412
proses peleburan, kualit as besi sangat beragam. Pedang yang t erbuat dari besi kadang-kadang t idak dapat
diandalkan ket aj aman dan kekerasannya dan para t ukang pelebur besi t idak t ahu penyebabnya. Pada saat it u t idak ada
penj elasan mengapa besi t ert ent u lebih kuat dari yang lain. Ket ika secara kebet ulan diperoleh sebat ang besi yang bagus dan dibuat
menj adi sebilah pedang yang hebat biasanya orang percaya bahwa it u t erj adi karena kekuat an magis ingat cerit a t ent ang keris dan
senj at a sakt i. Sebilah pedang yang baik harus cukup keras namun cukup lent ur, dua sif at yang sulit diperoleh sekaligus. Ini dapat
dilakukan dengan cara memanasi besi dan mendinginkannya secara cepat agar dapat dibent uk lapisan besi murni yang lent ur dan
lapisan paduan besi-karbon yang keras. Sement ara para ahli met alurgi primit if menggunakan cara coba-coba t r i al and er r or ,
para ahli met alurgi modern menggunakan mikroskop elekt ron unt uk melakukan hal ini.
Gambar 21. . 5. Perunggu merupakan paduan t embaga dan t imah Besi memegang peranan yang sangat pent ing dalam Revolusi
Indust ri yang t erj adi di Inggris ant ara t ahun 1780 dan 1860. Tanpa besi, t idak mungkin dapat dibuat mesin-mesin yang merupakan
alat produksi masal unt uk menghasilkan benda-benda yang semula dibuat dengan t angan. Besi j uga merupakan bagian pent ing dalam
revolusi t ransport asi di j aman it u dengan memungkinkan dibangunnya j aringan keret a api dan dibuat nya lokomot if sert a
gerbong-gerbong keret a api. Dewasa ini, besi dan paduan- paduannya t et ap merupakan t ulang-punggung t eknologi kit a.
Hampir t ak ada sat upun produk t eknologi kit a yang t idak menggunakan unsur besi baik di dalam proses pembuat annya
maupun sebagai bagian dari bahan produk it u sendiri.
413
21. 2 LOGAM ALKALI DAN ALKALI TANAH
Logam-logam Golongan 1 dan 2 dalam Susunan Berkala bert urut -t urut disebut logam-logam alkali dan alkali t anah karena
logam-logam t ersebut membent uk oksida dan hidroksida yang larut dalam air menghasilkan larut an basa.
Logam-logam alkali dan alkali t anah disebut j uga logam- logam blok-s karena hanya t erdapat sat u at au dua elekt ron pada
kulit t erluarnya. Elekt ron t erluar ini menempat i t ipe orbit al-s sub kulit s dan sif at logam-logam ini sepert i energi ionisasi IE yang
rendah, dit ent ukan oleh hilangnya elekt ron s ini membent uk kat ion. Golongan 1 Logam Alkali yang kehilangan sat u elekt ron s
1
t erluarnya menghasilkan ion M
+
dan Golongan 2 Logam Alkali Tanah yang kehilangan dua elekt ron s
2
t erluarnya menghasilkan ion M
2+
. Sebagai akibat nya, sebagian besar senyawa dari unsur-unsur
Golongan 1 dan 2 cenderung bersif at ionik.
Logam Alkali
x
Logam Alkali sangat reakt if , karena it u harus disimpan dalam minyak
x
Sif at yang umum dimiliki oleh logam alkali adalah sebagai kondukt orpanas yang baik, t it ik didih t inggi, permukaan
berwarbna abu-abu keperakan.
x
At om logam alkali bereaksi dengan melepaskan 1 elekt ron membent uk ion bermuat an +1. Na
o
Na
+
+ 1 e
-
. Sususnan elekt ron dari 2. 8. 1
o
2. 8, yang merupakan konf igurasi elekt ron gas mulia.
x
Sif at lain lain logam alkali, memiliki t it ik leleh rendah, densit as rendah, sangat lunak.
x
Kecenderungan golongan alkali dengan meningkat nya nomer at om adalah:
Tit ik leleh dan t it ik didih menurun Unsur lebih reakt if
Ukuran At om membesar j ari-j ari makin besar Densit as meningkat proport ional dengan meningkat nya massa
at om. Kekerasan menurun
x
Jika dipanaskan diat as nyala api memberikan warna yang spesif ik. Lit ium – merah, nat rium – kuning, Kalium – lila ungu,
Cesium – biru.
Logam alkali dan alkali t anah
414
Tabel data logam alkali
Sifat\
Z
simbol, nama
3
Li Litium
11
Na Sodium
19
K Potasium
37
Rb Rubidium
55
Cs Cesium
87
Fr Francium Titik leleh
o
C 181
98 64
39 29
27 Titik didih
o
C 1347
883 774
688 679
677 Densitasgcm
-3
0.53 0.97
0.86 1.48
1.87 1.87
IE pertamakJmol
-1
513 496
419 403
376 400
IE keduakJmol
-1
7298 4562
3051 2632
2420 2100
Jari-jari atom pm 152
186 231
244 262
270 Jari-jari ionik
M
+
pm 78
98 133
149 165
180 Electronegativitas 0.98
0.93 0.82
0.82 0.79
0.70 Konfigurasi
elektron 2,1
2,8,1 2,8,8,1 2,8,18,8,1 2,8,18,18,8,1 2,8,18,32,18,8,1
Konfigurasi elektron
[He]2s
1
[Ne]3s
1
[Ar]4s
1
[Kr]5s
1
[Xe]6s
1
[Rn]7s
1
potensial Electroda MM
+
-3.04V -2.71V -2.92V
-2.92V -2.92V
-2.92V Simbol – warna
nyala Li -
merah Na -
kuning K - ungu
Rb - merah
Cs - biru Fr – .
Logam Alkali Tanah Dibandingkan dengan logam alkali pada periode yang sama :
x
Tit ik leleh dan t it ik didih lebih t inggi, lebih keras, lebih kuat dan lebih padat . Hal ini disebabkan karena t erdapat dua
delokalisas elekt ron per ion dalam krist al yang memberikan gaya elekt ronik lebih besar dengan muat an ion . M
2+
yang lebih t inggi.
x
Sif at kimia sangat mirip misalnya dalam pembent ukan senyawa ionik t et api berbeda dalam rumus dan reakt ivit as lebih rendah
karena energi ionisasi IE pert ama lebih t inggi dan t erdapat nya energi ionisasi kedua membent uk ion M
2+
yang st abil
x
Bilangan oksidasi senyawa selalu +2 di dalam senyawa.
o
Dua elekt ron s t erluar lepas. Sedangkan energi ionisasi ket iga sangat t inggi unt uk membent u ion +3.
Golongan 2 yang st abil membent uk konf igurasi elekt ron gas mulia.
415 o
Cont oh : ion kalsium, Ca
2+
, is 2, 8, 8 or 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
at au [ Ar]
x
Pada umumnya makin ke bawah dalam sat u golongan nomer at om cenderung makin meningkat .
x
Energi Ionisasi pert ama at au kedua menurun
o
Karena j ari-j ari at om makin besar akibat adanya ekst ra kulit yang t erisi. Elekt ron t erluar sangat j auh dari int i sehinga
t ert arik lemah oleh int i sehingga lebih sedikit energi yang diperlukan unt uk melepaskannya.
o
Pot ensial energi selalu meningkat dengan urut an . . . . ke 3 2 1, karena muat an int i yang sama menarik sedikit
elekt ron yang rat a-rat a lebih dekat dengan int i. TETAPI dengan cat at an IE ke 2 unt uk golongan 1, IE ke 3 unt uk
golongan 2 menunj ukkan menunj ukkan peningkat an yang luar biasa dibandingkan IE sebelumnya.
x
Jari-j ari At om at au ionik meningkat :
o
Disebabkan adanya kulit yang lebih banyak.
o
Jari-j ari golongan 2 lebih kecil dari pada golongan 1. karena t arikan elekt ron dengan j umlah kulit yang sama.
o
Biasanya j ari-j ari ion holongan 2 M
2+
lebih kecil dari pada golongan 1 M
+
pada periode yang sama karena muat an int i meningkat .
x
Pada umumnya t idak selalu t ist ik didih dan t it ik leleh menurun
o
Disebabkan peningkat an j ari-j ari ion dan meningkat nya muat an .
x
Lebih reakt if karena makin ke bawah makin mudah membent uk ion.
x
Elect ronegat ivit y cenderung menurun:
x
Pola rumus molekul:
o
Rumus umum dapat dit ulis M
2
O at au rumus ionik M
+ 2
O
2-
dimana M adalah Li sampai Fr at au Be samapai Ra.
Reaksi logam golongan s dengan oksigen Oksida atau hidroksidanya merupakan padatan putih ionik.
Logam golongan 1 :
x
4M
s
+ O
2g
o
2M
2
O
s
perubahan redoks
o
Perubahan t ingkat Oksidasi: M adal ah 0 ke +1, Oxygen is 0 ke -2 dalam ion okside O
2-
.
x
4M
s
+ O
2g
o
2M
+ 2
O
2- s
o
logam dioksidasi 0 ke +1, kehilangan elect ron , t ingkat oksidasi meningkat
o
Molekul oksigen direduksi 0 ke -2, t ingkat oxidasi menurun.
x
Oksidanya dilarut kan dalam air membent uk alkali hidroksida.
M
2
O
s
+ H
2
O
l
o
2MOH
aq
416
Tabel data logam alkali tanah
Sifat\ simbol, nama
4
Be Berilium
12
Mg Magnesium
20
Ca Calcium
38
Sr Stronsium
56
Ba Barium
88
Ra Radium Titik leleh
o
C 1278
649 839
769 729
700 Titik didih
o
C 2970
1090 1484
1384 1637
1140 Densitasgcm
-3
1.85 1.74
1.55 2.54
3.51 5.0
IE pertamakJmol
-1
900 738
590 550
503 509?
IE kedua kJmol
-1
1757 1451
1145 1064
965 979
IE ketiga kJmol
-1
14848 7733
4910 4210
3600 3300
Jari-jari atom pm 111
160 197
215 217
223 Jari-jari ionik
M
2+
pm 34
78 106
127 143
152 Electronegativitas
1.57 1.31
1.00 0.95
0.89 0.89
Konfigurasi elektron
2,2 2,8,2
2,8,8,2 2,8,18,8,2 2,8,18,18,8,2 2,8,18,32,18,8,2
Konfigurasi elektron
[He]2s
2
[Ne]3s
2
[Ar]4s
2
[Kr]5s
2
[Xe]6s
2
[Rn]7s
2
potensial Electroda MM
2+
-1.97V -2.36V
-2.84V -2.89V
-2.92V -2.92V
Simbol – warna nyala
Be - Mg -
Ca – merah
bata Sr -
Ba – hijau apel
Ra -
M
+ 2
O
2- s
+ H
2
O
l
o
2M
+ aq
+ 2OH
- aq
bukan perubahan redoks
x
Kecuali Lit ium anomali oksida yang lebih t inggi dapat t erbent uk misalnya :
o
2M
s
+ O
2g
o
M
2
O
2s
[ perubahan redoks, M 0 ke +1, O 0
ke -1]
x
Menunj ukkan pembent ukan peroksida yang berwarnya oranye kekuningan oleh Na, K, Rb dan Cs
x
Mudah t erhidrolisis dengan air membent uk hirogen peroksida
M
2
O
2s
+ 2H
2
O
l
o
2MOH
aq
+ H
2
O
2aq
bukan perubahan
redoks Masing-masing oksigen dalam t ingkat oksidasi -1 dalam ion peroksida O
2 2-
x
M
s
+ O
2g
o
MO
2s
menunj ukkan pembent ukan superoksida oleh K, Rb dan Cs. Perubahan bilangan oksidasi M adalah dari 0
ke +1
x
2MO
2s
+ 2H
2
O
l
o
2MOH
aq
+ H
2
O
2aq
+ O
2g
perubahan redoks
