Mg4a-Sistem Periodik Unsur

35
SISTEM PERIODIK UNSUR SISTEM PERIODIK UNSUR Kimi a Struktur materi Sifat materi Reaksi materi Sifat Unsur perlu klasifikasi sifat unsur Sistem klasifikasi unsur berdasar kemiripan sifat unsur SISTEM PERIODIK UNSUR Hukum periodik: apabila unsur-unsur disusun berturutan berdasarkan kenaikan nomor atom nya, maka sifat fisika dan sifat kimianya berubah secara periodik 1. Apakah sistem periodik unsur itu?

Transcript of Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Page 1: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

SISTEM PERIODIK UNSURSISTEM PERIODIK UNSUR

Kimia

Struktur materi Sifat materi Reaksi materi

Sifat Unsur

perlu klasifikasi sifat unsur

Sistem klasifikasi unsur berdasar kemiripan sifat unsur

SISTEM PERIODIK UNSUR

Hukum periodik: apabila unsur-unsur disusun berturutan berdasarkan kenaikan nomor atomnya, maka sifat fisika dan sifat kimianya berubah secara periodik

1. Apakah sistem periodik unsur itu?

Page 2: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

SISTEM PERIODIK UNSUR

• Mendeleev → berdasar sifat kimia

Lothar Meyer → berdasar sifat fisika

• Dimitri Mendeleev → nomer atom

IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA → unsur-unsur utama

IA : alkali

IIA: alkali tanah

VIIIA: gas mulia

Golongan B : unsur-unsur transisi (peralihan)

VIII : transisi (peralihan) luar

Nomer atom 57 – 71 : lanthanida

89 – 103 : actinida (transisi/peralihan dalam)

massa atom

Page 3: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Hubungan tabel periodik dengan konfigurasi elektron

Gol ‘s’ : IA dan IIA

Gol ‘p’ : IIIA s/d VIIIA

Gol ‘d’ : unsur transisi: ….(n-1)s2 (n-1)p6 (n-1)d1-10 ns2

Gol ‘f’ : lanthanida dan actinida: ….(n-2)f1-14 (n-1)s2 (n-1)p6 ns2

s d

p

f

Page 4: Mg4a-Sistem Periodik Unsur
Page 5: Mg4a-Sistem Periodik Unsur
Page 6: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Columns are called GROUPS (FAMILIES) and rows are called PERIODS.

Elements in a group have similar chemical and physical properties.

Page 7: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

The total number of electrons within a group is different, increasing in number down a group

However, the number of electrons furthest away from the nucleus, called the OUTER or VALENCE electrons is the same for all elements in a group.

Page 8: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Groups are referred to by names, which often derive from their properties

I – Alkali metals; II – Alkaline Earth metals

VII – Halogens; VIII – Noble gases

The elements in the middle block are called TRANSITION ELEMENTS

Page 9: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Elements in the A group are diverse; metals and non-metals, solids and gases at room temperature.The transition elements are all metals, and are solids at room temp, except for Hg.

Among the transition elements are two sets of 14 elements - the LANTHANIDES and the ACTINIDES

Page 10: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Physical and Chemical properties such as melting points, thermal and electrical conductivity, atomic size, vary systematically across the periodic table.

Elements within a column have similar properties

Page 11: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

A “zig-zag” division of the table divides metals from non-metals. Elements to the left of the zig-zag line are metals (except for hydrogen, which is unique) and to the right are non-metals.

Elements along the border have intermediate properties and are called metalloids.

Page 12: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

The Periodic TableThe Periodic Law: The properties of the

elements are a periodic function of their atomic number (Z).

The Structure of the Table:1. Groups or Families - The vertical columns in the periodic table containing elements of similar properties.

2. Periods or Rows - The horizontal rows containing elements with continuously increasing atomic numbers. From left to right, they become more non-metallic.

Page 13: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

3. Metals - Elements to the left and down in the periodic table. The majority of elements are metals.

Na Ca Mn Zn Bi Os 4. Metalloids (Semi-metals) - Elements that border the line between metals and non-metals.

Si Ge As Sb Te At

5. Non-metals - Elements to the right and up in the periodic table.

H C O Cl Se Br P Ne

Page 14: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

SiSTEM PERIODIK UNSUR

Sistem klasifikasi unsur berdasarkan konfigurasi elektronik

Sifat unsur ditentukan oleh konfigurasi elektronik atomnya, terutama konfigurasi elektronik orbital terluar

Konfigurasi elektronik unsur mirip → sifat unsur mirip

KONFIGURASI ELEKTRONIK UNSUR

Page 15: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Hubungan antara sifat, konfigurasi elektronik dan sistem periodik unsur dapat dijelaskan dengan pengelompokan unsur ke dalam:

- unsur utama (kelompok s dan p)

- unsur peralihan (kelompok d) dan

- unsur peralihan dalam (kelompok f)

2. Sifat unsur, konfigurasi elektronik unsur dan sistem periodik unsur

Page 16: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

UNSUR UTAMA

Kelompok s Contoh : 19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

38Sr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2

Bentuk umum : (semua orbital dalam penuh) ns1-2

Kemiripan sifat : - antar unsur satu golongan

- konfigurasi elektronik :

orbital dalam sama (penuh)

orbital terluar sama Perbedaan sifat : - antar unsur beda golongan

- konfigurasi elektronik :

orbital dalam sama (penuh)

orbital terluar beda

Page 17: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Kelompok p Contoh : 13Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3px1

36Kr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6

Bentuk umum : (semua orbital dalam penuh) ns2 np1-6

Kemiripan sifat : - antar unsur satu golongan

- konfigurasi elektronik :

orbital dalam sama (penuh)

orbital terluar sama Perbedaan sifat : - antar unsur beda golongan

- konfigurasi elektronik :

orbital dalam sama (penuh)

orbital terluar beda

Page 18: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

UNSUR PERALIHAN (Kelompok d)

Contoh : 26Fe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

Bentuk umum : (semua orbital dalam penuh) (n-1)d1-10 ns2

Kemiripan sifat : - tidak ada pola berlaku umum, dapat antar unsur satu golongan: Cu, Ag, Au antar unsur satu perioda: Fe, Co, Ni

Perbedaan sifat : - tidak ada pola berlaku umum

UNSUR PERALIHAN DALAM (Kelompok f)

Contoh : 59Pr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f3 5s2 5p6 6s2

Bentuk umum : (semua orbital dalam penuh) (n-2)f1-14 (n-1)s2 (n-1)p6 ns2

Kemiripan sifat : - antar unsur satu perioda - konfigurasi elektronik : orbital dalam sama (penuh) dua orbital luar sama (penuh) orbital ketiga dari luar beda

Perbedaan sifat : - antar unsur beda perioda

Page 19: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

3. Sifat periodik

Konfigurasi elektronik unsur Kemiripan sifat unsur

Sistem klasifikasi unsur

SISTEM PERIODIK UNSURSISTEM PERIODIK UNSUR

(sifat fisika dan sifat kimia unsur berubah secara periodik, bila unsur disusun berturutan menurut nomer atom)

Sifat unsur (fisika dan kimia) yang bergantung pada konfigurasi elektronik atom akan berubah dengan nomor atom secara periodik.

Seperti: jari-jari atomik, jari-jari ionik, rapat atom, energi ionisasi, afinitas elektron, elektronegativitas, ttk didih, ttk lebur, bilangan oksidasi, panas peleburan, panas penguapan, kekerasan dll.

Page 20: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Beberapa sifat periodik

Sifat fisik dan sifat kimia yang bersifat periodik dikaji kecenderungan harganya berdasarkan tempatnya dalam Tabel Periodik menurut perioda dan menurut golongan

Contoh: - ukuran atom

- energi ionisasi

- afinitas elektron

- elektronegativitas

Page 21: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

UKURAN ATOM

Model atom mekanika gelombang

Atom tidak mempunyai tepi yang tegas

Ukuran atom sulit didefinisikan dan diukur dengan eksperimen

Ukuran atom dipengaruhi oleh:1. Jenis dan cacah atom tetangga

2. Jenis interaksi dengan atom tetangga

Jari-jari atom bergantung pada jenis ikatan kimia antar-atom

Beberapa jenis jari-jari: jari-jari kovalen, jari-jari atomik dan jari-jari ionik

Page 22: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Jari-jari kovalenJari-jari kovalen• Penentuan : Penentuan :

panjang ikatan dalam molekul kovalen (gas dan padat) =jarak antar inti atom dalam senyawa kovalen

• Misalnya :

- molekul Cl2: jarak antar inti Cl = 1,99 Å jari-jari kovalen atom Cl = ½ x 1,99 = 0,99

Å- intan : jarak antar inti C = 1,54 Å jari-jari kovalen atom C = ½ x 1,54 = 0,77 Å

• Catatan:

pada Cl2 dan intan;ikatan kovalen tunggal →jari-jari kovalen ikatan tunggalapabila

ikatan kovalen rangkap → jari-jari kovalen ikatan rangkapuntuk unsur yang sama: jari-jari kovalen ikatan tunggal lebih besar dari jari-jari kovalen ikatan rangkap

Page 23: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Jari-jari atomikJari-jari atomik• Penentuan: Penentuan:

jarak antar inti atom unsur dalam bentuk unsur (logam dan bukan logam)logam : jari-jari atomik > jari-jari kovalen ikatan tunggalbukan logam : jari-jari atomik = jari-jari kovalen ikatan tunggal

• Contoh:Contoh:

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------unsurunsur jari-jari atomikjari-jari atomik jari-jari jari-jari

kovalen ikatan tunggalkovalen ikatan tunggal-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Li 1,52 Å 1,22 Å

K 2,31 Å 2,02 ÅBa 2,17 Å 1,98 ÅC 0,77 Å 0,77 ÅP 1,10 Å 1,10 ÅBr 1,14 Å 1,14 Å

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Page 24: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Jari-jari ionikJari-jari ionik• Penentuan : Jarak antar inti senyawa ionik

Misal : NaCl, Jarak antar inti = 2,75 Å

Dari data jarak antar inti berbagai senyawa ionik jari-jari ionik dapat ditentukan

Jari-jari ion Na+ = 0,95 Å

Jari-jari ion Cl- = 1,81 Å

Catatan :

• jari-jari ion positif selalu < jari-jari atom asal

• Jari-jari ion negatif > jari-jari atom asal

• Semakin banyak elektron dilepaskan atau ditambahkan, makin besar selisih jari-jari atomik dari jari-jari ionik.

Contoh: jari-jari atomik V = 1,31 Å

jari-jari ionik V2+ = 0,88 Å

jari-jari ionik V3+ = 0,74 Å

jari-jari ionik V4+ = 0,60 Å

Page 25: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

JARI-JARI ATOMJARI-JARI ATOM

Tabel Periodik

Fakta: makin kecil

Fakta: makin besar

Deterangkan berdasar

a. Muatan inti

b. Konfigurasi elektronik

Page 26: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Energi ionisasi pertama :

Energi yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari suatu atom netral dalam keadaan gas

M (g) + energi → M+(g) + e

ENERGI IONISASIENERGI IONISASI

Energi ionisasi = ukuran kemudahan pembentukan ion (+)

Ion (+) mudah terbentuk ← energi ionisasi kecil

Page 27: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Energi ionisasi suatu atom mengikuti hukum Coulomb

E = (q1 q2)/ r q1 = muatan elektron = e q2 = muatan inti efektif = Z* r = jarak dari inti ke elektron yang lepas.

Jadi energi ionisasi pertama :E = (eZ*)/r

E kecil berarti → elektron mudah dilepaskan → ion (+) mudah terbentuk

Bila : Z* rendah, r besar

Unsur satu golongan Dari atas ke bawah Z* kurang lebih sama, r makin besar → energi ionisasi

makin kecil ↓

sesuai dataContoh : energi ionisasi Li 5,39 eV, Na 5,14 eV, K 4,34 eV, Rb 4,18 eV, Cs 3,89 eV

Page 28: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Unsur satu perioda

Dari kiri ke kanan: Z* makin besar

r makin kecil

Energi ionisasi makin besar

sesuai data

Contoh: Energi ionisasi pertamaLi 5,4 eVBe 9,3 eV ?B 8,3 eV ?C 11,3 eVN 14,5 eV ?O 13,6 eV ?F 21,6 eV

Tabel Periodik

makin besar

makin kecil

Unsur yang mudah membentuk ion positif

Unsur yang sukar membentuk ion positif

Page 29: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Energi yang dilepaskan apabila ditambahkan satu elektron ke dalam suatu atom netral dalam keadaan gas

X (g) + e → X- + energi (= afinitas elektron)

Afinitas elektron besar ← ukuran kemudahan pembentukan ion (-)

Ion (-) mudah terbentuk

AFINITAS ELEKTRONAFINITAS ELEKTRON

Afinitas elektron (ukuran kemudahan pembentukan ion (-))

><Energi ionisasi

(ukuran kemudahan pembentukan ion (+))

Tabel Periodik

makin kecil

makin besar

Unsur yang sukar membentuk ion negatif

Unsur yang mudah membentuk ion negatif

Page 30: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

- Afinitas elektron sulit diukur secara eksperimen- Baru terukur untuk beberapa unsur

Contoh :H 0,75 eV

N 0,2 eV O 1,48 eV F 3,62 eV P 0,8 eV S 2,07 eV Cl 3,82 eV

Br 3,54 eVI 3,24 eV

ELEKTRONEGATIVITAS ELEKTRONEGATIVITAS

• Kemampuan suatu atom untuk menarik elektron

• Bukan besaran pasti yang dapat diukur• Hanya merupakan harga relatif yang didefinisikan terhadap elektronegativitas unsur lain (analog skala berat atom)

Page 31: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

ELEKTRONEGATIVITASELEKTRONEGATIVITAS

☼Tabel Periodik

makin besar

makin kecil

F: 3,98

Fr: 0,7

Electronegativity Scale

Page 32: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Large differences in electronegativity between two bonded atoms favor the transfer of electrons from the less electronegative (more electropositive) atom to the more electronegative atom resulting in a bond between the two atoms that is IONIC.

Smaller differences result in a more equitable “sharing” of electrons between the bonded atoms, resulting in a COVALENT bond between the two atoms.

The kinds of bonds formed between elements (covalent vs ionic) can be determined by comparing electronegativity of the two elements.

Page 33: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Na and Cl form ionic bonds.

Na gives up an electron and Cl accepts the electron to form Na+ and Cl-.

As differences between electronegativity between the two bonding elements decreases, there is more equitable sharing of electrons and the elements form covalent bonds.

Page 34: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Based on the position of elements in the periodic table, we can determine the kind of bond formed

Generally:

Nonmetallic element + nonmetallic element Molecular compound

Molecular compounds are typically gases, liquids, or low melting point solids and are characteristically poor conductors. Examples are H2O, CH4, NH3.

Page 35: Mg4a-Sistem Periodik Unsur

Generally, Metallic compound + nonmetallic compound IONIC compound

Ionic compounds are generally high-melting solids that are good conductors of heat and electricity in the molten state.

Examples are NaCl, common salt, and NaF, sodium fluoride.