• Kereaktifan unsur
Tabel 2.9 Sifat Fisika dan Kimia Aluminium
Sumber:Foundations of Chemistry,1996
Titik leleh (°C) 660 Titik didih (°C) 2450 Massa jenis (g/cm3) 2,70 Keelektronegatifan 1,6
4. Karbon dan Silikon
Karbon dan silikon berada dalam golongan IVA dengan masing- masing konfigurasi elektronnya C = 2 4 dan Si = 2 8 4. Kedua unsur ini cenderung membentuk ikatan kovalen.
Karbon berbentuk kristal seperti grafit dan intan, ada juga yang non- kristalin (amorf). Grafit bersifat lunak, berwarna hitam mengkilap dengan struktur berlapis, dan dapat menghantarkan listrik (konduktor). Intan merupakan padatan berikatan kovalen paling keras, tidak berwarna dan transparan terhadap cahaya, tetapi intan tidak dapat menghantarkan
arus listrik (insulator). Perbedaan intan dan grafit ditunjukkan oleh bentuk strukturnya. Intan membentuk struktur jaringan tiga dimensi, yaitu setiap atom karbon terikat secara kovalen oleh empat atom karbon lain.
Karbon yang berupa amorf adalah arang dan karbon hitam. Kedua jenis karbon ini memiliki struktur seperti grafit, perbedaannya terletak pada tumpukan lapisan. Lapisan pada grafit beraturan, sedangkan pada karbon amorf tidak beraturan (perhatikan Gambar 2.12).
Silikon berupa padatan keras dengan struktur serupa intan, berwarna abu mengkilap, dan meleleh pada 1.410°C. Silikon bersifat semikonduktor.
Daya hantarnya kecil pada suhu kamar, tetapi pada suhu tinggi menjadi konduktor yang baik.
5. Nitrogen, Oksigen, dan Belerang
Nitrogen berada dalam golongan VA sistem periodik dengan konfigurasi elektron 2 5, oksigen dan belerang berada dalam golongan VIA dengan konfigurasi elektron masing-masing 2 6 dan 2 8 6. Nitrogen dan oksigen berupa gas diatom, sedangkan belerang berupa zat padat dengan rumus molekul S8. Beberapa sifat nitrogen, oksigen, dan belerang ditunjukkan pada Tabel 2.10.
Sumber: The Oxford Children’s Book Of Science, 1995
Struktur grafit Struktur intan
(a) (b)
Gambar 2.12 (a) Intan dan grafit adalah bentuk karbon yang berbeda. Ikatan karbon dalam intan terikat pada empat atom karbon lain sehingga membentuk jaringan yang kuat. (b) Grafit/plumbago adalah mineral lunak yang biasa digunakan sebagai bahan utama pensil.
Titik leleh (°C) Titik didih (°C) Massa jenis (g/cm3)
Keelektronegatifan Afinitas elektron (kJ mol–1)
Sifat-Sifat N –210 –196 0,0013 3,0 0,70 O –218 –183 0,002 3,5 141 S 113 445 2,07 2,5 –200
Tabel 2.10 Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur Nitrogen, Oksigen, dan Belerang Kristal adalah bentuk struktur dari
suatu zat yang memiliki keteraturan tinggi. Kebalikannya adalah amorf (tidak beraturan).
Crystal is an conformational structure from a matter which is highly organized. The opposite of its conformation is amorf (unorganized structure).
Note
Catatan
Ikatan yang kuat Atom karbon
Ikatan yang kuat
Atom karbon
Ikatan yang lemah
39
Sistem Periodik Unsur-Unsur
Pada suhu kamar, nitrogen relatif kurang reaktif sebab ikatannya kuat. Akan tetapi, pada suhu tinggi nitrogen bereaksi dengan unsur- unsur lain, seperti dengan oksigen menghasilkan NO. Oksigen membentuk molekul diatom O2 dan bentuk alotropnya adalah ozon (O3). Oksigen merupakan gas tidak berwarna, tidak berasa, dan berwujud gas pada keadaan normal. Molekul oksigen merupakan gas reaktif dan dapat bereaksi dengan banyak zat, umumnya menghasilkan oksida. Hampir semua logam bereaksi dengan oksigen membentuk oksida logam.
Keadaan stabil dari belerang adalah bentuk rombik seperti mahkota yang berwarna kuning (perhatikan Gambar 2.13). Belerang rombik meleleh
pada 113°C menghasilkan cairan berwarna jingga. Pada pemanasan berlanjut, berubah menjadi cairan kental berwarna cokelat-merah.
Gambar 2.13 Sampel sulfur rombik
merupakan alotrop paling stabil dari sulfur. Sumber: Chemistry,2001 Lebih reaktif Kurang reaktif F Cl Br I Gambar 2.14 Gas halogen Sumber:Chemistry, 2002 Pada waktu meleleh, bentuk mahkota pecah menjadi bentuk rantai
spiral yang panjang. Kekentalan meningkat akibat molekul S8 yang padat berubah menjadi rantai berupa spiral panjang. Pada suhu lebih tinggi dari 200°C, rantai mulai pecah dan kekentalan menurun. Belerang (S8) bereaksi dengan oksigen menghasilkan belerang dioksida (SO2) dengan nyala biru yang khas. Oksida yang lain dari belerang adalah SO3, tetapi hanya terbentuk dalam jumlah kecil selama pembakaran belerang dalam udara.
6. Halogen
Unsur-unsur yang menempati golongan VIIA dinamakan unsur-unsur halogen, artinya pembentuk garam. Unsur-unsur halogen sangat reaktif sehingga di alam tidak pernah ditemukan dalam keadaan atomnya, tetapi membentuk senyawa dengan berbagai unsur maupun dengan unsur sejenis.
Semua unsur halogen terdapat sebagai molekul diatom, yaitu F2, Cl2, Br2, dan I2. Fluorin dan klorin berwujud gas, fluorin berwarna kuning pucat, sedangkan klorin berwarna kuning kehijauan. Bromin mudah menguap, cairan dan uapnya berwarna cokelat-kemerahan. Iodin berupa zat padat berwarna hitam mengkilap yang dapat menyublim menghasilkan uap berwarna ungu (perhatikan Gambar 2.4).
Unsur-unsur halogen mudah dikenali dari bau dan warnanya. Halogen umumnya berbau menyengat, terutama klorin dan bromin (bromos, artinya pesing). Kedua gas ini bersifat racun sehingga penanganannya harus hati-hati. Jika uap bromin keluar dari wadahnya maka dalam beberapa saat ruangan akan tampak cokelat-kemerahan.
Titik leleh (°C) Titik didih (°C) Massa jenis (g/cm3)
Keelektronegatifan Afinitas elektron (kJ mol–1)
Sifat-Sifat F –220 –188 0,0017 4,0 – 328 Cl –101 –35 0,0032 3,0 –349 Br –7 –59 3,12 2,8 –325
Tabel 2.11 Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur Halogen
I 114 184 4,93 2,5 –295 At – – – 2,2 270 Titik leleh, titik didih, dan sifat-sifat yang lainnya ditunjukkan pada
Tabel 2.11. Kenaikan titik leleh dan titik didih dari atas ke bawah dalam
tabel periodik akibat gaya tarik di antara molekul yang makin meningkat dengan bertambahnya jari-jari atom.
Massa jenis (g/cm3) Titik didih (°C) Titik leleh (°C) Sifat Fisik He 0,18 –269 –272
Tabel 2.13 Sifat-Sifat Fisika Unsur-Unsur Gas Mulia
Ne 0,90 –246 –249 Ar 1,80 –186 –189 Kr 3,75 –153 –157 Xe 5,80 –108 –112 Rn 10,0 –62 –71 Gambar 2.15 (a) Gas helium digunakan sebagai pendingin. (b) Gas argon digunakan pada
Sumber: janis.com
Kereaktifan halogen dapat dipelajari dari jari-jari atomnya. Dari atas ke bawah, jari-jari atom meningkat sehingga gaya tarik inti terhadap elektron valensi makin lemah. Akibatnya, kereaktifan unsur-unsur halogen makin berkurang dari atas ke bawah. Kereaktifan halogen dapat juga dipelajari dari afinitas elektron. Makin besar afinitas elektron, makin reaktif unsur tersebut. Dari atas ke bawah dalam tabel periodik, afinitas elektron unsur- unsur halogen makin kecil sehingga kereaktifan F > Cl > Br > I.
7. Gas Mulia
Oleh karena unsur-unsur gas mulia memiliki konfigurasi elektron valensi penuh (8 elektron) maka unsur-unsur gas mulia bersifat stabil. Kestabilan unsur-unsur ini menimbulkan pandangan di kalangan para ilmuwan bahwa unsur-unsur gas mulia sukar membentuk senyawa sehingga gas mulia mendapat julukan gas lembam (inert).
Selain konfigurasi elektron yang terisi penuh, ketidakreaktifan gas mulia juga dapat dilihat dari data energi ionisasinya. Makin besar energi ionisasi gas mulia, makin sukar gas tersebut untuk bereaksi.
Gas mulia merupakan gas tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Argon, kripton, dan xenon sedikit larut dalam air. Helium dan neon tidak dapat larut dalam air. Sifat-sifat fisika lainnya dari unsur- unsur gas mulia ditunjukkan pada Tabel 2.13.
Energi ionisasi (kJ mol–1)
Gas Mulia He 2377 Ne 2088 Ar 1527
Tabel 2.12 Energi Ionisasi Unsur-Unsur Gas Mulia
Kr 1356 Xe 1176 Rn 1042 (a) (b)
Sekilas
Kimia
NeonNeon mengeluarkan cahaya kemerah-merahan jika listrik dialirkan melalui sebuah pipa vakum udara mengandung neon. Neon ini digunakan untuk menghasilkan tanda-tanda iklan yang berwarna sangat cerah. Cahaya terang yang diperoleh berkaitan dengan tenaga yang digunakan. Gas mulia lain, xenon, digunakan untuk mengisi tabung fluoresen dan menghasilkan cahaya pada lampu-lampu yang digunakan di rumah-rumah.
Sumber:Jendela IPTEK: Kimia, 1997
Sumber:General Chemistry (Ebbing), 1990
Sumber:General Chemistry (Ebbing), 1990 Sumber:General Chemistry (Ebbing), 1990
41
Sistem Periodik Unsur-Unsur
Jika dilihat dari titik lelehnya, gas mulia berwujud gas pada suhu kamar. Pada tekanan normal, hampir semua gas mulia dapat dicairkan, kecuali gas helium. Gas helium hanya dapat dicairkan pada tekanan sangat tinggi sekitar 25 atm. Oleh karena gas helium merupakan gas yang memiliki titik leleh dan titik didih paling rendah maka gas tersebut sering digunakan sebagai pendingin untuk mempertahankan suhu di sekitar 0 K (perhatikan Gambar 2.15a). Pada 4 K, gas helium menunjukkan sifat
super fluida tanpa viskositas, dinamakan super konduktor, yaitu zat yang
memiliki daya hantar listrik dan panas tanpa hambatan dan tanpa medan magnet. Besarnya hantaran listrik mencapai 800 kali lebih cepat dibandingkan kawat tembaga.
1. Tes nyala terhadap suatu logam alkali tanah menghasil-
kan warna putih terang. Apakah nama unsur tersebut?
2. Unsur manakah berikut ini yang memiliki sifat logam
paling kuat?
a. Al d. Mg
b. P e. Si
c. S
3. Mengapa unsur-unsur gas mulia bersifat inert?
4. Tuliskan salah satu keuntungan dari rendahnya titik
leleh dan titik didih unsur-unsur gas mulia.
