Makalah Unsur Transisi [PDF]

Citation preview

TUGAS MAKALAH STRUKTUR SENYAWA ANORGANIK KIMIA UNSUR TRANSISI



OLEH: ANUGRAH



F1C1 17 004



ZULKIFLI ABDUL MALIK



F1C1 17 064



REGITA DEWI CHAHYANI



F1C1 17 058



JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2020



KATA PENGANTAR



Alhamdulillah, puji syukur kita panjatkan atas kehadirat Allah SWT. yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya berupa nikmat kesehatan dan kesempatan sehingga makalah ini dapat diselesaikan tepat waktu. Makalah Struktur Senyawa Anorganik yang berjudul “Kimia Unsur Transisi”. Terlepas dari itu, penulis menyadari adanya kesalahan dalam penyusunan makalah ini. Untuk itu, kritik dan saran yang membangun penulis harapkan untuk perkembangan makalah di edisi selanjutnya.



Penulis



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...................................................................................................2 DAFTAR ISI.................................................................................................................3 BAB I PENDAHULUAN.............................................................................................4 A. Latar Belakang 4 B. Rumusan Masalah 5 C. Tujuan



5



BAB II PEMBAHASAN...............................................................................................6 1. Pengertian unsur-unsur transisi 6 2. Ciri-Ciri Umum Unsur Transisi



7



3. Sifat-Sifat Kimia Unsur Transisi 7 4. Keberadaan Logam Transisi di Alam



7



5. Kegunaan Unsur Logam Transisi 7 6. Golongan-Golongan Unsur Transisi



8



BAB III PENUTUP.....................................................................................................16 A. Kesimpulan 16 B. Saran



16



DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................17



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Alam semesta ini kaya akan kandungan unsur-unsur kimia. Hingga saat ini, unsur-unsur kimia berjumlah sekitar 114 unsur yang dikelompokan berdasarkan kesamaan sifatnya ke dalam golongan A (golongan utama) dan golongan B (golongan transisi). Selain itu, unsur-unsur kimia dapat dikelompokan menjadi unsur logam, nonlogam, semilogam dan gas mulia. Keberadaan unsur-unsur kimia di alam sangat melimpah.sumber unsur-unsur kimia terdapat di kerak bumi, dasar laut dan atmosfer baik dalam bentuk unsur bebas (Pt, Au, C, N2, O2 dan gas-gas mulia), senyawa maupun campurannya. Adapun unsur transisi sering didefinisikan sebagai kelompok unsur yang mempunyai kulit-kulit d dan f  yang terisi sebagian. Namun, untuk maksud praktis, yang akan dipandang sebagai unsur transisi adalah unsur yang memiliki kulit-kulit d  dan f yang terisi sebagian. Jadi termasuk kedalamnya adalah logam mata uang, Cu, Ag, dan Au.             Unsur transisi semuanya adalah logam, kebanyakan berupa logam keras yang menghantar panas dan listrik yang baik. Mereka memiliki beberapa sifat khas, meliputi warna yang unik, pembentukan senyawa paramagnetik, aktivitas katalitik, dan terutama kecendrungan besar untuk membentuk ion kompleks. banyak senyawaan berwarna dan paramagnetic, karena kulit-kulitnya yang terisi sebagian. Unsur-unsur transisi adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit d. Berdasarkan prinsip Aufbau, unsur-unsur transisi baru dijumpai mulai periode 4. Pada setiap periode kita menemukan 10 buah unsur transisi, sesuai dengan



jumlah



elektron



yang



dapat



ditampung



pada



subkulit d.



Diberi



nama transisi karena terletak pada daerah peralihan antara bagian kiri dan kanan sistem periodik. Aturan penomoran golongan unsur transisi adalah: 1. Golongan sama dengan jumlah elektron pada subkulits ditambah d. 2. Nomor golongan dibubuhi huruf B.



Unsur-unsur transisi–dalam adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit f. Unsur-unsur transisi-dalam hanya dijumpai pada periode keenam dan ketujuh dalam sistem periodik, dan ditempatkan secara terpisah di bagian bawah. Sampai saat ini, unsur-unsur transisi-dalam belum dibagi menjadi golongangolongan seperti unsur utama dan transisi. Unsur-unsur ini baru dibagi menjadi dua golongan



besar,



yaitu



unsur



lantanida



dan



unsur



aktinida. Unsur-unsur



lantanida (seperti lantanum), adalah unsur-unsur yang elektron terakhirnya mengisi subkulit 4f dan unsur-unsur aktinida (seperti aktinum), adalah unsur-unsur yang elektron terakhirnya mengisi subkulit 5f. B. Rumusan Masalah 1. Pengertian Unsur Transisi? 2. Bagaimana Ciri-Ciri Unsur Transisi? 3. Bagaimana Sifat dari Unsur Transisi? C. Tujuan 1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan unsur transisi. 2. Untuk mengetahui ciri-ciri dari unsur transisi. 3.Untuk mengetahui sifat-sifat apa saja yang ada pada unsur transisi.



BAB II PEMBAHASAN 1. Pengertian unsur-unsur transisi Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan electron pada kulit terluar dan kulit pertama untuk berikatan dengan unsur-unsur lain. Unsur transisi merupakan kelompok unsur kimia yang berada pada golongan 3 sampai 12 (IB sampai VIIIB pada system lama). Kelompok ini terdiri dari 38 unsur. Unsur-unsur ini pengisian elektronnya berakhir pada subkulit d. Berdasarkan prinsip Aufbau, unsurunsur transisi baru dijumpai mulai periode 4. Pada setiap periode kita menemukan 10 buah unsur transisi, sesuai dengan jumlah elektron yang dapat ditampung pada subkulit d. Diberi nama transisi karena terletak pada daerah peralihan antara bagian kiri dan kanan sistem periodik. Aturan penomoran golongan unsur transisi adalah: a. Nomor golongan sama dengan jumlah elektron pada subkulit s  ditambah d. b. Nomor golongan dibubuhi huruf B. Catatan: 1. Jika s + d = 9, golongan VIIIB. 2. Jika s + d = 10, golongan VIIIB. 3. Jika s + d = 11, golongan IB. 4. Jika s + d = 12, golongan IIB.



2. Ciri-Ciri Umum Unsur Transisi 1. Bersifat logam, semua unsur transisi tergolong logam dengan titik leleh dan titik didih yang relative tinggi (unsur-unsur golongan utama ada yang tergolong logam, metalloid dan logam). 2. Bersifat paramagnetik (sedikit tertarik kedalam medan magnet). 3.Membentuk senyawa-senyawa yang dari unsur logam golongan utama tidak berwarna. 4. Mempunyai beberapa tingkat oksidasi (unsur logam golongan utama umumnnya hanya mempunyai sejenis tingkat oksidasi). 5. Membentuk berbagai macam ion kompleks (unsur logam golongan utama tidak banyak yang dapat membentuk ion kompleks). 6. Berdaya katalitik, banyak unsur transisi atau semacamnya yang berfungsi sebagai katalisator, baik dalam proses industry maupun dalam proses metabolism. Tetapi Zink dan unsur-unsur golongan IIB lainnya (Cd dan Hg) seringkali memperlihatkan sifat yang berbeda dari unsur transisi pada umumnya, mereka mempunyai titik leleh dan titik didih yang relative rendah (raksa berupa cairan pada suhu kamar), tidak paramagnetic dan senyawanya tidak berwarna, Zink hanya mempunyai satu tingkat oksidasi yaitu +2. 3. Sifat-Sifat Kimia Unsur Transisi Unsur transisi mempunyai sifat khas yang berbeda dari unsur lain, yaitu sebagai berikut : a. Mempunyai berbagai macam bilangan oksidasi b. Senyawanya bersifat paramagnetic 4. Keberadaan Logam Transisi di Alam Transisi yang banyak ditemukan di alam pada periode 4. 5. Kegunaan Unsur Logam Transisi Kegunaan logam unsur transisi sangat beragam, seperti pembuatan lampu, pemberian warna pada televise dan gelas, pembuatan besi dan lain sebagainya.



6. Golongan-Golongan Unsur Transisi  Logam transisi golongan IB terdiri dari Tembaga (Cu), Perak (Ag), dan Emas (Au).  Logam transisi golongan IIB terdiri dari Zink atau Seng  (Zn), Kadmium (Cd), Merkuri (Hg) dan Ununbium (Uub) yang mempunyai 2 elektron s terluar dengan sub kulit d terisi penuh.  Logam transisi golongan IIIB terdiri dari Sc, Y, La dan Ac.  Logam transisi golongan IVB terdiri dari Ti, Zr, Hf dan Rf.  Logam transisi golongan VB terdiri dari 4 unsur yaitu, Vanadium (V), Niobium (Nb), Tantalum (Ta), dan Dubnium (Db).  Logam transisi golongan VIB terdiri dari Cr, Mo, W dan Sg.  Logam transisi golongan VIIB terdiri dari Mn, Tc, Re dan Bh.  Logam transisi golongan VIIIB merupakan logam transisi yang terdiri dari Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Rutenium (Re), Roduim(Rd), Paladium (Pd),Osmuim (Os), Iridium (Ir), Platina (Pt) dan tiga unsur buatan (Hasium, Meitnerium, Ununnilium) yang belum jelas. Jari-jari unsur ini semakin kebawah semakin besar sedangkan ionisasinya semakin kebawah makin kecil. Adapun unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur  golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn). Dalam satu periode dari kiri (Sc) ke kanan (Zn), keelektronegatifan unsur hampir sama, tidak meningkat maupun menurun secara signifikan. Selain itu, ukuran atom (jari-jari unsur) serta energi ionisasi juga tidak mengalami perubahan signifikan. Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa semua unsur transisi periode keempat



memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang serupa. Hal ini berbeda dengan unsur utama yang mengalami perubahan sifat yang sangat signifikan dalam satu periode. Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki keelektronegatifan yang lebih besar dibandingkan unsur Alkali maupun Alkali tanah, sehingga kereaktifan unsur transisi tersebut lebih rendah bila dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Sebagian besar unsur transisi periode keempat mudah teroksidasi (memiliki E°red negatif), kecuali unsur Tembaga yang cenderung mudah tereduksi (E°Cu = + 0,34 V). Hal ini berarti bahwa secara teoritis, sebagian besar unsur transisi periode keempat dapat bereaksi dengan asam kuat (seperti HCl) menghasilkan gas hidrogen, kecuali unsur Tembaga. Akan tetapi, pada kenyataanya, kebanyakan unsur transisi periode keempat sulit atau bereaksi lambat dengan larutan asam akibat terbentuknya lapisan oksida yang dapat menghalangi reaksi lebih lanjut. Hal ini terlihat jelas pada unsur Kromium. Walaupun memiliki potensial standar reduksi negatif, unsur ini sulit bereaksi dengan asam akibat terbentuknya lapisan oksida (Cr 2O3) yang inert. Sifat inilah yang dimanfaatkan dalam proses perlindungan logam dari korosi (perkaratan).             Dibandingkan unsur Alkali dan Alkali Tanah, unsur-unsur transisi periode keempat memiliki susunan atom yang lebih rapat (closed packing). Akibatnya, unsur transisi tersebut memiliki kerapatan (densitas) yang jauh lebih besar dibandingkan Alkali maupun Alkali Tanah. Dengan demikian, ikatan logam (metallic bonds) yang terjadi pada unsur transisi lebih kuat. Hal ini berdampak pada titik didih dan titik leleh unsur transisi yang jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama. Selain itu, entalpi pelelehan dan entalpi penguapan unsur transisi juga jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama. Unsur transisi periode keempat memiliki tingkat oksidasi (bilangan oksidasi) yang bervariasi. Hal ini disebabkan oleh tingkat energi subkulit 3d dan 4s yang hampir sama. Oleh sebab itu, saat unsur transisi melepaskan elektron pada subkulit 4s membentuk ion positif (kation), sejumlah elektron pada subkulit 3d akan ikut dilepaskan. Bilangan oksidasi umum yang dijumpai pada tiap unsur transisi periode keempat adalah +2 dan +3. Sementara, bilangan oksidasi tertinggi pada unsur transisi



periode keempat adalah +7 pada unsur Mangan (4s 23d7). Bilangan oksidasi rendah umumnya ditemukan pada ion Cr3+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Cu+, dan Cu2+, sedangkan bilangan oksidasi tinggi ditemukan pada anion oksida, seperti CrO 42-, Cr2O72-, dan MnO4–. a.  Sifat Fisis Unsur Transisi Sifat-sifat khas unsur-unsur transisi periode keempat antara lain : 1. Unsur-unsur transisi bersifat logam, maka sering disebut logam transisi. 2. Bersifat logam, maka mempunyai bilangan oksidasi positif dan pada umumnya lebih dari satu. 3. Banyak diantaranya dapat membentuk senyawa kompleks. 4. Pada umumnya senyawanya berwarna. 5. Beberapa diantaranya dapat digunakan sebagai katalisator. 6. Titik didih dan titik leburnya sangat tinggi. 7. Mudah dibuat lempengan atau kawat dan mengkilap. 8. Sifatnya makin lunak dari kiri ke kana 9. Dapat menghantarkan arus listrik. 10. Persenyawaan dengan unsur lain mempunyai oksida positif. Beberapa Sifat Fisika Unsur Transisi Periode Keempat



Senyawa yang dibentuk pada umumnya berwarna. Hal ini disebabkan karena konfigurasi elektron unsur transisi menempati sub kulit d, elektron-elektron pada orbital d yang tidak penuh memungkinkan untuk berpindah tempat. Elektron dengan



energi rendah akan berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi (tereksitasi) dengan menyerap warna misalnya energi cahaya dengan panjang gelombang tertentu karena energi yang diserap besarnya pun tertentu. Struktur elektron pada orbital d yang bebeda akan mengasilkan warna pula. Warna senyawa unsur-unsur transisi periode keempat dengan bilangan oksidasi



b. Sifat Kimia Unsur Transisi 1). Jari-Jari Atom Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin bertambahnya elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik intinya, sehingga jarak elektron pada jarak terluar ke inti semakin kecil. 2). Energi Ionisasi Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi sedikit fluktuatif, namun secara umum Ionization Energy (IE) meningkat dari Sc ke Zn. Kalau kita perhatikan, ada sesuatu hal yang unik terjadi pada pengisian elektron pada logam transisi. Setelah pengisian elektron pada subkulit 3s dan 3p, pengisian



dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d, sehingga kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini berdampak pada grafik energi ionisasinya yang fluktuatif dan selisih nilai energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak terlalu besar. Karena ketika logam menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s-lah yang terlebih dahulu terionisasi. 3). Konfigurasi Elektron Kecuali unsur Cr dan Cu, Semua unsur transisi periode keempat mempunyai elektron pada kulit terluar 4s2, sedangkan pada Cr dan Cu terdapat pada subkulit 4s1. Pengisian orbital d (d1 s/d d10) dan f (f1 s/d f14) unsur transisi tidak selalu beraturan. Dalam pengisian d terjadi kombinasi orbital d dengan s, sedangkan dalam pengisian f terjasi kombinasi antara f dengan s, dan kadang-kadang ditambah dengan d. Unsur transisi periode keempat dalam upaya mencapai konfigurasi gas mulia, akan melepas elektron – elektron di subkulit s dan d nya. Karena jumlah elektron di subkulit d yang tergolong banyak, maka dibutuhkan energi yang lebih besar untuk melepaskan elektron tersebut. Hal ini ditunjukkan dari kecendrungan nilai energi ionisasinya yang secara umum bertambah dari Sc ke Zn. 4). Bilangan Oksidasi Senyawa-senyawa unsur transisi di alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu. Walaupun unsur transisi memiliki beberapa bilangan oksidasi, keteraturan dapat dikenali. Bilangan oksidasi tertinggi atom yang memiliki lima elektron yakni jumlah orbital d berkaitan dengan keadaan saat semua elektron d (selain elektron s) dikeluarkan. Jadi, dalam kasus skandium dengan konfigurasi elektron (n-1) d1ns2, bilangan oksidasinya 3. Mangan dengan konfigurasi (n-1) d 5ns2, akan berbilangan oksidasi maksimum +7. Bila jumlah elektron d melebihi 5, situasinya berubah. Untuk besi Fe dengan konfigurasi elektron (n-1) d6ns2, bilangan oksidasi utamanya adalah +2 dan +3. Sangat jarang ditemui bilangan oksidasi +6. Bilangan oksidasi tertinggi sejumlah logam transisi penting seperti Kobal (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu) dan Zink (Zn) lebih rendah dari bilangan oksidasi atom yang kehilangan semua elektron (n-1) d dan



ns-nya. Di antara unsur-unsur yang ada dalam golongan yang sama, semakin tinggi bilangan oksidasi semakin tinggi unsur-unsur pada periode yang lebih besar. 3.  Konfigurasi Elektron Unsur Transisi Berdasarkan aturan membangun dari Aufbau, pengisian elektron dalam orbital d mulai terjadi setelah elektron menghuni orbital 4s2 atau setelah atom kalsium, 20Ca: [Ar] 4s2. Oleh karena itu, unsur-unsur transisi dimulai pada periode keempat dalam tabel periodik, sesuai dengan bilangan kuantum utama terbesar (4s 3d). Oleh karena orbital d maksimum dihuni oleh sepuluh elektron maka akan terdapat sepuluh unsur pada periode keempat, yaitu mulai dari Sc dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d1 4s2 sampai dengan Zn dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d10 4s2. Konfigurasi elektron unsur-unsur transisi periode keempat dapat dilihat pada Tabel. Tabel Konfigurasi Elektron Unsur-Unsur Transisi Periode Keempat



Menurut aturan Aufbau, konfigurasi elektron krom adalah [Ar]3d4 4s2, tetapi faktanya bukan demikian melainkan [Ar]3d5 4s1. Demikian juga pada konfigurasi elektron atom tembaga, yaitu [Ar]3d10 4s1. Hal ini disebabkan oleh kestabilan subkulit



d yang terisi penuh atau setengah penuh mempunyai tingkat energi elektron yang lebih rendah dari seharusnya. Untuk mencapai kestabilan, unsur – unur ini membentuk ion dengan cara melepaskan elektron dalam jumlah yang berbeda. Oleh karena itu unsur – unsur ini mempunyai dua macam biloks atau lebih dalam senyawanya. Bilangan oksidasi unsur transisi



Dari tabel dapat terlihat bahwa untuk deret pertama, bilangan oksidasi maksimum bertambah secara teratur dari +2 untuk Sc ke +7 untuk Mn dan berkurang menjadi +2 untuk Zn. Terlihat juga unsur – unsur transisi dibagian tengah mempunyai lebih banyak macam bilangan oksidasi.



BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan electron pada kulit terluar dan kulit pertama untuk berikatan dengan unsur-unsur lain. Unsur transisi merupakan kelompok unsur kimia yang berada pada golongan 3 sampai 12 (IB sampai VIIIB pada system lama). Kelompok ini terdiri dari 38 unsur. Unsur-unsur ini pengisian elektronnya berakhir pada subkulit d. Adapun ciri-ciri unsur transisi tersebut adalah bersifat logam, bersifat paramagnetik, membentuk senyawa-senyawa yang dari unsur logam golongan utama tidak berwarna, mempunyai beberapa tingkat oksidasi, membentuk berbagai macam ion kompleks dan berdaya katalitik B. Saran Manfaatkanlah unsur transisi periode yang ada di bumi dengan sebaik-baiknya dan tidak berlebihan karena dapat menimbulkan dampak negatif juga serta jangan disalahgunakan dalam penggunaannya.



DAFTAR PUSTAKA Darjito, Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Brawijaya. (PDF). Sudjana, E., Maman A. dan Yuyu Y., 2002, Karakterisasi Senyawa Kompleks Logam Transisi Cr, Mn, dan Ag dengan Glisin Melalui Spektrofotometri Ultraungu dan Sinar Tampak, Jurnal Bonatura, 4(2). Sugiarto, H.K., 2012, Dasar-Dasar Kimia Anorganik Transisi, Yogjakarta : Graha Ilmu. Taro S., 1996., Buku Teks Kimia Anorganik Online, Tokyo : Permission of Iwanami Shoten.