Tabel Periodik Unsur Beserta Ion ionnya
RESUME PAPER KIMIA
MUJAHID ALHAQ
16/400058/TK/45072
Tabel Periodik Unsur Beserta Ion-ionnya untuk Ilmuwan Kebumian1
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 +, Be2+, B3+, C4+, N5+. 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. Simbolsimbol 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).
1
RESUME PAPER KIMIA
MUJAHID ALHAQ
16/400058/TK/45072
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 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
tersebut ialah:
1. Sifat-sifat khusus silikon
2. Perilaku ion silikat hingga selenit
3. Peran aneh dari Klorida
4. Sifat ekstrem emas
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 unsurunsur 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 hubunganhubungan geokimia, yang mana hal ini tidak dikenali melalui tabel periodik konvensional yang
disusun berdasarkan urutan unsur-unsur saja.
2
RESUME PAPER KIMIA
***
3
MUJAHID ALHAQ
16/400058/TK/45072
MUJAHID ALHAQ
16/400058/TK/45072
Tabel Periodik Unsur Beserta Ion-ionnya untuk Ilmuwan Kebumian1
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 +, Be2+, B3+, C4+, N5+. 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. Simbolsimbol 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).
1
RESUME PAPER KIMIA
MUJAHID ALHAQ
16/400058/TK/45072
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 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
tersebut ialah:
1. Sifat-sifat khusus silikon
2. Perilaku ion silikat hingga selenit
3. Peran aneh dari Klorida
4. Sifat ekstrem emas
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 unsurunsur 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 hubunganhubungan geokimia, yang mana hal ini tidak dikenali melalui tabel periodik konvensional yang
disusun berdasarkan urutan unsur-unsur saja.
2
RESUME PAPER KIMIA
***
3
MUJAHID ALHAQ
16/400058/TK/45072