Sifat fisik dan kimia unsur utama dan tr

“ sifat fisik dan kimia unsur utama dan transisi “

D

I

S

U

S

U

N

OLEH

Kelompok 2

Ketua : Efy Nurhasanah

Sekretaris : A.nurdawani

Anggota : Sulastri

Zulkarnain

Irmayanti

Kelas XII IPA

3

SMA NEGERI 3 BULUKUMBA

TAHUN PELAJARAN 2012/2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT karena karunianya berupa kekuatan dan kesehatan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya.

Salam dan shalawat semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW,kepada keluarganya, para sahabat, dan para pengikutnya yang senang tiasa ber istiqomah di jalan beliau,

Makalah ini dapat terselesaikan berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu sepatutnyalah kami mengucapkan banyak terima kasih kepada seluruh pihak yang telah memberikan bantuannya.

Kami menyadari bahwa dalam makalah ini masih banyak kekurangan-kekurangan. Oleh karena itu,kami mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak demi kesempurnaan maklah ini.

BULUKUMBA,30-10-2012

penulis

ii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ………...i

Kata pengantar ………...ii

Daftar isi ………... iii

BAB I PENDAHULUAN ………...1

A. Latar Belakang ………...2

B. Rumusan Masalah ………....2

C. Tujuan Penulisan ………...2

D. Manfaat Penulisan ………....2

BAB II PEMBAHASAN ………...3

A. Sifat fisik usur utama dan transisi ( titik didih, titik leleh, Kekerasan,warna,kelarutan ) dan sifat khusus lainnya )…..………..3

B. Sifat kimia ( koreaktifan,reaksi kimia)………23

BAB III PENUTUP ………24

A. Kesimpulan ………...24

B. Saran ………...25

DAFTAR PUSTAKA ………..26

iii

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Hingga saat ini, unsur-unsur kimia berjumlah sekitar 114 unsur. Unsur-unsur tersebut dikelompokkan berdasarkan kesamaan sifatnya ke dalam beberapa golongan, yaitu golongan A (golongan utama) dan golongan B (golongan transisi). Selain itu, unsur-unsur kimia dapat dikelompokkan menjadi unsur logam, nonlogam,

semilogam, dan gas mulia. Dalam kehidupan sehari-hari, unsur-unsur kimia banyak membantu kita dalam

melaksanakan kegiatan. Sulit dibayangkan jika kita hidup tanpa adanya unsur kimia karena semua benda yang ada di alam ini mengandung unsur kimia, baik dalam bentuk logam atau unsur bebasnya, senyawanya, atau paduan logamnya. Tak bisa dipungkiri, selain memberikan manfaat, beberapa unsur kimia memberikan dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan. Kegunaan dan dampak dari unsur-unsur kimia beserta cara mencegah dan menanganinya tidak terlepas dari sifat yang dimiliki unsur-unsur tersebut.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).

Dalam satu periode dari kiri (Sc) ke kanan (Zn), keelektronegatifan unsur hampir sama, tidak meningkat maupun menurun secara signifikan. Selain itu, ukuran atom (jari-jari unsur) serta energi ionisasi juga tidak mengalami perubahan signifikan. Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa semua unsur transisi periode keempat memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang serupa.

1

Hal ini berbeda dengan unsur utama yang mengalami perubahan sifat yang sangat signifikan dalam satu periode.

Dibandingkan unsur Alkali dan Alkali Tanah, unsur-unsur transisi periode keempat memiliki susunan atom

yang lebih rapat (closed packing). Akibatnya, unsur transisi tersebut memiliki kerapatan (densitas) yang jauh lebih

besar dibandingkan Alkali.

maupun Alkali Tanah. Dengan demikian, ikatan logam (metallic bonds) yang terjadi pada unsur transisi

lebih kuat. Hal ini berdampak pada titik didih dan titik leleh unsur transisi yang jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama. Selain itu, entalpi pelelehan dan entalpi penguapan unsur transisi juga jauh lebih tinggi dibandingkan unsur logam golongan utama.

B. RUMUSAN MASALAH

Yang menjadi permasalahan yang perlu diperhatikan dalam makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Apa saja Sifat fisika unsure utama dan transisi ( titik didih, titik leleh, kekerasan, warna kelarutan ) dan sifat khusus

lainnya?

2. Apa saja Sifat kimia ( koreaktifan,reaksi kimia) ?

C. TUJUAN PENULISAN

1. Untuk mengetahui Sifat fisik unsur utama dan transisi (titik didih,titik leleh,kekerasan,warna,kelarutan ) dan sifat

khusus lainnya

2. Untuk mengetahui Sifat kimia ( koreaktfan,reaksi kimia)

D. MANFAAT PENULISAN

Adapun manfaat penulisan pada maklah yang penulis buat adalah sebagai berikut:

1. Agar kita sebagai pelajar dapat memperoleh pengetahuan tambahan mengenai sifat fisik dan kimia unsure utama dan

transisi.

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. SIFAT FISIS DAN SIFAT KIMIA UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

Unsur-unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat, baik secara fisis maupun kimia. Berikut adalah sifat-sifat dari unsur-unsur transisi periode keempat.

Beberapa sifat umum unsur-unsur transisi periode keempat :

1. SIFAT FISIS UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT

I. Unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai sifat-sifat yang khas. Sifat-sifat khas unsur-unsur transisi periode keempat antara lain :

(1) Unsur-unsur transisi bersifat logam, maka sering disebut logam transisi.

(2) Bersifat logam, maka mempunyai bilangan oksidasi positif dan pada umumnya lebih dari satu. (3) Banyak diantaranya dapat membentuk senyawa kompleks.

(4) Pada umumnya senyawanya berwarna.

(5) Beberapa diantaranya dapat digunakan sebagai katalisator. (6) Titik didih dan titik leburnya sangat tinggi.

(7) Mudah dibuat lempengan atau kawat dan mengkilap. (8) Sifatnya makin lunak dari kiri ke kanan.

(9) Dapat menghantarkan arus listrik.

(10) Persenyawaan dengan unsur lain mempunyai oksida positif.

II. Senyawa yang dibentuk pada umumnya berwarna. Hal ini disebabkan karena konfigurasi elektron unsur transisi

menempati sub kulit d, elektron-elektron pada orbital d yang tidak penuh memungkinkan untuk berpindah tempat.

Elektron dengan energi rendah akan berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi (tereksitasi) dengan menyerap warna misalnya energi cahaya dengan panjang gelombang tertentu karena energi yang diserap besarnya pun tertentu.

Struktur elektron pada orbital d yang bebeda akan mengasilkan warna yang pula.

3

Warna senyawa unsur-unsur transisi periode keempat dengan bilangan oksidasi

Biloks

Unsur

Sc

-

Tidak

berwarna

Tidak

berwarna

-

-

-Ti

-

Ungu

Biru

-

-

-V

Ungu

Hijau

-

Merah

Jingga

-Cr

Biru

Hijau

-

-

Hijau

-Mn

Merah

muda

-

-

-

-

Ungu

Fe

Hijau

muda

Kuning

-

-

-

-Co

Merah

muda

Biru

-

-

-

-Ni

Hijau

-

-

-

-

-Cu

Biru

-

-

-

-

-Zn

Tidak

berwarn

a

-

-

-

-

-III. Dapat membentuk ion kompleks, yaitu ion yang terdiri dari ion logam sebagai ion pusat yang menyediakan

orbital d,s, dan p-nya yang kosong untuk elektron-elektron yang berasal dari ion atau molekul yang diikatnya yang

disebut dengan ligan. Sebagai contoh, pada ion [PtCl6]2-, bilangan oksidasi masing-masing ligan (ion Cl-) adalah -1.

Dengan demikian, bilangan oksidasi Pt (kation logam transisi) adalah +4. Contoh lain, pada ion [Cu(NH3)4]2+,

bilangan oksidasi masing-masing ligan (molekul NH3) adalah 0 (nol). Dengan demikian, bilangan oksidasi Cu

(kation logam transisi) adalah +2.

ikatan yang terjadi antara ion pusat dengan ligan, yaitu ikatan kovalen koordinasi. Banyaknya pasangan elektron yang diterima oleh ion logam

4

dinamakan bilangan koordinasi. Bilangan koordinasi adalah jumlah ligan yang terikat pada kation logam transisi.

Sebagai contoh, bilangan koordinasi Ag+_{pada ion [Ag(NH}

3)2]+ adalah dua, bilangan koordinasi Cu2+ pada ion

[Cu(NH3)4]2+ adalah empat, dan bilangan koordinasi Fe3+ pada ion [Fe(CN)6]3- adalah enam. Bilangan koordinasi

yang sering dijumpai adalah 4 dan 6.

Pada umumnya ligan merupakan basa Lewis, yaitu ion yang dapat memberikan (donor) sepasang atau lebih

elektron bebas. Seperti NH3, NO, H2O, F-, Cl-, CO32-, NO2-. Berdasarkan jumlah atom donor yang memiliki

pasangan elektron bebas (PEB) pada ligan, ligan dapat dibedakan menjadi monodentat, bidentat, dan polidentat.

H2O dan NH3 merupakan ligan monodentat (mendonorkan satu pasang elektron). Sedangkan Etilendiamin (H2

N-CH2-CH2-NH2, sering disebut dengan istilah en) merupakan contoh ligan bidentat (mendonorkan dua pasang

elektron). Ligan bidentat dan polidentat sering disebut sebagai agen chelat (mampu mencengkram kation logam transisi dengan kuat).

Secara umum penulisan ion kompleks adalah sebagai berikut. L adalah ion transisi,

x adalah ligan,

m bilangan koordinasi.

Umumnya bilangan koordinasi, dua kali lipat dari biloks transisi terbesar. Contohnya besi (Fe) mempunyai biloks +2 dan +3 maka umumnya bilangan koordinasinya 6, sehingga jika membentuk ion kompleks misalnya

dengan ion CN- _{maka terbentuk ion kompleks sebagai berikut}

Fe(CN)64- Fe(CN)6

Ligan Ligan

Ion Fe2+ _{sebagai ion pusat Ion Fe}3+ _{sebagai ion pusat}

Dari kedua contoh diatas ion Fe(CN)64- dan Fe(CN)63- masing-masing memiliki muatan ion -4 dan -3.

Bilangan oksidasi (biloks) ion pusat dapat kita tentukan dengan cara sebagai berikut.

5 Biloks [Fe(CN)6]4- = -4 BO [Fe(CN)6]3- = -3

Biloks (Fe) + (6CN) = -4 BO (Fe) + (6CN) = -3 Biloks (Fe) + (6 x -1) = -4 BO (Fe) + (6 x -1) = -3 Biloks Fe -6 = -4 BO (Fe) -6 = -3 Biloks Fe = -4 + 6 BO (Fe) = -3 + 6 Biloks Fe = +2 BO (Fe) = +3

Penamaan ion/senyawa kompleks dilakukan dengan aturan sebagai berikut.

1. Nama kation ditulis lebih dahulu diikuti anionnya, sama seperti panamaan senyawa ionik pada umumnya.

2. Penamaan untuk ion kompleks, disebutkan nama ligannya dengan jumlahnya dan diberi akhirano.

3. Jumlah ligan yang diikat lebih dari satu diberi awalan di (2), tri(3), tetra(4), penta (5) dan sebagainya. 4. Bilangan oksidasi logam ditulis dengan angka romawi.

5. Jika ion kompleks bermuatan negatif, maka nama logam diberi akhiran at. Nama kation logam bermuatan negatif

dapat dilihat pada Tabel Nama Kation dan Anion Kompleks.

6. Dalam ion kompleks, nama ligan disusun menurut abjad, kemudian dilanjutkan dengan nama kation logam transisi.

7. Nama ligan yang sering terlibat dalam pembentukan ion kompleks dapat dilihat pada Tabel Nama Ligan.

•

Sifat Magnetik

Ada beberapa sifat magnet dari unsur-unsur transisi diantaranya:

1. Diamagnetik, tidak tertarik oleh medan magnet, hal ini disebabkan karena atom atau molekul dimana elektron dalam orbitalnya semua berpasangan.

2. Paramagnetik, dapat ditarik oleh medan magnet, hal ini disebabkan karena ada atom atau molekul dimana elektron dalam orbitalnya ada yang tidak berpasangan. Jika sifat paramagnetiknya sangat kuat maka

disebut feromagnetik.

Pada unsur-unsur logam transisi periode keempat, umumnya mempunyai elektron yang tidak berpasangan

dalam orbital d sehingga umumnya bersifat paramagnetik.

6

Jadi, logam transisi periode keempat yang bersifat diamagnetik adalah Zn dan Cu. Sedangkan yang bersifat paramagnetik antara lain Sc, Ti, Cr, dan Mn, dan yang bersifat Feromagnetik adalah Fe, Co, dan Ni.

1. Jari-Jari Atom

Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin bertambahnya elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik intinya, sehingga jarak elektron pada jarak terluar ke inti semakin kecil.

2. Energi Ionisasi

Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi sedikit fluktuatif, namun secara

umum Ionization Energy (IE) meningkat dari Sc ke Zn. Kalau kita perhatikan, ada sesuatu hal yang unik terjadi pada

pengisian elektron pada logam transisi. Setelah pengisian elektron pada subkulit 3s dan 3p, pengisian dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d, sehingga kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini berdampak pada grafik energi ionisasinya yang fluktuatif dan selisih nilai energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak terlalu besar. Karena ketika logam menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s-lah yang terlebih dahulu terionisasi.

3. Konfigurasi Elektron

Kecuali unsur Cr dan Cu, Semua unsur transisi periode keempat mempunyai elektron pada kulit terluar 4s2_,

sedangkan pada Cr dan Cu terdapat pada subkulit 4s1_.

4. Bilangan Oksidasi

Senyawa-senyawa unsur transisi di alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu. Walaupun unsur transisi memiliki beberapa bilangan oksidasi, keteraturan dapat dikenali. Bilangan oksidasi tertinggi atom yang memiliki lima elektron yakni jumlah orbital d berkaitan dengan keadaan saat semua elektron d (selain elektron

s) dikeluarkan. Jadi, dalam kasus skandium dengan konfigurasi elektron (n-1) d1_ns2_{, bilangan oksidasinya 3. Mangan}

dengan konfigurasi (n-1) d5_ns2_{, akan berbilangan oksidasi maksimum +7.}

Bila jumlah elektron d melebihi 5, situasinya berubah. Untuk besi Fe dengan konfigurasi elektron (n-1) d6_ns2_,

bilangan oksidasi utamanya adalah +2 dan +3. Sangat jarang ditemui bilangan oksidasi +6. Bilangan oksidasi tertinggi sejumlah logam transisi penting seperti Kobal (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu) dan Zink (Zn) lebih rendah dari bilangan oksidasi atom yang kehilangan semua elektron (n-1) d dan ns-nya. Di antara

7

unsur-unsur yang ada dalam golongan yang sama, semakin tinggi bilangan oksidasi semakin tinggi unsur-unsur pada periode yang lebih besar.

Asam kromium CrO3 beracun dan bersifat karsinogenik.

Secara umum, sifat-sifat kimia unsur-unsur transisi adalah sebagai berikut:

 Mempunyai energi ionisasi yang relatif rendah (kurang dari 1000 kJ mol¹ ), kecuali Zink yang agak besar ־

(906 kJ mol¹ )־

 Harga keelektronegatifannya rendah (kurang dari 2)

 Semua unsur transisi periode keempat membentuk kation tunggal dengan bilangan oksidasi +1 _,+2 _, +3

 Pada tingkat oksidasi yang rendah, senyawa unsur transisi bersifat ionik

Sedangkan, sifat fisiknya:

 Berwarna (berkaitan dengan adanya subkulit d yang tidak terisi penuh)

 Berbentuk padat maupun larutan

Berikut ini akan diuraikan beberapa data tentang unsur transisi yang meliputi sumber, sifat fisik, sifat kimia.

Besi (Fe)

Sumber: Di alam, besi banayk ditemukan dalam bentuk senyawa, antara lain sebagai hematit (Fe2O3), pirit (FeS2),

asam, maupun CaO, MgO dan MnO yang bersifat basa). Pengotor yang bersifat asam biasanya lebih banyak,

sehingga perlu ditambah CaCo3).

Sifat fisik besi:

 Merupakan logam berwarna putih mengkilap

 Keras

 Kuat

 Mudah dimodifikasi

8 Sifat kimia besi:

 Agak reaktif, mudah teroksidasi

 Mudah bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti : halogen, sulfur, pospor, boron, karbon dan silikon.

 Kelarutan : larut dalam asam-asam mineral encer.

Seng (Zn)

Sumber: Di dapatkan di alam terutama sebagai kerpu zink (ZnS) yang terdapat di Australia, Kanada, dll. Proses Pembuatan: Endapan Zn dapat terbentuk dengan senyawa-senyawa hidroksida, karbonat, fosfat, sulfida, molibdat, dan asam-asam organik yang terdiri dari humat, fulvat, dan ligand organik. Asam-asam organik berasal dari dekomposisi senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam bahan organik

Sifat fisik seng:

 Tidak berwarna karena subkulit 3d-nya terisi penuh (putih, berkilau)

 Jika Zink terbakar dalam udara, warnanya menjadi hijau kebiru-biruan yang terang

 Sedikit kurang padat daripada besi

 Pada suhu melebihi 210°C, logam ini menjadi rapuh dan akan pecah jika diketuk

Sifat kimia seng:

 Logam zink mudah tertempa pada suhu antara 100°C sehingga 210°C dan boleh diketuk menjadi berbagai

bentuk

 Zink tidak bermagnet

 Titik leleh dan titik didihnya relatif rendah

 Tidak paramagnetik, melainkan diamagnetik

 Bersifat sederhana reaktif

Sifat Kimia:

 Mudah larut dalam asam – asam mineral encer  Kurang reaktif

 Dapat membentuk senyawa kompleks  Senyawanya umumnya berwarna

9

 Dalam larutan air, terdapat sebagai ion Co2+ _{yang berwarna merah}

 Senyawa – senyawa Co(II) yang tak terhidrat atau tak terdisosiasi berwara biru.

 Ion Co3+ _{tidak stabil, tetapi kompleks – kompleksnya stabil baik dalam bentuk larutan maupun padatan.}

 Kobalt (II) dapat dioksidasi menjadi kobalt(III)

Nikel (Ni)

Sumber: Bijih nikel yang utama antara lain: Millerit, NiS

Smaltit (Fe,Co,Ni)As

Nikolit (Ni)As

Pentlandite (Ni, Cu, Fe)S

Garnierite (Ni, Mg)SiO3.xH2O

Nikel berwujud secara gabungan dengan belerang dalam millerite, dengan arsenic dalam galian niccolite dan dengan arsenic dan belerang dalam (nickelglance). Nikel juga terbentuk bersama-sama dengan kromit dan platina dalam batuanultrabasa seperti peridotit, baik termetamorfkan ataupun tidak. Terdapat dua jenisendapan nikel yang bersifat komersil, yaitu: sebagai hasil konsentrasi residu silikadan pada proses pelapukan batuan beku ultrabasa serta sebagai endapan nikel-tembaga sulfida, yang biasanya berasosiasi dengan pirit, pirotit, dan kalkopirit .Pada

pelapukan kimia khususnya, air tanah yang kaya akan CO2 berasal dariudara dan pembusukan tumbuh-tumbuhan

menguraikan mineral-mineral yang tidak stabil (olivin dan piroksin) pada batuan ultra basa, menghasilkan Mg, Fe, Ni yanglarut. Si cenderung membentuk koloid dari partikel-partikel silika yang sangat halus.Di dalam larutan, Fe teroksidasi dan mengendap sebagai ferri-hydroksida, akhirnyamembentuk mineral-mineral seperti geothit, limonit, dan haematit dekat permukaan. Bersama mineral- mineral ini selalu ikut serta unsure cobalt dalam jumlah kecil. Larutan yang mengandung Mg, Ni, dan Si terus menerus kebawah selama larutannyabersifat asam, hingga pada suatu kondisi dimana suasana cukup netral akibat adanya kontak dengan tanah dan batuan,

maka ada kecenderungan untuk membentuk endapan hydrosilikat. Nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikatdengan komposisi yang mungkin bervariasi tersebut akan mengendap pada

10

celah-celah atau rekahan-rekahan yang dikenal dengan urat-urat garnierit (Ni,Mg)SiO3.xH2O.

Sifat Kimia:

 Pada suhu kamar nikel bereaksi lambat dengan udara

 Jika dibakar, reaksi berlangsung cepat membentuk oksida NiO

 Bereaksi dengan Cl2 membentuk Klorida (NiCl2)

 Bereaksi dengan steam H2O membentuk Oksida NiO

 Bereaksi dengan HCl encer dan asam sulfut encer, yang reaksinya berlangsung lambat

 Bereaksi dengan aman nitrat dan aquaregia, Ni segera larut

 Tidak bereaksi dengan basa alkali

 Bereaksi dengan H2S menghasilkan endapan hitam

Sifat Fisik:

Logam putih keperak-perakan yang berkilat, keras

Dampat ditempa dan ditarik

Feromagnetik

TL : 1420ºC, TD : 2900ºC

Tembaga (Cu)

Sumber : di Indonesia kita mengenal Freeport (Timika, Papua), dan Newmont (Batuhijau, NTB)

Sifat Fisik:

 Tembaga merupakan logam yang berwarna kunign seperti emas kuning seperti pada gambar dan keras bila

 Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat.

 Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.

11 Sifat Kimia:

 Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan terhadap korosi. Pada udara yang

lembab permukaan tembaga ditutupi oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga karbonat

basa, Cu(OH) 2CO3

 Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300°C tembaga dapat bereaksi dengan oksigen

membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, sekitar 1000ºC, akan terbentuk

tembaga(I) oksida (Cu2O) yang berwarna merah.

 Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam nooksidator encer seperti HCl encer dan

H2SO4 encer. Tetapi asam klorida pekat dan mendidih menyerang logam tembaga dan membebaskan gas hidrogen.

Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks CuCl2- _{(aq) yang mendorong reaksi kesetimbangan bergeser ke}

arah produk.

 Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya udara membentuk larutan

yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH3) 4+

 Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen. Bereaksi dengan belerang membentuk

tembaga(I) sulfida dan tembaga(II) sulfida dan untuk reaksi dengan halogen membentuk tembaga(I) klorida, khusus klor yang menghasilkan tembaga(II) klorida.

12

B. SIFAT-SIFAT FISIKA DAN KIMIA UNSUR UTAMA DAN TRANSISI

Jumlah unsur banyak sekali, baik yang alamiah maupun yang buatan. Unsur-unsur tersebut disusun dalam

tabel periodik. Unsur-unsur tersebut dikelompokkan dalam kolom-kolom yang disebut dengangolongan dan dalam

baris yang disebut periode. Secara garis besar unsur tersebut dibedakan atas unsur utama dan

unsur-unsur transisi. Pada bab ini kita akan mempelajari unsur-unsur-unsur-unsur utama. Unsur utama termasuk dalam golongan A yang terdiri atas unsur logam dan unsur nonlogam. Golongan A terdiri dari delapan golongan (I – VIII).

Unsur-unsur pada golongan IA dalam tabel periodik dikenal juga dengan nama unsur alkali, karena semua anggotanya bereaksi dengan air membentuk larutan alkali. Anggota golongan alkali dari atas ke bawah berturut turut adalah litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), dan fransium (Fr). Unsur-unsur alkali disebut juga logam alkali. Unsur alkali memiliki ukuran yang lebih besar di antara unsur-unsur dalam satu periode. Unsur-unsur ini mempunyai energi ionisasi kecil.

Energi ionisasi merupakan energi yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron pada kulit terluar. Makin besar nomor atom, energi ionisasinya makin berkurang. Hal ini karena semakin besar nomor atom berarti semakin jauh jarak elektron terluar dengan inti atom sehingga makin mudah lepas. Unsurunsur alkali mempunyai keelektronegatifan kecil. Oleh karena itu unsur alkali membentuk senyawa ion.

a. Sifat Fisika

Unsur-unsur golongan ini hanya mempunyai satu elektron valensi yang terlibat dalam pembentukan ikatan logam. Oleh karena itu, logam ini mempunyai energi kohesi yang kecil yang menjadikan logam golongan ini lunak. Contohnya logam natrium yang lunak sehingga dapat diiris dengan pisau. Hal ini juga mengakibatkan makin berkurangnya titik leleh dan titik didih unsur-unsur alkali.

Unsur-unsur alkali adalah reduktor kuat. Kekuatan reduktor dapat dilihat dari potensial elektrode. Unsur-unsur alkali dapat melarut dalam cairan amonia. Larutan encer logam alkali dalam amonia cair berwarna biru. Larutan ini adalah penghantar listrik yang lebih baik daripada larutan garam. Daya hantarnya hampir sama dengan daya hantar logam murni.

13 b. Sifat Kimia

Sifat kimia unsur-unsur alkali, adalah seperti berikut. 1) Sangat Reaktif

Unsur-unsur alkali sangat reaktif atau mudah bereaksi dengan unsur lain karena mereka mudah melepaskan elektron terluarnya. Di udara, unsur-unsur ini akan bereaksi dengan oksigen atau air. Oleh karena itu, unsur ini biasanya

disimpan dalam minyak tanah atau hidrokarbon yang inert. Unsur alkali tidak ada yang terdapat di alam dalam

bentuk unsurnya, biasanya bergabung dalam mineral yang larut dalam air, misal NaCl (natrium klorida). Unsur alkali terdapat dalam senyawaan alam sebagai ion uni-positif (positif satu).

2) Sifat Logam

Sifat logam unsur alkali dari atas ke bawah pada tabel periodik cenderung bertambah. Sifat ini terkait dengan kecenderungan atom unsur alkali melepas elektron.

3) Reaksi-reaksi pada logam alkali adalah seperti berikut.

a) Reaksi antara logam-logam alkali dan oksigen menghasilkan oksida (M2O), peroksida (M2O2), dan superoksida (MO2).

b) Reaksi logam alkali (M) dengan unsur-unsur halogen N, S, P, dan H2.

4) Logam-logam alkali memberikan warna nyala yang khas, misalnya Li (merah), Na (kuning), K (ungu), Rb (merah), dan Cs (biru/ungu).

2. Golongan IIA atau Alkali Tanah

Titik leleh unsur-unsur alkali tanah tidak berubah secara teratur karena mempunyai struktur kristal yang berbeda. Misal unsur Be dan Mg memiliki struktur kristal heksagonal terjejal, sedangkan struktur kristal unsur Sr berbentuk kubus berpusat muka dan struktur kristal unsur Ba berbentuk kubus berpusat badan.

14 a.sifat fisika

Energi ionisasi makin kecil, dan jari-jari ion makin besar. b. Sifat Kimia

Sifat kimia unsur alkali tanah sama dengan sifat kimia unsur alkali. Unsur alkali tanah terdapat dalam alam sebagai ion dipositif (positif dua). Kalsium, stronsium, dan barium memiliki sifat yang serupa, namun magnesium dan berelium berbeda dengan ketiga unsur tersebut yaitu kurang aktif. Semua unsur alkali tanah merupakan penyumbang elektron.

Unsur alkali tanah tergolong reduktor yang kuat. Unsur alkali tanah mudah bereaksi dengan unsur nonlogam membentuk senyawa ion misal halida, hidrida, oksida, dan sulfida. Unsur alkali tanah, kecuali berelium dan magnesium bereaksi dengan air..

3. Golongan IIIA

Unsur-unsur golongan IIIA tidak sereaktif unsur golongan IA dan IIA. Anggota unsur golongan IIIA adalah boron (B), aluminium (Al), gallium (Ga), indium (In), dan talium (Ti).

a. Sifat Fisika

Boron merupakan unsur pertama dalam golongan IIIA yang tergolong metaloid, sedangkan unsur-unsur lainnya tergolong logam. Reaktivitas unsur-unsur golongan ini tidak ada kecenderungan. Potensial reduksi golongan IIIA negatif, ini menunjukkan bahwa unsur IIIA bersifat lebih logam dibanding hidrogen. Al3+ mempunyai potensial reduksi negatif yang paling besar di antara kation golongan IIIA. Oleh karena itu Al merupakan logam golongan IIIA yang paling aktif. Perhatikan sifat-sifat golongan IIIA pada tabel berikut.

b. Sifat Kimia Boron dan Aluminium 1) Boron

Boron adalah unsur yang tidak reaktif pada suhu biasa. Bila bereaksi, tidak ada kecenderungan dari atom unsur boron untuk kehilangan elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana yaitu B3+. Adapun reaksi pada boron adalah sebagai berikut.

a) Reaksi dengan halogen

Boron bereaksi dengan halogen secara umum, bahkan sampai terbakar dalam gas fluor. b) Membentuk asam oksi

Jika dipanaskan dalam udara, unsur boron bereaksi dengan oksigen dalam pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida B2O3. Oksida ini bersifat asam.

15

c) Semua boron yang larut membentuk larutan yang bersifat basa bila dilarutkan dalam air, di mana ion BO32¯ bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air.

d) Boron membentuk molekul-molekul ion raksasa dengan atom oksigen menempati kedudukan yang berselang-seling dengan reaksi seperti berikut.

a. Sifat Fisika

Aluminium memiliki sifat fisika seperti yang ditunjukkan pada table berikut:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Jari-jari atom Volume atom

Density (6600 _C)

Density 200

Potensial elektroda (250 _C)

Kapasitas panas (250 _C)

Panas pembakaran Tensile strength Kekerasan brinnel

Hantaran panas (250 _C)

Valensi

Kekentalan (7000 _C)

Panas peleburan Panas uap Massa atom Titik lebur Titik didih Tegangan permukaan Tegangan tarik

10 cm/gr atm

2,368 gr/cm3

2,6989 gr/cm3

-1,67 volt

5,30o_{C cal/gr mol}

399 cal/gr mol 700 mpa 12-16 skala 0,49 cal/det0_C

3

0,0127 pois 94,6 cal/gram 200 cal/gr 26,98 6600_C

24520_C

900 dyne/cm 4,76 kg/mm

2) Sifat Kimia Unsur Aluminium

Sejumlah garam aluminium seperti halnya logam golongan IIIA mengkristal dalam larutannya sebagai hidrat. Misal senyawa AlX3 ? 6 H2O (di mana X = Cl–, Br,– I–). Aluminium bersifat amfoter..

16

Aluminium dapat berlaku asam atau basa dikarenakan kecenderungan yang kuat untuk dioksidasi menjadi Al3+.

4. Karbon dan Silikon

Karbon dan silikon termasuk unsur golongan IVA. Anggota unsur golongan IVA lainnya adalah germanium (Ge), timah (Sn), plumbum (Pb). Di sini kita hanya akan mempelajari sifat unsur karbon dan silicon.

A,Sifat fisika

SIFAT C Si

Titik leleh 0 _C

Titik didih 0 _C

Massa jenis (g cm3₎

Keelektronegatifan Jari-jari kovalen 3.550 4.827 3,51 2,5 0,77 1.410 2.355 2,33 1,8 1,77

b. Sifat Kimia Karbon dan Silikon

Karbon dan silikon tidak reaktif pada suhu biasa. Karbon dan silikon membentuk kation sederhana seperti C4+ dan Si4+. Sifat kimia karbon antara lain sebagai berikut.

2) Karbon dibakar dalam udara yang terbatas jumlahnya menghasilkan karbon monoksida. Jika dibakar dalam kelebihan udara, akan terbentuk karbon dioksida.

3) Membentuk asam oksi.

Bila karbon dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen membentuk CO2 dan jika CO2 ini bereaksi dengan air akan membentuk asam karbonat.

4) Membentuk garam asam oksi.

Asam karbonat, suatu asam diprotik yang khas, bereaksi dengan basa menghasilkan karbonat dan bikarbonat, antara lain seperti berikut.

- K2CO3 = kalium karbonat - KHCO3 = kalium bikarbonat - MgCO3 = magnesium karbonat - Mg(HCO3)2 = magnesium bikarbonat

17

5) Kecenderungan atom karbon membentuk ikatan kovalen tunggal, ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga yang akan membentuk senyawa organik.

Sifat kimia silikon, antara lain seperti berikut.

1) Silikon bereaksi dengan halogen, secara umum reaksi yang terjadi dapat dituliskan seperti berikut.

2) Bila silikon dipanaskan dengan oksigen akan membentuk oksida SiO3, sehingga apabila oksida ini bereaksi dengan air membentuk dua asam yaitu asam ortosilikat (H4SiO4) dan asam metasilikat H2SiO3. Senyawa ini tidak larut dalam air tetapi bereaksidengan basa.

3) Silikon membentuk garam dari asam oksi, antara lain seperti berikut. - Na2SiO3 = natrium metasilikat

- Mg2 SiO4 = magnesium ortosilikat

- LiAl(SiO3)2 = litium aluminium metasilikat

4) Semua silikat membentuk larutan yang bersifat basa yang dapat dilarutkan dalam air, di mana ion SiO3 2¯ bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air.

5) Silikon membentuk molekul-molekul dan ion-ion raksasa, di mana atom oksigen menempati kedudukan yang berselang-seling.

5. Nitrogen dan Fosfor

Nitrogen dan fosfor merupakan unsur-unsur dalam golongan VA. Anggota unsur golongan VA yang lainnya adalah arsen (As), antimonium (Sb), bismut (Bi). Kita akan mempelajari sifat-sifat unsur nitrogen dan fosfor.

a. Sifat Fisika

Masing-masing nitrogen dan fosfor mempunyai lima elektron valensi dengan konfigurasi elektron ns2np3. Bilangan oksidasi terbesar adalah +5.

b. Sifat Kimia

Nitrogen adalah unsur yang unik dalam golongannya, karena dapat membentuk senyawa dalam semua bilangan oksidasi dari tiga sampai lima. Senyawa nitrogen dapat mengalami reaksi reduksi dan oksidasi.

Fosfor dapat membentuk ikatan dengan cara yang mirip dengan nitrogen. Fosfor dapat membentuk tiga ikatan kovalen, menerima tiga elektron membentuk ion P3¯. Reaksi yang terjadi pada fosfor, antara lain seperti berikut.

18

Dalam air fosfida mengalami hidrolisis membentuk fosfin, PH3.

2) Fosfor membentuk dua macam senyawa dengan halogen yaitu trihalida, PX3 dan pentahalida PX5. 3) Membentuk asam okso fosfor

Asam okso dari fosfor yang dikenal adalah asam fosfit dan asam fosfat. Asam fosfit dapat dibuat dengan reaksi seperti berikut

6. Oksigen dan Belerang

Oksigen dan belerang merupakan unsur-unsur golongan VIA. Anggota golongan VIA yang lain adalah selenium (Se), tellurium (Te), polonium (Po). Oksigen dan belerang adalah dua unsur yang sangat umum di antara unsur-unsur golongan VI A.

a. Sifat Fisika 1.) sifat fisika oksigen

Oksigen membentuk senyawa dengan semua unsure kecuali dengan gas mulia. 2).sifat fisika belerang

Mudah bereaksi dengan semua unsure kecuali emas,platinum dan gas mulia. b. Sifat Kimia

1) Sifat Kimia Oksigen

Oksigen membentuk senyawa dengan semua unsur, kecuali gas-gas mulia ringan. Biasanya oksigen bereaksi dengan logam membentuk ikatan yang bersifat ionik dan bereaksi dengan bukan logam membentuk ikatan yang bersifat kovalen sehingga akan membentuk oksida.

2) Sifat Kimia Belerang

Belerang hanya memerlukan dua elektron lagi untuk mencapai konfigurasi s2p4 dari gas mulia. Jika belerang bereaksi dengan logam maka belerang bertindak sebagai penerima elektron. Belerang mudah bereaksi dengan semua unsur kecuali emas, platinum dan gas mulia.

7. Golongan VIIA atau Halogen

Senyawa dan ion golongan halogen dinamakan halide. Anggota golongan VIIA adalah fluor (F), klor (Cl), brom

(Br), iod (I), dan astat (As). Astat ditemukan di alam dalam jumlah yang sangat sedikit. Semua unsur halogen bersifat nonlogam.

19 a. Sifat Fisika

Unsur-unsur golongan VIIA mempunyai konfigurasi elektron ns2np5 dan merupakan unsur-unsur yang paling

elektronegatif. Unsur halogen selalu mempunyai bilangan oksidasi -1, kecuali fluor yang selaluunivalent. Unsur ini

dapat mempunyai bilangan oksidasi (+1), (+III) dan (+VII).

Bilangan oksidasi (+IV) dan (+VI) merupakan anomali, terdapat dalam oksida ClO2, Cl2O6, dan BrO3. Titik leleh dan titik didih bertambah jika nomor atom bertambah. Hal

ini karena molekul yang lebih besar mempunyai gaya tarik menarik Van der Waals yang lebih besar.

Fluor dan klor membantu reaksi pembakaran dengan cara seperti oksigen. Brom berupa cairan merah tua pada suhu kamar mempunyai tekanan uap yang tinggi. Fluor dan klor biasanya berupa gas. Reaksi-reaksi halogen antara lain seperti berikut.

1) Reaksi Halogen dengan Air

Semua unsur halogen kecuali fluor berdisproporsionasi dalam air, artinya dalam reaksi halogen dengan air maka sebagian zat teroksidasi dan sebagian lain tereduksi. Fluorin bereaksi sempurna dengan air menghasilkan asam fluorida dan oksigen. Reaksi yang terjadi seperti berikut.

Ion ClO¯ merupakan bahan aktif zat pemutih. Senyawa NaClO digunakan sebagai zat pemutih kertas, pulp, tekstil, dan bahan pakaian.

2) Reaksi Halogen dengan Hidrogen

Halogen bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen halida.

Reaksi F2 dan Cl2 dengan hidrogen disertai ledakan tetapi bromin dan iodin bereaksi dengan lambat.

20 3) Reaksi Halogen dengan Halogen

Reaksi halogen dengan halogen menghasilkan senyawa yang dinamakan senyawa antarhalogen. Unsur yang lebih elektronegatif sebagai zat oksidator dan diberi bilangan oksidasi negatif dalam senyawaannya.

Senyawa-senyawa antarhalogen bersifat diamagnetik dan merupakan oksidator kuat. Senyawa antarhalogen dapat mengalami reaksi hidrolisis.

4) Reaksi Halogen dengan Logam

Halogen bereaksi dengan kebanyakan logam. Bromin dan iodin tidak bereaksi dengan emas, platinum atau beberapa logam mulia lainnya.

5) Reaksi Halogen dengan Hidrokarbon Halogen umumnya bereaksi dengan hidrokarbon dengan cara menggantikan atom-atom hidrogen.

6) Reaksi Halogen dengan Nonlogam dan Metaloid Tertentu Halogen bereaksi secara langsung dengan sejumlah nonlogam dan metaloid. Unsur nonlogam fosfor dan metaloid boron, arsen, dan stirium (misal Y) bereaksi dengan unsur halogen (X),

Fluorin mudah bereaksi tetapi iodin sukar bereaksi. Adapun nitrogen tidak langsung bersatu dengan halogen karena ketidakaktifannya.

c. Kereaktifan

Kereaktifan golongan halogen menurun secara teratur mulai fluor hingga iod. Kereaktifan ini dikaitkan dengan kemampuannya menerima elektron membentuk ion negatif. . Daya Oksidasi

8. Golongan Gas Mulia

21 a. Sifat Fisika

Setiap sifat tertentu dari unsur ini berubah secara teratur. Unsur gas mulia memiliki titik leleh dan titik didih yang rendah serta kalor penguapan yang rendah. Hal ini menunjukan bahwa terdapat ikatan Van der Waals yang sangat lemah antaratom. Helium adalah zat yang mempunyai titik didih yang paling rendah.

b. Sifat Kimia

Pada tahun 1962, Neil Bartlett berhasil membuat sebuah senyawaan stabil yang dianggap sebagai XePtF6. Hal ini

tentu menggemparkan, karena telah lama dikenal bahwa unsur golongan VIIIA bersifat inert. Setelah ini, tidak lama kemudian ahli riset lainnya

menunjukkan bahwa xenon dapat bereaksi langsung dengan fluor membentuk senyawaan biner seperti XeF2, XeF4, dan XeF6.

1) Bilangan Oksidasi +2

Kripton dan xenon dapat membentuk KrF2 dan XeF2 jika kedua unsur ini diradiasi dengan uap raksa dalam fluor. Xe(II) dapat bereaksi selanjutnya menjadi XeF4 jika suhu dinaikkan. Adapun XeF2 dapat terbentuk jika xenon padat direaksikan dengan difluoroksida pada suhu -120 °C.

XeF2 dan KrF2 berbentuk molekul linier dengan hibdridisasi sp3d. 2) Bilangan Oksidasi + 4

Xenon(IV) fluorida dapat dibuat dengan memanaskan campuran xenon dan fluor dengan komposisi 1 : 5 pada tekanan 6 atm, dan menggunakan nikel sebagai katalis.

XeF4 mempunyai struktur bujur sangkar dengan hibridisasi d2sp3 pada suhu 400 °C. 3) Bilangan Oksidasi +6

Hanya xenon yang dapat membentuk XeF6. Senyawa ini dibuat dengan memanaskan campuran kedua unsur ini dengan komposisi Xe : F2 = 1 : 20 pada suhu 300 °C dan tekanan 50 atm.

Xenon(VI) fluorida mempunyai bentuk oktahendral (distorted). Pada suhu kamar berbentuk kristal berwarna dan

memiliki titik leleh 48 °C. Senyawa ini bereaksi dengan silika membentuk senyawa oksi gas mulia yang paling stabil.

Pada suhu kamar XeOF4 berbentuk cairan tidak berwarna. XeF6 dapat mengalami hidrolisis membentuk xenon(VI) oksida, dengan reaksi seperti berikut.

22 4) Bilangan Oksidasi +8

23

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

1. Unsur – unsur golongan transisi periode keempat diperoleh dari dalam bumi dengan cara metalurgi. Proses metalurgi meliputi konsentrasi, reduksi, dan pemurnian.

Secara umum, sifat-sifat kimia unsur-unsur transisi adalah sebagai berikut:

 Mempunyai energi ionisasi yang relatif rendah (kurang dari 1000 kJ mol¹ ), kecuali Zink yang agak besar ־

(906 kJ mol¹ )־

 Harga keelektronegatifannya rendah (kurang dari 2)

 Semua unsur transisi periode keempat membentuk kation tunggal dengan bilangan oksidasi +1 _,+2 _, +3

 Pada tingkat oksidasi yang rendah, senyawa unsur transisi bersifat ionik

Sedangkan, sifat fisiknya:

 Berwarna (berkaitan dengan adanya subkulit d yang tidak terisi penuh)

 Berbentuk padat maupun larutan

Unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai sifat-sifat yang khas. Sifat-sifat khas unsur-unsur transisi periode keempat antara lain :

 Unsur-unsur transisi bersifat logam, maka sering disebut logam transisi.

 Bersifat logam, maka mempunyai bilangan oksidasi positif dan pada umumnya lebih dari satu.  Banyak diantaranya dapat membentuk senyawa kompleks.

 Beberapa diantaranya dapat digunakan sebagai katalisator.  Titik didih dan titik leburnya sangat tinggi.

 Mudah dibuat lempengan atau kawat dan mengkilap.  Sifatnya makin lunak dari kiri ke kanan.

 Dapat menghantarkan arus listrik.

 Persenyawaan dengan unsur lain mempunyai oksida positif.

24

B. SARAN