Tabel Periodik Unsur Beserta Ion ionnya

(1)

MUJAHID ALHAQ 16/400058/TK/45072 RESUME PAPER KIMIA

Tabel Periodik Unsur Beserta Ion-ionnya untuk Ilmuwan Kebumian

1

Periodic Table of the Elements (Tabel Periodik Unsur-unsur) yang telah dirumuskan oleh de Chancourtois, Meyer, dan Mendeleev (Farber, 1969; Courtney, 1999) telah terbukti berguna dalam menjelaskan sekaligus memprediksi hubungan-hubungan antar senyawa-senyawa kimia yang ada di alam. Namun, terlebih bagi para ilmuwan kebumian atau geolog, penggunaan tabel periodik konvensional semacam itu menimbulkan kesulitan tersendiri. Sebab, terdapat beberapa aspek kimiawi material bumi yang tidak dapat dijelaskan secara jelas dan mudah jika kita menggunakan susunan tabel periodik konvensional tersebut. Sebagai contoh, tabel periodik konvensional tidak menyusun lithophile, siderophile, dan chalcophile dalam kelompok-kelompok tersendiri, serta tidak dikelompokkannya unsur-unsur sesuai asal-usul tempat terbentuknya (misal: unsur yang terkonsentrasi dalam mantel bumi, lautan, maupun dalam tanah). Selain itu, tabel periodik konvensional hanya menjelaskan unsur-unsur dalam kondisi stabilnya, padahal banyak diantara unsur yang terdapat di bumi seringkali ditemukan sebagai ion-ion yang terikat dalam senyawa-senyawa tertentu. Susunan tabel periodik konvensioanal dalam hal ini tidak memiliki kerangka susunan yang baik untuk menjelaskan konsep maupun hubungan kimiawi unsur-unsur dalam konteks kimia bumi secara jelas dan mudah. Dari sudut pandang inilah, makalah ini berusaha menyajikan sebuah “Tabel Periodik (khusus) untuk Ilmu Kebumian” yang mampu menyajikan susunan unsur-unsur kimia yang dapat diterapkan secara mudah untuk kajian geokimia.

Gambaran Tabel Secara Umum

Secara umum, penyusunan tabel periodik khusus ini didasarkan pada muatan unsur. Oleh karena itu, beberapa deret unsur seperiode di sebelah kanan tabel periodik konvensional digeser menjadi di sebelah kiri dalam tabel periodik khusus ini. Misalnya, unsur B, C, N digeser dari kanan ke sebelah kiri sebagai deret ion Li+_{, Be}2+_{, B}3+_{, C}4+_{, N}5+_{. Perubahan paling terasa ialah munculnya}

beberapa unsur dalam tabel lebih dari sekali, karena kondisi alami unsur-unsur yang berbeda di alam membuat masing-masing unsur memiliki beberapa nilai muatan yang berbeda. Contohnya, unsur P dan U (2 kali), V, Fe, C, N (3 kali), S (4 kali). Susunan tabel dipecah ke dalam beberapa kelompok (dari kiri ke kanan): Gas mulia, kation keras/tipe A (kation yang tidak memiliki elektron valensi), kation sedang-lunak/tipe B (kation dengan satu/beberapa elektron valensi), unsur elemental (asli; netral), anion, dan gas mulia.

Perbedaan lain tabel periodik ini dengan yang konvensional adalah: pada tabel periodik khusus ini terdapat beberapa tambahan berupa tabel-tabel inset yang menjelaskan pola-pola sifat kimiawi tertentu dari unsur-unsur tertentu. Ditampilkan pula penulisan lambang unsur yang disesuaikan dengan kelimpahannya, disertai dengan keterangan lambang-lambang yang menjelaskan keterdapatan unsur yang bersangkutan sebagai ion yang diasosiasikan dengan keberadaan ion unsur lain. Terdapat pula pola-pola semacam garis kontur yang melewati tabel, dimana hal ini menunjukkan nilai potensial ionik dari unsur yang bersangkutan. Simbol-simbol yang ada selebihnya merupakan penjelas sifat-sifat fisik maupun kimiawi unsur yang bersangkutan.

Pola-pola dan Kecenderungan dalam Tabel

Pola-pola maupun kecenderungan dalam tabel ini ditunjukkan melalui simbol-simbol yang memberikan informasi mengenai keterdapatan unsur di alam dan pengkayaannya dalam mineral, air, tanah dan sedimen, batuan beku, mantel, dan atmosfer, serta sebagai unsur nutrisi penting. Simbol-simbol tersebut diletakkan dalam petak-petak yang mengikuti semacam garis kontur potensial ionik

1 Dirangkum dari makalah berjudul: An Earth Scientist’s Periodic Table of The Elements and Their Ions (oleh L. Bruce Railsback, Departemen Geologi, Universitas Georgia, Athens, Georgia 30602-2501, Amerika Serikat).

(2)

yang sama yang melewati tabel. Sehingga, tabel baru ini mampu menyajikan pola-pola/ kecenderungan yang mudah dikenali dalam mengkaji geokimia unsur, dimana tidak tampak dalam tabel konvensional.

Sebagai contoh, banyak ion dengan nilai potensial ionik antara 3 hingga 10 membentuk mineral-mineral oksida yang terkonsentrasi dalam tanah dan nodul-nodul ferromagnetik. Disisi lain, kation keras dengan nilai potensial ionik <4 menyusun mineral-mineral fluorida, mencakup ion-ion yang melimpah dalam air sungai maupun air laut, serta mencakup unsur-unsur yang penting sebagai nutrien. Kation dengan potensial ionik >8 tampaknya mencakup ion-ion yang melimpah dalam air laut, yang melimpah sebagai nutrien penting, dan ion-ion penting yang membentuk garam oksi, seperti sulfat dan arsenat.

Pandangan Umum dari Tabel

Format penyusunan tabel periodik baru ini mengikuti pola-pola maupun kecenderungan kimiawi dari unsur-unsur yang terdapat di alam, dari sudut pandang geokimia. Salah satu wawasan/ pandangan yang paling umum terlihat dari tabel ialah bahwasanya peristiwa pelapukan kimia pada permukaan bumi, dan evolusi bumi yang memisahkan antara kerak dengan mantel, itu semuanya merupakan suatu proses yang sama, yaitu segregasi (pemisahan) ion-ion dengan potensial ionik intermediet menjadi kation keras dan intermediet dengan potensial ionik rendah dan tinggi. Proses utama di bumi yang lain ialah kehidupan; Karena asal-usul kehidupan pertama berawal dari air, maka dibutuhkan unsur-unsur yang dapat terlarut dalam air supaya dapat masuk, menembus membran sel organisme. Oleh karena itu, unsur-unsur penting kehidupan (simbol warna hijau dalam tabel) berhimpit letaknya dengan unsur-unsur yang dapat terlarut dalam air. Peradaban manusia sepanjang sejarahnya telah banyak memanfaatkan keberadaan ion-ion tersebut, seperti petani yang memakai pupuk yang mengandung ion K+_{, masyarakat pramodern yang memperdagangkan garam sebagai}

barang bernilai tinggi. Masyarakat modern seperti saat ini telah mengonsumsi NaCl (garam dapur) yang ditambahi I-_{, meminum air yang ditambahi F}-_{, mengonsumsi minuman yang mengandung ion}

K+_{, serta meminum pill yang mengandung ion Li}+_.

Dalam tabel periodik baru ini, dapat diidentifikasi setidaknya enam contoh informasi yang berharga yang didapat unsur-unsur atau kelompok unsur dalam tabel. Keenam contoh informasi

5. Penerapan Fe, Mn, dan Ce sebagai indikator proses paleoredoks

6. Uranium, thorium, dan permasalahan seputar penarikan umur (dating)

Penyusunan tabel periodik khusus ini yang berdasarkan muatan unsur menghasilkan susunan unsur-unsur yang lebih memudahkan dalam mengenali kecenderungan geokimia, dibandingkan dengan tabel unsur konvensional. Kecenderunagn tersebut dalam mineralogi, geokimia larutan, petrologi batuan beku, geokimia tmantel, kimia tanah dan sedimen, dan kimia nutrien sebaguan besar dikontrol oleh koordinasi kation-kation dengan ion O2-_{. Sintesis geokimia dari mantel, kemudian tanah, smapai laut}

memberikan kerangka pemahaman mengenai bumi yang lebih baik dan memprediksi hubungan-hubungan geokimia, yang mana hal ini tidak dikenali melalui tabel periodik konvensional yang disusun berdasarkan urutan unsur-unsur saja.

(3)

***