SISTEM PERIODIK UNSUR-UNSUR DAN
STRUKTUR ATOM
K
|
etika unsur yang dikenal sudah cukup banyak, para ahli berupaya membuat
pengelompokan sehingga unsur-unsur itu tertata dengan baik. Puncak dari
usaha-usaha tersebut adalah terciptanya suatu daftar yang disebut sistem periodik unsur-unsur. Sistem
periodic mengandung banyak sekali informasi tentang sifat-sifat unsur, sehingga
sangat membantu kita dalam mempelajari unsur-unsur yang kini jumlahnya tidak
kurang dari 114.
I. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK
1. Triade Dobereiner
Pada tahun
1829, johan Wolfgang Dobereiner, seorang
professor kimia di Jerman, mengemukakan bahwa massa atom relative strontium
sangat dekat dengan massa rata-rata dari dua unsure lain yang mirip dengan
strontium, yaitu kalsium dan barium. Dobereiner juga menemukan beberapa
kelompok unsur lain seperti itu. Oleh Karen itu, Dobereiner mengambil
kesimpulan bahwa unsur-unsur dapat
dikelompokkan ke dalam kelompok-kelompok tiga unsur yang disebut triade. Namun sayang, Dobereiner tidak
berhasil menunjukkan cukup banyak triade sehingga aturan tersebut bermanfaat.
Triade
|
Ar
|
Rata-rata Ar unsur
pertama dan ketiga
|
Kalsium
Stronsium
Barium
|
40
88
137
|
2. Hukum Oktaf Newlands
Pada tahun
1864 seorang ahli kimia dari Inggris bernama A. R. Newlands mengumumkan penemuannya yang disebut hokum oktaf. Newlands menyusun unsur
berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Ternyata unsur yang berselisih 1
oktaf (unsur ke-1 dan ke-8, unsur ke-2 dan ke-9, dan seterusnya) menunjukkan
kemiripan sifat.
3. Sistem Periodik Mendeleev
Pada tahun
1869 seorang sarjana asal Rusia bernama Dmitri
Ivanovich Mendeleev, berdasarkan pengamatannya terhadap 63 unsur yang sudah
dikenal ketika itu, menyimpulkan bahwa sifat-sifat
unsur adalah fungsi periodic dari massa atom relatifnya. Artinya, jika
unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu
akan berulang secara periodic. Mendeleev menempatkan unsure-unsur yang
mempunyai kemiripan sifat dalam satu lajur vertical, yang disebut golongan. Lajur-lajur horizontal, yaitu
lajur unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, disebut periode.
4. Sistem Periodik Modern dari Henry G. Moseley
Pada awal
abad 20, pengetahuan kita terhadap atom mengalami perkembangan yang sangat
mendasar. Para ahli menemukan bahwa atom bukanlah sesuatu partikel yang tak
terbagi melainkan terdiri dari partikel yang lebih kecil yang disebut partikel dasar atau partikel subatom. Kini atom diyakini
terdiri atas tiga jenis partikel dasar, yaitu proton, elektron, dan neutron.
Kita akan melihat lebih banyak tentang struktur atom pada Subbab 3.3. Untuk
sekarang perlu kita sebutkan bahwa
jumlah proton merupakan sifat khas dari unsur, artinya setiap unsur mempunyai
jumlah proton tertentu yang berasal dari unsur
lainnya. Jumlah proton dalam satu atom ini disebut nomor atam.
Pada tahun 1914, henry G. Moselay (1887-1915; ahli yang
menemukan cara menentukan nomor atom), menemukan bahwa sifat-sifat unsur
merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya. Urut-urutan unsur seperti yang
disusun oleh Mendeleev sesuai dengan kenaikan nomor atamnya.
II. PERIODE DAN GOLONGAN
Sistem
periodik modern disusun berdasarkan
kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Lajur-lajur horizontal, yang
disebut periode, disusun berdasarkan
kenaikan nomor atom; sedangkan lajur-lajur vertikal, yang disebut golongan, disusun berdasarkan kemiripan
sifat. Sistem periodik modern terdiri atas 7 periode dan 8 golongan. Setiap
golongan dibagi lagi menjadi 8 golongan A (IA-VIIIA) dan 8 golongan B
(IB-VIIIB). Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan golongan B
disebut golongan transisi. Golongan-golongan dapat juga ditandai dengan
bilangan 1 sampai dengan 18 secara berturutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini maka unsur transisi
terletak pada golongan 3 sampai dengan golongan 12. Pada periode 6 dan 7
terdapat masing-masing 14 unsur yang disebut unsur-unsur transisi dalam, yaitu
unsur-unsur lantania dan aktinida. Unsur-unsur transisi dalam semua termasuk
golongan IIIB. Unsur-unsur lantanida pada periode 6 golongan IIIB, dan
unsur-unsur aktinida pada periode 7 golongan IIIB. Penempatan unsur-unsur
tersebut di bagian bawah tabel periodik adalah untuk alasan teknis, sehingga
daftar tidak terlalu panjang.
1. Periode dan Nomor Atom
Periode adalah lajur-lajur horizontal pada tabel periodik. Sistem
periodik modern terdiri atas 7 periode. Jumlah unsur yang terdapat pada setiap
periode, sebagai berikut.
Periode
|
Jumlah Unsur
|
Nomor Atom
|
1
2
3
4
5
6
7
|
2
8
8
18
18
32
Belum lengkap
|
1 – 2
3 – 10
11 – 18
19 – 37
37 – 54
55 – 84
87 - . . .
|
Catatan :
1. Periode
1, 2 dan 3 disebut periode pendek karena bersisi relatif sedikit unsur.
2. Periode
4, dan seterusnya disebut periode panjang.
3. Periode
7 belum lengkap (belum sampai ke golongan VIIIA).
2. Golongan dan Nomor
Atom
Golongan
adalah lajur-lajur vertical pada table periodic. Sistem periodic terdiri atas
18 kolom vertical yang terbagi atas 8 golongan utama (A) dan 8 golongan
tambahan atau golongan transisi (B). Golongan VIIIB terdiri atas 3 kolom
vertical. Golongan-golongan B dimulai dari Golongan IIIB dn berakhir pada
Golongan IIB (Lihat table periodic).
Contoh :
Kolom
ke-2 (semua periode) adalah golongan IIA.
Kolom
ke-7 periode 3 adalam golongan VIIA.
Kolom
ke-7 periode 4 adalah golongan VIIB
Kolom
ke-15 periode 4 adalah golongan VA.
Kolom
ke-10 periode 5 adalah golongan VIIIB.
III. STRUKTUR ATOM
1. Nomor Atom
Telah
disebutkan bahwa nomor atom menyatakan jumlah proton dalam atom. Untuk atom
netral, jumlah proton sama dengan jumlah electron. Jadi, nomor atom juga
menyatakan jumlah electron.
Contoh :
Nomor
atom Na = 11, berarti tiap atom natrium mengandung 11 proton dan 11 elektron.
2. Teori Atom Modern
Menurut teori atom modern, atom terdiri dari inti yang bermuatan
positif dn electron-elektron yang beredar mengelilingi inti. Lintasan electron
mengitari inti disebut kulit atom. Model atom modern ii mirip dengan sistem
tata surya, yaitu matahari dan planet-planet yang mengitarinya. Kulit atom yang
pertama (yang paling dekat dengan inti) diberi lambang K, kulit yang kedua
dengan lambang L, dan seterusnya sesuai urutan abjad.
(a) (b)
Gambar
: Atom tersusun atas inti dan kulit-kulit.
Jumlah maksimum electron pada
setiap kulit memenuhi rumus 2n2 (n =
nomor kulit).
Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 12 = 2 elektron
Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 22 = 8 elektron
Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 32 = 18
elektron
Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 42 = 32
elektron
Kulit O (n = 5) maksimum 2 x 52 = 50
elektron
Meskipun kulit O, P, dan Q dapat
menampung lebih dari 32 elektron, pada kenyataannya kulit-kulit tersebut belum
pernah terisi penuh.
3. Konfigurasi Elektron
Persebaran
electron dalam kulit-kulit atomnya disebut konfigurasi
electron.
Contoh :
Natrium dengan nomor atom 11 mempunyai konfigurasi electron :
Na : 2, 8, 1.
Artinya, dari 11 elektron yang
terdapat dalam atom Na, 2 elektron menempati kulit K, 8 elektron menempati
kulit L, dan 1 elektron menempati kulit M. electron yang berada pada kulit
terluar disebut electron valensi.
Gambar : Struktur atom
natrium ( Na) dan atom klorin (
Cl)
Konfigurasi electron unsur-unsur
golongan utama sesuai dengan letaknya dalam sistem periodik :
Jumlah
kulit = nomor periode
Jumlah
electron valensi = nomor golongan
IV. PARTIKEL DASAR
1. Sifat-Sifat
Partikel Dasar
Sebagaimana
telah disinggung di atas, atom tersusun dari tiga jenis partikel sub-atom
(partikel dasar), yaitu proton, elektron, dan neutron. Massa dan muatan
partikel-partikel tersebut diberikan pada Tabel berikut :
Tabel : Sifat-Sifat Partikel Dasar
Partikel
|
Massa (sma)
|
Muatan
|
Elektron (e)
Proton (p)
Neutron (n)
|
0,0005858
1,0073
1,0087
|
–1
+1
netral
|
Massa partikel dasar dinyatakan
dalam satuan massa atom (sma).
|
Muatan partikel dasar dinyatakan sebagai muatan relative terhadap
muatan elektron (e).
|
Muatan 1 proton sama
dengan muatan 1 elektron, tetapi tandanya berbeda. Massa 1 proton sama dengan
massa 1 neutron, masing-masing 1
sma. Massa electron jauh lebih kecil, sekitar 1840 kali lebih kecil dari massa proton
atau neutron.
2. Susunan Atom
|
|
A p
+ n
Atau
Z n
Dengan, Z = nomor atom (= nomor proton)
A = nomor massa
Nomor atom menyatakan
jumlah proton dalam inti. Untuk atoam netral, jumlah proton sama dengan jumlah
electron. Sebagaimana telah disebutkan di atas, nomor atom khas untuk setiap
unsur. Artinya, atom-atom dari unsur yang berbeda mempunyai jumlah proton yang
berbeda, sedangkan atom-atom dari unsur yang sama mempunyai jumlah proton sama.
Nomor massa sama
dengan jumlah proton + neutron, oleh karena jumlah proton = nomor atom, maka
A = p + n
|
A = Z + n atua
Jadi jumlah neutron dalam suatu atom sama dengan selisih nomor massa
dengan nomor atomnya.
3. Susunan Ion
Suatu atom dapat kehilangan elektron atau mendapat elektron tambahan.
Atom yang kehilangan electron akan menjadi ion positif, sedangkan atom yang
mendapat tambahan electron akan menjadi ion negatif.
Contoh :
Na
terdiri dari 11 proton, 11 elektron, dan 12 neutron.
Jika jumlah elektronnya berkurang
satu, maka atom natrium berubah menjadi ion Na+. sebaliknya, jika
atom natrium mendapat tambahan 1 elektron, maka atom natrium berubah menjadi
ion Na-. Susunan aton Na, ion Na+ dan ion Na-,
sebagai berikut :
Spesi
|
Proton
|
Elektron
|
Neutron
|
Atom Na
Ion Na+
Ion Na-
|
11
11
11
|
11
10
12
|
12
12
12
|
Contoh : Menentukan jumlah proton
dan elektron berdasarkan nomor atom
Diketahui nomor atom fosforus adalah 15. Tentukan jumlah proton dan
jumlah elektron dalam :
a. atom fosforus (P)
b. ion P2+
c. ion P3-
jawab :
Dalam atom netral :
Jumlah
proton = jumlah elektron = nomor atom (Z)
Dalam ion bermuatan positif :
Jumlah
proton = nomor atom (Z)
Jumlah
elektron = nomor atom – muatan ion (Z – x)
(x
= muatan ion)
Dalam ion bermuatan negatif :
Jumlah
proton = nomor atom (Z)
Jumlah
elektron = nomor atom + muatan ion (Z + x)
(x
= muatan ion)
Jadi, jumlah
proton dan elektron dalam P, P2+, dan P3- adalah :
Spesi
|
Jumlah Proton
|
Jumlah Elektron
|
Atom P
Ion P2+
Ion P3-
|
15
15
15
|
15
15 – 2 = 13
15 + 3 = 18
|
No comments:
Post a Comment