SIFAT FISIS DAN KIMIA UNSUR-UNSUR GOLONGAN UTAMA

DAN TRANSISI

SIFAT FISIS

Sifat fisis adalah sifat yang dapat diukur danditeliti tanpa mengubah komposisi atau susunan darizat tersebut. Sebagai contoh, kita dapat mengukur titikleleh dari es dengan memanaskan sebuah balok es danmencatat pada suhu berapa es tersebut berubahmenjadi air. Air dengan es hanya berbeda dalam halpenampilan saja, bukan dalam komposisi, jadi initermasuk kedalam perubahan fisis. Demikian juga bilakita membekukan air tersebut kembali menjadi esseperti mula-mula. Karena itu, titik leleh dari suatu zattermasuk kedalam sifat fisisnya. Sama halnya bila kitamengatakan Helium lebih ringan daripada udara, kitamereferensikannya pada sifat fisis helium tersebut.

SIFAT KIMIA

Sifat kimia adalah sifat yang untuk mengukurnyadiperlukan perubahan kimiawi. Sebagai contoh,pernyataan yang menyebutkan bahwa “Gas hidrogenterbakar oleh gas oksigen dan membentuk air” yangmendeskripsikan sifat kimia dari hidrogen, karenauntuk menyelidikinya kita harus melakukanperubahan kimiawi, dalam hal ini pembakaran. Setelahterjadi perubahan kimiawi, zat mula-mula, yakniHidrogen, menghilang dan berubah menjadi zat kimialain-air. Kita tidak dapat mengembalikan Hidrogendari air sebagaimana perubahan-perubahan fisis sepertipelelehan atau pembekuan.

UNSUR ALKALI

Li Na K Rb Cs Fr

Nomor atom

Konfigurasi elektron

Titik leleh (oC)

Titik didih (oC)

Rapat jenis (20 oC, g/cm3)

Jari-jari ion (10–12 m)

Jari-jari atom (10–12m)

Energi ionisasi I (kJ/mol)

Energi ionisasi II (kJ/mol)

Eo, L → L+ + e– (V)

Elektronegativitas

3

[He]2s1

179

1.336

0,54

60

123

520

7.296

3,05

1,0

11

[Ne]3s1

98

883

0,97

95

157

496

4.563

2,71

1,0

19

[Ar]4s1

63

762

0,86

133

203

419

3.069

2,92

0,9

37

[Kr]5s1

39

700

1,53

148

216

403

2.650

2,49

0,9

55

[Xe]6s1

28

670

1,90

169

235

376

2.420

3,02

0,9

87

[Rn]7s1

–

–

–

–

–

370

2.170

–

–

Sifat-Sifat Umum Logam Alkali

Beberapa Reaksi Logam Alkali

1) Semua logam alkali dapat bereaksi dengan hidrogen, halogen, oksigen,

belerang, dan fosforus.

2 M(s) + H2(g) → 2 MH(s) (senyawa hidrida)

2) Litium dapat bereaksi dengan nitrogen membentuk nitrida.

6 Li(s) + N2(g) → 2 Li3N(s) (nitrida)

3) Reaksi dengan air menghasilkan basa dan gas hidrogen. Reaksi ini

bersifat eksotermis.

2 M(s) + H2O(l) → 2 MOH(aq) + H2(g)

Reaksi air dengan:

(a) litium,

(b) natrium/sodium,

(c) kalium/potassium.

(a) (b) (c)

4) Logam alkali sebagai reduktor.

Al2O3 + 6 Na → 2 Al + 3 Na2O

5) Logam-logam alkali terlarut dalam amonia cair membentuk larutan

biru.

6)Reaksi nyala. Jika logam-

logam alkali dibakar, akan

menghasilkan warna nyala

yang khas.

Litium : merah

Natrium : kuning

Kalium : merah/violet

Rubidium : Merah ungu

Sesium : biru

natrium kalsium litium

UNSUR ALKALI TANAH

Be Mg Ca Sr Ba Ra

Nomor atom

Konfigurasi elektron

Titik leleh (oC)

Titik didih (oC)

Rapat jenis (20 oC, g/cm3)

Jari-jari ion (10–12 m)

Jari-jari atom (10–12m)

Energi ionisasi I (kJ/mol)

Energi ionisasi II (kJ/mol)

Eo, L → L+ + e– (V)

4

[He]2s2

1.280

2.970

1,86

89

31

899

1.757

1,85

12

[Ne]3s2

651

1.107

1,75

136

65

738

1.450

2,37

20

[Ar]4s2

851

1.487

1,55

174

99

590

1.146

2,87

38

[Kr]5s2

800

1.366

2,6

191

113

549

1.064

2,89

56

[Xe]6s2

725

1.637

3,59

198

135

503

965

2,91

88

[Rn]7s2

700

1.140

5,0

–

–

509

978

2,92

Sifat-Sifat Umum Logam Alkali Tanah

Perbandingan Unsur Alkali dengan Unsur Alkali Tanah

Jari-jari atom maupun jari-jari ion yang isoelektronis (jumlah elektronnya

sama) golongan alkali tanah lebih kecil dibanding alkali.

Kristal dari unsur-unsur golongan alkali tanah kerapatannya lebih besar

sehingga kekerasan, titik leleh, dan titik didihnya lebih tinggi daripada

golongan alkali.

Logam golongan IIA merupakan reduktor yang cukup kuat meskipun

kurang kuat bila dibanding logam golongan IA.

Energi ionisasi golongan IIA lebih besar daripada golongan IA.

Logam golongan alkali tanah kurang reaktif jika dibandingkan golongan

alkali.

Beberapa Reaksi Logam Alkali Tanah

1)Dengan halogen (X2), membentuk halida (X = F, Cl, Br, dan I).

M + X2 → MX2

2)Dengan oksigen, membentuk oksida, kecuali Ba juga menghasilkan

BaO2.

3)Dengan belerang, membentuk sulfida, juga dengan Se dan Te.

M + S → MS

4)Dengan nitrogen, membentuk nitrida (pada temperatur tinggi).

3 M + N2 → M3N2

5)Dengan karbon, membentuk karbida, kecuali Be membentuk Be2C.

M + 2 C → MC2

Karbida ini dengan air membentuk basa dan gas asetilena (untuk

mengelas).

6) Dengan hidrogen, membentuk hidrida (pada temperatur tinggi).

M + H2 → MH2

7) Dengan asam, membentuk gas H2.

M(s) + 2 H+(aq) → M2+(aq) + H(g)

8) Kecuali berilium, logam-logam alkali tanah dengan air membebaskan

gas hidrogen.

M + 2 H2O(l) → M(OH)2 + H2(g)

9) Berilium dan oksidanya bersifat amfoter, dapat larut dalam asam

maupun basa kuat.

Be + 2 H2O + 2 OH– → [Be(OH)4]2– + H2(g)

10) Tes nyala logam alkali tanah memberikan warna yang khas.

Magnesium : nyala sangat terang, Strontium : merah, Kalsium : merah

bata, Barium : kuning kehijauan.

UNSUR PERIODE KETIGA

Sepanjang periode dari Na sampai Cl terjadi perubahan sifat:

1) Sifat logam berkurang, sedangkan sifat nonlogam bertambah

2) Sifat reduktor berkurang, sedangkan sifat oksidator bertambah

Unsur-unsur periode ke-3 terdiri atas Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, dan Ar.

3) Sifat kebasaan berkurang, sedangkan sifat

keasaman bertambah

4) Titik didih dan titik lelehnya makin tinggi

5) Jari-jari atom makin kecil

6) Energi ionisasinya makin besar, kecuali pada

Al dan S

Na Mg Al Si P S Cl Ar

kekuatan asam bertambah

kekuatan basa bertambah

b. Kekuatan sebagai Reduktor dan Oksidator

>> Kekuatan reduktor bertambah dari kanan ke kiri.

>> Atom Na, Mg, dan Al tergolong reduktor kuat.

>> Sifat oksidator bertambah ke arah kanan.

c. Sifat Asam-Basa

dari kiri ke kanan, sifat asam bertambah, sedangkan sifat

basa berkurang.

dari kanan ke kiri, sifat basa bertambah, sedangkan sifat

asam berkurang.

UNSUR PERIODE KETIGA

Sifat-Sifat Khusus

1)Aluminium (Al)

Aluminium tidak bereaksi dengan udara kering, tetapi dalam udara

lembap akan membentuk lapisan tipis oksida di permukaannya.

Aluminium murni tidak bereaksi dengan air murni, tetapi aluminium tak

murni (bercampur dengan logam) dapat mengalami korosi jika terkena air

yang mengandung garam-garam.

Aluminium dapat bereaksi dengan nitrogen membentuk aluminium nitrida.

Aluminium dapat mereduksi oksida logam menjadi logamnya, proses

termit.

Aluminium dapat larut dalam basa kuat maupun dalam asam kuat.

Larutan AlCl3 dalam air bersifat asam maka dapat bereaksi dengan basa,

selanjutnya dapat pula bereaksi dengan asam.

UNSUR PERIODE KETIGA

2) Silikon (Si)

Silikon tidak ditemukan bebas di alam, tetapi ditemukan dalam

senyawanya.

Silikon dioksida (SiO2) biasa disebut silika, banyak ditemukan sebagai

pasir dan quartz, membentuk jaringan makromolekul struktur tiga

dimensi sehingga titik lelehnya tinggi.

SiO2 tidak berwarna, tetapi adanya campuran sedikit logam dapat

memberikan warna seperti amethyst (violet), rose quartz (merah muda),

smoky quartz (cokelat), dan citrine (kuning).

UNSUR PERIODE KETIGA

3) Fosforus (P)

Fosforus tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam, sebagian besar terdapat

sebagai fosfat seperti batuan.

Mempunyai beberapa bentuk alotrop, antara lain fosforus putih dan fosforus merah.

Fosforus putih mendidih pada 280 oC membentuk uap P4 yang terdisosiasi di atas 700

oC membentuk P2.

Pemanasan fosforus putih sampai 260 oC menggunakan katalis iodin atau belerang

membentuk fosforus merah yang amorf.

Fosforus putih sangat reaktif, beracun, mudah

menguap, dan larut dalam pelarut nonpolar.

Fosforus merah tidak reaktif, kurang beracun,

dan tidak larut dalam banyak pelarut.

Fosforus putih jika bersentuhan dengan udara,

dapat menyala dan jika tersentuh kulit,

menyebabkan luka bakar.

UNSUR PERIODE KETIGA

4) Belerang (S)

Belerang di alam dapat berada dalam keadaan bebas dan dalam

bentuk senyawa.

Belerang mempunyai alotrop, yaitu rombis dan monoklin.

Pada temperatur kamar yang stabil, belerang berbentuk rombis yang

mempunyai rumus molekul S8.

Jika dipanaskan di atas 120 oC kemudian didinginkan perlahan-lahan,

akan terbentuk kristal belerang monoklin (titik leleh 119 oC).

Belerang rombis Belerang monoklin

UNSUR PERIODE KETIGA

UNSUR PERIODE KEEMPAT

Unsur Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Jari-jari atom (nm) 0,16 0,15 0,14 0,13 0,14 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

Titik leleh (0C) 1540 1680 1900 1890 1240 1540 1500 1450 1080 420

Titik didih (0 C) 2370 3260 3400 2480 2100 3000 2900 2730 2600 910

Kerapatan (g/cm3) 3,0 4,5 6,1 7,2 7,4 7,9 8,9 8,9 8,9 7,1

E ionisasi I (kJ/mol) 6,30 660 650 6500 720 760 760 740 750 910

E ionisasi II (kJ/mol) 1240 1310 1410 1590 1510 1560 1640 1750 1960 1700

E ionisasi III (kJ/mol) 2390 2650 2870 2990 3260 2960 3230 3390 3560 3800

E0 red M2+ (aq) - - -1,2 -0,91 -1,19 -0,44 -0,28 -0,25 +0,34 0,76

E0 red M3+ (aq) -2,1 -1,2 -0,-86 -0,74 -0,28 -0,04 +0,44 - - -

Kekerasan ( skala mohs) - - - 9,0 5,0 4,5 - - 3,0 2,5

Sifat Unsur Periode Keempat

UNSUR PERIODE KEEMPAT

Warna senyawa logam transisi dengan berbagai bilangan oksidasi

Unsure +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7

Sc - - Tb - - - -

Ti - - ungu Tb - - -

V - Ungu Hijau biru Merah - -

Cr - Biru Hijau - - Jingga -

Mn - Merah muda Coklat Coklat tua Biru Hijau Ungu

Fe - Hijau Kuning - - - -

Co - Merah muda Ungu - - - -

Ni - Hijau - - - - -

Cu Tb Biru - - - - -

Zn - Tb - - -

GOLONGAN HALOGEN

Dalam membincangkan sifat kimia halogen, kadangkala fluorin dan astatin

diabaikan. Hal ini dikarenakan astatin adalah bahan radioaktif. Fluorin juga

mempunyai sifat-sifat anomali karena ukurannya yang kecil dan

keelektronegatifannya yang tinggi. Sifat kimia halogen adalah sebagai berikut :

• Unsur halogen selalu dalam bentuk molekul diatomik yang sangat reaktif terhadap

unsur logam maupun nonlogam

• Mempunyai bilangan oksidasi -1

• Dalam sistem periodik, semakin ke atas, dalam satu golongan, akan semakin

mudah menangkap elektron. Karena itu, unsur halogen merupakan oksidator

yang kuat

• Halogen merupakan unsur yang sangat elektronegatif, karena mempunyai7

elektron valensi sehingga cenderung menarik elektron dan menjadi ionnegatif

dalam rangka membentuk susunan elektron gas mulia.

• Jari-jari atom unsur halogen bertambah dari fluorin sampai astatin menyebabkan

gaya tarik inti dengan elektron valensi (pada kulit terluar) makin lemah sehingga

keelektronegatifan (kemampuan menarik elektron) semakin lemah dan

kemampuan membentuk ion negatifnya juga semakin berkurang. Dengan kata

lain dari fluorin sampai iodin kereaktifannya melemah.

Sifak fisik halogen:

1. Dari atas ke bawah, titik didih dan titik leleh halogen makin tinggi

GOLONGAN HALOGEN

2. Wujud Halogen

Pada suhu kamar, flourin dan klorin berupa gas, bromin berupa zat cair yang mudahmenguap, sedangkan iodin berupa zat padat yang mudah menyublim. Pemanasaniodin padat pada tekanan atmosfer tidak membuat unsur itu meleleh, tetapilangsung menyublim. Hal ini terjadi karena tekanan uap iodin padat pada suhukamar lebih besar dari 1 atm Kecenderungan titik leleh dan titik didih halogentersebut dapat dijelaskan sebagai berikut. Molekul halogen (X2) bersifat nonpolar,dengan demikian gaya tarik- menarik antarmolekul halogen merupakan gayadispersi. Sebagaimana diketahui, gaya dispersi bertambah besar sesuai denganpertambahan massa molekul (Mr). Itulah sebabnya mengapa titik leleh dan titikdidih halogen meningkat dari atas ke bawah dalam tabel periodik unsur.

3. Warna dan Aroma Halogen

Halogen mempunyai warna dan aroma tertentu. Flourin berwarna kuning muda,klorin berwarna hijau muda, bromin berwarna merah tua, iodin padat berwarnahitam, sedangkan uap iodine berwarna ungu. Semua halogen berbau rangsang danmenusuk, serta bersifat racun.

GAS MULIA

Sifat-Sifat Unsur Transisi

1. Mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu macam, meskipun ada

juga yang hanya mempunyai satu macam.

2. Mempunyai kecenderungan yang kuat membentuk ion kompleks.

3. Senyawanya ada yang bersifat paramagnetik, tetapi ada pula yang

bersifat diamagnetik.

4. Kebanyakan ion atau senyawanya berwarna. Hal ini disebabkan

subkulit d hanya terisi sebagian elektron.

5. Titik leleh dan titik didihnya pada umumnya sangat tinggi.

6. Semua unsur transisi mempunyai sifat logam, seperti konduktor panas

dan listrik yang baik.

UNSUR TRANSISI

TERIMAKASIH SEMOGA BERMANFAAT