8. Nikel Ni
Nikel bernomor atom 28. Kelimpahan nikel dalam kulit bumi berada pada peringkat ke-24, terdapat dalam bijih bersama-sama dengan arsen, antimon, dan
belerang. Nikel mempunyai sifat tahan karat. Dalam keadaan murni, nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya, dapat
membentuk baja tahan karat yang keras. Perpaduan nikel, krom dan besi menghasilkan baja tahan karat stainless steel yang banyak diaplikasikan pada
peralatan dapur sendok, dan peralatan memasak, ornamen-ornamen rumah dan gedung, serta komponen industri.
9. Tembaga Cu
Tembaga bernombor atom 29. Tembaga adalah logam kemerahan, dengan kekonduksian elektrik yang tahan terhadap cuaca dan korosi. Walaupun tembaga
tidak begitu reaktif, tetapi dapat juga terkorosi. Warna kemerah-merahan dari tembaga berubah menjadi kehijau-hijauan akibat terkorosi oleh udara membentuk
patina. Apabila dioksidakan, tembaga adalah besi lemah.
10. Zink Zn
Zink atau Seng bernombor atom 30. Zink murni yang dihasilkan secara komersil dikenali sebagai Special High Grade SHG yang mempunyai kemurnian
sebanyak 99.995. Zink juga dikenali sebagai timah sari. Zink berwarna kelabu kebiru-biruan dan bersifat sederhana reaktif. Zink terbakar dalam udara dengan
nyalaan hijau kebiru-biruan yang terang, lalu membebaskan asap zink oksida. Logam zink mudah tertempa pada suhu antara 100°C sehingga 210°C dan dapat
diketuk menjadi berbagai bentuk. Pada suhu melebihi 210 °C, logam ini menjadi rapuh dan akan pecah jika diketuk. Zink tidak bermagnet.
B.
Sifat Unsur Periode ke Empat
Unsur-unsur transisi periode ke empat memiliki sifat yang berkaitan dengan elektron valensi Elektron terakhir pengisi kulit suatu atom dan unsur periode
keempat elektron
valensinya menempati
subkulit d sehingga
termasuk unsur- unsur transisi.
Konfigura si Elektron
Unsur Lambang Nomor
Atom Konfigurasi
Electron Golongan
Scandium Sc
21 Ar3d
1
4s
2
III B
Titanium Ti
22 Ar3d
2
4s
2
IV B
Vanadium V
23 Ar3d
3
4s
2
V B
Krom Cr
24 Ar3d
5
4s
1
VI B
Mangan Mn
25 Ar3d
5
4s
2
VII B
Besi Fe
26 Ar3d
6
4s
2
VIII B
Kobal Co
27 Ar3d
7
4s
2
VIII B
Nikel Ni
28 Ar3d
8
4s
2
VIII B
Tembaga Cu
29 Ar3d
10
4s
1
IB
Seng Zn
30 Ar3d
10
4s
2
II B
Scandium Sc
21 Ar3d14s2
III B
Titanium Ti
22 Ar3d24s2
IV B
Vanadium V
23 Ar3d34s2
V B
Krom Cr
24 Ar3d54s1
VI B
Mangan Mn
25 Ar3d54s2
VII B
Besi Fe
26 Ar3d64s2
VIII B
Kobal Co
27 Ar3d74s2
VIII B
Nikel Ni
28 Ar3d84s2
VIII B
Tembaga Cu
29 Ar3d104s1
IB
Seng Zn
30 Ar3d104s2
II B
Konfigurasi Elektron atom Cr dan Cu. Elektron valensi unsur-unsur ini mempunyai konfigurasi elektron penuh dan setengah penuh pada subkulit s dan d
terluar, yang menyatakan konfigurasi yang stabil. Pada atom Cr satu elektron dari subkulit 4s pindah ke subkulit 3d sehingga membentuk kofigurasi yang stabil
3d
5
4s
1
, dengan kedua subkulit terisi “setengah penuh”. Pada atom Cu, satu elektron dari subkulit 4s pindah ke 3d, sehingga terbentuk konfigurasi elektron
valensi 3d
10
4s
1
, yang menunjukan subkulit 3d terisi penuh dan 4s setengah penuh. Hal ini menunjukan juga konfigurasi yang stabil
Sifat Fisik Transisi Periode ke Empat
Unsure transisi periode keempat mempunyai sifat-sifat khas yang membedakannya dari unsure golongan utama.
Sifat-sifat khas unsure transisi berkaitan dengan adanya sub kulit d yang terisi penuh.
1. Sifat Logam
Semua unsur transisi periode keempat bersifat logam, baik dalam sifat kimia maupun dalam sifat fisis. Harga energi ionisasi yang relative rendah kecuali seng
yang agak tinggi, sehingga, mudah membentuk ion positif. Demikian pula, harga titik didih dan titik lelehnya relative tinggi kecuali Zn yang membentuk TD dan
TL relative rendah. Hal ini disebabkan orbital subkulit d pada unsure transisi banyak orbital yang kosong atau tersisi tidak penuh. Adanya orbital yang kosong
memungkinkan atom-atom membentuk ikatan kovalen tidak permanen disamping ikatan logam. Orbital subkulit 3d pada seng terisi penuh sehingga titik
lelehnya rendah. Bandingkan dengan unsure utama yang titik didih dan titik lelehnya juga relative rendah.
2. Sifat Magnet
Adanya electron-elektron yang tidak berpasangan pada subkulit d menyebabkan unsur-unsur transisi bersifat paramagnetic sedikit ditarik ke dalam medan
magnet. Makin banyak electron yang tidak berpasangan, maka makin kuat pula sifat paramagnetiknya. Pada seng dimana orbital pada sub kulit d terisi penuh,
maka bersifat diamagnetik sedikit ditolak keluar medan magnet.
3.
Bilangan Oksidasi Kecuali Sc dan Zn, unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai beberapa
tingkat oksidasi. Senyawa-senyawa unsur transisi di alam ternyata mempunyai
bilangan oksidasi lebih dari satu. Adanya bilangan oksidasi lebih dari satu ini disebabkan mudahnya melepaskan elektron valensi. Dengan demikian, energi
ionisasi pertama, kedua dan seterusnya memiliki harga yang relatif lebih kecil dibanding unsur golongan utama.
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-
1d
1
ns
2
, bilangan oksidasinya 3. Mangan dengan konfigurasi n-1d
5
ns
2
, akan berbilangan oksidasi maksimum +7.
Bila jumlah elektron d melebihi 5, situasinya berubah. Untuk besi Fe dengan konfigurasi elektron n-1d
6
ns
2
, 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–1d dan
ns-nya. Di antara unsur-unsur yang ada dalam golongan yang sama, semakin tinggi bilangan oksidasi semakin penting untuk unsur-unsur pada periode yang
lebih besar
4.
Membentuk senyawa-senyawa berwarna Senyawa unsure transisi kecuali scandium dan seng, memberikan bermacam
warna baik padatan maupun larutannya. Warna senyawa dari unsure transisi juga berkaitan dengan adanya orbital subkulit 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 Sc
3+
dan Ti
4+
tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong, serta senyawa dari Zn
2+
tidak berwarna karena subkulit 3d-nya terisi penuh, sehingga tidak terjadi peralihan electron.
Biloks Unsur
+2 +3
+4 +5
+6 +7
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
berwarna -
- -
- -
5. Membentuk Ion Kompleks Ion kompleks adalah ion yang terbentuk dari suatu kation tunggal biasanya
ion logam transisi yang terikat langsung pada beberapa anion atau molekul netral. Contoh :
Ion kompleks [FeCN
6
]
4-
terdiri dari ion Fe
2+
yang terikat pada 6 ion CN
-
, sedangkan ion kompleks [CuNH
3 4
]
2+
terdiri dari ion Cu
2+
yang terikat pada 4 molekul NH
3
. Perhatikan strukturnya berikut ini.
C.
Cara Pengolahan
Unsur Transisi
Periode ke Empat
1. Cara
Pembuatan Skandium Kebanyakan
skandium sekarang ini diambil dari throtvitite
atau diekstrasi sebagai hasil produksi pemurnian uranium. Skandium metal pertama kali diproses pada tahun 1937 oleh
Fischer, Brunger dan Grienelaus yang mengelektrolisis cairaneutectic kalium, litium dan skandium klorida pata suhu 700 dan 800 derajat Celcius.
2.
Cara pembuatan Titanium Produksi titanium yang makin banyak disebabkan karena kebutuhan dalam bidang
militer dan industry pesawat terbang makin meningkat. Hal ini disebabkan karena titanium lebih disukai daripada aluminium dan baja. Aluminium akan kehilangan
kekuatannya pada temperatur tinggi dan baja terlalu rapat mempunyai kerapatan yang tinggi.
CN CN CN
Fe CN CN
CN FeCN
6 4+
NH
3
NH
3
Cu
NH
3
NH
3
CuNH
3 4
2+
Langkah awal produksi titanium dilakukan dengan mengubah bijih rutil yang mengandung TiO
2
menjadi TiCl
4
, kemudian TiCl
4
dureduksi dengan Mg pada temperature tinggi yang bebas oksigen.
Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut : TiO
2 s
+ C
s
+ 2Cl
2g
TiCl
4g
+ CO
2g
TiCl
4g
+ 2Mg
s
Ti
s
+ 2MgCl
2g
Reaksi dilakukan pada tabung baja. MgCl
2
dipindahkan dan dielektrolisis menjadi Mg dan Cl
2
. Keduanya kemudian didaurulangkan. Ti didapatkan sebagai padatan yang disebut sepon. Sepon diolah lagi dan dicampur dengan logam lain sebelum
digunakan
3. Cara Pembuatan Vanadium
Produksi vanadium sekitar 80 digunakan untuk pembuatan baja. Dalam penggunaannya vanadium dibentuk sebagai logam campuran besi. Fero vanadium
mengandung 35 - 95 vanadium. Ferrovanadium dihasilkan dengan mereduksi V
2 5
dengan pereduksi campuran silicon dan besi. SiO
2
yang dihasilkan direaksikan dengan CaO membentuk kerak CaSiO
3l
. reaksinya sebagai berikut.
2 V
2 5s
+ 5Si
s
{ 4V
s
+ Fe
s
} + 5 SiO
2s
SiO
2s
+ CaO
s
CaSiO
3
Kemudian ferrovanadium dipisahkan dengan CaSiO
3
. 4.
Cara Pembuatan Kromium Krom merupakan salah satu logam yang terpenting dalam industri logam dari bijih
krom utama yaitu kromit, FeCrO
2 2
yang direduksi dapat dihasilkan campuran Fe dan Cr disebut Ferokrom.
Reaksinya sebagai berikut :
FeCrO
2 2s
+4C
s
Fe
s
+2Cr
s
+ 4CO
g
Ferokrom ditambahkan pada besi membentuk baja. 5.
Cara Pembuatan Mangan
1. Mereduksi oksida mangan dengan natrium, magnesium, aluminium atau