sistem periodik unsur

SISTEM PERIODIK UNSUR

ORGANISASI, KLASIFIKASI, DAN SIFAT PERIODIK

·         PENDAHULUAN

Untuk mempermudah mempelajari unsur-unsur, telah banyak usaha yang dilakukan orang. Usaha yang pertama kali dilakukan adalah membagi unsur-unsur menjadi kelompok logam dan nonlogam. Akan tetapi, hal ini masih banyak kelemahannya. Oleh karena itu, beberapa ilmuwan berusaha untuk membuat cara mengklasifikasi unsur-unsur agar mudah untuk dipelajari.

·         PEMBAHASAN

A.    Tabel Periodik Unsur

Berawal dari Antonie Lavoisier (1789) yang membagi unsur menjadi empat kelompok yaitu, gas, tanah, logam, dan nonlogam. Seiring perkembangan zaman, maka berkembanglah teori-teori dari para ilmuwan untuk mengklasifikasi unsur-unsur yang ada.

1.      Hukum Triade dari Dobereiner

J.W Dobereiner (1829) adalah orang pertama yang menemukan hubungan antara sifat-sifat kimia dengan massa atom. Unsur-unsur disusun berdasarkan:

a. kemiripan sifat,

b. setiap kelompok terdiri dari tiga unsur,

c. Ar unsur yang ditengah merupakan rata-rata kedua unsur yang mengapitnya.

Contoh:

Triade	Massa Atom	Setengah Jumlah Massa Atom Unsur Pertama dan Ketiga
Ca	40
Sr	87
Ba	137

2.      Hukum Oktaf dari John Newlands

Seorang ilmuwan Inggris yang bernama John Newlands pada tahun 1863 menyusun unsur-unsur menurut naiknya massa atom. Menurut John Newlands unsur-unsur disusun berdasarkan:

a.       Kenaikan massa atom relatif (nomor massa),

b.      Pengulangan sifat setiap 8 unsur.

Unsur kedelapan memiliki sifat yang sama dengan unsur pertama, unsur kesembilan sama dengan unsur kedua, dan seterusnya. Akan tetapi beberapa unsur selanjutnya tidak menunjukkan kesamaan sifat seperti yang diharapkan. Meskipun demikian, teori ini merupakan pembuka jalan dalam penggolangan unsur.

3.      Tabel Periodik Unsur Mendeleyev dan Lothar Meyer

Lothar Meyer (1866) menyusun unsur-unsur berdasarkan:

a.       Kenaikan Ar,

b.      Sifat fisik,

Dimitri Ivanovich Mendeleyev (1869) menyusun unsur-unsur berdasarkan:

a.       Kenaikan Ar,

b.      Sifat kimia,

Pokok-pokok susunan unsur Mendeleyev adalah sebagai berikut:

a.          Atom-atom disusun menurut naiknya massa atom dengan mengutamakan sifat-sifatnya. Setelah tercapai sejumlah unsur, sifatnya berulang kembali (sifat-sifat unsur merupakan fungsi berkala dari massa atom).

b.                  Mendeleyev meramalkan adanya unsur-unsur dan sifat-sifatnya yang belum diketahui pada saat itu. Tiga unsur tersebut diberi nama eka-boron, eka-aluminium, dan eka-silikon yang akhirnya ditemukan, yaitu skandium(1879), galium(1875), dan germanium(1886).

c.    Dalam susunan berkala Mendeleyev, unsur dibagi menjadi 8 deret vertikal yang dinamakan golongan dan diusahakan agar unsur-unsur dalam masing-masing golongan mempunyai sifat-sifat yang sama.

d.   Tempat-tempat yang kosong diramalkan Mendeleyev akan ditempati oleh unsur-unsur yang nantinya ditemukan.

4.      Sistem Periodik Modern

Henry Monseley (1913) menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan jumlah proton (nomor atom) dan muatan inti. Sistem ini disebut sistem periodik modern.

Dalam Tabel Periodik Unsur (TPU) modern, unsur-unsur di tempatkan secara teratur menurut naiknya nomor atom (jumlah proton).

a.       Periode dan Golongan

1.      Periode

Periode adalah baris dengan nomor atom yang urut dari kiri ke kanan. Periode juga menyatakan banyaknya kulit atom yang terisi elektron. Dalam tabel periodic unsur, terdapat tujuh periode.

Periode	Banyaknya Unsur dalam Satu Periode	Nomor Atom
1	2 (gol. 1A dan VIIIA)	1 dan 2
2	8(gol. IA s.d. VIIIA)	3 hingga 10
3	8(gol. IA s.d. VIIIA)	11 hingga 18
4	18 (gol. IA s.d. VIIIA + gol. B)	19 hingga 36
5	18 (gol. IA s.d. VIIIA + gol. B)	37 hingga 54
6	32 (gol. IA s.d. VIIIA + gol. B)	55 hingga 86
7	25	Belum terisi penuh

2.      Golongan

Golongan merupakan kolom yang berisi unsur-unsur yang mempunyai kemiripan sifat. Ada dua golongan pokok, yaitu golongan A dan golongan B. Pada golongan A, nomor golongan menunjukkan banyaknya elektron pada kulit terluar (elektron valensi) yang sama.

a). golongan A (golongan utama)

Golongan	Banyaknya Elektron pada Kulit Terluar (Elektron Valensi)	Nama lain
IA	1	Golongan alkali
IIA	2	Golongan alkali tanah
IIIA	3	Golongan aluminium
IVA	4	Golongan karbon
VA	5	Golongan nitrogen
VIA	6	Golongan khalkogen
VIIA	7	Golongan halogen
VIIIA	8	Golongan gas mulia

b).  golongan B (golongan transisi)

Semua  unsur golongan transisi (golongan B) merupakan unsure logam. Pada suhu kamar, unsur golongan ini berupa zat padat (kecuali Hg berwujud cair), titik leleh dan titik didihnya tinggi, rapat jenisnya besar, senyawanya banyak yang berwarna, beberapa senyawanya bersifat paramagnetic, mudah membentuk senyawa kompleks serta kurang reaktif jika dibandingkan dengan golongan IA dan IIA. Bahkan, beberapa unsur transisi, seperti Pt dan Au, sukar bereaksi dan tahan terhadap karat.

Menurut rekomendasi Internasional Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) penomoran golongan unsur-unsur yaitu 1 hingga 18 hidrogen ditempatkan tersendiri terpisah tidak masuk golongan manapun karena sifatnya yang unik. Sistem ini menggantikan sistem lama yang menggunakan notasi dari kombinasi angka dan huruf  Romawi yang membingungkan karena perbedaan penomoran anatara Amerika Utaara dengan lainnya.

Golongan 1 dan 2 dan 13-18 mewakili golongan utama. Golongan ini terdiri dari kelompok s dan kelompok p, artinya secaara berurutan dalam kelompok masing-masing orbital s dan orbital p dari atom unsur yang bersangkutan “sedang diisi elektron” untuk memperoleh konfigurasi elektronik menurut prinsip aufbau.

B.     Klasifikasi Unsur- Unsur dalam Tabel Periodik Unsur

Unsur-unsur dapat diklasifikasikan menurut banyak cara, yang paling tegas yaitu atas dasar fasa (wujud) pada keadaan Standart Ambient Temperature (25⁰C) and Pressure (100kPa), STAP (jangan dikacaukan dengan istilah STP yang menunjuk pada temperatur 0⁰C dan tekanan 101 kPa). Atas dasar STAP, unsur-unsur dibedakan dalam fasa gas (hanya ada 11 unsur yaitu hidrogen, nitrogen, oksigen, fluorin, klorin, dan gas mulia), cair (hanya ada 2, yaitu bromine dan merkuri), dan fasa padat (sisanya). Klasifikasi wujud fisik demikian ini tentu tidak memberikan banyak aspek kimiawinya. Klasifikasi lain yang sangat umum yaitu berdasarkan dua kelompok logam (metal) dan non-logam (non-metal).

Hubungan antara TPU dengan sifat-sifat kimia serta konfigurasi elektronik unsur-unsur yang bersangkutan menyarankan adanya bermacam-macam klasifikasi. Adapun klasifikasi yang sering dijumpai yaitu terbaginya unsur-unsur ke dalam empat kelompok: (1) kelompok unsur-unsur inert atau gas mulia, (2) kelompok unsur-unsur utama atau representative, (3) kelompok unsur-unsur transisi, dan (4) kelompok unsur-unsur transisi dalam (inner transition)

a.       Unsur-unsur inert

Kelompok unsur-unsur ini yang sering disebut juga unsur-unsur  gas mulia (noble gas) yaitu terdiri dari ₂He, ₁₀Ne, ₁₈Ar, ₃₆Kr, ₅₄Xe, dan ₈₆Rn. Kecuali He yang memiliki konfigurasi penuh 1s² kelompok unsur ini ditandai dengan konfigurasi elektronik penuh untuk setiap orbital dan dengan elektron valensi ns² np⁶.

Unsur-unsur inert ini sering juga diklasifikasikan sebagai golongan nol karena sifat kestabilan yang tinggi namun lebih sering diklasifikasikan sebagai golongan VIII utama atau M8.   

  

b.      Kelompok unsur-unsur utama

Unsur-unsur golongan utama atau representeatif  ditandai oleh konfigurasi elektronik tidak-penuh pada satu kulit terluar, ns¹ – ns²np^(0-5). Unsur-unsur ini dapat membentuk ion M²⁺ sebagaimana unsur-unsur golongan M2 dengan beberapa kemiripan namun dengan perbedaan pula sifat-sifat diantara kedua kelompok ini. Perbedaan sifat-sifat diantara kedua kelompok ini mungkin disebabkan oleh perbedaan konfigurasi elektronik terluar yaitu 18 elektron bagi ion M²⁺ untuk group ini. Dengan penuhnya elektron (d¹⁰) untuk group ini diduga ada hubungannya dengan sifat polarisasi ion M²⁺ yang jauh lebih besar daripada sifat polarisasi ion-ion divalen dari group M2 sebagai akibat sifat orbital d yang mudah mengalami distorsi.

c.       Kelompok unsur transisi

Unsur-unsur transisi kemudian menunjuk pada unsur-unsur dengan konfigurasi elektronik belum penuh pada salah satu atau kedua kulit terluar yang melibatkan orbital d yaitu dengan karakteristik konfigurasi elektronik ….(n-1)d^(1-10) ns^(1-2). Jadi jelas bahwa dengan batasan demikian ini ketiga kelompok unsur tersebut Zn, Cd, dan Hg, tidak termasuk sebagai kelompok unsur transisi.

C.     Sifat-Sifat Periodisitas

1.      Jejari atom

Ada dua cara untuk mendifinisikan jejari atomik. Pertama, jejari atomik dapat diekspresikan sebagai setengah jarak antara dua inti atom yang bergabung dengan ikatan kovalen dalam molekul diatomi, yaitu disebut jejari kovalen, r_kov. Kedua, jejari atomik diekspresikan sebagai setengah jarak antara dua inti atom dari molekul-molekul diatomik yang bertetangga, yaitu disebut jejari van der Waals, r_vdW.

Dalam periode jejari atom menurun dengan naiknya nomor atom. Naiknya nomor atom berarti naiknya Z_ef yang dirasakan oleh setiap elektron dalam orbital yang bersangkutan, sehingga orbital-orbital ini mengalami kontraksi (ke arah inti atom) yang semakin besar dan akibatnya atom akan Nampak semakin kecil.

Dalam golongan jejari atom bertambah besar dengan naiknya nomor atom. Ukuran atom ditentukan oleh ukuran orbital terluar. Naiknya nomor atom berarti bertambahnya kulit elektron (1-7) atau bertambahnya elektron “dalam” dan bertambahnya ukuran orbital terluar sehingga elektron  terluar mengalami tamengisasi oleh elektron-elektron “dalam” yang semakin efektif , akibatnya atom akan Nampak semakin besar.

2.      Energi ionisai

Pada dasarnya energy ionisasinya (E_i) didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari spesies (netral) dalam keadaan gas. Energi untuk mengeluarkan elektron satu elektron pertama disebut sebagai energi ionisasi pertama dan untuk mengeluarkan satu elektron kedua disebut energi ionisasi kedua, demikian seterusnya untuk pengeluaran satu elektron berikutnya. Jadi proses yang terjadi sebagai berikut : E_i(1)   E_i(2)  E_i(n)

Pengertian energi afinitas demikian juga energi ionisasi bagi setiap spesies bersifat kumulatif langsung, artinya energi afinitas dua elektron suat spesies netral misalnya, merupakan jumlah dari energi afinitas pertama dan kedua bagi spesies yang bersangkutan.

            Kecenderungan afinitas elektron

Unsur-unsur dalam satu periode menunjukkan fluktuasi (perubahan naik-turun) afinitas elektron dengan naiknya nomor atom, kecenderungan ini berbeda dengan kecenderungan energi ionisasinya. Afinitas elektron umumnya naik sampai dengan atom-atom dengan konfigurasi elektron hampir penuh atau hampir setengah penuh kemudian menurun secara tajam untuk atom-atom dengan konfigurasi elektron penuh atau setengah penuh berlawanan total dengan harga energi ionisasinya. Jadi afinitas elektron tertinggi dimiliki oleh unsur-unsur halogen dan terendah dimiliki oleh unsur-unsur gas mulia.

Muatan inti efektif, Z_ef , terhadap elektron valensi unsur-unsur dalam satu golongan berubah naik sangat sedikit dengan naiknya nomor atom, sedangkan jejari atom naik secara tajam. Dengan demikian pengaruh gaya ikat muatan inti efektif dengan elektron valensi semakin lemah dengan naiknya nomor atom, yang berarti semakin lemah pula pengaruh gaya ikatnya terhadap elektron tambahan (terluar), oleh karena itu, E_a unsur-unsur dalam satu golongan diramalkan menurun dengan naiknya nomor atom.

3.      Elektronegatifan

Elektronegatifan adalah kecenderungan atom dalam molekul yang stabil untuk menarik elektron. Unsur-unsur dalam satu periode, dari kiri  ke kanan nilai skala elektro-negativitas unsure semakin besar. Hal ini dikarenakan dari kiri ke kanan muatan inti bertambah, sedangkan jari-jari atom mengecil. Akibatnya, daya tarik inti terhadap elektron makin besar.

Unsur-unsur dalam satu golongan, dari bawah ke atas nilai skala elektronegativitas makin besar sebab dari bawah keatas jari-jari atom mengecil. Akibatnya, daya tarik inti terhadap elektron makin besar.

·         KESIMPULAN

Jadi, sistem periodik unsur merupakan tabel yang digunakan untuk mengklasifikasikan unsur-unsur di alam agar mudah untuk di identifikasi dan dipelajari. Para ahli sejak awal 1700-an telah berusaha mengklasifikasikan unsur-unsur, hingga akhirnya saat ini kita mengenal adanya tabel periodik unsur.

Klasifikasi unsur-unsur dalam tabel periodik unsur antara lain: unsur-unsur inert, unsur-unsur utama, dan unsur transisi. Dan sifat-sifat periodisitas unsur di antaranya: jejari atomik, energi ionisasi, kecenderungan afinitas elektron, dan elektronegatifitas.