Pengertian Unsur Transisi Periode Keempat dan Logam
Transisi Periode Keempat
Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain.
Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).
1. Skandium (Sc) skandium ditemukan dalam berbagai bijih logam, tetapi keberadaannya di alam jarang ditemukan. Keberadaannya di alam diperkirakan antara 5 ppm hingga 30 ppm. Contoh senyawa yang mengandung skandium adalah Sc(OH)3 dan Na3ScF6.
2. Titanium (Ti) merupakan logam ke sembilan terbanyak 0,6 persen kerak bumi. Titanium di alam dapat ditemukan dalam mineral rutil (TiO2) dan ilmenit (FeTiO3). Contohnya senyawa yang
mengandung unsur Titanium TiCl4.
3. Vanadium (V) adalah logam abu-abu yang keras dan tersebar luas dikulit bumi sekitar 0,02 % massa. Vanadium ditemukan dalam mineral vanadit (Pb3(VO4)2), patronit (V2S5), dan karnotit
(K2(UO2)2(VO4)3H2O). Contoh senyawa yang mengandung unsur vanadium adalah V2O5 yang
digunakan untuk katalis pada pembuatan asam sulfat.
4. Kromium (Cr), terletak pada golongan VI B periode keempat dan merupakan salah satu logam yang penting ditemukan sekitar 122 ppm dalam kerak bumi. Kromonium ditemukan dalam mineral kromit (FeCr2O4).
5. Mangan (Mn), ditemukan dalam mineral pirolusit (MnO2). Contoh senyawa yang mengandung unsur
mangan adalah KMnO4, yang banyak digunakan sebagai zat pengoksidasi dalam analisi di
labolatorium.
6. Besi (Fe) adalah unsur yang cukup melimpah di kerak bumi (sekitar 6,2% massa kerak bumi). Besi jarang ditemukan dalam keadaan bebas di alam. Besi umumnya ditemukan dalam bentuk mineral (bijih besi), seperti hematite (Fe2O3), siderite (FeCO3), dan magnetite (Fe3O4). Logam Besi bereaksi
dengan larutan asam klorida menghasilkan gas hidrogen. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : Fe(s) + 2 H+(aq) ——> Fe2+(aq) + H2(g)
Larutan asam sulfat pekat dapat mengoksidasi logam Besi menjadi ion Fe3+. Sementara larutan asam nitrat pekat akan membentuk lapisan oksida Fe3O4 yang dapat menghambat reaksi lebih lanjut. Umumnya, Besi dijumpai dalam bentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2 dan +3. Beberapa contoh senyawa Besi (II) antara lain FeO (hitam), FeSO4. 7H2O (hijau), FeCl2 (kuning), dan FeS
(hitam). Ion Fe2+ dapat dengan mudah teroksidasi menjadi ion Fe3+ bila terdapat gas oksigen yang
cukup dalam larutan Fe2+. Sementara itu, senyawa yang mengandung ion Besi (III) adalah Fe 2O3
(coklat-merah) dan FeCl3 (coklat).
7. Kobalt (Co) di alam diperoleh sebagai bijih smaltit (CoAs2) dan kobaltit (CoAsS) yang biasanya
berasosiasi dengan Ni dan Cu.
8. Bijih nikel (Ni) di alam banyak ditemukan dalam mineral petlantdit [(Fe,Ni)9S8) dan
gernarit(H2(NiMg)SiO4-.2H2O).
9. Tembaga (Cu) merupakan unsur yang jarang ditemukan di alam (precious metal). Tembaga umumnya ditemukan dalam bentuk senyawanya, yaitu bijih mineral, seperti Pirit tembaga (kalkopirit) CuFeS2, bornit (Cu3FeS3), kuprit (Cu2O), melakonit (CuO), malasit (CuCO3.Cu(OH)2). Semua senyawa
Tembaga (I) bersifat diamagnetik dan tidak berwarna (kecuali Cu2O yang berwarna merah),
sedangkan semua senyawa Tembaga (II) bersifat paramagnetik dan berwarna. Senyawa hidrat yang mengandung ion Cu2+ berwarna biru. Beberapa contoh senyawa yang mengandung Tembaga (II)
adalah CuO (hitam), CuSO4.5H2O (biru), dan CuS (hitam).
Konfigurasi Elektron Unsur Transisi Periode Keempat
Unsur NomorAtom KonfigurasiElektron
Orbital
3d 4s
Skandium (Sc) 21 (Ar) 3d1 4s2 á
Titanium (Ti) 22 (Ar) 3d2 4s2 á á
Vanadium (V) 23 (Ar) 3d3 4s2 á á á
Krom (Cr) 24 (Ar) 3d5 4s1 á á á á á
Mangan (Mn) 25 (Ar) 3d5 4s2 á á á á á
Besi (Fe) 26 (Ar) 3d6 4s2 áâ á á á á
Kobalt (Co) 27 (Ar) 3d7 4s2 áâ áâ á á á
Nikel (Ni) 28 (Ar) 3d8 4s2 áâ áâ áâ á á
Tembaga (Cu) 29 (Ar) 3d10 4s1 áâ áâ áâ áâ áâ
Seng (Zn) 30 (Ar) 3d10 4s2 áâ áâ áâ áâ áâ
Konfigurasi elektron Cr bukan (Ar) 3d4 4s2 tetapi (Ar) 3d5 4s1. Demikian halnya dengan konfigurasi
elektron Cu bukan (Ar) 3d9 4s2 tetapi (Ar) 3d10 4s1. Hal ini berkenaan dengan kestabilan orbitalnya,
yaitu orbital-orbital d dan s stabil jika terisi penuh, bahkan 1/
2 penuh pun lebih stabil daripada orbital
lain.
Sifat Logam
Jari-jari atom 1.44 1.32 1.22 1.18 1.17 1.17 1.16 1.15 1.17 1.25
Jari-jari ion X2+ - 1.00 0.93 0.87 0.81 0.75 0.79 0.83 0.87 0.88
Titik lebur (oC) 1.541 1.660 1.890 1.857 1.224 1.535 1.495 1.455 1.083 420
Titik didih (oC) 2.831 3.287 3.380 2.672 1.962 2.750 2.870 2.732 2.567 907
Massa jenis (g cm-3) 3 4.5 6 7.2 7.2 7.9 8.9 8.9 8.9 7.1
Kekerasan (skala
Mohs) - - - 9 5 4.5 - - 3 2.5
Energi ionisasi (kJ mol
-1) 631 658 650 652 717 759 758 737 745 906
Keelektronegatifan 1.3 1.5 1.6 1.6 1.5 1.5 1.8 1.8 1.9 1.6
E0 red X2+(aq) (volt) - - -1.2 -0.91 -1.19 -0.44 -0.28 -0.25 +0.34 -0.76
E0 red X3+(aq) (volt) -2.1 -1.2 -0.86 -0.74 -0.28 -0.4 - - -
-Semua unsur transisi periode keempat bersifat logam. Sifat itu disebabkan semua unsur transisi memiliki energi ionisasi yang rendah, yaitu kurang dari 1.000 kJ mol-1 dan keelektronegatifannya
rendah, yaitu kurang dari 2.
Sifat Magnet
Adanya elektron-elektron yang tidak berpasangan pada sub kulit d menyebabkan unsur-unsur transisi bersifat paramagnetik (sedikit ditarik ke dalam medan magnet). Makin banyak elektron yang tidak berpasangan, maka makin kuat pula sifat paramagnetknya. Pada seng dimana orbital pada sub kulit d terisi penuh, maka bersifat diamagnetik (sedikit ditolak keluar medan magnet).
Membentuk senyawa-senyawa Berwarna
Senyawa unsur transisi (kecuali skandium dan seng), memberikan bermacam warna baik padatan maupun larutannya. Warna senyawa dari unsur transisi juga berkaitan dengan adanya orbital sub kulit d yang terisi tidak penuh. Peralihan electron yang terjadi pada pengisian subkulit d (sehingga terjadi perubahan bilangan oksidasi) menyebabkan terjadinya warna pada senyawa logam transisi. Senyawa dari Sc3+ dan Ti4+ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong, serta senyawa dari Zn2+
tidak berwarna karena subkulit 3d-nya terisi penuh, sehingga tidak terjadi peralihan elektron.
Kegunaan
Skandium = SC Kegunaan :
a. Untuk menghasilkan cahaya berintesitas tinggi
Titanium = Ti Kegunaan :
a. Komponen penting logam paduan untuk pesawat, peluru kendali
b. Karena ketahanannya terhadap air laut maka digunakan juga untuk pembuatan peralatan kapal yang langsung bersentuhan dengan laut, seperti kipas body kapal dan sebagainya.
Vanadium = V Kegunaan :
a. Reactor nuklir
b. Pembuatan baja tahan karat, untuk per, serta peralatan kecepatan tinggi c. Oksidanya (V2O5) untuk keramik dan katalisator.
Kromium = Cr Kegunaan :
a. Paduan logam untuk pembuatan baja. b. Pewarna logam dan gelas
c. Sebagai katalisator
Mangan = Mn Kegunaan :
a. Komponen penting paduan logam, karena sifatnya keras, kuat,dan ketahanannya tinggi b. Memperbesar fungsi Vitamin B dalam tubuh
c. KMnO4 sebagai oksidator kuat dalam bidang kesehatan
Besi = Fe Kegunaan :
a. Sebagai logam utama pada pembuatan baja
b. Besi dengan paduannya digunakan untuk pembuatan rel, tulangan beton. c. Digunakan untuk berbagai peralatan dalam kehidupan sehari-hari.
Kobal = Co Kegunaan :
a. Karena keras, tahan karat dan penampilannya menarik maka sering digunakan untuk menyepuh logam lain
b. Pewarna biru pada porselen, kaca, genting
c. Pewarna sumber sinar gamma dalam bidang kesehatan
Nikel = Ni Kegunaan :
a. Paduan logam baja dan logam lain b. Pelapis permukaan logam
c. Sebagai katalisator
d. Pewarna hijau pada keramik/porselen e. Komponen pada baterai
Tembaga = Cu Kegunaan :
a. Peralatan kelistrikan, sebagai rangkian dan kawat kabel. b. Logam paduan pada kuningan dan perunggu
Seng = Zn Kegunaan :
a. Komponen paduan pada huruf mesin cetak b. Sebagai logam patri
