Sifat Periodik Unsur

SIFAT PERIODIK UNSUR

Sifat yang berubah secara beraturan menurut kenaikan nomor atom dari kiri ke kanan dalam satu periode dan dari atas ke bawah dalam satu golongan disebut sifat periodik. Sifat periodik meliputi jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas electron dan keelektronegatifan.

 

Jari-jari Atom

Jari-jari atom adalah jarak elektron di kulit terluar dari inti atom. Jari-jari atom sulit untuk ditentukan apabila unsur berdiri sendiri tanpa bersenyawa dengan unsur lain. Jari-jari atom secara lazim ditentukan dengan mengukur jarak dua inti atom yang identik yang terikat secara kovalen. Pada penentuan jari-jari atom ini, jari- jari kovalen adalah setengah jarak antara inti dua atom identik yang terikat secara kovalen.

hubungan jari-jari atom dengan nomor atom memperlihatkan bahwa jari-jari atom dalam satu golongan akan semakin besar dari atas ke bawah. Hal ini terjadi karena dari atas ke bawah jumlah kulit bertambah sehingga jari-jari atom juga bertambah.

Unsur-unsur dalam satu periode (dari kiri ke kanan) berjumlah kulit sama tetapi jumlah proton bertambah sehingga jari-jari atom juga berubah. Karena jumlah proton bertambah maka muatan inti juga bertambah yang mengakibatkan gaya tarik menarik antara inti dengan elektron pada kulit terluar semakin kuat. Kekuatan gaya tarik yang semakin meningkat menyebabkan jari-jari atom semakin kecil. Sehingga untuk unsur dalam satu periode, jari-jari atom semakin kecil dari kiri ke kanan.

Energi minimum yang dibutuhkan untuk melepas elektron atom netral dalam wujud gas pada kulit terluar dan terikat paling lemah disebut energi ionisasi. Nomor atom dan jari-jari atom mempengaruhi besarnya energi ionisasi. Semakin besar jari-jari atom maka gaya tarik antara inti dengan elektron pada kulit terluar semakin lemah. Hal ini berarti elektron pada kulit terluar semakin mudah lepas dan energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron tersebut semakin kecil. Akibatnya, dalam satu golongan, energi ionisasi semakin kecil dari atas ke bawah. Sedagkan dalam satu periode, energi ionisasi semakin besar dari kiri ke kanan. Hal ini disebabkan dari kiri ke kanan muatan iti semakin besar yang mengakibatkan gaya tarik antara inti dengan elektron terluar semakin besar sehingga dibutuhkan energi yang besar pula untuk melepaskan elektron pada kulit terluar

Afinitas Elektron

Afinitas elektron merupakan enegi yang dilepaskan atau diserap oleh atom netral dalam bentuk gas apabila terjadi penangkapan satu elektron yang ditempatkan pada kulit terluarnya dan atom menjadi ion negatif. Afinitas elektron dapat berharga positif dan negatif. Afinitas elektron berharga negatif apabila dalam proses penangkapan satu elektron, energi dilepaskan. Ion negatif yang terbentuk akibat proses tersebut bersifat stabil. Hal sebaliknya terjadi apabila dalam proses penangkapan satu elektron, energi diserap. Penyerapan energi menyebabkan ion yang terbentuk bersifat tidak stabil. Semakin negatif harga afinitas lektron suatu atom unsur maka ion yang ter bentuk semakin stabil.

Keelektronegatifan

Keelektronegatifan ada-lah skala yang dapat menjelaskan kecenderungan atom suatu unsur untuk menarik elektron menuju kepadanya dalam suatu ikatan. Keelektronegatifan secara umum, dalam satu periode, dari kiri ke kanan semakin bertambah dan dalam satu golongan, dari atas ke bawah keelekrnegatifan semakin berkurang. Hal ini dapat dimengerti karena dalam satu periode, dari kiri ke kanan, muatan inti atom semakin bertambah yang mengakibatkan gaya tarik antara inti atom dengan elektron terluar juga semakin bertambah. Fenomena ini menyebabkan jari-jari atom semakin kecil, energi ionisasi semakin besar, afinitas elektron makin besar dan makin negatif dan akibatnya kecenderungan untuk menarik elektron semakin besar.

Perkembangan Sistem Periodik Unsur

Perkembangan Sistem Periodik Unsur

Triad Dobereiner

Johann  Wolfgang  Dobereiner  pada  tahun  1829  menjelaskan hasil  penelitiannya  yang  menemukan  kenyataan  bahwa  massa  atom relatif stronsium berdekatan dengan massa rata-rata dua unsur lain yang  mirip  dengan  stronsium  yaitu  kalsium  dan  barium.  Hasil penelitiannya  juga  menunjukkan  bahwa  beberapa  unsur  yang  lain menunjukkan    kecenderungan    yang    sama.    Berdasarkan    hasil penelitiannya,  Dobereiner  selanjutnya  mengelompokkan  unsur-unsur dalam kelompok-kelompok tiga unsur yang lebih dikenal sebagai triad. Triad yang ditunjukkan oleh Dobereiner tidak begitu banyak sehingga berpengaruh terhadap penggunaannya.

Massa Atom Relatif Unsur Triad Dobereiner

Hukum oktaf Newlands

Hukum oktaf ditemukan oleh A. R. Newlands pada tahun 1864. Newlands mengelompok-kan unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif  unsur. Kemiripan  sifat ditunjukkan  oleh  unsur  yang  berseliih satu oktaf yakni unsur ke-1 dan unsur ke-8 serta unsur ke-2 dan unsur ke-9. Daftar unsur yang berhasil dikelompokkan berdasarkan hukum oktaf oleh Newlands ditunjukkan pada tabel berikut.

Hukum  oktaf  Newlands  ternyata  hanya  berlaku  untuk  unsur-unsur dengan  massa  atom  relatif  sampai 20 (kalsium).  Kemiripan  sifat terlalu dipaksakan apabila pengelompokan dilanjutkan.

 

Sistem Periodik Mendeleev

Dmitri  Ivanovich  Mendeleev  pada  tahun 1869  melakukan pengamatan terhadap 63 unsur yang sudah dikenal dan mendapatkan hasil bahwa sifat unsur merupakan fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Sifat tertentu akan berulang secara periodik apabila unsurunsur   disusun   berdasarkan   kenaikan   massa   atom   relatifnya. Mendeleev selanjutnya menempatkan unsur-unsur dengan kemiripan sifat pada satu lajur vertikal yang disebut golongan. Unsur-unsur juga disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya dan ditempatkan dalam satu lajur yang disebut periode

Mendeleev    sengaja    mengosong-kan    beberapa    tempat    untuk menetapkan  kemiripan  sifat  dalam  golongan.  Beberapa  kotak  juga sengaja  dikosongkan  karena  Mendeleev  yakin masih  ada  unsur yang belum dikenal karena belum ditemukan. Salah satu unsur baru yang sesuai   dengan   ramalan   Mendeleev   adalah   germanium   yang sebelumnya diberi nama ekasilikon oleh Mendeleev.

 

Sistem Periodik Moseley

Perkembangan  terbaru  mengenai  atom  menjelaskan  bahwa atom  dapat  terbagi  menjadi  partikel  dasar  atau  partikel  subatom. Atom  selanjutnya  diketahui  tersusun  oleh  proton,  elektron  dan netron.  Jumlah  proton  merupakan  sifat  khas  unsur.  Setiap  unsur mempunyai  jumlah  proton  tertentu  yang  berbeda  dari  unsur  lain. Jumlah proton suatu unsur dinyatakan sebagai nomor atom.

Henry G. Moseley yang merupakan penemu cara menentukan nomor atom pada tahun  1914 kembali menemukan bahwa sifat-sifat unsur  merupakan  fungsi  periodik  nomor  atomnya.  Pengelompokan yang  disusun  oleh  Mendeleev  merupakan  susunan  yang  berdasarkan kenaikan nomor atomnya. Penyusunan telurium dan iodin yang tidak sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya ternyata sesuai dengan kenaikan nomor atomnya.

Sistem Periodik Modern

Sistem periodik modern tersusun berdasarkan kenaikan nomor atom  dan  kemiripan  sifat.  Lajur  horisontal  yang  disebut  periode, tersusun berdasarkan kenaikan nomor atom sedangkan lajur vertikal yang  disebut  golongan  tersusun  berdasarkan  kemiripan  sifat.  Unsur golongan  A  disebut  golongan  utama  sedangkan  golongan  B  disebut golongan  transisi.  Golongan  dapat  dieri  tanda  nomor  1  sampai  18 berurutan  dari  kiri  ke  kanan.  Berdasarkan  penomoran  ini,  golongan transisi mempunyai nomor 3 sampai 12.

Sistem  periodik  modern  tersusun  atas 7  periode  dan 18 golongan yang terbagi menjadi 8 golongan utama atau golongan A dan 8 golongan transisi atau golongan B

Perkembangan Teori Atom

Perkembangan Teori Atom

Model Atom John Dalton

Hukum kekekalan massa yang disampaikan oleh Lavoisier dan hukum perbandingan tetap yang dijelaskan oleh Proust mendasari John Dalton untuk mengemukakan teori dan model atomnya pada tahun 1803. John Dalton menjelaskan bahwa atom merupakan partikel terkecil unsur yang tidak dapat dibagi lagi, kekal dan tidak dapat dimusnahkan demikian juga tidak dapat diciptakan. Atom-atom dari unsur yang sama mempunyai bentuk yang sama dan tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain.

Model atom John Dalton

 

Model Atom Joseph John Thompson

Joseph John Thompson merupakan penemu elektron. Thompson mencoba menjelaskan keberadaan elektron menggunakan teori dan model atomnya. Menurut Thompson, elektron tersebar secara merata di dalam atom yang dianggap sebagai suatu bola yang bermuatan positif. Model atom yang dikemukakan oleh Thompson sering disebut sebagai model roti kismis dengan roti sebagai atom yang bermuatan positif dan kismis sebagai elektron yang tersebar merata di seluruh bagian roti. Atom secara keseluruhan bersifat netral.

Model atom Joseph John Thompson

 

Model Atom Ernest Rutherford

Penelitian penembakan sinar alfa pada plat tipis emas membuat Rutherford dapat mengusulkan teori dan model atom untuk memperbaiki teori dan model atom Thompson. Menurut Rutherford, atom mempunyai inti yang bermuatan positif dan merupakan pusat massa atom dan elektron-elektron mengelilinginya.

Rutherford berhasil menemukan bahwa inti atom bermuatan positif dan elektron berada diluar inti atom. Akan tetapi teori dan model atom yang dikemukakan oleh Rutherford juga masih mempunyai kelemahan yaitu teori ini tidak dapat menjelaskan fenomena kenapa elektron tidak dapat jatuh ke inti atom. Padahal menurut fisika klasik, partikel termasuk elektron yang mengorbit pada lintasannya akan melepas energi dalam bentuk radiasi sehingga elektron akan mengorbit secara spiral dan akhirnya jatuh ke iti atom.

Model Atom Ernest Rutherford

Model Atom Niels Bohr

Niels Bohr selanjutnya menyempurnakan model atom yang dikemukakan oeh Rutherford. Penjelasan Bohr didasarkan pada penelitiannya tentang spektrum garis atom hidrogen. Beberapa hal yang dijelaskan oleh Bohr adalah

• Elektron mengorbit pada tingkat energi tertentu yang disebut kulit
• Tiap elektron mempunyai energi tertentu yang cocok dengan tingkat energi kulit
• Dalam keadaan stasioner, elektron tidak melepas dan menyerap energi
• Elektron dapat berpindah posisi dari tingkat energi tinggi menuju tingkat energi rendah dan sebaliknya dengan menyerap dan melepas energi

Model Atom Niels Bohr

 

Model Atom Mekanika Gelombang

Perkembangan model atom terbaru dikemukakan oleh model atom berdasarkan mekanika kuantum. Penjelasan ini berdasarkan tiga teori yaitu

• Teori dualisme gelombang partikel elektron yang dikemukakan oleh de Broglie pada tahun 1924
• Azas ketidakpastian yang dikemukakan oeh Heisenberg pada tahun 1927
• Teori persamaan gelombang oleh Erwin Schrodinger pada tahun 1926

Menurut model atom ini, elektron tidak mengorbit pada lintasan tertentu sehingga lintasan yang dikemukakan oleh Bohr bukan suatu kebenaran. Model atom ini menjelaskan bahwa elektron-elektron berada dalam orbita-orbital dengan tingkat energi tertentu. Orbital merupakan daerah dengan kemungkinan terbesar untuk menemukan elektron disekitar inti atom.

Model Atom Mekanika Quantum