereiner membagi unsur-unsur yang sifatnya mirip dalam kelompok yang disebut triade, dimana tiap-tiap kelompok terdapat 3 buah unsur yang sifatnya mirip.

“massa atom unsur kedua merupakan harga rata-rata dari massa atom unsur pertama dan ketiga”.

Contoh sistem periodik Triade Dobereiner adalah sebagai berikut:

            

            

Massa atom Li = 6,939

Massa atom K = 39,09

Massa atom Na = massa atom Li + K/ 2

                                        = 6,939 + 39,09 / 2

                                        = 23,018

Kelemahan :

Bahwa kelompok unsur yang mirip bukan hanya tiga, melainkan cukup banyak

 

b.       Sistem Periodik Oktaf Newlands (1863)

Newlands mengelompokkan berdasar kan kenaikan massa atom relatif. Newlands menyatakan:

“Jika  unsur-unsur  disusun berdasarkan urutan kenaikan massa atomnya, maka sifat-sifat unsur tersebut akan terulang pada tiap unsur ke delapan”

Artinya:

Unsur pertama mirip dengan unsur ke delapan

Unsur kedua mirip dengan unsur ke sembilan

Unsur ketiga mirip dengan unsur ke sepuluh, dst.

Kelemahan:

•     Hanya cocok untuk unsur dengan massa atom kecil, dan tidak cocok untuk unsur dengan massa atom besar

•     Ada unsur-unsur yang saling berimpit

 

c.       Sistem Periodik Mendeleev (1869)

Mendeleev mengelompokkan unsur berdasarkan:

1.    Kenaikan massa atom relatif untuk lajur horizontal

2.    Kemiripan sifat fisik dan kimia untuk lajur vertikal

Kelemahan dan kekurangan:

q  Lebih mengutamakan sifat unsur daripada kenaikan massa atom sehingga I (Ar= 127) diletakkan setelah Te (Ar = 128)

q  Mampu meramalkan sifat sifat unsur yang belum ditemukan sehingga tabel periodik susunannya  terdapat beberapa tempat kosong

q  Mendeleev mengoreksi beberapa harga massa  atom seperti uranium (dari 120 menjadi 240), dan indium (dari 76 menjadi 113)

q  Unsur gas mulia yang ditemukan kemudian dapat diletakkan dalam tabel susunan mendeleev tanpa mengubah susunan yang sudah ada.

 

d.       Sistem Periodik Modern/ Sistem Periodik Panjang (1914)

q  Hendry Moseley menyusun SPU berdasarkan sifat fisik dan kimia yang  diurutkan sesuai dengan kenaikan nomor atom.

q  Unsur-unsur dalam SPU modern dikelompokkan dalam golongan dan periode

Golongan disusun berdasarkan jumlah elektron valensi (elektron pada kulit paling luar). Sifat unsur dalam satu golongan adalah mirip dan ditempatkan pada arah vertikal. Golongan dibagi atas dua :

1.    Golongan Utama (golongan A)

2.    Golongan Transisi (golongan B)

 

Penamaan khusus untuk golongan utama:

a.    Golongan IA (alkali)

b.    Golongan IIA (alkali tanah)

c.    Golongan IIIA (boron aluminium)

d.   Golongan IVA (karbon silikon)

e.    Golongan VA (nitrogen fosfor)

f.     Golongan VIA (oksigen belerang)

g.    Golongan VIIA (halogen)

h.    Golongan VIIIA (gas mulia)

 

Periode disusun dalam arah horizontal, menunjukkan kelompok unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit sama.

Terdapat 7 periode, yaitu:

q  Periode 1 (periode sangat pendek): 2 unsur

q  Periode 2 (periode pendek) : 8 unsur

q  Periode 3 (periode pendek) : 8 unsur

q  Periode 4 (periode panjang) : 18 unsur

q  Periode 5 (periode panjang) : 18 unsur

q  Periode 6 (periode sangat panjang) : 32 unsur

q  Periode 7 (periode belum lengkap)

 

    Gambar Sistem Periodik Modern:

2.  Menentukan Letak Unsur dalam Sistem Periodik

a.       Menentukan Golongan dan Periode berdasarkan konfigurasi elektron sederhana

 

Contoh :

1.         Tentukan golongan dan periode  dari unsur  !

            Jawab : Konfigurasi elektron :

                            Kulit K = 2

                              Kulit L = 8         

                              kulit M = 1

                  Golongan : IA

                  Periode : 3

            2. Tentukan  golongan dan periode dari unsur  !

Jawab : Konfigurasi elektron :

                      Kulit K = 2

                              Kulit L = 8     

                              Kulit M = 8

                              Kulit N = 2

Golongan : IIA

                  Periode : 4

Jadi, unsur Ca dalam sistem periodik terletak pada golongan IIA dan periode 4

 

b.       Menentukan Golongan dan Periode Berdasarkan konfigurasi per subkulit (orbital)

Golongan = Jumlah Elektron Valensi

Periode    = Kulit Terbesar

 

1.      Blok s

        Apabila konfigurasi elektron terakhir terletak pada orbital s

        Contoh:

        ₁₁ Na : 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹              à Golongan IA, periode 3

        ₂₀ Ca : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²   à Golongan IIA, periode 4

 

2.    Blok p

    Apabila konfigurasi elektron terakhir terletak pada orbital s dan p

    Contoh:

    ₁₃ AI : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹  àGolongan IIIA, Periode 3

    ₁₅ P : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³   àGolongan VA, Periode 3

 

3.      Blok d

    Apabila konfigurasi elektron terakhir terletak pada orbital s dan d

    Contoh:

    ₂₃ V : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d³ à Golongan VB, periode 4

                                                            ns² (n-1)d³

    Khusus untuk konfigurasi elektron golongan VIIIB:

    

4.      Blok f

       Apabila konfigurasi elektron terakhir terletak pada orbital s dan f

Jika harga n terbesar = 6 à Golongan Lantanida

Jika harga n terbesar = 7 à Golongan Aktinida.

Contoh:

₆₃ Eu : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f ⁷  àGologan Lantanida,                                                                                                                 Periode 6

    3.     Sifat Keperiodikan Unsur

1.        Sifat Logam dan Non Logam

Berdasarkan sifatnya, unsur-unsur dibedakan menjadi 2 kelompok besar, yaitu unsur logam dan non logam. Unsur logam cenderung melepaskan elektron dan membentuk ion positif, sedangkan unsur non logam cenderung menerima elektron membentuk ion negatif.

 

Perbedaan Unsur Logam & Non Logam adalah sebagai berikut:

    Sebaran Unsur Logam, Non logam dan Metaloid dalam Sistem periodik dijelaskan dalam             gambar berikut:

    

    

Sifat logam dalam sistem periodik :

-       Dalam satu golongan dari atas ke bawah : sifat logam bertambah

-       Dalam satu periode dari kiri ke kanan : sifat logam berkurang

2.      Jari-jari Atom

Jari-jari atom adalah : Jarak dari inti atom ke kulit paling luar.

-       Dalam satu golongan dari atas ke bawah: jari-jari atom semakin besar, karena jumlah kulit bertambah

-       Dalam satu periode dari kiri ke kanan: jari-jari atom semakin kecil, karena jumlah kulit tetap, sedangkan elektron bertambah.

Satuan jari-jari atom adalah amstrong (A^o)

1 A^o = 10^-8 cm

 

3.      Keelektronegatifan

Keelektronegatifan adalah: kecendrungan/kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dari atom lain.

-       Dalam satu golongan dari atas ke bawah: keelektronegatifan berkurang, karena jumlah kulit semakin bertambah sehingga semakin sulit menarik elektron.

-       Dalam satu periode dari kiri ke kanan: keelektronegatifan semakin besar, karena jumlah kulit tetap sedangkan jari-jari atom semakin kecil sehingga semakin kuat menarik elektron.

    

4.      Energi Ionisasi

Energi ionisasi adalah :energi yang diperlukan atom netral dalam bentuk gas untuk melepaskan satu elektron membentuk ion bermuatan +1.

Apabila atom tersebut akan melepaskan elektron yang kedua, maka diperlukan energi yang jauh lebih besar.

-        Dalam satu golongan dari atas ke bawah: energi ionisasi semakin kecil, karena kulit bertambah sehingga jarak elektron terluar dari inti semakin jauh dan energi yang diperlukan semakin kacil.

-        Dalam satu periode dari kiri ke kanan : energi ionisasi semakin besar, karena jumlah kulit tetap sedangkan jumlah elektron bertambah sehingga jarak dari inti semakin dekat ke kulit paling luar. Akibatnya, energi yang diperlukan semakin besar untuk melepaskan elektron.

 

5.      Afinitas Elektron

Afinitas Elektron adalah: energi yang dibebaskan atau diserap oleh atom netral dalam bentuk gas apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif.

-        Dalam satu golongan dari atas ke bawah: makin berkurang. karena jari-jari atom makin besar, dan gaya tarik inti terhadap elektron yang ditangkap makin lemah. Akibatnya afinitas elektron berkurang.

-        Dalam satu periode dari kiri ke kanan : cenderung bertambah. Karena jumlah kulit tetap menyebabkan gaya tarik inti terhadap elektron yang ditangkap makin kuat. Akibatnya afinitas elektron cenderung bertambah.

4.        Bentuk Orbital Atom

Niels Bohr menyatakan bahwa bentuk lintasan elektron mengelilingi atom adalah lingkaran, seperti planet dalam tatasurya mengelilingi matahari. Sedangkan Arnold Sommerfeld menyatakan bahwa ada bentuk ellips dari lintasan elektron.

5.      Menentukan Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah: bilangan yang menyatakan letak/ posisi elektron yang paling besar kemungkinannya di dalam atom

a.    Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama sesuai dengan kulit-kulit elektron dalam suatu atom

Kulit K  à n = 1

Kulit L   à n = 2

Kulit M  à n = 3

Kulit N  à n = 4

Dengan demikian bilangan kuantum utama menunjukkan besarnya lintasan elektron.

b.    Bilangan Kuantum Azimut (l)

Menunjukkan di subkulit mana elektron bergerak

Orbital s (sharp)        à  subkulit,  l = 0

Orbital p (principle)      à subkulit,  l = 1

Orbital d (diffuse)            à  subkulit , l = 2

Orbital f (fundamental) à subkulit,  l = 3

 

c.       Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Menunjukkan adanya satu atau beberapa tingkat energi setingkat yang merupakan penyusun suatu subkulit.

1.      Orbital s, harga m = 0     

Berarti mempunyai 1 tingkat energi orbit

2.      Orbital p, harga m = –1, 0, +1            

Berarti mempunyai 3 tingkat energi orbital

3.      Orbital  d, harga  m = –2, –1, 0, +1, +2

Berarti mempunyai 5 tingkat energi orbital

4.      Orbital f, harga m = –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3

Berarti mempunyai 7 tingkat energi orbital

 

d.      Bilangan Kuantum Spin (s)

Memberikan gambaran tentang arah rotasi elektron dalam orbital

+1/2     à Berputar searah jarum jam

- 1/2   à Berputar berlawanan jarum jam

 

Contoh Soal:

1.    Tuliskan ke empat bilangan kuantum elektron terakhir dari ₁₆ S !

Jawab :

₁₆ S : 1s²  2s²  2p⁶  3s²  3p⁴

               n = 3

               l = 1

               m = +1

               s = -1/2

2.    Tuliskan ke empat bilangan kuantum elektron terakhir dari ₃₇ Rb!

Jawab :

₃₇ Rb: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 4s¹

               n = 4

               l = 0

               m = 0

               s = +1/2