G. Sistem Periodik Unsur

1. Pengelompokan Unsur Pra Sistem Periodik

            Sudah sejak dahulu para ahli kimia berusaha mengelompokan unsur-unsur berdasarkan kemiripan sifat, agar unsur-unsur tersebut mudah dipelajari.Ketika ilmu kimia lahir, para ilmuwanArab dan Persia membagi unsur-unsur menjadi dua kelompok, yaitu lugham (logam) dan laysa lugham (bukan logam).

 

 

a. Antoine Laurent Lavoisier

            Dalam bukunya Traite Elementaire de Chimie (1789), mencatat 16 unsur logam dan 7 unsur non logam yang dikenal saat itu,yaitu:

v   Unsur logam terdiri atas

antimon          kobal                   perak           tembaga

bismut            mangan               platina         timah

besi                molibden             raksa            timbal

emas               nikel                   seng             wolfram

 

v  Unsur bukan logam terdiri atas

arsen                hidrogen             nitrogen

belerang           karbon               oksigen

fosforus

 

 

b.  Johan Wolfgang Dobereiner (1780 - 1849)

            Dari Jerman pada tahun 1829 membagi unsur-unsur dalam kelompok yang disebut triad, sebab setiap kelompok mengandung tiga anggota. Beberapa contoh triad antara lain:

Li (massa atom 7) Na (massa atom 23) K (massa atom 39)

Cl ( massa atom 35,5) Br (massa atom 80) I (massa atom 127)

 

 

 

 

 

           

Dobereiner mengungkapkan bahwa anggota triad yang di tengah mempunyai sifat-sifat di antara kedua anggota yang lain. Sebagai contoh, perhatikanlah triad Cl, Br, dan I. Sifat-sifat bromin berada di antara sifat-sifat klorin dan iodin, seperti tercantum di bawah ini.

§  Massa atom bromin mendekati rata-rata massa atom klorin dan iodin

§  Bromin lebih mudah bereaksi daripada iodin tetapi lebih sukar bereaksi daripada klorin.

§  Klorin berwujud gas dan iodin berwujud padat, sehingga dapat diramalkan bahwa bromin berwujud cair.

 

 

c. John Alexander Reina Newlands (1838-1898)

            Dari Inggris menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom. Newlands menemukan bahwa pengulangan sifat-sifat unsur tersebut sesuai dengan pengulangan not oktaf dalam lagu. Artinya, unsur ke-8 mempunyai sifat yang sama dengan unsur ke-1; unsur ke-9 mengulangi sifat unsur ke-2; dan seterusnya. Hal ini dikenal sebagai Hukum Oktaf  Newlands.

            Kelemahan Hukum Oktaf Newlands adalah bahwa pengulangan setiap delapan unsur itu hanya cocok untuk unsur-unsur yang massa atomnya kecil. Lagi pula pengelompokan oktaf itu terlalu dipaksakan, sehingga banyak unsur yang berhimpitan pada tempat yang sama.

 

Tabel 2.3 Pengelompokan Unsur dalam Oktaf  Newlands

Do 1	Re 2	Mi 3	Fa 4	Sol 5	La 6	Si 7
H	Li	Be	B	C	N	O
F	Na	Mg	Al	Si	P	S
Cl	K	Ca	Cr	Ti	Mn	Fe
Co, Ni	Cu	Zn	Y	In	As	Se
Br	Rb	Sr	Ce, La	Zr	Di, Mo	Ro, Ru
Pd	Ag	Cd	U	Sn	Sb	I
Te	Cs	Ba,V	Ta	W	Nb	Au
Pt, Ir	Os	Hg	Tl	Pb	Bi	Th

 

 

d. Julius Lothar Meyer (1830-1895)

            Pada tahun 1869, Julius Lothar Meyer di Jerman mengungkapkan bahwa jika unsur disusun berdasarkan pertambahan massa atom, beberapa sifat fisis seperti volume atom, daya hantar listrik, kekerasan, titik didih, akan berulang secara periodik. Meyer lalu menyusun unsur-unsur dalam suatu tabel yang disebut sistem periodik.

 

e. Dimitri Ivanovich Mendeleyev (1834-1907)

            Pada tahun 1869 Dimitri Ivanovich Mendeleyev, di Rusia mengemukakan sistem periodik yang sama seperti Meyer, yaitu berdasarkan pertambahan massa atom. Akan tetapi sistem periodik Mendeleyev mempunyai beberapa keunggulan.

-       Mendeleyev bukan hanya menggunakan sifat-sifat fisis, tetapi juga sifat kimia.

-       Mendeleyev mengoreksi beberapa harga massa atom, misalnya berilium (dari 13 menjadi 9) dan uranium (dari 120 menjadi 240).

-       Demi mempertahankan kemiripan sifat, Mendeleyev berani menukar letak beberapa unsur, misalnya telurium (massa atom 128) ditempatkan sebelum iodin (massa atom 127).

-       Mendeleyev menyediakan beberapa tempat kosong dalam sistem periodiknya, yang disediakan bagi unsur-unsur yang belum ditemukan. Misalnya, Mendelyev me-ramalkan adanya unsur eka-aluminium (massa atom 69) dan unsur eka-silikon (massa atom 72) yang tempatnya masing-masing di bawah aluminium dan silikon. Ternyata kedua unsur itu benar-benar ada, yaitu gallium dan germanium (ditemukan tahun 1875 dan 1886), yang memiliki sifat-sifat persis seperti ramalan Mendeleyev.

-       Unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) yang ditemukan antara tahun 1890-1900 dapat diletakan pada sistem periodik Mendeleyev, tanpa mengubah susunan unsur-unsur yang sudah ada.

 

2. Sistem Periodik Moderen

            Sistem periodik moderen dibuat berdasarkankonfigurasi elektron, dan unsur-unsur disusun menurut pertambahan nomor atom. Sistem periodik moderen tersusun dari:

a.    Baris-baris horinzontal yang disebut periode

b.    Kolom-kolom vertikal yang disebut golongan

 

 

a.    Periode

nomor periode = jumlah kulit

Unsur-unsur yang jumlah kulitnya sama ditempatkan pada periode (sama).

 

 

Unsur-unsur yang hanya mempunyai satu kulit (kulit K saja) terletak pada periode pertama (baris paling atas).Unsur-unsur yang mempunyai dua buah kulit (kulit K dan kulit L) terletak pada periode kedua (baris kedua), dan seterusnya.

Penempatan unsur-unsur dalam periode didasarkan pada perubahan sifat periodik unsur yang sesuai dengan urutan perubahan nomor atomnya. Dalam tabel periodik moderen, unsur-unsur dikelompokkan ke dalam 7 periode yang terdiri dari:

§  Periode paling pendek (periode 1, terdiri dari 2 buah unsur, yaitu hidrogen dan helium).

§  Periode pendek (periode 2 dan periode 3, masing-masing terdiri dari 8 unsur, yaitu dari litium hingga neondan natrium hingga argon).

§  Periode panjang (periode 4 dan 5, masing-masing terdiri dari 18 unsur, yaitu kalium hingga kripton dan rubidium hingga xenon).

§  Periode paling panjang (periode 6, terdiri dari 32 unsur)

§  Periode belum lengkap (periode 7).

Di antara 32 unsur yang terletak pada periode ke-6, 14 unsur (Z= 57 sampai Z= 71) memiliki kemiripan sifat dengan unsur lantanum (La), sehingga unsur-unsur tersebut dikelompokkan dalam deret Lantanida.

Sementara itu,di antara unsur-unsur yang terletak dalam periode ke-7 (Z = 89 sampai Z = 103) memiliki kemiripan sifat dengan unsur aktinium (Ac), sehingga unsur-unsur tersebut dikelompokkan dalam deret aktinida, sedangkan khusus untuk unsur-unsur yang mempunyai Z = 93 sampai Z = 103 disebut unsur transuranium, karena tempatnya dalam tabel periodik setelah unsur uranium dan unsur-unsur tersebut merupakan unsur radioaktif buatan.

 

Tabel 2.4 Nama dan Jumlah Unsur Pada Periode

Periode	Nama Periode	Jumlah Unsur
1 2 3 4 5 6 7	periode sangat pendek periode pendek periode pendek periode panjang periode panjang periode sangat panjang periode sangat panjang	2 8 8 18 18 32 32

 

 

 

‘

 

 

 

b.   Golongan

Unsur-unsur yang memiliki jumlah elektron valensi sama ditempatkan pada golongan (kolom) yang sama.

nomor golongan = jumlah elektron valensi

                                   

 

            Unsur-unsur yang segolongan mempunyai sifat-sifat kimia yang sama, sebab mereka memiliki elektron valensi yang sama.

            Golongan dalam sistem periodik unsur merupakan lajur dari atas ke bawah (vertikal).Keunikan penggolongan ini ialah bahwa unsur-unsur yang berada dalam satu golongan secara umum memiliki sifat kimia yang mirip.Hal ini disebabkan unsur-unsur tersebut memiliki kesamaan elektron valensi.Secara garis besar, penggolongan dalam sistem periodik dibagi atas golongan utama dan golongan transisi.

 

 

a).Golongan Utama

            Golongan Utama menurut aturan Amerika diberi simbol A. Unsur-unsur utama terdiri dari golongan IA sampai golongan VIIIA dan beberapa unsur golongan utama mempunyai nama khusus yang sesuai sifatnya, yaitu logam alkali (golongan IA), logam alkali tanah (golongan IIA), halogen (golongan VIIA), dan gas mulia (golongan VIIIA.

            Unsur-unsur utama meliputi nama golongan, sebagaimana tercantum pada tabel berikut.

 

 

 

Tabel 2.5 Nama-nama Golongan Unsur Utama

Golongan	Nama Golongan	Elektron Valensi
IA IIA IIIA IVA                    VA VIA VIIA VIIIA	golongan alkali golongan alkali tanah golongan boron golongan karbon golongan nitrogen golongan oksigen golongan halogen golongan gas mulia	1 2 3 4 5 6 7 8

 

Berikut ini disajikan beberapa golongan yang ada pada tabel periodik unsur.

 

 

i.      Golongan IA (Alkali)

Unsur-unsur golongan IA merupakan logam-logam yang sangat reaktif. Oleh karena itu, logam-logam golongan IA sering digunakan sebagai pelindung terhadap korosi dari udara dan air.

            Golongan IA terdiri atas lima unsur logam, yaitu litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), dan sesium (Cs), serta satu unsur radioaktif fransium (Fr). Golongan IA disebut golongan logam alkali karena membentuk basa kuat dalam air. Jika dilihat penampilannya, semua logam alkali termasuk logam lunak sehingga mudah diiris dengan pisau dam massa jenisnya lebih rendah daripada massa jenis air. Konfigurasi elektron unsur alkali ditunjukan dalam Tabel 2.6.

Tabel 2.6 Konfigurasi Elektron Unsur Alkali

Lambang Unsur	Nomor Atom	Jumlah Elektron Pada Kulit
Li Na                     K Rb Cs Fr	3 11 19 37 55 87	2    1    2    8    1    2    8    8    1    2    8  18    8    1    2    8  18  18    8    1    2    8  18  32  18    8   1

           

Berdasarkan Tabel 2.6, terlihat bahwa semua unsur alkali memiliki elektron di kulit terluar berjumlah 1. Atom unsur alkali cenderung melepaskan 1 elektron untuk membentuk ion bermuatan +1.Karena sangat mudah melepaskan elektronnya, logam alkali sangat mudah reaktif, dapat terbakar di udara, dan bereaksi dengan air. Hal itu terbukti jika dilarutkan dalam air, logam alkali akan meledak. Karena kereaktifannya itu, alkali harus disimpan di dalam minyak tanah.

Hidrogen termasuk nonlogam walaupun dengan alkali sama-sama memiliki satu elektron pada kulit terluarnya. Berdasarkan konfigurasi elektron diketahui semua unsur alkali memiliki 1 elektron yang terletak pada kulit terluar. Persamaan ini memyebabkan unsur-unsur alkali memiliki sifat kimia yang mirip. Walaupun memiliki sifat yang mirip tetapi unsur-unsur alkali keberadaan di alam tidak bersama-sama. Hal ini disebabkan oleh ukuran-ukuran ion alkali yang sangat berbeda satu dengan yang lainnya.

Natrium dan kalium sangat melimpah dikerak bumi sedangkan litium, rubidium, dan sesium kelimpahannya sangat sedikit. Kelimpahan logam alkali yang paling sedikit adalah fransium. Hal ini disebabkan fransium merupakan unsur radioaktif yang memancarkan sinar beta (β) dengan waktu paruh yang pendek sekitar 21 menit, kemudian segera berubah menjadi unsur thorium. Logam fransium dihasilkan dari unsur aktinium dengan pemancaran sinar alpha (α). Fransium merupakan unsur logam golongan alkali yang bersifat radioaktif dan sifat-sifat kimianya sangat mirip dengan cesium.

Fransium dihasilkan ketika unsur radioaktif aktinium meluruh melalui reaksi sebagai berikut:

_ 89 [Ac] ^227 → _ 87 [Fr] ^223 + _2 [He] ^4

            Selain itu fransium merupakan unsur logam berat yang sangat elektropositif dan merupakan unsur radioaktif alami yang isotop-isotopnya mempunyai massa atom dalam rentang 204 sampai 224.

 

 

Sumber logam Alkali Di Alam

§  Natrium ditemukan sebagai natrium klorida (NaCl) yang terdapat dalam air laut, dalam bentuk sendawa Chili NaNO₃, trona (Na₂CO₃.2H₂O), boraks (Na₂B₄O₇.10H₂O) dan mirabilit (Na₂SO₄).

§  Kalium didapat sebagai mineral silvit (KCl)), mineral karnalit (KCl.MgCl₂.6H₂O) sendawa (KNO₃), dan feldspar (K₂O.Al₂O₃.3SiO₂). Selain dari kalium juga terdapat dalam air laut.

§  Unsur rubidium dan sesium dihasilkan sebagai hasil samping proses pengolahan litium dari mineralnya.