SISTEM PERIODIK Mirna Rahmah LubisJurusan Teknik KimiaUniversitas Syiah Kuala

A. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIKSejak kapan manusia mulai mengelompokkan unsur-unsur ? dan bagaimana perkembangannya ?Apa tujuan Pengelompokan Unsur-Unsur ?

SEJARAH PERKEMBANGN SPUAntoine Laurent Lavoisier (26 Agustus 1743 8 Mei 1794) Pada 1789, mengelompokan 33 unsur kimia. GASCahaya,Kalor,Oksigen,Nitrogen,HidrogenTANAHKapur,Magnesium Oksida, Barium Oksida, Aluminium Oksida, Silikon OksidaLOGAMAntimon, Perak, Arsenik, Bismuth, Kobalt, Tembaga, Timah, Besi, Mangan, Raksa, Molibdenum, Nikel, Emas, Platina,Timbal,Tungsten, SengNON LOGAMSulfur, Fosfor, Karbon, Asam Klorida, Asam Fluorida, Asam Borak

SEJARAH PERKEMBANGN SPU > HK TRIADE DOBEREINERJohann Wolfgang DbereinerAhli kimia Jerman lahir 13 Desember 1780, Hof an der Saale [Jerman] meningal 24 Mar 1849, Jena Pada tahun 1829 menjelaskan hasil penelitiannyabahwa massa atom relatif stronsium berdekatan dengan massa rata-rata dua unsur lain yg mirip dengan Stronsium yaitu kalsium dan Barium (HK Triade Dobereiner)

John Alexander Reina NewlandsAhli Kimia Inggris 26 Nov 1837, London - 29 Jul 1898, London Pada tahun 1864 menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Ternyata unsur-unsur yang berselisih 1 oktaf (unsur nomor 1 dengan nomor 8, nomor 2 dengan nomor 9, dan seterusnya ) menunjukkan kemiripan sifat (HK OKTAF NEWLANDS)Hukum oktaf Newlands ternyata hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom relatif sampai 20 (kalsium). Kemiripan sifat terlalu dipaksakan apabila pengelompokan dilanjutkan. SEJARAH PERKEMBANGN SPU- HK OKTAF NEWLANDS

Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907) Ahli kimia dari Kekaisaran Rusia yang menciptakan tabel periodik berdasarkan peningkatan bilangan atom. Pada tahun 1869 melakukan pengamatan bahwa sifat unsur merupakan fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Sifat akan berulang secara periodik bila unsur disusun berdasarkan kenaikan massaatomrelatifnyaUnsur-unsur yang memiliki kemiripan sifat diletakkan pada satu lajur vertikal yang disebut golongan. Unsur-unsur juga disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya dan ditempatkan dalam satu lajur yang disebut periode. SEJARAH PERKEMBANGN SPU- HK MENDELEEV

Dmitriy Ivanovich Mendeleev (1834-1907) Ahli kimia dari Kekaisaran Rusia yang menciptakan tabel periodik berdasarkan peningkatan bilangan atom. Mendeleevmengosongkan beberapa tempat untuk menetapkan kemiripansifatdalam golongan. Beberapakotakjuga dikosongkan karenayakin masih ada unsur yang belum dikenal karena belum ditemukan. SEJARAH PERKEMBANGN SPU- HK MENDELEEV

SISTEM PERIODIKSistem periodik disusun berdasarkan konfigurasi elektron ensur-unsurSeperti tabel Mendeleev, tabel periodik terdiri dari sejumlah baris yang disebut periode. Kolom-kolom vertikalnya disebut golongan, masing-masing mengandung famili unsur-unsur. Hukum periodik yang lengkap sebagai berikut:Elektron-elektron tersusun dalam orbital.Hanya dua elektron yang dapat mengisi setiap orbital. Orbital-orbital dikelompokkan dalam kulit. Hanya n2 orbital yang dapat mengisi kulit ke-n.Bentuk orbital berbeda-beda.

Berdasarkan struktur elektron, unsur-unsur dalam susunan berkala dibagi 4 Unsur-unsur blok sns1, 2 Unsur-unsur blok pns2 np1...6 Unsur-unsur blok d(n 1)d1..10 Unsur-unsur blok f(n 2)f114Unsur-unsur blok s dan p biasa disebut unsur-unsur golongan utama/unsur-unsur representatifGOLONGAN UNSUR

B. SUSUNAN UNSUR DALAM SPU MODERNUnsur-unsur Golongan IA (kecuali hidrogen) dikenal sebagai logam-logam alkali dan unsur-unsur Golongan IIA dikenal sebagai logam-logam alkali tanah.Ada dua baris panjang unsur-unsur yang ditempatkan di bawah tabel

GOLONGAN DALAM SPU MODERNPENAMAAN GOLONGAN (IUPAC)GOL.IA: GOL 1GOL.IIA: GOL 2GOL.IIIB-VIIB: GOL. 3,4,5,6,7GOL.VIIIB: GOL. 8,9,10GOL.IB: GOL. 11GOL.IIB: GOL. 12GOL.IIIA: GOL. 13GOL.IVA: GOL. 14GOL.VA: GOL. 15GOL.VIA: GOL. 16GOL.VIIA: GOL. 17GOL.VIIIA: GOL. 18PENAMAAN GOLONGAN (TRADISIONAL)GOL.IA: ALKALI (Kecuali H)GOL.IIA: ALKALI TANAHGOL.IIIA: BORON-ALUMINIUMGOL.IVA: KARBON-SILIKONGOL.VA: NITROGEN-FOSFORGOL.VIA: OKSIGEN-BELERANGGOL.VIIA: HALOGENGOL.VIIIA: GAS MULIAGOL. IB-VIIIB: TRANSISI

GOLONGAN > LAJUR VERTIKAL > Menunjukkan KEMIRIPAN Sifat

DALAM SPU MODERNUnsur-unsur transisi menyangkut 4f disebut lantanida, dan menyangkut 5f disebut aktinida.Unsur-unsur golongan VIIA merupakan halogen, suatu nama yang diturunkan dari bahasa Yunani yang berarti pembentuk garam.

DALAM SPU MODERNPada tabel periodik, unsur-unsur di kiri dan pusat merupakan logam-logam dan yang di sebelah atas merupakan nonlogam.

Golongan VIII A / Gas Mulia E ionisasi sangat besarKeelektronegatifan sangat kecil Afinitas elektron sangat kecil / sukar menangkap elektron.Hal ini disebabkan konfigurasi elektron gas mulia stabil, orbital s dan p telah terisi penuh.

Range reaktivitas kimia logam-logam sangat luas. Natrium merupakan yang ekstrem, sedangkan emas sebaliknya.

Natrium merupakan logam yang sangat reaktif yang berkombinasi dengan cepat bukan hanya dengan klorin, tetapi juga dengan oksigen dan uap lembab.Reaksi antara natrium dan klorin2 Na(s) + Cl2(g) 2NaCl

DAFTAR MENDELEEVSifat unsur merupakan fungsi berkala dari massa atom relatif.

Mendeleev menyusun unsur-unsur menurut kenaikan massa atom relatif seperti yang digunakan oleh Newlands dengan beberapa perbaikan, antara lain:Dua unsur yang berurutan mempunyai selisih massa atom relatif sebesar kira-kira satu satuan.

Jalur untuk unsur-unsur tansisi disediakan.

Beberapa tempat disediakan untuk unsur-unsur yang belum ditemukan waktu itu yang mempunyai massa atom 44, 68, 72, dan 100.

d. Koreksi dibuat untuk massa atom relatif yang tidak tepat. Misalnya massa atom relatif Cr bukan 43,3, tetapi 52.

Ia mengubah valensi boron dan aluminium dari 2 menjadi 3.

Ia meramal sifat unsur-unsur yang belum dikenal misalnya sifat-sifat Ekasilikon (Ge)

Keuntungan Daftar Mendeleev.

Sifat kimia dan sifat fisika unsur dalam satu golongan berubah secara teratur.

Valensi tertinggi unsur-unsur dalam satu golongan = nomor golongan unsur.

Keuntungan Daftar Mendeleev ialah:

Sifat Li mirip dengan sifat Mg.Sifat Be mirip dengan sifat Al.Kemiripan ini dikenal sebagai hubungan diagonal.

Perubahan sifat dari unsur halogen yang sangat elektronegatif ke unsur alkali yang sangat elektropositif menunjukkan adanya sekelompok unsur yang tidak bersifat elektronegatif maupun elektropositif,

Mendeleev meramal sifat unsur yang belum ditemukan.

Daftar ini tidak mengalami perubahan setelah ditemukan unsur-unsur gas mulia sekitar tahun 1890.

Spesi 8O2- 9F- 10Ne 11Na+ 12Mg2+ Jari-jari (A) 1,4 1,33 0,51 0,99 0,65Jari-jari atom Na > jari-jari ion Na+ disebabkan:Berkurangnya jumlah kulit atom. Atom Na mempunyai 3 kulit, sedangkan ion Na+ mempunyai 2 kulit.Berkurangnya tolak-menolak antar elektronBerkurangnya jumlah elektron yang melindungi elektron pada kulit terluar terhadap tarikan inti. Pada atom Na elektron kulit terluar (kulit M) dilindungi oleh 10 elektron, sementara ion Na+ elektron kulit terluar kulit L hanya dilindungi 2 elektron (dalam kulit K) . Semakin banyak elektron yang melindungi, semakin lemah gaya tarik inti yang dialami elektron valensi. Jadi elektron pada kulit L mengalami gaya tarik inti yang lebih besar daripada elektron pada kulit M.

Jari-jari ion Cl- > jari-jari atom Cl disebabkan:Pertambahan jumlah elektron menyebabkan tolak-menolak antarelektron bertambah.Efek perlindungan yang dialami elektron valensi praktis sama.

Spesi yang mempunyai konfigurasi elektron sama isoelektronik.Spesi 8O2- 9F- 10Ne 11Na+ 12Mg2+ Jari-jari (A) 1,4 1,33 0,51 0,99 0,65

Ukuran Atom

SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSURJari-jari atomEnergi IonisasiAfinitas elektronKeelektronegatifanKereaktifan logam dan non logamTitik didih / titik leleh

Kecenderungan jari-jari atom dalam sistem periodik Dari atas ke bawah (segolongan) cenderung bertambah.Dari kiri ke kanan (seperiode) cenderung berkurang.

Dalam satu golongan semakin kebawah jumlah kulit bertambah (periode bertambah) jarak inti terhadap kulit elektron terluar makin jauh jari-jari atom bertambah.

Dalam satu periode (jumlah kulit tetap) semakin kekanan, nomor atom bertambah (proton bertambah, partikel inti makin besar) gaya tarik inti terhadap elektron kulit terluar makin kuat jari-jari atom makin kecil.

Energi ionisasi

Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepas satu elektron yang terikat paling lemah dari atom yang berbentuk gas.

A(g) A+ (g) + e

Untuk atom-atom yang berelektron valensi banyak, dikenal :Energi ionisasi pertama, A (g) A+ (g)+ eEnergi ionisasi kedua A+ A 2+ + eEnergi ionisasi ketiga, A 2+ A 3+ + eEnergi ionisasi erat hubungannya dengan jari-jari dan kestabilan. Makin besar jari-jari atom makin kecil energi ionisasinya. Makin stabil suatu atom makin besar energi ionisasinya.

Kecenderungan energi ionisasi dalam sistem periodikDalam satu golongan dari atas ke bawah cenderung berkurang.Dalam satu periode dari kiri ke kanan cenderung bertambah

Si

Energi IonisasiElektron jauh dari inti

3. Affinitas elektronAffinitas elektron ialah besarnya energi yang dilepaskan/ dibutuhkan jika atom dalam bentuk gas mengikat/ menerima satu elektron.Y(g) + 1e Y (g)Unsur-unsur halogen paling mudah menerima elektron karena afinitas elektronnya besar. Harga afinitas bertanda Negatif karena melepas energi.Unsur-unsur gas mulia memiliki afinitas paling kecil sehingga sulit menerima elektron Harga afinitas bertanda Positif karen menyerap energi.Afinitas elektron yang bertanda positif berarti atom menyerap energi jika menangkap elektron, yaitu unsur gol IIA dan VIIIASecara umum :Dalam satu golongan dari atas ke bawah, affinitas elektron semakin berkurang.Dalam satu periode dari kiri ke kanan, affinitas elektron semakin bertambah.

Keelektronegatifan Keelektronegatifan: Kemampuan relatif suatu atom untuk menarik elektron atom lain dalam suatu ikatan.

Pauling menyusun harga keelektronegatifan atom-atom tanpa satuan.

Unsur F merupakan unsur yang paling mudah menarik elektron dalam ikatan dan diberi harga keelektronegatifan 4 (merupakan standar). Unsur Fr memiliki harga keelektronegatifan paling kecil yaitu 0,7.Kecenderungan keelektronegatifan dalam sistem periodik Dari atas ke bawah (segolongan) cenderung berkurang.Dari kiri ke kanan (seperiode) cenderung bertambah.

Pengaruh jari-jari atom terhadap sifat periodik lainnya:Jari-jari semakin panjang Gaya tarik inti makin lemah (Keelektronegatifan makin kecil) elektron mudah lepas E ionisasi makin kecil Afinitas elektron cenderung berkurang.

5. Sifat LogamDitinjau dari konfigurasi elektron, unsur-unsur logam cenderung melepas elektron (memiliki energi ionisasi kecil), sedangkan unsur-unsur bukan logam cenderung menangkap elektron (memiliki keelektronegatifan besar . Dengan demikian dalam sistem periodik sifat-sifat logam :Dari atas ke bawah (segolongan) cenderung berkurang.Dari kiri ke kanan (seperiode) cenderung berkurang

Kereaktifan

Reaktif artinya mudah bereaksi.

Unsur-unsur logam pada sistem periodik makin ke bawah makin reaktif (makin mudah bereaksi ), sebab makin mudah melepas elektron.

Misalnya kalium lebih reaktif dibanding natrium.

Unsur-unsur non logam pada sistem periodik makin ke bawah makin kurang reaktif ( makin sukar bereaksi ), karena makin sukar menangkap elektron.

Misalnya fluorin lebih reaktif dibandingkan klorin.

Sifat Logam

Non Logam Cenderung membentuk ion negatif Cenderung menangkap elektron Keelektronegatifan besar Unsur Non logam makin reaktif jika mudah menangkap elektron atau keelektronegatifan besar

Titik Didih dan Titik Leleh Gol A

Dari kiri ke kanan titik leleh dan titik didih mula-mula naik secara bertahap dan mencapai puncaknya pada golongan IVA kemudian turun secara drastis.

Titik leleh dan titik didih tertinggi dimiliki unsur golongan IVA sedangkan terendah dimiliki oleh unsur golongan VIIIA.

Bagi unsur-unsur logam dalam satu golongan, titik leleh dan titik didih makin ke bawah makin rendah.

Sebaliknya bagi unsur-unsur non logam segolongan, titik leleh dan titik didih makin ke bawah makin tinggi.

1. Manakah yang mempunyai jari-jari lebih besar dari atom maupun ion berikut? Jelaskan . (hal 75 Michael Purba)a. atom Na atau atom Mgb. ion Na+ atau ion Mg2+c. atom Na atau atom Cld. ion Na+ atau ion Cl-e. ion F- atau ion O2-2. Diketahui afinitas elektron magnesium = 230 kJ/mol dan fluorin = -328 kJ/mol.a. manakah yang lebih mudah menyerap elektron, atom Mg atau atom F?b. Manakah yang lebih stabil, ion Mg- atau atom Mg?c. Manakah yang lebih stabil, atom F atau ion F-?

3. Atom A dan B masing-masing memiliki nomor atom 4 dan 6. Mana yang lebih besar, jari-jari atom A atau atom B ?

4. Unsur P, Q, dan R masing-masing memiliki nomor atom 9, 19, dan 20. Urutkan berdasarkan kenaikan harga elektronegatifitasnya !

5. Unsur Ra, Sr, Mg, dan Be terletak dalam satu golongan. Urutkan berdasarkan kenaikan harga energi ionisasinya !1. Apakah dasar pengelompokan unsur yang dilakukan oleh:a. Dobereinerb. Newlandsc. Mendeleevd. Moseley2. Apakah kelemahan hukum oktaf dari Newlands?3. Tuliskan kelebihan dan kelemahan sistem periodik Mendeleev?