Materi sistem periodik unsur

Materi tentang sistem periodik unsur

Sistem periodik adalah suatu tabel berisi identitas unsur-unsur yang dikemas secara berkala dalam bentuk periode dan golongan berdasarkan kemiripan sifat-sifat unsurnya.

Sejarah penyusunan sistem periodik unsur

Triade Dobereiner

Pada tahun 1829, Johan Wolfgang Dobereiner ,seorang profesor kimia di Jerman, mengemukakan bahwa massa atom relatif stronsium sangat dekat dengan massa rata-rata dari dua unsur lain yang mirip stronsium, yaitu kalsium dan barium. Dobereiner juga menemukan beberapa kelompok unsur lain mempunyai gejala seperti itu. Oleh karena itu, Dobereiner mengambilan kesimpulan bahwa unsur-unsur dapat dikelompokan ke dalam kelompok-kelompok tiga unsur yang disbutnya triade. Namun sayang, Dobereiner tidak berhasil menunjukkan cukup banyak triade sehingga aturan tersebut tidak bermanfaat.

KELEBIHAN & KEKURANGAN Pengelompokkan Unsur Menurut Johann Wolfgang Dobereiner

(+) KELEBIHAN :

+ Keteraturan setiap unsur yang sifatnya mirip massa atom (Ar) unsur yang kedua (Tengah) merupakan massa atom rata -rata di  massa atom unsur pertama dan ketiga

(-) KEKURANGAN

– Kurang efisien karena ada beberapa unsur lain yang tidak termasuk dalam kelompok Triade padahal sifatnya sama dengan unsur di dalam kelompok triade tersebut.

Pengelompokkan Unsur Menurut Antoine Lavoisier

•     Lavoiser membagi unsur-unsur dalam unsur logam dan non logam. Pada waktu itu baru dikenal kurang lebih 33 unsur. Pengelompokan ini merupakan metode paling sederhana , dilakukan. Pengelompokan ini masih sangat sederhana karena antara unsur – unsur logam sendiri masih banyak perbedaan.

Perbedaan Logam dan Non Logam

•     Logam Non Logam Berwujud padat pada suhu kamar (25⁰), kecuali raksa (Hg)

•     Mengkilap jika digosok

•     Merupakan konduktor yang baik

•     Dapat ditempa atau direnggangkan

•     Penghantar panas yang baik

•     Ada yang berupa zat padat, cair, atau gas pada suhu kamar

•     Tidak mengkilap jika digosok, kecuali intan (karbon)

•     Bukan konduktor yang baik

•     Umumnya rapuh, terutama yang berwujud padat

•     Bukan penghantar panas yang baik

kELEBIHAN & KEKURANGAN  Unsur

Menurut Antoine Lavoisier

•     (+) KELEBIHAN :

•     Sudah Mengelompokkan 33 unsur berdasarkan sifat kima, sehingga bisa dijadikan referensi bagi ilmuwan     setelahnya

•     (-) KELEMAHAN :

•     Pengelompokannya masih terlalu umum

Hukum Oktaf Newlands

J.W. Newlands merupakan orang yang mengelompokkan unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif. Pada tahun 1863, ia menyatakan bahwa sifat sifat unsur berubah secara teratur. Unsur pertama mirip dengan unsur kedelapan, unsur kedua mirip dengan unsur kesembilan dan seterusnya.  

Newland menyusun daftar unsur-unsur menurut kenaikan berat atom. Dari daftar ini ternyata ditemukan perulangan sifat unsur setiap 8 unsur (HUKUM OKTAF).
          Gas mulia tidak termasuk dalam pengelompokkan unsur ini karena gas mulia saat itu belum ditemukan.

Sistem Periodik Mendeleev

Diantara para ahli yang dianggap paling berhasil dalam mengelompokkan unsur-unsur dan berani menduga adanya unsur-unsur yang pada saat itu belum ditemukan adalah Dmitry Mendeleev. Mendeleev mengelompokkan unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Cara pengelompokkan dilakukan dengan menggunakan kartu. Dalam kartu tersebut ditulis lambang atom, massa atom relatifnya dan sifat-sifatnya. Mendeleev selanjutnya menempatkan unsur-unsur dengan kemiripan sifat pada satu lajur vertikal yang disebut golongan. Unsur-unsur juga disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya dan ditempatkan dalam satu lajur yang disebut periode. Sistem periodik yang disusun Mendeleev dapat dilihat pada tabel berikut:

Mendeleev sengaja mengosongkan beberapa tempat untuk menetapkan kemiripan sifat dalam golongan. Beberapa kotak juga sengaja dikosongkan karena Mendeleev yakin masih ada unsur yang belum dikenal karena belum ditemukan. Salah satu unsur baru yang sesuai dengan ramalan Mendeleev adalah germanium yang sebelumnya diberi nama ekasilikon oleh Mendeleev.

Mendeleyef dan Lothar Meyer secara terpisah menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan berat atom dan persamaan sifatnya. Dari data tersebut Mendeleyef mengemukakan  Sifat unsur-unsur adalah merupakan fungsi periodik dari berat atomnya.

Sistem Periodik Modern dari Hhenry G. Moseley

Pada awal abad 20, setelah penemuan nomor atom, Henry Moseley menunjukkan bahwa urut-urutan unsur dalam sistem periodik Mendeleev sesuai dengan kenaikan nomor atomnya. Penempatan telurium (A_r = 128) dan iodin (A_r = 127) yang tidak sesuai dengan keniakan massa atom relatif, ternyata sesuai dengan kenaikan nomor atomnya (nomor atom Te = 52; I = 53).

Robert Boyle adalah orang pertama yang memberikan tentang definisi bahwa unsur adalah suatu zat yang tidak dapat lagi dibagi-bagi menjadi dua zat atau lebih dengan cara kimia. Sejak itu orang dapat menyimpulkan bahwa unsur-unsur mempunyai sifat yang jelas dan ada kemiripan diantara sifat-sifat unsur itu.

Sistem Periodik Modern

Sistem periodik modern disusun berdasarkan hukum periodik modern yang menyatakan bahwa sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomya. Artinya, jika unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atomnya, maka sifat-sifat tertentu akan berulang secara periodik. Itu sebabnya tabel unsur-unsur tersebut dinamai Tabel Periodik.

•     Sistem periodik modern tersusun berdasarkan kenaikan nomor atom  dan  kemiripan sifat. 

•     Lajur horisontal  yang  disebut  periode, tersusun berdasarkan kenaikan nomor atom sedangkan lajur vertikal yang disebut golongan tersusun berdasarkan kemiripan sifat.

•     Unsur golongan A disebut golongan utama sedangkan golongan B disebut golongan  transisi. 

•     Golongan  dapat  diberi  tanda  nomor 1 sampai 18 berurutan dari kiri ke kanan. 

•     Berdasarkan  penomoran  ini,  golongan transisi mempunyai nomor 3 sampai 12.

•     Sistem  periodik  modern  tersusun  atas 7  periode  dan 18 golongan yang terbagi menjadi 8 golongan utama atau golongan A dan 8 golongan transisi atau golongan B.

•     Sistem periodik modern disusun berdasarkan hukum periodik modern yang menyatakan bahwa sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomya. Artinya, jika unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atomnya, maka sifat-sifat tertentu akan berulang secara periodik. Itu sebabnya tabel unsur-unsur tersebut dinamai Tabel Periodik.

Periode

Lajur-lajur horizontal dalam sistem periodik disebut periode. Sistem periodik modern terdiri atas 7 periode

Periode 1, 2,3 disebut periode pendek karena berisi relatif sedikit unsur, sedangkan periode 4 dan seterusnya disebut periode panjang.

Golongan

Kolom-kolom vertikal dalam sistem periodik disebut golongan. Penempatan unsur dalam golongan berdasarkan kemiripan sifat. Sistem periodik modern terdiri atas 18 kolom vertikal. Ada dua cara penamaan golongan, yaitu:

• Sistem 8 golongan. Menurut cara ini, sistem periodik dibagi menjadi 8 golongan yang masing-masing terdiri atas golongan utama (golongan A) dan golongan tambahan (golongan B). Unsur-unsur golongan B disebut juga unsur transisi. Nomor golongan ditulis dengan angka Romawi. Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA. Golongan VIIIB terdiri atas 3 kolom vertikal.
• Sistem 18 Golongan. Menurut cara ini, sistem periodik dibagi kedalam 18 golongan, yaitu golongan 1 sampai dengan 18, dimulai dari kolom paling kiri. Unsur-unsur transisi terletak pada golongan 3-12

Beberapa golongan unsur dalam sistem periodik mempunyai nama khusus, diantaranya:

• Golongan IA            : logam alkali (kecuali hidrogen)
• Golongan IIA           : logam alkali tanah
• Golongan VIIA         : halogen
• Golongan VIIIA        : gas mulia

Unsur transisi dan transisi dalam

• Unsur Transisi

Unsur-unsur yang terletak pada golongan-golongan B disebut unsur transisi atau unsur peralihan. Unsur-unsur tersebut merupakan peralihan dari golongan IIA ke golongan IIIA, yaitu unsur-unsur yang dialihkan hingga ditemukan unsur yang mempunyai kemiripan sifat dengan golongan IIIA

• Unsur transisi dalam

Dua baris unsur yang ditempatkan dibagian bawah Tabel Periodik disebut unsur transisi dalam, yaitu terdiri dari:

• Lantanida, yang beranggotakan nomor atom 57-70 (14 unsur). Ke-14 unsur ini mempunyai sifat yang mirip dengan lantanium (La), sehingga disebut lantanoid atau lantanida
• Aktinida, yang beranggotakan nomor atom 89-102 (14 unsur). Ke-14 unsur ini sangat mirip dengan aktinium, sehingga  disebut aktinoida atau aktinida

Semua unsur transisi dalam sebenarnya menempati golongan IIIB, yaitu lantanida pada periode keenam dan aktinida pada periode ketujuh. Jadi, golongan IIIB periode keenam dan periode ke tujuh, masing-masing berisi 15 unsur.

Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik

Hubungan antara letak unsur dalam sistem periodik dengan konfigurasi elektronnya dapat disimpulkan sebagai berikut.

• Nomor periode sama dengan jumlah kulit
• Nomor golongan sama dengan elektron valensi

Berdasarkan hubungan tersebut, maka letak unsur dalam sistem periodik dapat ditentukan berdasarkan konfigurasi elektron.

Sifat-sifat Periodik Unsur

Sifat periodik adalah sifat yang berubah secara beraturan sesuai dengan kenaikan nomor atom, yaitu dari kiri ke kanan dalam satu periode, atau dari atas ke bawah dalam satu golongan.

Jari-jari Atom

Jari-jari atom adalah jarak dari inti hingga kulit elektron terluar. Besar kecilnya jari-jari atom terutama ditentukan oleh dua faktor, yaitu jumlah kulit dan muatan inti.

• Untuk unsur-unsur segolongan, semakin banyak kulit atom, semakin besar jari-jarinya.
• Untuk unsur-unsur seperiode, semakin besar muatan inti, maka semakin kuat gaya tarik inti terhadap elektron, sehingga semakin kecil jari-jarinya.
  

Energi Ionisasi

Energi Ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang terikat paling lemah oleh suatu atom atau ion dalam wujud gas.

Hubungan energi ionisasi dengan nomor atom.

• dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi ionisasi semakin kecil
• dalam satu periode, dari kiri ke kanan, energi ionisasi cenderung bertambah

Besar  kecilnya energi ionisasi bergantung pada besar gaya tarik inti terhadap elektron kulit terluar, yaitu elektron yang akan dilepaskan. Semakin kuat gaya tarik inti, semakin besar energi ionisasi

• dalam satu golongan, dari atas ke bawah, jari-jari atom bertambah besar, sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin lemah. Oleh karena itu, energi ionisasi berkurang
• dalam satu periode, dari kiri ke kanan, jari-jari atom berkurang, sehingga gaya tarik inti terhadap elektron semakin kuat. Oleh karena itu energi ionisasi bertambah

 

 

 

Afinitas Elektron

Afinitas elektron adalah besarnya energi yang dihasilkan atau dilepaskan apabila suatu atom menarik sebuah elektron

• Dalam satu golongan dari atas ke bawah, afinitas elektron cenderung berkurang
• Dalam satu periode dari kiri ke kanan, afinitas elektron cenderung bertambah
• Kecuali unsur alkali tanah dan gas mulia, semua unsur golongan utama mempunyai afinitas elektronn bertanda negatif. Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan halogen

Keelektronegatifan

Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom dalam menarik pasangan elektron yang digunakan bersama dalam membentuk ikatan.
Unsur yang mempunyai energi ionisasi dan afinitas elektron yang besar tentu akan mempunyai keelektronegatifan yang besar pula.

Sifat Logam dan Nonlogam

Sifat logam bergantung pada energi ionisasi. Semakin besar energi ionisasi, semakin sukar bagi atom untuk melepas elektron, dan semakin berkurang sifat logamnya.

Kereaktifan

Kereaktifan suatu unsur begantung pada kecenderungannya melepas atau menarik elektron. Dari kiri ke kanan dalam satu periode, mula-mula kereaktifan menurun kemudian bertambah hingga golongan VIIA.

Sistem Periodik Mendeleev.

Mendeleev  1869  mengamati 63 unsur yang dikenal dan  mendapat hasil bahwa sifat unsur merupakan fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Sifat tertentu akn berulang scr periodik bila unsur unsur disusun sesuai kenaikan massa atom relatifnya.     Mendeleev menempatkan unsur-unsur dgn kemiripan sifat pd satu lajur vertikal yg disebut golongan.

Logam transisi adalah kelompok unsur kimia yang berada pada golongan 3 sampai 12 (IB sampai VIIIB pada sistem lama). Kelompok ini terdiri dari 38 unsur. Semua logam transisi adalah unsur blok-d yang berarti bahwa elektronnya terisi sampai orbit d. Dalam ilmu kimia, logam transisi mempunyai dua pengertian:

• Definisi dari IUPAC^[1] mendefinisikan logam transisi sebagai "sebuah unsur yang mempunyai subkulit d yang tidak terisi penuh atau dapat membentuk kation dengan subkulit d yang tidak terisi penuh"
• Sebagian besar ilmuwan mendefinisikan "logam transisi" sebagai semua elemen yang berada pada blok-''d'' pada tabel periodik (semuanya adalah logam) yang memasukkan golongan 3 hingga 12 pada tabel periodik. Dalam kenyataan, barisan blok-f lantanida dan aktinida juga sering dianggap sebagai logam transisi dan disebut "logam transisi dalam".

Sifat logam bergantung pada energi ionisasi. Semakin besar energi ionisasi, semakin sukar bagi atom untuk melepas elektron, dan semakin berkurang sifat logamnya.

Selisih Keelektronegativan

•     Pauling mendefinisikan perbedaan keelektronegativan antara dua atom A dan B sebagai perbedaan energi ikatan molekul diatomik AB, AA dan BB

•     D(A-B), D(A-A) dan D(B-B) adalah energi ikatan masing-masing untuk AB, AA dan BB ,

D(A-B) lebih besar daripada rata-rata geometri D(A-A) dan D(B-B). Hal ini karena molekul hetero-diatomik lebih stabil daripada molekul homo-diatomik karena kontribusi struktur ionik

Dengan menggunakan nilai ini, Pauling mendefinisikan keelektronegativan x sebagai ukuran atom menarik elektron.

xA dan xB adalah keelektronegativan atom A dan B.

Contoh penentuan golongan utama

Golongan Utama

Dasar Penentuan golongan : elektron valensi

       1. Blok  S

        S^X à Golongan X A

        Contoh : ₁₂Mg = 1S² 2S² 2P⁶ 3S²   à Golongan II A

    2. Blok  P

        S^X  P^y à Golongan (X + Y )A

        Contoh : ₁₅P = 1S² 2S² 2P⁶ 3S²  3P³ à Golongan V A

 Golongan Transisi disebut dengan

Unsur blok-d yang berarti bahwa elektronnya terisi sampai orbit d

  1. Blok  d (transisi dalam )
         S^X  d^y à ( X + Y ) B untuk 3 ≤ x+y < 7
                              VIII B untuk 8 ≤ x+y < 10
                                    I B untuk x+y = 11
                                   II B untuk x+y = 12

  2. Blok  f (transisi luar )
          4f  à Lantanida (II B)
          5f  à aktinida (III B)

PERIODE

Periode ditunjukan dengan nomor kulit yang paling besar (dari 1 sampai 7)

                                                                   

Contoh

•     1. Unsur dengan nomor atom 11, konfigurasinya : 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

- n = 3, berarti periode 3 (kulit M).
- elektron valensi (terluar) 3s sebanyak 1 elektron, berarti termasuk golongan IA.

 

•     2. Unsur Ga dengan nomor atom 31, konfigurasinya : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p¹

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- elektronvalensi 4s² 4p¹, berarti golongan IIIA.

 

•     3.  Unsur Sc dengan nomor atom 21, konfigurasinya : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- 3d¹ 4s² berarti golongan IIIB.

 

•     4. Unsur Fe dengan nomor atom 26, konfigurasinya : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- 3d⁶ 4s² , berarti golongan VIII.

Soal latihan

•     Unsur- unsur dengan nomor atom 24 dan 37 termasuk unsur golongan berapa dan blok mana?

•     . Mengapa Unsur golongan III A sampai VIII A disebut unsur blok p?

•      Sebutkan semua unsur-unsur golongan A?