Sistem Periodik Unsur

SISTEM PERIODIK UNSUR

Penulis :

Atiya Kamila (1313023009)

Diara (1313023017)

P.S : Pendidikan Kimia (A)

Mata kuliah  : Kimia Anorganik (KKM612201)

Dosen           : Dra. Nina Kadaritna, M.Si.

                        M. Mahfudz Fauzi, S.pd, M.Sc.                    

Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Lampung

Bandarlampung 

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang Masalah

Ilmu kimia secara sejarah merupakan pengembangan baru, tapi ilmu ini berakar pada alkimia yang telah dipraktikkan selama berabad-abad di seluruh dunia. Alkimiawan menemukan banyak proses kimia yang menuntun pada pengembangan kimia modern.  Kita sering menemui unsur di sekitar kita. Apabila kita sebutkan satu per satu akan sangat sulit karena saat ini telah ditemukan kurang lebih 118 unsur. Sebagian besar merupakan unsur yang ditemukan di alam dan berjumlah 92, sedangkan unsur lainnya merupakan unsur buatan. Untuk mempelajari tiap-tiap unsur, pembahasannya sangat kompleks karena sifat-sifat unsur bervariasi antara satu dengan yang lainnya dan jika kita mempelajari satu demi satu alangkah sulitnya. Unsur-unsur tersebut perlu dikelompokkan supaya mudah dalam mempelajarinya.. Hal inilah yang mendorong para ahli dari dulu untuk mengelompokkan unsur. Bagaimana mengelompokkan unsur-unsur dengan jumlah yang besar dan sifat yang berbeda-beda?

Untuk mengertahui bagaimana mengelompokkan unsur-unsur dengan jumlah yang besar dan sifat yang berbeda-beda serta bagaimana sejarah perkembangan tabel periodik unsur maka dibuatlah makalah ini.

1.2  Tujuan Penulisan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah agar penulis maupun pembaca dapat lebih memahami tentang organisasi sistem periodik unsur, klasifikasi sistem periodik unsur, dan sedikit sifat periodifitas unsur-unsur tersebut, serta merupakan tugas dari mata kuliah kimia anorganik itu sendiri.

1.3  Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, didapatkan rumusan masalah sebagai berikut:

1.      Bagaimana perkembangan sistem periodik unsur?

2.       Bagaimana penggolongan sistem periodik unsur modern?

3.      Apa saja sifat periodifitas unsur- unsur tersebut?

BAB II

PEMBAHASAN

2.1    Perkembangan Sistem Periodik Unsur

1.        Sistem Periodik Modern

Mula-mula memang tidak diketahui, mengapa kalau unsur-unsur disusun menurut berat atom yang semakin besar, diperoleh kenyataan bahwa unsur-unsur dengan sifat sama terdapat dalam satu golongan. Hal ini baru jelas setelah penyelidikan sinar X.

Bila sinar katoda dikenakan anoda yang berupa zat padat, timbullah sinar X. Sinar ini ternyata juga berupa sinar elektromagnet dengan panjang gelombang yang sangat pendek. Sinar X yang terjadi mempunyai λ berbeda-beda, tergantung dari anoda padat yang dipakai. Difraksi sinar X ini menghasilkan spektra garis yang karakteristik untuk tiap jenis anoda. Garis- garis ini diberi nama golongan K,L,M,N...... dan pada tiap golongan terdapat beberapa garis. Dengan mengukur panjang gelombang garis-garis dalam spektra sinar X, Moseley pada tahun 1913 mendapatkan, bila akar frekuensi digambarkan terhadap nomor atomnya diperoleh garis lurus

Ini berarti nomor atom unsur-unsurnya mempunyai arti lebih penting daripada berat atomnya. Dengan ini dapat dijelaskan adanya beberapa keberatan dalam tabel periodik Mendeleev.

Susunan periodik yang disusun oleh Moseley akhirnya berkembang lebih baik sampai didapatkan bentuk yang sekarang ini dengan mengikuti hukum periodik, bahwa bila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atom, maka sifat sifat unsur akan berulang secara periodik.

Daftar sistem periodik modern, disusun berdasarkan konfigurasi elektron atom unsur. Unsur-unsur dengan konfigurasi yang mirip mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip. Kolom unsur ke kanan, diisi menurut kenaikan nomor atom (perioda). Nomor perioda menunjukkan bilangan kuantum utama (n) terbesar. Kolom unsur ke arah bawah diisi menurut kemiripan konfigurasi elektron, khususnya kemiripan cara pengisian elektron pada subkulit yang tingkat energinya paling tinggi. Tiap kolom vertikal disebut golongan. Sistem periodik modern dikenal juga sebagai sistem periodik bentuk panjang.

2.2    Penggolongan Sistem Periodik Unsur Modern

Sistem periodik modern (disebut juga sistem periodik panjang) disusun berdasarkan konfigurasi elektron unsur. Letak suatu unsur dalam sistem ini ditentukan oleh orbital yang terisi paling akhir. Unsur yang mempunyai orbital terakhir sama terletak dalam blok yang sama. Karena ada 4 macam orbital, maka ada 4 blok unsur, yaitu blok s, blok p, blok d, dan blok f. Karena jumlah elektron dalam orbital s = 2, p = 6, d = 10, dan f = 14, maka masing-masing blok harus dibagi atas kolom: s¹ dan s², p¹ s/d p⁶, d¹ s/d d¹⁰, dan f¹ s/d f¹⁴. Berdasarkan itu terbentuklah sistem periodik modern yang terdiri dari beberapa kolom dan baris.

A.                Konfigurasi Elektron

            Keempat bilangan kuantum n, l, m, dan s memungkinkan kita untuk menandai elektron dalam orbital atom manapun secara lengkap. Dalam hal ini, kita dapat menganggap keempat bilangan kuantum sebagai “alamat” elektron dalam atom, semacam alamat jalan, kota, propinsi, dan kode pos yang digunakan untuk menentukan alamat seseorang. Elektron dapat berada dalam orbital 1s (keadaan sadar), atau dapat berada dalam orbital yang berenergi lebih tinggi (keadaan tereksitasi). Namun demikian, untuk atom berelektron banyak, kita perlu mengetahui konfigurasi elektron atom tersebut, yaitu bagaimana elektron tersebar di antara berbagai orbital atom, agar kita bisa mengetahui perilaku elektronnya.

B.                 Golongan dan Periode           

            Suatu bentuk populer dari tabel periodik ialah bentuk panjang. Unsur-unsur dalam tabel ini dibagi secara vertikal, disebut golongan, dan baris horizontal, disebut periode. Terdapat 16 pembagian vertikal karena terdapat 8 golongan, dan tiap golongan memiliki keluarga A dan B. Terdapat 7 periode, dan enam yang pertama berakhir dengan suatu gas mulia.

Ø  Golongan

            Unsur yang terletak pada kolom yang sama dalam sistem periodik disebut golongan. Golongan menunjukkan elektron valensi terakhir yang dimiliki oleh suatu unsur. Pada sistem periodik unsur modern, golongan dibagi menjadi 18 berdasarkan aturan IUPAC (The International Union of Pure and Applied Chemistry). Berdasarkan aturan Amerika, sistem periodik unsur modern dibagi dua golongan yaitu golongan A dan B.Golongan A memiliki tingkat energi tertinggi s dan p, sedangkan Golongan B memiliki tingkat energi tertinggi d. Golongan dalam tabel berkala ditulis dengan angka Romawi dan huruf.

Menurut jenis subkulit yang terisi, unsur-unsur dapat dibagi menjadi beberapa golongan, yaitu Golongan Utama dan Golongan Transisi.

1.      Golongan Utama

            Semua unsur golongan A disebut golongan utama. Unsur-unsur golongan utama memiliki tingkat energi tertinggi s dan p. Golongan utama terdiri dari 8 kolom yang berturut-turut disebut golongan IA s/d VIIIA.

Elektron valensi masing-masing golongan adalah:

            s¹         -  IA                s²p³      -  VA

            s²         -  IIA               s²p⁴      -  VIA

                s²p¹      -  IIIA             s²p⁵      -  VIIA

            s²p²      -  IVA             s²p⁶      -  VIIIA atau O

Unsur golongan VIIIA disebut golongan gas mulia, karena tidak dapat bersenyawa dengan unsur lain, dan disebut juga golongan O.

2.      Golongan Transisi

            Semua unsur golongan B disebut golongan transisi. Unsur-unsur golongan transisi memiliki tingkat energi tertinggi d. Karena golongan utama terbagi delapan golongan kecil, maka unsur transisi dibagi atas 8 golongan pula, yaitu IB s/d VIIIB. Dari hasil penyelidikan terhadap unsur transisi ternyata bahwa sifat unsur transisi bergantung pada konfigurasi elektron orbital (n – 1)d dan ns. Golongan IB tidak dimulai dari permulaan pengisian d¹, tetapi dari (n – 1)d⁸ns¹ yang berubah menjadi (n – 1)d¹⁰ns¹. Konfigurasi elektron unsur golongan B adalah:

            (n – 1)d¹⁰ns¹    -  IB                 (n – 1)d⁵ns¹     -  VIB

                (n – 1)d¹⁰ns²    -  IIB               (n – 1)d⁵ns²     -  VIIB

                (n – 1)d¹ns²     -  IIIB              (n – 1)d⁶ns²     -  VIIIB

                (n – 1)d²ns²     -  IVB              (n – 1)d⁷s²       -  VIIIB

            (n – 1)d³ns²       -  VB               (n – 1)d⁸ns²     -  VIIIB

Golongan VIIIB terdiri atas 3 kolom, yaitu (n – 1)d⁶ns², (n – 1)d⁷ns², dan (n – 1)d⁸ns² yang biasa disebut golongan VIII tanpa menambah huruf B, karena golongan VIIIA diberi nama golongan nol.

3.      Golongan Transisi Dalam

            Golongan transisi dalam memiliki tingkat energi tertinggi f, yaitu 4f dan 5f dari f¹-f¹⁴, hingga dikenal dua deret unsur golongan ini, yaitu

            Deret Lantanida (4f¹- 4f¹⁴)

            Deret Aktinida (5f¹- 5f¹⁴)

Lantanida adalah kelompok unsur kimia yang terdiri dari 15 unsur, mulai Lantanum (La)  sampai lutetium (Lu) pada tabel periodik, dengan nomor atom 58 sampai 71. Sedangkan aktinida adalah kelompok unsur kimia yang mencakup 15 unsur antara aktinium (Ac) dan lawrensium (Lw) pada tabel periodik, dengan nomor atom antara 90 sampai dengan 103.

·           Perioda

Unsur yang terletak pada baris yang sama dalam sistem periodik disebut seperioda. Perioda menunjukkan nomor bilangan kuantum utama (n) tertinggi yang dimiliki unsur. Karena n melambangkan jumlah kulit elektron, maka unsur seperioda yang berdekatan mempunyai sifat agak mirip. Bila letaknya berjauhan sifatnya juga jauh berbeda.

Ada perioda pendek dan perioda panjang. Perioda yang pendek adalah perioda 1 s/d 3, dan perioda yang panjang 4 s/d 7. Perioda satu mengandung dua unsur, yaitu hidrogen dan helium. Akibatnya hidrogen mempunyai sifat yang jauh menyimpang dari unsur golongan IA. Perioda 6 dan 7 sangat panjang karena mengandung orbital f. Jumlah unsur tiap perioda dapat dilihat sebagai berikut:

Perioda	Jumlah unsur	Nomor atom unsur alkali	Nomor atom gas mulia
1	2	-	2
2	8	3	10
3	8	11	18
4	18	19	36
5	18	37	54
6	32	55	86
7	32	87	118
8	50	119	168

2.3    Sifat-sifat Periodik Unsur

·         Volume Atom

Ditentukan oleh Lothar Meyer Pada tahun 1870. Yang menyatakan bahwa adanya hubungan antara volume atom dengan massa atom relatif dan berulang secara periodik.

Volume atom =

Dari gambar terlihat bahwa dalam satu golongan volume atom dari atas ke bawah semakin besar.

Volume atom bergantung pada 3 faktor, yaitu:

1.      Macam kulit terluar

2.      Tarikan kulit oleh inti

3.      Tolakan antara elektron-elektron

·         Jari- jari Atom

Atom dianggap bulat sehingga mempunyai jari-jari tertentu. Telah dinyatakan bahwa jari-jari atom (ukuran atom) adalah setengah jarak dari dua inti pada atom-atom yang berdekatan. Jari- jari atom dalam suatu golongan dan periode bergantung pada muatan inti efektifnya. Muatan inti efektif, Z_eff, dinyatakan dengan:

Z_eff = Z- δ

Dengan Z_eff = muatan inti efektif

Z = muatan inti sebenarnya (yaitu, nomor atomnya)

δ = konstanta perisai

Cara mencari konstanta perisai yaitu berdasarkan aturan Slater. Pertama-tama, elektron-elektron diurutkan berdasarkan bilangan kuantum pertama. Kemudian, elektron-elektron dengan orbital s dan p diletakkan dalam kelompok yang sama. Contoh:

[1s] [2s,2p] [3s,3p] [3d] [4s,4p] [4d] [4f] [5s, 5p] [5d] dst.

Konstanta Perisai untuk suatu elektron adalah jumlah seluruh konstanta mengikuti kaidah berikut:

1.    elektron di sebelah kanan elektron yang dikaji tidak memberi konstanta perisai (=0)

2.    elektron di sebelah kiri elektron yang dikaji:

(orbital s dan p)

1. setiap elektron dalam kelompok yang sama memberi kontribusi sebesar 0,35 , kecuali untuk kelompok [1s] sebesar 0,3
2. setiap elektron  dengan bilangan n kurang satu dari elektron yang dikaji, memberi kontribusi sebesar 0,85
3. setiap elektron dengan bilangan n kurang dua atau lebih dari elektron yang dikaji, memberi kontribusi sebesar 1,00

(orbital d)

a.         setiap elektron dalam kelompok yang sama memberi kontribusi sebesar 0,35

b.        setiap elektron dalam kelompok disebelah kiri nd dan nf (yang sedang dikaji) memberi kontribusi sebesar 1,00

Contoh

Contoh ini berasal dari jurnal milik Slater sendiri, tentang besi dengan muatan inti 26, konfigurasi elektron 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²: Setiap baris menyatakan muatan inti efektif dari elektron-elektron dalam kelompok yang sama

Unsur dalam satu periode, mempunyai kulit yang sama tetapi nomor atom bertambah dari kiri ke kanan, maka bersamaan dengan itu muatan inti juga menaik. Karena elektron ini berada dalam kulit yang sama, elektron pada kulit-terluar tidak saling melindungi dari pengaruh inti atom, jadi pengaruh muatan inti efektif terhadap setiap elektron dalam kulit terluar membesar. Dengan menaiknya pengaruh muatan inti efektif ini menyebabkan elektron pada kulit terluar akan lebih tertarik ke inti. Dengan demikian elektron terkumpul lebih dekat ke inti dan ukuran atom jadi mengecil. Sehingga daya tarik inti pada kulit terluar makin besar dari kiri ke kanan dan jari-jari atom semakin kecil dari kiri ke kanan.

Dalam satu golongan dari atas ke bawah mempunyai elektron valensi yang sama, tetapi bilangan kuantun utama (n) bertambah, atau jumlah kulit bertambah. Tetapi nilai muatan inti efektif yang dihasilkan elektron ini hampir tidak berubah, jadi yang mempunyai efek dominan adalah menaiknya ukuran atom yang diikuti oleh menaiknya ukuran atom yang diikuti oleh menaiknya nilai bilangan kuantum utama orbital kulit terluar. Akibatnya jarak antara inti dengan elektron di kulit terluarnya (jari- jari atomnya) semakin besar.

Ragam ukuran atom yang dijumpai pada deretan “unsur transisi” lebih sedikit jika dibandingkan “unsur representatif”. Hal ini disebabkan oleh bertambahnya elektron pada kulit terdalam karena tertarik oleh muatan inti yang membesar. Pada deret pertama unsur transisi misalnya, elektron terluar terjadi dalam subkulit 4s, tetapi deretan elektron selanjutnya ditambahkan ke subkulit 3d. Elektron kulit lebih ke dalam dapat melindungi hampir sempurna kulit bagian luar dari pengaruh muatan inti, jadi elektron 4s terluar hanya menaikkan sedikit demi sedikit muatan inti efektif di daerah unsur- unsur transisi dari susunan berkala. Oleh sebab itu hanya terjadi perubahan kecil pada ukuran atom.

BAB III

PENUTUP

3.1    Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa:

1.      Perkembangan sistem periodik unsur dimulai dari triade Dobereiner, kemudian hukum oktaf Newlands, lalu sistem periodik Mendeleev, dan terakhir sistem periodik modern yang dikenal samapai saat ini

2.      Penempatan unsur dalam sistem periodik unsur modern berdasarkan kenaikan nomor atom.

3.      Sistem periodik unsur modern disusun berdasarkan konfigurasi elektron unsur.

4.      Atas dasar susunan elektron atom-atomnya unsur-unsur dibagi 5 jenis, yaitu unsur- unsur gas mulia, unsur-unsur golongan s, unsur-unsur golongan p, unsur-unsur golongan d, dan unsur-unsur golongan f.

5.      Dalam satu golongan volume atom dari atas ke bawah semakin besar berdasarkan kenaikan nomor atom

DAFTAR PUSTAKA

Brady, James E. 1998. Kimia Universitas Asas & Struktur. Jakarta: Binarupa Aksara

Chang, raymond.2003. Kimia Dasar Jilid 1. Jakarta: erlangga

Keenan, Charles W. 1984. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Petrucci, Ralph H. 1987. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga.

S, syukri.1999. Kimia Dasar 1. Bandung: Institut Teknologi Bandung

Sukardjo. 1990. Ikatan Kimia. Yogyakarta: Rineka Cipta

Suminar. 1999. Kimia Modern. Jakarta: Erlangga.