Halaman
29Sistem Periodik Unsur-UnsurD.Beberapa Sifat Periodik UnsurUnsur-unsur dalam golongan yang sama memiliki elektron valensiyang sama. Demikian pula unsur-unsur pada periode yang sama, elektronvalensinya menghuni orbit yang sama. Oleh karena sifat-sifat unsur adahubungannya dengan konfigurasi elektron maka unsur-unsur dalamgolongan yang sama akan memiliki sifat yang mirip dan dalam periodeyang sama akan menunjukkan sifat yang khas secara berkala (periodik)dari logam ke nonlogam. Beberapa sifat periodik unsur di antaranya adalahjari-jari atom, afinitas elektron, energi ionisasi, dan keelektronegatifan.Jari-jari atomGambar 2.5Jari-jari atomgolongan. Selanjutnya, hubungkan oleh Anda kesamaan konfigurasielektron dalam setiap golongan dengan nomor golongan, misalnya IA,IIA, IIIA, dan seterusnya.Temukan hubungan antara konfigurasi elektron dan penggolongan unsur-unsurdalam golongan yang sama serta nomor golongannya. Diskusikan dengan temansebangku Anda.Kegiatan Inkuiri1.Pada periode dan golongan berapakah unsur-unsur yangmemiliki jumlah elektron 5, 12, 17, dan 20?2.Suatu unsur berada pada periode 2 dan golongan IIA.Apakah nama unsur tersebut?3.Suatu unsur berada pada periode 3 dan golongan VIIA.Apakah nama unsur tersebut?4.Jika jumlah elektron yang menghuni orbit pertamadibolehkan maksimum 4 elektron, berapakah jumlahunsur yang akan terdapat pada periode 1 dan 2?Tes Kompetensi SubbabCKerjakanlah di dalam buku latihan.Hubungan Tabel Periodik dan Konfigurasi Elektrona.Pada periode dan golongan berapakah suatu unsur memiliki jumlah elektron 8?b.Pada periode dan golongan berapakah suatu unsur memiliki jumlah elektron 14?Jawaba.Konfigurasi elektronnya adalah 2 6.Jadi, unsur tersebut akan berada pada periode ke-2 dan golongan VIA.b.Konfigurasi elektronnya adalah 2 8 4Jadi, unsur tersebut berada pada periode ke-3 dan golongan IVA.Contoh 2.3
30Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X1.Jari-jari AtomJari-jari atom sangat kecil, diduga diameternya sekitar 10–10 m. Satuanyang biasa digunakan untuk menyatakan jari-jari atom adalah angstrom(Å). Satu angstrom sama dengan 10–10 m.Jari-jari atom didefinisikan sebagai setengah jarak antara dua inti atomyang berikatan dalam wujud padat (perhatikan Gambar 2.5). Hasilpengukuran ditunjukkan pada Tabel 2.3. Jika Anda perhatikan Ta b e l2.3 maka akan terlihat adanya keteraturan jari-jari, baik dalam golonganyang sama maupun dalam periode yang sama.Perhatikanlah jari-jari atom dari atas ke bawah dalam golongan yangsama. Apakah yang dapat Anda simpulkan mengenai jari-jari atom dalamgolongan yang sama? Bertambahnya jari-jari atom dari atas ke bawahdalam golongan yang sama disebabkan bertambahnya orbit (lintasan)elektron. Bertambahnya orbit menyebabkan volume atom mengembangsehingga jari-jari atom meningkat.Perhatikanlah jari-jari atom dari kiri ke kanan dalam periode yangsama. Apakah yang dapat Anda simpulkan mengenai jari-jari atom dalamperiode yang sama?Penurunan jari-jari atom dari kiri ke kanan dalam periode yang samadisebabkan bertambahnya jumlah proton di dalam inti atom, sedangkanjumlah orbitnya sama. Dengan bertambahnya jumlah proton, tarikan intiterhadap elektron valensi makin kuat sehingga terjadi pengerutan volumeatom. Akibatnya, jari-jari atom dari kiri ke kanan mengecil (perhatikanGambar 2.6).Simpulkan dengan kalimat sendiri keteraturan jari-jari atom dalam golongan yangsama dan dalam periode yang sama berdasarkan data pada Tabel 2.3.Kegiatan InkuiriKonversi satuan panjang:sentimeter (cm)10-2 mmilimeter (mm)10-3 mmikrometer (μm)10-6 mnanometer (nm)10-9 mangstrom (Å)10-10 mpikometer (pm)10-12 mfemtometer (fm)10-15 mattometer (am)10-18 mLength unit convertion:centimeter (cm)10-2 mmillimeter (mm)10-3 mmacrometer (μm)10-6 mnanometer (mm)10-9 mangstrome (Å)10-10 mpikometer (pm)10-12 mfemtometer (fm)10-15 mattometer (am)10-18 mNoteCatatanTabel 2.3Jari-Jari Atom Menurut Golongan (dalam satuan pm)IAIIAIIIAGolonganJari-JariUnsurAtom KationMuatanLiNaKRbBeMgCaAlGaIn135154196211901301741431221626095133148316599506281+1+1+1+1+2+2+2+3+3+3VIIAVIAVAGolonganJari-JariUnsurAtom AnionMuatanFClBrIOSSeNPAs64991141336610411770110125136181195216140184198171212––1 –1 –1 –1 –2 –2 –2 –3 –3–Sumber:Chemistry with Inorganic Quantitative Analysis, 1989
31Sistem Periodik Unsur-Unsur2.Energi IonisasiEnergi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk mengeluarkanelektron valensi dari suatu atom atau ion dalam wujud gas.Na(g)⎯⎯→Na+(g) + e–Nilai energi ionisasi bergantung pada jarak elektron valensi terhadapinti atom. Makin jauh jarak elektron valensi terhadap inti atom, makinlemah tarikan inti terhadap elektron sehingga energi ionisasi makin kecil.Nilai energi ionisasi unsur-unsur utama ditunjukkan pada Gambar 2.7 yangdigambarkan secara grafik.Gambar 2.6Jari-jari atom dipengaruhi olehjumlah proton dalam inti.IIIIIIIVVVIVIIVIIIGambar 2.7Grafik energi ionisasi pertamaunsur-unsur golongan utamaPada periode yang sama, dari kiri ke kanan jari-jari atom relatif tetap,tetapi muatan inti bertambah. Hal ini menyebabkan tarikan inti terhadapelektron valensi makin besar. Bagaimanakah kecenderungan energiionisasi jika diurutkan dari kiri ke kanan pada periode yang sama?Menentukan Kecenderungan Jari-Jari AtomUrutkan unsur-unsur berikut menurut kenaikan jari-jarinya: Na, K, Mg, dan Ca.Jelaskan alasannya.JawabNa dan K berada dalam golongan yang sama, tetapi atom K memiliki orbit terluar lebihjauh dari inti sehingga jari-jari atom K lebih panjang daripada Na. Demikian pula atomMg dan Ca, dengan jari-jari atom Ca lebih panjang dari Mg.Na dan Mg berada pada periode yang sama dan jari-jari atom Na lebih panjang dariMg sebab muatan inti atom Mg (ditunjukkan oleh naiknya nomor atom) lebih besardaripada Na. Demikian pula atom K dan Ca, dengan jari-jari atom K lebih panjangdari Ca.Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa urutan kenaikan jari-jari atom adalahMg < Na < Ca < K.Contoh 2.4Manakah di antara penyataan dibawah ini yang bukan merupakansifat periodik unsur-unsur?A.Dari atas ke bawah dalam satugolongan energi ionisasi makinkecil.B.Dari kiri ke kanan dalam satuperiode afinitas elektron makinbesar.C.Dari atas ke bawah dalam satugolongan jari-jari atom makinbesar.D.Dari kiri ke kanan dalam satuperiode keelektronegatifanmakin besar.E.Dari kiri ke kanan dalam satuperiode titik didih makintinggi.PembahasanJawaban (A), (B), (C), dan (D) adalahsifat-sifat periodik unsur.Jadi, jawabannya adalah (E).Ebtanas 1995–1996Mahir Menjawab1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+14+15+16+17+18+HLiNaBeMgBAlCSiNPOSFNeArClHe
32Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XRamalkan kecenderungan energi ionisasi dari kiri ke kanan tabel periodik dalamperiode yang sama berdasarkan data pada grafik.Kegiatan InkuiriSelain muatan inti atom, energi ionisasi juga dipengaruhi olehkonfigurasi elektron, terutama konfigurasi elektron dengan jumlahelektron valensi sebanyak 8 (golongan VIIIA, gas mulia). Perhatikangrafik pada Gambar 2.7, pada setiap periode, energi ionisasi terbesardimiliki oleh unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, dan Xe). Unsur-unsur gas mulia adalah contoh unsur-unsur paling stabil. Kestabilan inidisebabkan atom-atom gas mulia memiliki elektron valensi paling banyak(8 elektron). Oleh karena itu, untuk mengeluarkan elektron valensi dariatom gas mulia memerlukan energi ionisasi yang sangat besar.Kata Kunci•Afinitas elektron•Elektron valensi•Energi ionisasi•Jari-jari atomAktivitas Kimia 2.1Kaitan antara Konfigurasi Elektron, Golongan,Periode, dan Energi Ionisasi dalam Tabel PeriodikTujuanMenyelidiki kaitan antara konfigurasi elektron dan unsur-unsur dalam tabel periodik.Langkah Kerja1.Pelajari dan lengkapilah tabel berikut.2.Pelajari dan lengkapilah tabel berikut.UnsurNomorAtomKonfigurasiElektronGolonganPeriodeCSiGeSnPb6143250822 4............IV............2.........6UnsurNomorAtomKonfigurasiElektronGolonganPeriodeYZrNbMoTc39404142432 8 18 11............IIIB............55.........Menentukan Kecenderungan Energi IonisasiUrutkan atom-atom berikut: Na, Mg, K, dan Ca menurut kenaikan energi ionisasinya,kemudian jelaskan alasannya.JawabPada periode yang sama, dari kiri ke kanan energi ionisasi bertambah akibatbertambahnya muatan inti. Jadi, energi ionisasi Mg lebih besar dari Na. Demikian pulaenergi ionisasi Ca lebih besar dari K.Dalam golongan yang sama, dari atas ke bawah energi ionisasi berkurang akibat orbitelektron makin jauh dari inti. Jadi, energi ionisasi Na lebih besar dari K dan energi ionisasiMg lebih besar dari Ca.Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa urutan energi ionisasi adalah K < Na <Ca < Mg.Contoh 2.5
33Sistem Periodik Unsur-Unsur3.Afinitas ElektronAfinitas elektron adalah perubahan energi atom ketika elektronditambahkan kepada atom itudalam keadaan gas. Contoh:Cl(g) + e–⎯⎯→Cl–(g)Berbeda dengan energi ionisasi, afinitas elektron dapat berhargapositif atau negatif. Jika satu elektron ditambahkan kepada atom yangstabil dan sejumlah energi diserap maka afinitas elektronnya berhargapositif. Jika dilepaskan energi, afinitas elektronnya berharga negatif.H = –73Li = –60Na = –53K = –48Rb = –47IAIIABe = 240Mg = 230Ca = 156Sr = 168Ba = 52IIIAB = 83Al = 50Ga = 36In = 34Tl = 50IVAC = 123Si = 120Ge= 116Sn= 121Pb= 101VAN = 0,0P = 74As = 77Sb= 101Bi = 101VIAO = 141S = 200Se= 195Te= 183Po= 270VIIAF = 322Cl = 349Br = 325I = 295At = 270VIIIAHe = 21Ne = 29Ar = 35Kr = 39Xe = 41Tabel 2.4Afinitas Elektron Unsur-Unsur Golongan UtamaSecara umum, nilai afinitas elektron dalam golongan yang sama dariatas ke bawah menurun, sedangkan pada periode yang sama dari kiri kekanan meningkat. Nilai afinitas elektron umumnya sejalan dengan jari-jari atom. Makin kecil jari-jari atom, nilai afinitas elektron makin tinggi.Sebaliknya, makin besar jari-jari atom, nilai afinitas elektron kecil.Pertanyaan1.Bagaimanakah kaitannya antara jumlah elektron valensi dan nomor golongan?2.Bagaimanakah kaitan antara orbit yang ditempati elektron valensi dan nomor periode?3.Dari hasil pengamatan, ramalkan kecenderungan jari-jari atom tersebut dalam periodedan golongan yang sama.4.Ramalkan pula kecenderungan energi ionisasi atom tersebut dalam periode dan golonganyang sama.4.Keelektronegatifan AtomKeelektronegatifan didefinisikan sebagai kecenderungan suatu atomdalam molekul untuk menarik pasangan elektron yang digunakan pada ikatanke arah atom bersangkutan. Skala keelektronegatifan yang dipakai sampaisekarang adalah yang dikembangkan oleh Pauling sebab lebih lengkapdibandingkan skala keelektronegatifan yang lain. Pauling memberikanskala keelektronegatifan 4 untuk unsur yang memiliki energi ionisasidan energi afinitas elektron tinggi, yaitu pada unsur florin, sedangkanunsur-unsur lainnya di bawah nilai 4.Menentukan Kecenderungan Afinitas ElektronUrutkan atom-atom berikut menurut kenaikan afinitas elektronnya: S, Cl, dan P.JawabAfinitas elektron adalah perubahan energi ketika atom menerima elektron.Pada periode yang sama, dari kiri ke kanan dalam tabel periodik, afinitas elektronumumnya meningkat.Jadi, dapat disimpulkan bahwa afinitas elektron untuk P < S < Cl.Contoh 2.6Sumber:Chemistry with Inorganic Quantitative Analysis, 1989
34Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XPada tabel periodik, unsur florin yang ditetapkan memiliki keelektro-negatifan 4 (terbesar) berada di ujung kanan paling atas. Adapun Unsurfransium yang memiliki keelektronegatifan terendah yaitu 0,7 berada dikiri paling bawah dalam tabel periodik.1.Jelaskan bagaimana kecenderungan jari-jari atom darikiri ke kanan dalam periode yang sama dan dari ataske bawah dalam golongan yang sama pada tabelperiodik modern.2.Urutkan atom-atom berikut menurut kenaikan jari-jarinya: P, S, dan Cl. Berikan alasannya.3.Urutkan atom-atom berikut berdasarkan kenaikanenergi ionisasinya: P, S, dan Cl. Jelaskan alasannya.Tes Kompetensi SubbabDLi1,0Be1,6B2,0C2,6N3,0O3,4F4,0Na0,9Mg1,3Al1,6Si1,9P2,2S2,6Cl3,2K0,8Ca1,0Ga1,8Ge2,0As2,2Se2,6Br3,0Rb0,8Sr1,0In1,8Sn2,0Sb2,0Te2,1I2,7Cs0,8Ba0,9Ti2,0Pb2,3Bi2,0Po2,0At2,2Tabel 2.5Keelektronegatifan Beberapa Unsur Menurut Golongan dan Periodepada Tabel PeriodikKerjakanlah di dalam buku latihan.SekilasKimiaIlmuwan yang terlibat dalammengembangkan skala keelektro-negatifan di antaranya Sanderson,Mulliken, dan Pauling.Keelektronegatifan yang diterimapublik adalah dari Pauling sebabdidasarkan pada data energi ikatanyang dapat diukur.Sumber:dlib.orgSimpulkan dengan kalimat Anda sendiri kecenderungan skala keelektronegatifandalam golongan yang sama dan dalam periode yang sama berdasarkan data padaTabel 2.5.Kegiatan InkuiriFr0,7Ra0,9Sumber:Foundations of Chemistry, 1996Menentukan Kecenderungan Skala KeelektronegatifanNomor atom unsur X, Y, dan Z berturut-turut adalah 11, 15, dan 20. Urutkan unsur-unsur tersebut berdasarkan kenaikan skala keelektronegatifannya.JawabUnsur-unsur tersebut berada pada golongan dan periode sebagai berikut:X: golongan IA dan periode ke-3Y: golongan VA dan periode ke-3Z: golongan IIA dan periode ke-4Berdasarkan data pada Tabel 2.5, skala keelektronegatifan X = Na, Y = P, dan Z = Ca.Jadi, urutan skala keelektronegatifannya adalah X < Z < Y.Contoh 2.7Linus Pauling(1901-1994)