unsur-unsur di alam

UNSUR-UNSUR DI ALAM
1. Unsur-Unsur Alkali
Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cesium (Cs), Fransium (Fr)
Fransium bersifat radioaktif, sifat-sifatnya belum banyak diketahui
a. Sifat-sifat logam alkali
 Unsur logam sangat aktif
 mengkilat, lunak, mudah ditempa
 dibandingkan dengan golongan logam lain titik lelehnya sangat rendah
 penghantar panas dan listrik yang baik
 pada suhu kamar berwujud padat
 dalam satu golongan dari atas ke bawah : titik didih, titik lebur dan energi
ionisasinya makin berkurang, kereaktifannya semakin bertambah
b. Reaksi logam-logam alkali
 Bereaksi dengan klor membentuk senyawa klorida yang stabil
2M + Cl2
2MCl + energi
 Bereaksi dengan air dan membebaskan energi
2M + 2H2O
2M+ + 2OH- + H2 + energi
 Dapat bereaksi dengan oksigen membentuk oksida, peroksida dan superoksida
4Li + O2
2Li2O (oksida biasa)
2Na + O2
Na2O2 (peroksida)
K + O2
KO2 (superoksida)
 Dengan hidrogen membentuk hidrida
2M + H2
2MH
 Dengan nitrogen, hanya Li yang dapat bereaksi
6Li + N2
2Li3N
c. Pembuatan
Logam-logam alkali dapat diperoleh dengan cara elektrolisis leburan garamgaramnya
2. Unsur-unsur Alkali Tanah
Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), Radium
(Ra). Radium bersifat radioaktif.
a. Sifat-sifat logam alkali tanah
 Merupakan logam yang ringan dan sangat reaktif
 Berwarna putih keperak-perakan
 Titik didih dan titik lelehnya lebih tinggi dari logam alkali
 Dalam satu golongan makin ke bawah :

makin reaktif

kelarutan M(OH)2 dan MC2O4 makin besar

kelarutan garam SO42-, CrO42- dan CO32- makin kecil
 Berilium bersifat amfoter
b. Reaksi logam-logam alkali tanah
a. Dengan air, makin ke bawah makin hebat
M + 2H2O
M2+ + 2OH- + H2
b. Bereaksi dengan oksigen membentuk oksida, kecuali Barium membentuk
peroksida
c. Bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrida
d. Bereaksi dengan nitrogen membentuk nitrida
e. Bereaksi dengan halogen membentuk garam halida
Catatan : BeCl2 berikatan kovalen sedang garam klorida yang lain berikatan ion
c. Pembuatan
Logam-logam alkali tanah dapat diperoleh dengan cara elektrolisis leburan
garamnya.
3. Unsur-unsur Halogen
Arti halogen : mudah membentuk garam
Yang tergolong unsur halogen : Fluor (F), Klor (Cl), Brom (Br), Iod (I), dan Astatin
(At)
b. Terdapatnya
a.1 Dalam bentuk senyawa halida (sabagai ion negatif satu)
a.2 Dalam mineral : Fluor : CaF2 (Fluorspar)
Na3AlF6 (Kryolit)
Klor : NaCl (Halite)
KClNaCl (Sylvite)
Brom : MgBr2.KBr.6H2O (Brom Carnalite)
Iod : NaIO3
c. Sifat-sifat halogen



Ujud dan warna
Unsur
Ujud
Warna
Fluor
Gas
Kuning muda
Klor
Gas
Kuning kehijauan
Brom
Cair
Merah coklat
Iod
padat
Hitam mengkilap
Dalam satu golongan dari atas ke bawah

Titik didih, titik cair dan jari0jari makin bertamabah besar

Energi ionisasi, keeleketronegatifan makin kecil

Kelarutan dalam air makin berkurang

Daya pengoksidasi makin berkurang
Asam Hidrogen Halida (HX)

Semua HX berupa gas tidak berwarna, berbau dan menusuk

HF mempunyai titik diidh tertinggi dibanding HCl, HBr dan HI
Hal ini karena HF dapat membentuk ikatan hidrogen

Urutan kekuatan asam : HI>HBr>HCl>HF

Pembuatan HX

HCl, HBr dan HI dapat dibuat langsung dari unsur-unsurnya
H2 + X2
2HX


HF dan HCl dapat dibuat dari garamnya + H2SO4 pekat
CaF2 + H2SO4
CaSO4 + 2HF
2NaCl + H2SO4
Na2SO4 + 2HCl
HBr dan HI tidak dapat dibuat dengan cara di atas, karena Br dan I akan
teroksidasi oleh H2SO4 pekat menjadi Br2 dan I2
Kegunaan Halogen
a. Fluor
-
sebagai oksidator
-
pendingin (freon)
-
Polimer (Teflon)
-
Menguji kaca
-
mencegah kerusakan gigi
b. Klor
-
sebagai oksidator
-
pemutih
-
bahan baku obat
-
pembasmi hama (senyawa organoklor)
c. Brom
-
Bahan baku obat
-
senyawa antiknock (etilen bromide)
-
fotografi (AgBr)
d. Iod
-
Antiseptik
-
Pencegah penyakit gondok
-
Fotografi (AgI)
-
Obat anti jamur (KI)
4. Unsur Gas Mulia
Yang tergolong unsur gas mulia : Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr),
Xenon (Xe), dan Radon (Rn)
a. Terdapatnya
Gas mulia terdapat dalam atmosfer bumi. Untuk Helium (He) terdapat di luar
atmosfer. Helium dapat terbentuk dari peluruhan zat radioaktif Uranium dan
Thorium. Semua unsur gas mulia terdiri dari atom-atom yang berdiri sendiri.
b. Sifat-sifat gas mulia
a. Konfigurasi electron terluar : He = 1s2
Ne sampai Rn = ns2 np6
Konfigurasi electron gas mulia dengan electron terluar 2 atau 8 merupakan suatu bentuk
konfigurasi stabil.
b. Dalam satu golongan dari atas ke bawah (He sampai Rn)
-
potensial ionisasinya makin kecil
-
reaktifitasnya makin besar
-
titik didih dan titik leleh makin besar
c. Reaksi Gas mulia
Pada tahun 1962, Neil Bartlet berhasil mereaksikan Xe dan PtF6 yang berlangsung
pada suhu kamar :
Xe(g) + PtF6(g)
XePtF6(s)
Dalam bentuk senyawa gas mulia mempunyai struktur tertentu dan mempunyai
beberapa bilangan oksidasi :
Bilangan Oksidasi
Senyawa
Struktur
+2
XeF2
Linier
+4
XeF4
Planar
+6
XeF6
Oktahedron
+8
XeO4
Tetrahedron
d. Kegunaan gas mulia
a. Helium dipakai sebagai pengisi balon udara, campuran gas untuk menyelam
b. Neon dan Argon sebagai pengisi lampu listrik
c. Kripton dan Xenon untuk membius pada pembedahan
d. Radon untuk pengobatan kanker
e. Pembuatan
He, Ne, Ar, Kr dan Xe dapat dibuat dengan penyulingan bertingkat udara cair
(destilasi bertingkat)
5. Nitrogen dan Oksigen
A.Nitrogen
1. Terdapatnya di alam
- Sebagai nitrogen bebas (N2) di udara = 78% volume
- Sebagai senyawa terdaapt dalam makhluk hidup dan berbagai mineral seperti
sendawa Chili, NaNO3
2. Sifat-sifat :
a. Molekul N2 stabil, energi ikatannya sebesar 225,2 kkal/mol
2N
N2
225,2 kkal/mol
Strukturnya :
Molekul N2 mempunyai ikatan rangkap 3
b. Energi ikat yang besar tersebut juga menunjukkan bahwa disosiasinya besar. Ini
menrangkan bahwa pada suhu biasa molekul nitrogen tidak reaktif, kecuali dengan
Li :
6Li + N2
2Li3N
c. Pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan logam golongan IIA membentuk nitrida
3Mg + N2
Mg3N2
Nitridanya dengan air membentuk NH3
3Mg3N2 + 3H2O
3MgO + 2NH3(g)
d. Dengan oksigen dapat berlangsung pada suhu 1000oC
N2(g) +
O2(g)
2NO(g)
e. Dengan hidrogen berlangsung pada tekanan tinggi dengan suhu : 400-600oC
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
f. Nitrogen membentuk senyawa-senyawa kovalen dengna bilangan oksidasi -3
sampai
+5
3. Pembuatan Nitrogen
a. Dalam industri dibuat dengan cara destilasi bertingkat udara cair
b. Dalam laboratorium dibuat dengan cara berikut :
a. Pemanasan NH4NO2
NH4NO2
N2 + 2H2O
b. Reaksi NH3 + CuO dipanaskan
2NH3 + 3CuO
N2 + 3Cu + 3H2O
c. Reaksi Cu + NO dipanaskan
Cu + 2NO
N2 + 2CuO
d. Pemanasan (NH4)2Cr2O7
e. Capuran NaNO2 dan NH4Cl yang dipanaskan
a. Oksigen
6. Unsur-unsur Periode ketiga
Unsur-unsur period eke-3 dari kiri ke kanan adalah :
Na
Mg
bersifat
logam
Al
Si
P
S
bersifat
nonlogam
Cl
Ar
Sifat-sifat Periode
Sepanjang periode dari Na sampai Cl terjadi perubahan sifat sebagai berikut :
a. Sifat logam berkurang, sifat nonlogam bertambah
b. Energi ionisasi cenderung bertambah, sedangkan jari-jari atom makin berkurang
(karena muatan inti bertambah)
Perubahan energi ionisasi adalah sebagai berikut :
- dari Na
Mg : naik
- dari Mg
Al : turun
- dari Al
P : naik
- dari P
S : tetap
- dari S
Cl : naik
c. Sifat pereduksi makin berkurang, sifat pengoksidasi makin bertambah
d. senyawa hidroksidanya : sifat basa makin berkurang, sifat asam bertambah
e. Sepanjang periode terjadi perubahan struktur, yaitu :
Na
Mg
struktur raksasa
berikatan logam
Al
Si
P
struktur raksasa
berikatan kovalen
S
struktur molekul
sederhana
Cl
Ar
atom bebas
1. Alumunium
Alumunium adalah unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silicon. Bijih logamnya
yang penting adalah bauksit (Al2O3.2H2O) dan kryolit (Na3AlF6)
Alumunium dengan nomor atom 13 dapat membentuk ion Al3+
Ion Al3+ mempunyai jari-jari yang relatif kecil sehingga kerapatan muatan ion Al3+
cukup besar dan sifat inilah yang akan menentukan sifat-sifat kimia senyawa Al.
Sifat-sifat Alumunium
1. Bereaksi dengan oksigen membentuk lapisan tipis oksida yang melindungi dari
oksidasi lebih lanjut
2. Bereaksi dengan asam membebaskan gas hidrogen (H2)
3. Bila dipanaskan kuat di udara, Al terbakar membentuk oksida dan sedikit nitrida
2Al + 3/2 O2
Al2O3
2Al + N2
2AlN
4. Alumunium larut dalam larutan NaOH encer
Al(s) + OH-(aq)
Al(OH)4- + 3/2 H2(g)
+ 3H2O(l)
5. Dapat mereduksi Fe2O3 disertai pelepasan panas yang besar (dipakai untuk
mengelas baja)
2Al + Fe2O3
2Fe + Al2O3
H = 119 kkal
6. Senyawa hidroksidanya bersifat amfoter
Al(OH)3 + 3HCl
AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH
NaAlO2 + 2H2O
Pembuatan Alumunium
Alumunium dapat dibuat dari elektrolisis Al2O3 cair dengan larutan elektrolit
kryolit (Na3AlF6)
2Al3+ + 3O2-(l)
Reaksi :
Al2O3(l)
Katoda :
Al3+(l) + 3e
Anoda :
2O2-(l)
4Al3+(l)
+ 6O2-
Al(s)
O2(g) + 4e
x4
x3
4Al(s) + 3O2(g)
7. Unsur-unsur Periode keempat
a. Pengertian Unsur Transisi
Ada dua pendapat tentang unsur transisi :
1. Unsur transisi adalah unsur yang terdapat pada blok d dalam sistem periodik
2. Unsur transisi adalah unsur yang sekurang-kurangnya salah satu ionnya
mempunyai orbital d yang belum penuh
Unsur-unsur transisi periode keempat : Sc, Ti,V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn
b. Sifat-sifat Unsur Transisi
a. Sifat-sifat fisika yang mirip adalah
-
Mempunyai kerapatan yang besar
-
titik leburnya sama
-
ukuran atomnya sama
-
penghantar listrik yang baik
b. Sifat-sifat kimia unsur transisi
-
bersifat logam
-
umumnya membentuk senyawa berwarna
-
membentuk ion kompleks
-
sebagian besar ion-ionnya mempunyai lebih dari satu tingkat oksidasi
-
bersifat katalis
-
membentuk senyawa-senyawa paramagnetic
Warna Unsur-unusr transisi dan Bilangan Oksidasinya
Sc
+2
+3
+4
+5
+6
+7
-
Tak
-
-
-
-
Tak
-
-
-
berwarna
Ti
-
ungu
berwarna
V
Ungu
Hijau
Biru
Merah
-
-
Cr
Biru
Hijau
-
-
Jingga
-
Mn
Merah
-
-
-
Hijau
Ungu
Fe
Hijau muda
Kuning
-
-
-
-
Co
Merah muda
biru
-
-
-
-
Ni
Hijau
-
-
-
-
-
Cu
Biru
-
-
-
-
-
Zn
Tak
-
-
-
-
-
Berwarna
Ion Kompleks
Berdasarkan pembentukan ikatan koordinasi antara suatu kation logam elektropositif
dengan gugus molekul yang mempunyai pasangan elektron bebas, dapat diperoleh struktur
ion kompleks. Jadi ion kompleks terdiri atas atom pusat (kation) yang dikelilingi molekul
atau anion yang membentuk ikatan koordinasi. Dalam senyawa kompleks dikenal istilah
Bilangan Koordinasi, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah ikatan koordinasi antara
atom pusat dan ligan (ligan = molekul atau ion yang mengelilingi atom pusat)
Beberapa contoh ion kompleks :
Ion kompleks
Ion logam
Ligan
Bilangan
transisi
Nama Ion
Koordinasi
[Cr(NH3)6]3+
Cr3+
NH3
6
Heksaamin krom (III)
[Fe(CN)6]4-
Fe2+
CN
6
Heksasiano ferat (II)
Tata nama senyawa/ion kompleks menurut IUPAC :
1. Nama ligan berupa anion diakhiri dengan “O“ sedangkan ligan netral digunakan nama
molekulnya kecuali air, amonia, CO2, NO diberi nama sebagai berikut :
Ligan
Nama
Ligan
Nama
H2O
Akuo
CN
Siano
NH3
Amino
NO
Nitrosil
O
Okso
CO
Karbonil
Cl
Kloro
SO4
Sulfato
OH
Hidrokso
C2O4
Oksalato
2. Nama ligan disebut lebih dahulu dengan menggunakan bilangan Yunani : mono, di, tri,
tetra dan sebagainya untuk menunjukkan jumlah ligan sejenis yang ada
3. Nama atom pusat diberikan berikutnya diikiti tingkat oksidasinya dengan angka romawi
4. jika kompleks berupa kation atau molekul netral, nama atom pusat tidak berubah
Jika senyawa berupa anion kompleks negatif, nama atom pusat diakhiri dengan “AT“
Contoh :
Kation
Netral
[Zn(NH3)4]2+: ion tetramin seng (II)
[Co(NH3)3(NO2)3] = Triamin trinitro kobal
(III)
[Ag(NH3)2]+ : ion diamin perak (I)
[Na3Cr(NO2)6 : Natrium heksanitro kromat
(III)
Radiokimia
1. Partikel Yang Dipancarkan Zat Radioaktif
Radioaktif adalah peristiwa perubahan inti atom suatu unsur menjadi inti atom unsur lain
yang terjadi secara spontan disertai pemancaran sinar radioaktif. Unsur-unsur yang
memancarkn sinar tersebut dinamai radioaktif.
Sinar radioaktif yang dipancarkan mempunyai sifat-sifat :
1. Tidak kelihatan
2. dapat menghitamkan plat film
3. mempunyai daya ionisasi terhadap gas
4. memudarkan benda-benda yang berlapis ZnS
5. merusak jaringan tubuh
6. oleh pengaruh medan magnet atau listrik terurai menjadi sinar alfa, beta dan gamma
Sinar Alfa (α)
Lambang : 42 α atau
Sinar Beta (β)
4
2
Merupakan inti helium
He
Lambang :
0
1
Sinar gamma (γ)
β atau
0
1
e
Lambang 00 γ
Merupakan partikel elektron
Merupakan gelombang
yang bergerak cepat
elektromagnetik dengan
frekuensi yang sangat tinggi
Sifat-sifat :
Sifat-sifat :
Sifat-sifat :
-
bermuatan positif
-
Bermuatan negatif
- tidak bermuatan
-
Daya tembus kecil
-
Daya tembus lebih besar
- Daya tembus paling besar
-
Daya ionisasi besar
dibanding alfa
-
Daya ionisasi lebih kecil
dibanding sinar alfa
Partikel-partikel lain yang dipancarkan zat radioaktif :
Partikel
Lambang
Positron (elektron positif)
0
1
Proton
1
1
Deteron (inti Deutrium)
2
1
D ,
2
1
H
Triton (inti tritium)
3
1
D ,
3
1
H
Neutron
1
0
n
e
p ,
1
1
H
Unsur-unsur radioaktif di alam secara spontan terus menerus berubah menjadi unsur-unsur
lain. Jika inti atom memancarkan partikel alfa, maka akan terbentuk unsur baru dengan :
Contoh :
-
nomor atom berkurang dua
-
nomor massa berkurang empat
238
92
234
90
U
Th +
4
2
α
Jika inti atom memancarkan partikel beta, akan terbentuk unsur baru dengan :
Contoh :
-
nomor atom bertambah satu
-
nomor massa tetap
234
90
234
91
Th
Pa +
0
1
e
Walaupun inti atom tidak mengandung elektron, pemancaran elektron (sinar beta) pada inti
dapat terjadi karena adanya perubahan neutron menjadi proton
1
0
n
1
1
p
+
0
1
e
Sebaliknya jika terjadi perubahan proton menjadi neutron akan disertai pemancaran
positron oleh inti
1
1
p
1
0
n +
0
1
e
Peluruhan radioaktif mempunyai kecenderungan untuk mencapai keadaan stabil dengan
cara mengalami proses peluruhan. peluruhan radioaktif tidak dipengaruhi oleh keadaan
sekelilingnya (berlangsung spontan). Kecepatan peluruhan radioaktif makin lama makin
kecil dan hanya dipengaruhi oleh banyaknya nuklida pada saat tersebut. Peluruhan
radioaktif merupakan reaksi tingkat satu (orde 1)
Untuk menghitung jumlah zat yang tersisa digunakan rumus :
Nt = (1/2) t/t1/2. No