Sejarah Perkembangan Sistem Periodik Unsur [PDF]

Citation preview

Sejarah Perkembangan Sistem Periodik Unsur Sistem periodik unsur merupakan sebuah tabel yang memuat semua unsur kimia yang dikenal oleh IUPAC (International Union of Pure and Appied Chemistry) di dalam table itu unsur kimia dikelompokkan berdasarkan kenaikan nomor atom kesamaan sifatnya.Sejarah perkembangan Sistem Periodik Unsur dan penyusunan Sistem Periodik Unsur telah mengalami banyak penyempurnaan mulai dari Antoine Lavosier, J . Newslands , O . Mendeleev , hingga Henry Moseley . II.A.1. Pengelompokan Unsur Menurut Lavoisier Pada 1789, Antoine Lavoiser mengelompokan 33 unsur kimia. Pengelompokan unsur tersebut berdasarkan sifat kimianya. Unsur-unsur kimia di bagi menjadi empat kelompok yaitu gas, tanah, logam dan non logam. Pengelompokan ini masih terlalu umum karena ternyata dalam kelompok unsur logam masih terdapat berbagai unsur yang memiliki sifat berbeda. Unsur gas yang di kelompokan oleh Lavoisier adalah cahaya, kalor, oksigen, azote ( nitrogen ), dan hidrogen. Unsur-unsur yang etrgolong logam adalah sulfur, fosfor, karbon, asam klorida, asam flourida, dan asam borak. Adapun unsur-unsur logam adalah antimon,perak, arsenik, bismuth. Kobalt, tembaga, timah, nesi, mangan, raksa, molibdenum, nikel, emas, platina, tobel, tungsten, dan seng. Adapun yang tergolong unsur tanah adalah kapur, magnesium oksida, barium oksida, aluminium oksida, dan silikon oksida. Kelemahan dari teori Lavoisior : Penglompokan masih terlalu umum kelebihan dari teori Lavoisior : Sudah mengelompokan 33 unsur yang ada berdasarka sifat kimia sehingga bisa dijadikan referensi bagi ilmuan-ilmuan setelahnya.



II.A.2. Pengelompokan unsur menurut J.W. Dobereiner Dobereiner menemukan adanya beberapa kelompok tiga unsur yang memiliki kemiripan sifat, yang ada hubungannya dengan massa atom. Contoh kelompok-kelompok triade: Cl, Br dan I, Ca, Sr dan Ba, S, Se dan Te. Kelemahan dari teori ini adalah pengelompokan unsur ini kurang efisian dengan adanya beberapa unsur lain dan tidak termasuk dalam kelompok triad padahal sifatnya sama dengan unsur dalam kelompok triefd tersebut.



Kelebihan dari teori ini adalah adanya keteraturan setiap unsure yang sifatnya mirip massa Atom (Ar) unsure yang kedua (tengah) merupakan massa atom rata-rata di massa atom unsure pertama dan ketiga. II.A.3. Hukum Oktaf Newlands J. Newlands merupakan orang pertama yang mengelompokan unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif. Newlands mengumumkan penemuanya yang di sebut hukum oktaf.



Ia menyatakan bahwa sifat-sifat unsur berubah secara teratur. Unsur pertama mirip dengan unsur kedelapan, unsur kedua mirip dengan unsur kesembilan, dan seterusnya. Daftar unsur yang disusun oleh Newlands berdasarkan hukum oktaf diberikan pada tabel 1.1 Di sebut hokum Oktaf karena beliau mendapati bahwa sifat-sifat yang sama berulang pada setiap unsure ke delapan dalam susunan selanjutnya dan pola ini menyurapi oktaf music. Tabel 1.1 Daftar oktaf Newlands 1. H



2. Li



3. Be



4. B



5. C



6. N



7. O



8. F



9. Na



10. MG



11. Al



12. Si



13. P



14. S



15. Cl



16. K



17. Ca



18. Ti



19. Cr



20. Mn



21. Fe



22. Co&Nl



23. Cu



24. Zn



25. Y



26. ln



27. As



28. Se



29. Br



30. Cu



31. Sr



32. Sr



33. Zr



34. Bi & Mo



35. Po &



Hukum oktaf newlands ternyata hanya berlaku untuk unsur-unsur ringan. Jika diteruskan, teryata kemiripan sifat terlalu dipaksakan. Misalnya, Ti mempunya sifat yang cukup berbeda dengan Al maupun B. Kelemahan dari teori ini adalah dalam kenyataanya mesih di ketemukan beberapa oktaf yang isinya lebih dari delapan unsur. Dan penggolonganya ini tidak cocok untuk unsur yang massa atomnya sangat besar.



II.A.4. Sistem Periodik Mendeleev



1) Dua ahli kimia, Lothar Meyer (Jerman) dan Dmitri Ivanovich Mendeleev (Rusia) berdasarkan pada prinsip dari Newlands, melakukan penggolongan unsur. 2) Lothar Meyer lebih mengutamakan sifat-sifat kimia unsur sedangkan Mendeleev lebih mengutamakan kenaikan massa atom. 3) Menurut Mendeleev : sifat-sifat unsur adalah fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Artinya : jika unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan berulang secara periodik. 4) Unsur-unsur yang memiliki sifat-sifat serupa ditempatkan pada satu lajur tegak, disebut Golongan. 5) Sedangkan lajur horizontal, untuk unsur-unsur berdasarkan pada kenaikan massa atom relatifnya dan disebut Periode. Kelemahan dari teori ini adalah masih terdapat unsur-unsur yang massanya lebih besar letaknya di depan unsur yang massanya lebih kecil. Co : Telurium (te) = 128 di kiriIodin (I)= 127. hal ini dikarenakan unsur yang mempunyai kemirpan sifat diletakkan dalam satu golongan. Kelemahan dari teori ini adalah pemebetulan massa atom. Sebelumnya massa atom. Sebelumnya massa atom In = 76 menjadi 113. selain itu Be, dari 13,5 menjadi 9. U dari 120 menjadi 240 . Kelebihan dari teori ini adalah peramalan unsur baru yakni meramalkan unsur beserta sifat-sifatnya.



II.A.5. 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 suatu partikel yang tak terbagi melainkan terdiri dari partikel yang lebih kecil yang di sebut partikel dasar atau partikel subatom. Kini atom di yakini terdiri atas tiga jenis partikel dasar yaitu proton, elektron, dan neuron. Jumlah proton merupakan sifat khas dari unsur, artinya setiap unsur mempunyai jumlah proton tertentu yang berbeda dari unsur lainya. Jumlah proton dalam satu atom ini disebut nomor atom. pada 1913, seorang kimiawan inggris bernama Henry Moseley melakukan eksperimen pengukuran panjang gelombang unsur menggunakan sinar-X.



II.B. Sistem Periodik Modern Pada awal abad 20, pengetahuan kita terhadap atom mengalami perkembangan yang sangat mendasar. Para ahli menemukan bahwa atom bukanlah suatu partikel yang tak terbagi melainkan terdiri dari partikel yang lebih kecil yang di sebut partikel dasar atau partikel subatom. Kini atom di yakini terdiri atas tiga jenis partikel dasar yaitu proton, elektron, dan neuron. Jumlah proton merupakan sifat khas dari unsur, artinya setiap unsur mempunyai jumlah proton tertentu yang berbeda dari unsur lainya. Jumlah proton dalam satu atom ini disebut nomor atom. Sistem Periodik Modern (Tabel Periodik Modern) merupakan Tabel Periodik Mendelev yang telah disempurnakan oleh Henry Gwyn Jeffreis Moseley pada tahun 1913 melakukan eksperimen pengukuran panjang gelombang unsur menggunakan sinar-X dalam memperbaiki susunan Tabel Periodik Mendelev. Moseley berhasil menemukan kesalahan dalam tabel periodik Mendeleev dimana sifat yang dimiliki oleh unsur sangat banyak. Pada tahun 1914, berdasarkan hasil eksperimen Henry G J Moseley tersebut, diperoleh kesimpulan bahwa sifat dasar atom bukan didasari oleh massa atom relative, melainkan berdasarkan kenaikan jumlah proton. Hal tersebut diakibatkan adanya unsur-unsur yang memiliki massa atom berbeda, tetapi memiliki jumlah proton sama atau disebut isotop. Kenaikan jumlah proton ini mencerminkan kenaikan nonor atom unsur tersebut. Pengelompokan unsurunsur sisitem periodik modern merupakan penyempurnaan hukum periodik Mendeleev, yang di sebut juga sistem periodik bentuk panjang. Sistem periodik modern disusun berdasarkan kebaikan 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 terdriri 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 juga dapat ditandai dengn bilangan 1 sampai dengan 18 secara berurutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini maka unsur transisi terletak pada golongan 3 sampai golongan 12. Pada periode 6 dan 7 terdapat masing-masing 14 unsur yang disebut unsurunsur transisi dalam, yaitu unsur-unsur antanida 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 daftr tidak terlalu panjang. Daftar asli Mendeleyev mengalami banyak perubahan, namun masih terlihat pada sistem periodik modern. Ada berbagai macam sistem periodik, tetapi yang sering digunakan adalah sistem periodik panjang. Daftar ini disusun berdasarkan konfigurasi elektron dari atom unsur-unsur. Unsur-unsur dengan konfigurasi elektron yang mirip mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip. Jadi sifat unsur ini ada hubungannya dengan konfigurasi elektron.



II.B.1. Periode Periode ditempatkan pada lajur horizontal dalam sistem periodik modern. Periode suatu unsur menunjukan suatu nomor kulit yang sudah terisi elektron (n terbesar) berdasarkan konfigurasi elektron. Konfiguration electron adalah persebaran electron dalam kulit-kulit atomnya. Dalam sistem periodik modern terdapat 7 periode, yaitu : a.periode 1 (periode sanngat pendek) berisi 2 unsur; b.periode 2 (periode pendek) berisi 8 unsur; c.periode 3 (periode pendek) berisi 8 unsur; d.periode 4 (periode panjang) berisi 18 unsur; e.periode 5 (periode panjang) berisi 18 unsur; f. periode 6 (periode sangat panjang)berisi 32 unsur yaitu, 18 unsur seperti pada periode 4 atau ke-5, dan 14 unsur lagi merupakan deret lantanida; g. periode 7 (periode sangat panjang) berisi 28 unsur, belum lengkap karena maksimum 32 unsur. Pada periode ini terdapat deret aktinida.



II.B.2. Golongan Golongan adalah lajur tegak pada tabel periodik unsur. Unsur-unsur yang ada dalam satu lajur tegak adalah unsur-unsur segolongan, terdapat delapan golongan utama dan delapan golongan transisi. Golongan utama tersebut adalah : a.



Golongan I A disebut golongan alkali (kecuali H) terdiri dari unsur-unsur H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr



b. Golongan II A disebut golongan alkali tanah yang terdiri dari unsur-unsur Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra c.



Golongan III A disebut golongan baron aluminium yang terdiri dari unsur-unsur B, Al, Ga, In, Ti, Uut



d. Golongan IV A disebut golongan karbon-silicon yang terdiri dari unsur-unsur C, Si, Ge, Sn, Pb, Uuq e. Golongan V A disebut golongan nitrogen-fosforus yang terdiri dari unsur-unsur N, P, As, Sb, Bi, Uup f.



Golongan VI A disebut golongan oksigen-belerang yang terdiri dari unsur-unsur O, S, Se, Te, Po, Uuh



g.



Golongan VII A disebut golongan halogen yang terdiri dari unsur-unsur F, Cl, Br, I, At



h. Golongan VIII A disebut golongan gas mulia yang terdiri dari unsur-unsur He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Golongan transisi tersebut adalah : a.



Golongan I B terdiri dari unsur-unsur Cu, Ag, Au, Rg



b.



Golongan II B terdiri dari unsur-unsur Zn, Cd, Hg, Uub



c.



Golongan III B terdiri dari unsur-unsur Se,Y, La, Ac



d.



Golongan IV B terdiri dari unsur-unsur Ti, Zr, Hf, Rf



e.



Golongan V B terdiri dari unsur-unsur V, Nb, Ta, Db



f.



Golongan VI B terdiri dari unsur-unsur Cr, Mo, W, Sg



g.



Golongan VI B terdiri dari unsur-unsurMn, Te, Re,Bh



h.



Golongan VIII B terdiri dari unsur-unsur Fe, Ru, Os, Hs, Co, Rh, Ir, Mt, Ni, Pd, Pt, Ds II.B.3. Sifat-Sifat Periodik Unsur a. Jari-jari atom Jari-jari atom merupakan jarak elaktron terluar ke inti atom dan menunjukan ukuran suatu atom. Jari-jari atom sukar diukur sehingga pengukuran jari-jari atom dilakukan dengan cara mengukur jarak inti antar dua atom yang berikatan sesamanya. Dalam suatu golongan, jari-jari atom semakin ke atas cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke atas, kulit elektron semakin kecil. Dalam suatu periode, semakin ke kanan jari-jari atom cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke kanan jumlah



proton dan jumlah elektron semakin banyak, sedangkan jumlah kulit terluar yang terisi elekteron tetap sama sehingga tarikan inti terhadap elektron terluar semakin kuat. b. Jari-jari ion Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata (signifikan) jika dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya.Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil, sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya. c. Energi ionisasi Jika dalam suatu atom terdapat satu elektron di luar subkulit yang mantab, elektron ini cenderung mudah lepas supaya mempunyai konfigurasi seperti gas mulia. Namun, untuk melepaskan elektron dari suatu atom dperlukan energi. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari suatu atom di namakan energi ionisasi. Dalam suatu periode semakin banyak elektron dan proton gaya tarik menarik elektron terluar dengan inti semakin besar (jarijari kecil) Akibatnya, elektron sukar lepas sehingga energi untuk melepas elektron semakin besar. Hal ini berarti energi ionisasi besar. Jika jumlah elektronnya sedikit, gaya tarik menarik elektron dengan inti lebih kecil (jarijarinya semakain besar). Akibatnya, energi untuk melepaskan elektron terluar relatif lebih kecil berarti energi ionisasi kecil. Unsur-unsur yang segolongan : energi ionisasi makin ke bawah makin kecil, karena elektron terluar makin jauh dari inti (gaya tarik inti makin lemah), sehingga elektron terluar makin mudah di lepaskan. Unsur-unsur yan seperiode : energi ionisai pada umumnya makin ke kanan makin besar, karena makin ke kanan gaya tarik inti makin kuat. Kekecualian : Unsur-unsur golongan II A memiliki energi ionisasi yang lebih besar dari pada golongan III A, dan energi ionisasi golongan V A lebih besar dari pada golongan VI A. d. Afinitas elektron Afinitas elektron ialah energi yang dibebaskan atau yang diserap apabila suatu atom menerima elektron. Jika ion negatif yeng terbentuk bersifat stabil, maka proses penyerapan elektron itu disertai pelepasan energi dan afinitas elektronnya dinyatakan dengan tanda negative. Akan tetapi



jika ion negative yang terbentuk tidak stabil, maka proses penyerapan elektron akan membutuhkan energi dan afinitas elektronnya dinyatakan dengan tanda positif. Jadi, unsur yang mempunyai afinitas elektron bertanda negatif mempunyai kecenderungan lebih besar menyerap elektron daripada unsur yang afinitas elektronnya bertanda positif. Makin negative nilai afinitas elektron berarti makin besar kecenderungan menyerap elktron. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, jari-jari semkain kecil dan gaya tarik inti terhadap elektron semakin besar, maka atom semakin mudah menarik elektron dari luar sehingga afinitas elektron semakin besar. Pada satu golongan dari atas ke bawah, jari-jari atom makin besar, sehingga gaya tarik inti terhadap elektron makin kecil, maka atom semakin sulit menarik elektron dari luar, sehingga afinitas elektron semakin kecil. e. Keelektronegatifan Kelektronegatifan adalah kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dari atom lain. Faktor yang mempengaruhi keelektronegatifan adalah gaya tarik dari inti terhadap elektron dan jari-jari atom. Harga keelektronegatifan bersifat relatif (berupa perbandingan suatu atom yag lain). Unsur-unsur yang segolongan : keelktronegatifan makin ke bawah makin kecil, karena gaya taik-menarik inti makin lemah. Unsur-unsur bagian bawah dalam sistem periodik cenderung melepaskan elektron. Unsur-unsur



yang



seperiode



:



keelektronegatifan



makin



kekanan



makin



besar.keelektronegatifan terbesar pada setiap periode dimiliki oleh golongan VII A (unsur-unsur halogen). Harga kelektronegatifan terbesar terdapat pada flour (F) yakni 4,0, dan harga terkecil terdapat pada fransium (Fr) yakni 0,7. Harga keelektronegatifan penting untuk menentukan bilangan oksidasi (biloks) unsur dalam sutu senyawa. Jika harga kelektronegatifan besar, berarti unsur yang bersangkutan cenderung menerim elektron dan membentuk bilangan oksidasi negatif. Jika harga keelektronegatifan kecil, unsur cenderung melepaskan elektron dan membentuk bilangan oksidasi positif. Jumlah atom yang diikat bergantung pada elektron valensinya. f. Sifat logam dan non logam Sifat-sifat unsur logam yang spesifik, antara lain : mengkilap, menghantarkan panas dan listrik, dapat ditempa menjadi lempengan tipis, serta dapat ditentangkan menjadi kawat / kabel



panjang. Sifat-sifat logam tersebut diatas yang membedakan dengan unsur-unsur bukan logam. Sifat-sifat logam, dalam sistem periodik makin kebawah makin bertambah, dan makin ke kanan makin berkurang. Batas unsur-unsur logam yang terletak di sebelah kiri dengan batas unsur-unsur bukan logam di sebelah kanan pada system periodic sering digambarkan dengan tangga diagonal bergaris tebal. Unsur-unsur yang berada pada batas antara logam dengan bukan logam menunjukkan sifat ganda. Contoh : 1. Berilium dan Aluminium adalah logam yang memiliki beberapa sifat bukan logam. Hal ini disebut unsur-unsur amfoter. 2. Baron dan Silikon adalah unsur bukan logam yang memiliki beberapa sifat logam. Hal ini disebut unsur-unsur metalloid. g. Kereaktifan Reaktif artinya mudah bereaksi. Unsur-unsur logam pada system periodik, makin ke bawah makin reaktif, karena makin mudah melepaskan elektron. Unsur-unsur bukan logam pada sistem periodik, makin ke bawah makin kurang reaktif, karena makin sukar menangkap elektron. Kereaktifan suatu unsur bergantung pada kecenderungannya melepas atau menarik elektron. Jadi, unsur logam yang paling reatif adalah golongan VIIA (halogen). Dari kiri ke kanan dalam satu periode, mula-mula kereaktifan menurun kemudian bertambah hingga golongan VIIA. Golongan VIIA tidak reaktif.