1. 83
KEGIATAN BELAJAR-4 SISTEM PERIODIK UNSUR
A. Tujuan Antara
Bagian modul ini membahas sistem periodik unsur sebagai bahan “penyegaran” atau sangat mungkin “pengayaan” untuk topik yang sejenis yang tentunya pernah Anda
kenal bukan? Nah, tak terhindarkan topik ini juga memaparkan kembali materi sejenis yang relatif rinci khususnya perihal Tabel Periodik Unsur TPU yang
direkomendasikan IUPAC terkini 1999-2005. Oleh sebab itu setelah menyelesaikan Kegiatan Belajar-4 ini diharapkan Anda mampu:
1. memahami adanya berbagai kemungkinan model TPU
2. mengenali letak unsur dalam TPU model IUPAC terkini 2005 terkait dengan
konfigurasi elektroniknya 3.
menjelaskan sifat-sifat periodisitas unsur, jari-jari atom kovalen, jari-jari ionik, energi ionisasi dan afinitas elektron
B. Uraian Materi 4
4.1 Organisasi Tabel Periodik Unsur TPU
Dalam Tabel Periodik Unsur TPU modern, unsur-unsur ditempatkan secara teratur menurut naiknya nomor atom atau jumlah proton. Ada cukup banyak desain -
bentuk TPU, namun yang paling umum dijumpai adalah bentuk panjang Gambar 4.1a. TPU ini menampilkan unsur-unsur lantanoida 4f dan aktinoida 5f masing-
masing hanya dalam satu “kotak” dalam bayang-bayang golongan 3 dengan kelengkapan keanggotaan seri ditempatkan secara terpisah di bawah tubuh tabel. Hal ini
dengan pertimbangan bahwa unsur-unsur lantanoida dan aktinoida masing-masing menunjukkan kemiripan sifat-sifat kimiawi yang sangat dekat satu sama lain. Dengan
demikian diperoleh suatu TPU yang lebih “kompak”, sebab jika kedua seri unsur-unsur ini 4f dan 5f ditampilkan langsung dalam tabel, maka akan menghasilkan TPU dengan
bentuk yang “sangat panjang” dengan kemungkinan penomoran golongan hingga 32. Perkembangan TPU dengan beberapa model ditunjukkan pada bagian akhir bab ini
Gambar 4.1b – 4.1g . Menurut rekomendasi International Union of Pure and Applied Chemistry
IUPAC: 1997-2005 penomoran golongan unsur-unsur mulai dari 1 hingga 18
1. 84 Gambar 4.1a; hidrogen adalah kekecualian, memiliki golongannya sendiri karena
sifatnya yang unik sehingga terpisah dari yang lain meskipun lebih sering berada di atas Li. Sistem ini menggantikan sistem sebelumnya yang menggunakan notasi kombinasi
dengan angka Romawi dan label A-B yang dianggap membingungkan karena perbedaan pelabelan A-B antara model Amerika Utara dengan Eropa. Sebagai contoh,
di Amerika Utara golongan IIIB menunjuk pada golongan skandinavium, Sc Gambar 4.1c, sedangkan di Eropa nomor ini menunjuk pada golongan boron, B Gambar 4.1d.
Dengan demikian dalam TPU ini penomoran golongan tidak diberlakukan pada unsur- unsur lantanoida dan aktinoida karena kemiripan unsur-unsur tersebut dalam periode
lajur mendatar daripada golongan lajur vertikal.
18 1
2
H
13 14 15 16 17 He 1
Li Be B
C N
O F Ne 2
Na Mg 3
4 5
6 7
8 9
10 11 12 Al Si P
S Cl Ar 3
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 4
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te
I Xe 5
Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 6
Fr Ra Lr Db Jl Rf Bh Hn Mt 7
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No
Gambar 4.1a TPU bentuk panjang menurut rekomendasi IUPAC 19972005 Golongan 1 dan 2 dan 13-18 sering disebut sebagai golongan utama, yang terdiri
atas kelompok s dan kelompok p; golongan 1 dan golongan 2 sering dikenal dengan nama khusus alkali dan alkali tanah, sedangkan golongan 13-16 sering diberi nama
sesuai dengan anggota pertama golongan yang bersangkutan. Sedangkan golongan 3-12 golongan B menurut Amerika Utara sering disebut sebagai golongan transisi atau
kelompok d dan transisi dalam atau kelompok f. Pengelompokan dengan label orbital ini s, p, d, dan f menunjuk pada “pengisian elektron terakhir” atas orbital tersebut bagi
atom unsur yang bersangkutan dalam membangun konfigurasi elektroniknya menurut prinsip aufbau
. Dengan demikian hubungan antara nomor atom dengan letaknya dalam
Tabel Periodik dapat dijelaskan seperti berikut ini. 1. Atom unsur dengan konfigurasi elektronik [gas mulia] ns
1
dan [gas mulia] ns
2
masing-masing terletak dalam golongan 1 alkali dan golongan 2 alkali tanah; jadi
1. 85 dalam hal ini elektron kulit terluar menunjukkan nomor golongannya; atom unsur
demikian ini sering disebut kelompok s. 2. Atom unsur transisi dengan konfigurasi elektronik [gas mulia] n-1d
x
ns
y
y =1- 2, nomor golongannya sesuai dengan jumlah “elektron terluar”-nya yakni x + y = 3-
12; atom unsur ini sering disebut sebagai golongan transisi atau kelompok d, yakni
golongan 3 –12; akan tetapi golongan 12 sering dikeluarkan dari golongan “transisi”
dan disebut sebagai pseudo gas mulia, sebab orbital d
10
sudah penuh dan tidak berperan menentukan sifat-sifat kimianya . sebagaimana umumnya golongan transisi.
3. Atom dengan konfigurasi elektronik [gas mulia] ns
2
np
x
x = 1-6, maupun [gas mulia] n-1d
10
ns
2
np
x
x = 1-6 terletak dalam golongan 10 + 2 + x; atom unsur ini sering disebut sebagai kelompok p, yakni golongan 13 - 18.
4. Nomor periode ditunjukkan oleh nilai n tertinggi yang dihuni oleh elektron dalam konfigurasi elektroniknya.
Nah, mari kita ambil contoh; atom unsur X, Y, dan Z, masing-masing mempunyai
nomor atom 37, 24, dan 35; di mana posisinya masing-masing unsur tersebut dalam TPU?
Penyelesaiain.
Konfigurasi elektronik X adalah: [1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
6
] 5s
1
atau [
36
Kr]5s
1
;
jadi, ia termasuk kelompok s utama-representatif, terletak dalam golongan 1 alkali dan periode 5.
Konfigurasi elektronik Y adalah: [1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
] 3d
5
4s
1
atau [
18
Ar] 3d
5
4s
1
;
jadi, ia termasuk kelompok d transisi terletak dalam golongan 6 = 5+1 dan periode 4.
Konfigurasi elektronik Z adalah: [1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
] 3d
10
4s
2
4p
5
; jadi, ia termasuk
kelompok p utama-representatif, terletak dalam golongan 17 =10+2+5, halogen, dan periode 4.
Dari contoh-contoh di atas, sesungguhnya posisi unsur dalam TPU hanya
ditentukan oleh konfigurasi elektron lebihnya dari konfigurasi elektron inti gas-mulia. Jadi, sangat disarankan kita mengingat ciri-khas konfigurasi gas mulia yakni bahwa
setiap orbitalnya selalu berisi penuh elektron; lebih menguntungkan secara cepat jika kita hafal nomor atom gas mulia yakni [2], [8], [18], [36], [54], dan [86]; unsur
kelompok f tidak menentukan nomor golongan, sebab mereka berada dalam satu kotak dalam golongan 3. Jadi:
1. 86 a. jika kelebihannya, x = 1-2, maka ia termasuk golongan x
b. jika kelebihannya, 3≤ x ≤ 12, maka ia termasuk golongan x bagi unsur dengan nomor atom ≥ 21
c. jika kelebihannya, 3≤ x ≤ 8, maka ia termasuk golongan 10+x bagi unsur dengan nomor atom ≤ 18
Nah, sekarang silakan tentukan dengan cepat posisinya dalam TPU untuk unsur- unsur dengan nomor atom 7, 13, 34, 45, 65, dan 74.
4.2 Klasifikasi Unsur-Unsur dalam Tabel Periodik Unsur
Kategori