Tabel Periodik Unsur Kegiatan Belajar 3

Tabel Periodik Unsur
Kegiatan Belajar 3
Dalam supermarket, semua produk yang dijual
dikelompokkan dalam kelompok tertentu.
Pengelompokan tersebut bertujuan untuk
mempermudah dalam mencari produk tersebut.
Begitu juga dengan unsur yang ada di alam.
Unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan
kemiripan sifat . Para ilmuwan
mengelompokkannya dalam sebuah tabel yang
disebut dengan tabel periodik.
(Sumber : http://nba.co.ke/item/woolmatt-supermarket/)
Setelah mempelajari materi ini, Anda akan dapat :
1. Mendeskripsikan perkembangan sistem
periodik unsur
2. Menganalisis tabel periodik untuk
menentukan jari-jari atom, energi ionisasi,
afinitas elektron, dan keelektrongeatifan
3. Menalar kemiripan dan keperiodikan jari-jari
atom berdasarkan data pada grafik.
4. Menalar kemiripan dan keperiodikan energi
ionisasi berdasarkan data.
5. Menalar kemiripan dan keperiodikan afinitas
elektron berdasarkan data pada grafik.
6. Menalar kemiripan dan keperiodikan
keelektronegatifan berdasarkan data pada
tabel.
1
1
Perkembangan Sistem Periodik Unsur
A. Triade Dobereiner
Pada tahun 1817, J.W. Dobereiner menggolongkan
unsur-unsur sesuai dengan kesamaan sifatnya. Masingmasing kelompok terdiri dari tiga unsur yang disebut
dengan triade. Dalam satu triade, massa atom unsur yang
terletak di tengah merupakan harga rata-rata massa
atom unsur pertama dan ketiga.
Atom yang ditengah memiliki massa atom sebesar
rata-rata massa atom pertama dan ketiga
Tabel 1. Tabel Periodik Triade Dobereiner
Gambar 1. Johann Wolfgang
Dobereiner
(Sumber :
https://simple.wikipedia.o
rg/wiki/Johann_Wolfgang
_D%C3%B6bereiner)
(Sumber : https://bisakimia.com/2013/06/01/perkembangansistem-periodik-unsur/)
B. Hukum Oktaf Newlands
Pada tahun 1864, seorang kimiawan Inggris
bernama John Newlands mengungkapkan bahwa ketika
unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom,
sifat-sifat unsur akan berulang setiap delapan unsur. Pola
demikian ini dinamakan sifat periodik karena berulang
dengan pola yang spesifik. Hubungan sifat kimia unsurunsur secara periodik dinamakan Hukum oktaf. Tabel
periodik menurut Oktaf Newlands dapat dilihat pada
tabel 2.
Gambar 2. John Newlands
Setiap unsur ke-8 terjadi pengulangan sifat
kimia. Unsur-unsur dalam satu baris memiliki
sifat yang sama.
Tabel 2. Tabel Periodik Newlands
1
2
3
4
5
6
7
H
Li
Be
B
C
N
O
8
9
10
11
12
13
14
F
Na
Mg
Al
Si
P
S
2
Unsur dengan sifat yang
sama terletak pada baris
yang sama
(Sumber :
https://en.wikipedia.org/
wiki/John_Newlands_(che
mist )
C. Tabel Periodik Mendeleev
Pada tahun 1869, Dmitri Mendeleev kimiawan dari
Rusia dan Lothar Meyer seorang ilmuwan dari Jerman,
secara terpisah mengusulkan sebuah hukum periodik.
Unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan
massa atom akan terjadi pengulangan pola
periodik sifat-sifat unsur
Tabel periodik Mendeleev mempunyai 8 kolom dan
12 baris. Unsur-unsurnya disusun sesuai dengan kemiripan
sifat yang terletak dalam satu kolom.
Tabel 3. Tabel Periodik Mendeleev
Gambar 3. Dmitri Ivanovic
Mendeleev
(Sumber :
https://sites.google.com/
a/hinsdale86.org/chemistr
y-dmitrimendeleev/dmitrimendeleev)
(Sumber : http://materi-kimia-sma.blogspot.co.id/2013/03/sistemperiodik-klasik.html)
Seperti yang kita tahu saat ini, H, Li, Na, dan K terletak
dalam satu kolom karena sifatnya yang mirip. Namun pada
tabel tersebut terdapat ruang kosong yang diperkirakan
akan diisi oleh unsur-unsur yang baru.
D. Tabel Periodik Modern
Setelah beberapa unsur baru ditemukan, ternyata
susunan tabel periodik Mendeleev kurang tepat. Tahun
1913 oleh Henry Moseley seorang ilmuwan kimia dari
Gambar 4.
Inggris menemukan bahwa atom-atom setiap unsur
mengandung jumlah proton yang unik di dalamnya.
Penyusunan unsur-unsur dalam tabel periodik modern
sesuai dengan kenaikan nomor atom. Penyusunan ini
menghasilkan pola sifat periodik yang jelas, sehingga
sifat-sifat unsur-unsur yang disusun menurut kenaikan
3
Gambar 4. Henry
Moseley
(Sumber :
https://en.wikipedia.org/
wiki/Henry_Moseley)
nomor atom akan berulang secara periodik dan disebut
hukum periodik.
2
Hubungan Sistem Periodik Unsur dengan Sifat Keperiodikan Unsur
A. Jari-jari atom
Jari-jari atom merupakan jarak dari inti atom sampai ke
elektron terluar
Jari-jari atom dinyatakan dalam satuan Angstrom (10-10 m).
Harga jari-jari bagi hampir semua atom telah diketahui melalui
eksperimen, maka nilai yang didapat akan bervariasi.
Besarnya ukuran atom dipengaruhi oleh dua faktor:
a. Perubahan n. Semakin besar jumlah kulit atom, semakin
besar jari-jari atom.
b. Muatan inti efektif (Zeff) yaitu muatan positif setelah
elektron dilepaskan. Semakin besar Zeff , makin kecil jarijari atom.
Gambar 6. Jari-Jari Atom dan Jari-Jari Ion pada Unsur Golongan Utama
(Sumber : Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular
Nature of Matter and Change (5th edition))
Berdasarkan gambar tersebut dapat diketahui bahwa perbedaan
jari-jari atom dan jari-jari ion karena atom dapat menerima atau
melepas elektron. Secara umum kecenderungan jari-jari atom
sebagai berikut.
4
Gambar 5. Jari-Jari Atom
(Sumber :
http://www.temukanpeng
ertian.com/2013/09/peng
ertian-jari-jari-atom.html)
a. Dalam satu golongan, jari-jari atom akan bertambah
besar dengan naiknya nomor atom karena nilai n pada kulit
terluar makin besar, sehingga gaya tarik inti terhadap
elektron terluar akan semakin lemah. Dengan demikian,
jari-jari atom akan semakin besar.
b. Dalam satu periode, jari-jari atom akan semakin kecil
dengan naiknya nomor atom karena muatan inti efektif
bertambah dan mengakibatkan elektron tertarik ke inti
atom, sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar
akan semakin besar. Dengan demikian, jari-jari atom
semakin kecil.
B. Energi Ionisasi
Energi Ionisasi adalah energi minimum yang yang diperlukan
untuk melepaskan elektronnya. Dengan kata lain, kemampuan
suatu atom untuk melepas satu elektron dan cenderung
membentuk ion positif.
Gambar 7. Energi ionisasi
Semua energi ionisasi bernilai positif karena proses ionisasi
memerlukan penyerapan energi. Energi untuk melepaskan satu
elektron pertama (dari atom netral) disebut dengan energi
ionisasi pertama (Ei (1)). Apabila atom tersebut melepaskan
elektronnya yang kedua, dinamakan energi ionisasi kedua (Ei
(2)), dan seterusnya (Ei (n)).
Li (g)  Li+(g) + e
Ei (1) = 520 kj/mol
Li+(g)  Li2+(g) + e
Ei (2) = 7298 kj/mol
2+
3+
Li (g)  Li (g) + e
Ei (3) = 11815 kj/mol
Harga Ei (1) < Ei (2) < Ei (3) < Ei (n)
5
Melepaskan satu elektron pertama dari atom netral akan lebih
mudah dari pada elektron kedua. Dengan kata lain, semakin
banyak elektron yang terlepas, semakin banyak membutuhkan
energi karena sisa elektron akan tertarik lebih kuat oleh inti
atom.
Gambar 8. Diagram Harga Energi Ionisasi
(Sumber : https://www.mystupidtheory.com/2014/08/tabelsistem-periodik-unsur-kimia.html?m=0)
Diagram tersebut menunjukkan suatu penyimpangan yang muncul
dalam satu periode. Namun secara umum kecenderungan energi
ionisasi pertama dalam tabel periodik unsur adalah sebagai
berikut.
a. Nilai energi ionisasi pertama dalam satu periode akan
semakin besar karena semakin besar muatan inti positif,
semakin besar gaya tarik inti terhadap elektron terluar,
sehingga makin besar energi minimum yang diperlukan
untuk melepas elektron terluar.
b. Dalam satu golongan, energi ionisasi pertama akan
berkurang dengan bertambahnya nomor atom karena
ukuran atom semakin besar, gaya tarik inti terhadap
elektron terluar semakin lemah, sehingga elektron mudah
terionisasi.
6
C. Afinitas elektron
Afinitas elektron adalah energi yang dibebaskan atom
netral apabila menerima sebuah elektron. Dengan kata lain,
kemampuan atom untuk menerima satu elektron dan
cenderung membentuk ion negatif.
Afinitas elektron tidak terbatas untuk penambahan satu
elektron. Penambahan dua atau tiga elektron dapat dilakukan
secara bertahap.
O (g) + e  O-(g)
-
Ea (1) = -141 kJ/mol
2-
O (g) + e  O (g)
Ea (2) = 744 kJ/mol
Harga Ea (1) < Ea (2)
Penambahan elektron pada atom O mempunyai harga negatif
yang berarti diikuti oleh pelepasan energi karena tarikan
elektron oleh inti atom lebih besar daripada tolakan antar
elektron lain yang sudah ada.
Tabel 4. Harga Afinitas Elektron
(Sumber : Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in
Context (3rd edition)
Dari tabel harga afinitas elektron, dapat disimpulkan bahwa :
a. Dalam satu periode, unsur akan semakin mudah
menangkap elektron. Gaya tarik inti terhadap elektron
terluar semakin besar, sehingga makin besar energi
minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron
7
Gambar 9. Afinitas Elektron
(Sumber :
http://unggulrbk.blogsp
ot.co.id/p/sifat-periodikunsur-kata-kunci.html)
terluar. Dengan demikian, nilai afinitas elektron dalam
satu periode cenderung semakin besar.
b. Dalam satu golongan, unsur cenderung sulit menangkap
elektron karena jauh dari inti sehingga tarikan inti
terhadap elektron terluar lemah, sehingga energi yang
dibutuhkan akan semakin rendah. Dengan demikian, nilai
afinitas elektron dalam satu golongan cenderung semakin
kecil.
D. Keelektronegatifan
Kemampuan atom dalam menarik elektron pada sebuah
ikatan
Keelektronegatifan dapat diukur dengan menggunakan skala
Pauling dengan harga antara 0,7-4. Atom F memiliki
keelektronegatifan yang paling tinggi yakni 4,0 dan atom Fr
memiliki keelektronegatifan yang paling rendah yaitu 0,7. Atom
dengan harga keelektronegatifan yang rendah cenderung untuk
melepaskan elektron yang akan membentuk sebuah kation. Atom
dengan keelektronegatifan tinggi cenderung untuk menarik
elektron yang akan membentuk anion.
Tabel 5. Tabel Harga Keelektronegatifan
(Sumber : Petrucci, Ralph H. et. Al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern
Applications (10th edition).
8
Unsur dengan nilai keelektronegatifan tinggi mempunyai
kecenderungan yang besar untuk menarik elektron. Nilai
keelektronegatifan merupakan konsep yang relatif, yang
berarti keelektronegatifan suatu unsur hanya dapat
dibandingkan dengan keelektronegatifan unsur lain.
Harga keelektronegatifan dalam satu golongan pada
golongan utama semakin kecil dengan naiknya nomor atom
dan karakter logam. Harga keelektronegatifan dalam satu
periode pada golongan utama akan semakin besar karena
karakter logam semakin berkurang.
9