SIFAT FISIS DAN SIFAT KIMIA UNSUR-UNSUR ALKALI Sifat Fisika Unsur Golongan Alkali Jari-jari atom dan massa jenis bertambah sedangkan titik Lebur dan titik didih. Sementara energi ionisasi dan keelektronegatifan berkurang. Potensial elektroda menggambarkan daya reduksi dalam larutan dari atas ke bawah cenderung bertambah kecuali Litium mempunyai potensial elektroda paling tinggi. Sifat Kimia Unsur Golongan Alkali Sangat reaktif, mudah terbakar oleh O2 dari Udara, sehingga harus disimpan dalam minyak tanah. Pada pembakaran selalu terbentuk peroksida. 2 Na + O2 Na2O2 Natrium peroksida Bereaksi sangat hebat dengan air, dimana makin ke bawah reaksinya semakin hebat (diseratai timbulnya panas) 2Na + H2O 2 NaOH + H2(g) + a kkal Mudah bereaksi dengan asam,membentuk garam dan gas hidrogen. 2K + H2SO4 2 K2SO4 + H2 (g) Dapat bereaksi langsung dengan halogen, membentuk garam. 2K + Br2 2 KBr Reaksi nyala logam alkali (Litium, Natrium, Kalium, Cesium)
ALKALI TANAH Sifat Fisika Unsur Golongan Alkali Tanah Dari Berilium ke Barium jari-jari atom meningkat secara beraturan. Pertambahan jari-jari menyebabkan penurunan energi ionisasi dan keelektronegatifan. Potensial elektroda juga meningkat dari Kalsium ke Barium, akan tetapi Berilium menunjukan penyimpangan (potensial elektrodanya kecil). Hal ini disebabkan oleh energi ionisasi Berilium relatif besar. Titik lebur dan titik didih cenderung menurun dari atas ke bawah. Sifat-sifat fisis logam seperti titik lebur, titik didih, massa jenis, dan kekerasan, logam alkali tanah lebih besar dibandingkan dengan logam alkali seperiode. Hal ini disebabkan logam alkali tanah mempunyai dua elektron di kulit terluar (2 elektron valensi) sehingga ikatan logamnya lebih kuat. Sifat Kimia Unsur Golongan Alkali Tanah 1. Dapat bereaksi dengan air membentuk basa Ca + 2 H2O Ca(OH)2 + H2(g) 2. Bereaksi dengan oksigen membentuk oksida basa Sr + O2 2 SrO 3. Dapat bereaksi dengan hydrogen membentuk senyawa hidrida Mg + H2 MgH2 4. Dapat bereaksi dengan Nitrogen membentuk senyawa Nitrida Mg + N2 Mg3N2 5. Warna nyala logam alkali tanah HALOGEN Unsur halogen mudah menangkap sebuah elektron sehingga dapat membentuk ion negatif satu. Makin kecil nomor atomnya semakin mudah menangkap elektron, sehingga makin reaktif. Jadi F2 adalah unsur yang paling reaktif dan merupakan oksidator terkuat. Sifat Unsur Halogen Sifat Kimia
Larut dalam air, membentuk asam halogenida dan asam hipohalit. Larutan halogen, dalam air disebut aqua halogenida, yang bersifat oksidator. Dapat bereaksi dengan gas Hidrogen membentuk asam halogenida. Reaksi antara H2 dan Cl2 dipercepat dengan adanya sinar matahari sebagai katalisator. Reaksi ini dapat berlangsung karena pengaruh sinar Matahari disebut reaksi fotosintesa. Reaksi Dengan Basa membentuk garam Reaksi Dengan Logam Halogen bereaksi dengan logam menghasilkan logam halogenida dengan bilangan oksidasi yang tinggi. Sifat Fisika Unsur Halogen (X) terdapat sebagai unsur diatomik. Kestabilan unsur halogen berkurang dari Cl2 ke I2. Pada pemanasan molekul X2 mengalami disosiasi atom-atomnya. Molekul halogen bersifat non polar. Gaya dispersi (gaya London bertambah besar sesuai dengan bertambahnya Massa molekulnya (Mr)). Maka titik lebur dan titik didih halogen meningkat dari F2 ke I2. Pada suhu kamar Fluorin dan Klorin berupa gas, Bromin berupa zat cair yang mudah menguap, sedangkan Iodin berupa zat padat yang mudah menyublim. Pada pemanasan, Iodin pada tidak mencair melainkan lengsung menguap. Halogen mempunyai warna dan bau tertentu, Fluorin berwarna kuning muda, Klorin berwarna hijau muda (kloros berarti hijau), Bromin berwarna merah tua, Iodin pada berwarna hitam sedangkan uap Iodin berwarna ungu. Semua berbau rangsang dan menusuk. Larutan halogen juga berwarna. Larutan klorin berwarna hijau muda, larutan bromin berwarna coklat merah (makin merah jika makin pekat), sedangkan larutan Iodin berwarna coklat. Halogen lebih mudah larut dalam pelarut non polar seperti karbon tetra klorida (CCl4) dan kloroform (CHCl3), iodine berwarna ungu. GAS MULIA a. Sifat-sifat fisis gas mulia Semua unsur gas mulia berupa gas pada suhu kamar dan mendidih hanya beberapa derajat diatas titik cairnya. Gas mulia mempunyai titik leleh serta titik didih yang sangat rendah. Titik didih helium mendekati nol absolute (0 K). Titik didih hanya beberapa derajat diatas titik lelehnya. Seperti telah diketahui, gas mulia terdapat sebagai molekul monoatomik. Gas tarik-menarik antar molekulnya hanyalah gaya London (gaya dispersi) yang lemah. Oleh karena itu, gas mulia hanya akan mencair atau menjadi padat jika energi molekul-molekulnya menjadi sangat dilemahkan, yaitu pada suhu yang sangat rendah. Dari atas kebawah, seiring dengan bertambahnya massa aotm relative, gaya disperse makin besar dan titik leleh serta titik didihnyapun meningkat. Helium cair terdapat dalam dua bentuk yang disebut helium (I) dan helium (II). Helium (I) adalah cairan normal, sedangkan helium (II) merupakan superfluida yaitu cairan yang sangat mudah mengalir (tanpa viskositas). Helium (II) mempunyai daya hantar kalor yang luar biasa besarnya. b. Sifat-sifat kimia gas mulia
1. Kereaktifan Gas Mulia Sangat Rendah Telah dsebutkan bahwa gas mulia bersifat inert (lembam). Tidak ditemukan satupun senyawa alami dari gas mulia. Gas-gas mulia terdapat sebagai molekul monoatomik (atom-atomnya berdiri sendiri). Untuk jangka waktu yang cukup lama, usaha-usaha untuk mensintesis senyawa gas mulia tidak membawa hasil. Oleh karena itu para ahli yakin bahwa gas mulia benar-benar inert. Menurut para ahli, kelembaman gas mulia berhubungan dengan konfigurasi elektronnya. Konfigurasi electron gas mulia dengan 8 elektron pada kulit terluar (dua untuk helium) merupakan konfigurasi electron yang paling stabil. Kestabilan gas mulia tercermin dari harga energy pengionan yang besar menunjukkan sukarnya unsur-unsur itu untuk melepas electron, sedangkan harga afinitas electron yang rendah menunjukkan kecilnya kecenderungan untuk menyerap electron. Jadi, unsure gas mulia tidak berkecenderungan untuk melepas maupun menyerap electron. Oleh karena itu unsur-unsur gas mulia tidak mudah terlibat dalam reaksi kimia. 2. Makin Besar Jari-jari Atom Makin Reaktif Dunia kimia seperti terguncang ketika pada tahun 1962, Neil Bartlett, seorang ahli kimia dari Kanada, berhasil membuat suatu senyawa stabil dari xenon, yaitu XePtF6. Penemuan itu telah mendobrak kegaiban gas mulia. Tidak lama emudian, ahli riset lainnya dapat membuat berbagai senyawa dari xenon, radon dan krypton. Radon ternyata dapat bereaksi spontan dengan fluorin, sedangkan xenon memerlukan pemanasan atau penyinaran untuk memulai reaksi. Krypton lebih sukar, hanya bereaksi dengan fluorin jika disinari atau jika diberi loncatan muatan listrik. Sementara itu helium, neon dan argon ternyata lebih sukar bereaksi dan belum berhasil dibuat suatu senyawa dari ketiga unsure itu. Fakta diatas menunjukkan bahwa kereaktifan gas mulia bertambah besar sesuai dengan pertambahan jari-jari atomnya, yaitu dari atas kebawah. Pertambahan jari-jari atom mengakibatkan daya tarik inti terhadap electron kulit luar berkurang, sehingga elektronnya makin mudah ditarik oleh atom lain. Walaupun senyawa gas mulia telah berhasil dibuat, namun harus tetap diakuai bahwa unsure gas mulia lebih stabil dari semua golongan lainnya. Unsur gas mulia hanya dapat berikatan dengan unsur yang sangat elektronegatif, seperti fluorin dan oksigen. Setelah senyawa gas mulia berhasil dibuat, istilah gas inert (lembam) tidak sesuai lagi. Para ahli lebih cenderung menggunakan istilah gas mulia, yang berarti stabil atau sukar bereaksi, serupa dengan istilah lagam mulia yang digunakan untuk emas dan platina. UNSUR PERIODE KETIGA
Sifat Fisika dan Kimia a. Sifat Fisika Unsur-unsur Periode Ketiga Unsur-unsur yang ada di dalam periode ketiga terdiri dari unsur logam (Na, Mg, Al), metaloid (Si), nonlogam (P, S, Cl), dan gas mulia (Ar). Keelektronegatifan unsur-unsur periode ketiga semakin ke kanan semakin besar diakibatkan oleh jari-jari atomnya yang semakin ke kanan semakin kecil. Kekuatan ikatan antaratom dalam logam meningkat (dari Na ke Al). Hal ini
berkaitan dengan pertambahan elektron valensinya. Silikon merupakan semikonduktor/isolator karena termasuk metaloid. Unsur ini mempunyai ikatan kovalen yang sangat besar, begitu juga dengan fosfor, belerang, dan klorin yang merupakan isolator karena termasuk unsur nonlogam (Sumber: http://www.chem-is-try.org). b. Sifat Kimia Unsur-unsur Periode Ketiga Natrium merupakan reduktor terkuat, sedangkan klorin merupakan oksidator terkuat. Meskipun natrium, magnesium, dan aluminium merupakan reduktor kuat, tetapi kereaktifannya berkurang dari Na ke Al. Sedangkan silikon merupakan reduktor yang sangat lemah, jadi hanya dapat bereaksi dengan oksidator-oksidator kuat, misalnya klorin dan oksigen. Di lain pihak selain sebagai reduktor, fosfor juga merupakan oksidator lemah yang dapat mengoksidasi reduktor kuat, seperti logam aktif. Sedangkan belerang yang mempunyai daya reduksi lebih lemah daripada fosfor ternyata mempunyai daya pengoksidasi lebih kuat daripada fosfor. Sementara klorin dapat mengoksidasi hampir semua logam dan nonlogam karena klorin adalah oksidator kuat.unsur-unsur periode ketiga, yaitu NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, H2SiO3, H3PO4, H2SO4, dan HClO4. Sifat hidroksida unsur-unsur periode ketiga tergantung pada energi ionisasinya. Hal ini dapat dilihat dari jenis ikatannya. Jika ikatan M OH bersifat ionik dan hidroksidanya bersifat basa karena akan melepas ion OH dalam air, maka energi ionisasinya rendah. Tetapi jika ikatan M OH bersifat kovalen dan tidak lagi dapat melepas ion OH, maka energi ionisasinya besar. NaOH tergolong basa kuat dan mudah larut dalam air, Mg(OH)2 lebih lemah daripada NaOH tetapi masih termasuk basa kuat. Namun Al(OH)3 bersifat amfoter, artinya dapat bersifat asam sekaligus basa. Hal ini berarti bila Al(OH)3 berada pada lingkungan basa kuat, maka akan bersifat sebagai asam, sebaliknya jika berada pada lingkungan asam kuat, maka akan bersifat sebagai basa. Sedangkan H2SiO3 atau Si(OH)4, merupakan asam lemah dan tidak stabil, mudah terurai menjadi SiO2 dan H2O. Begitu pula dengan H3PO4 atau P(OH)5 yang juga merupakan asam lemah. Sementara H2SO4 atau S(OH)6 merupakan asam kuat, begitu juga HClO4 atau Cl(OH)7 yang merupakan asam sangat kuat. UNSUR PERIODE KEEMPAT 1. Sifat Fisika Unsur Transisi Periode Keempat Sifat-sifat unsur peralihan deret pertama dari Sc sampai Cu adalah mempunyai titik cair yang tinggi, daya hantar listrik yang baik, dan kekerasan yang sedang sampai tinggi. Skandium dan zink berwarna putih, tidak seperti senyawa unsur lain yang pada umumnya berwarna. Hal ini karena skandium dan zink masing-masing mempunyai satu macam bilangan oksidasi yaitu +3 dan +2. 2. Sifat Kimia Unsur Transisi Periode Keempat Unsur transisi mempunyai sifat khas yang berbeda dengan unsur lain. Adapun sifat khasnya antara lain, sebagai berikut: a. Mempunyai Berbagai Macam Bilangan Oksidasi Unsur transisi memiliki elektron pada orbital d. Energi elektron dalam orbital d hampir sama besar. Untuk mencapai kestabilan, unsur-unsur ini membentuk ion dengan cara melepaskan elektron dalam jumlah yang berbeda. Oleh karena itu unsur-unsur ini mempunyai dua macam
bilangan oksidasi atau lebih dalam senyawanya. b. Banyak Senyawaannya Bersifat Paramagnetik Sifat magnetik suatu zat apakah terdiri atas atom, ion atau molekul ditentukan oleh struktur elektronnya. Interaksi antara zat dan medan magnet dibedakan menjadi dua, yaitu diamagnetik dan paramagnetik. Zat paramagnetik tertarik oleh medan magnet, sedangkan zat diamagnetik tidak. Banyak unsur transisi dan senyawaannya bersifat paramagnetik. Hal ini disebabkan adanya elektron yang tidak berpasangan. Perkiraan momen magnetik yang disebabkan oleh spin elektron tak berpasangan ditentukan dengan persamaan berikut. Makin banyak jumlah elektron yang tidak berpasangan, makin besar momen magnetiknya sehingga makin besar sifat paramagnetik. c. Ion Unsur Transisi Berwarna Berbeda dengan unsur-unsur alkali dan alkali tanah, pada umumnya ion unsur transisi membentuk senyawa berwarna. Ion-ion dengan tingkat oksidasi yang berbeda mempunyai warna yang berbeda. Misal, terjadinya warna pada ion unsur transisi karena ion unsur transisi mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada subkulit 3d dan elektron-elektron itu terpecah dengan tingkat energi yang berbeda. Elektron-elektron itu tereksitasi dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi dengan menyerap energi. Perubahan tingkat energi ini setara dengan energi cahaya tampak.adapun pada ion zink tidak berwarna, karena orbital d sudah penuh elektron sehingga tidak terjadi perpindahan energi pada orbital d. d. Unsur-Unsur Transisi dapat Membentuk Senyawa Kompleks (Senyawa Koordinasi) Senyawa koordinasi terdiri atas ion logam positif yang disebut juga atom pusat dan sejumlah gugus koordinasi yang disebut ligan. Ion positif bertindak sebagai asam Lewis dan ligan merupakan basa Lewis. Pada umumnya kation yang dapat membentuk senyawa kompleks adalah ion-ion unsur transisi, namun dikenal pula beberapa senyawa koordinasi unsur representatif seperti Mg(III), Ca(II), Al(III), Pb(II), Sn(II), Sn(IV), dan Sb(III). Ligan yang merupakan basa Lewis sekurang-kurangnya harus mempunyai sepasang elektron bebas dalam orbital ikatan. Perbandingan besarnya ligan dan atom pusat menentukan jumlah ligan maksimum yang dapat diikat. Jumlah ikatan kovalen koordinasi yang dapat terbentuk pada pembentukan kompleks disebut bilangan koordinasi dari ion pusat.