tabel periodik
Tabel periodik unsur-unsur kimia
adalah tampilan unsur-unsur
kimia dalam bentuk tabel. Unsur-unsur
tersebut diatur berdasarkan struktur elektronnya
sehingga sifat
kimia unsur-unsur tersebut berubah-ubah
secara teratur sepanjang tabel. Setiap unsur
didaftarkan berdasarkan nomor
atom dan lambang unsurnya.
Golongan
Kolom dalam tabel periodik disebut golongan. Ada 18 golongan
dalam tabel periodik baku. Unsur-unsur yang segolongan mempunyai konfigurasi elektron valensi
yang mirip, sehingga mempunyai sifat yang mirip pula.
Ada tiga sistem pemberian nomor golongan. Sistem pertama
memakai angka Arab
dan dua sistem lainnya memakai angka
Romawi. Nama dengan angka Romawi adalah nama golongan yang asli
tradisional. Nama dengan angka Arab adalah sistem tatanama baru yang disarankan
oleh International Union of Pure and
Applied Chemistry (IUPAC). Sistem penamaan tersebut dikembangkan untuk
menggantikan kedua sistem lama yang menggunakan angka Romawi karena kedua
sistem tersebut membingungkan, menggunakan satu nama untuk beberapa hal yang
berbeda.
Sejarah
Tabel periodik pada mulanya diciptakan tanpa mengetahui struktur
dalam atom:
jika unsur-unsur diurutkan berdasarkan massa
atom lalu dibuat grafik yang menggambarkan hubungan antara beberapa
sifat tertentu dan massa atom unsur-unsur tersebut, akan terlihat suatu
perulangan atau periodisitas
sifat-sifat tadi sebagai fungsi dari massa atom. Orang pertama yang mengenali
keteraturan tersebut adalah ahli kimia Jerman, yaitu Johann
Wolfgang Döbereiner, yang pada tahun 1829 memperhatikan
adanya beberapa triade
unsur-unsur yang hampir sama.
|
Beberapa
triade
|
||
|
Unsur
|
Massa
atom
|
Kepadatan
|
|
Klorin
|
35,5
|
0,00156
g/cm3
|
|
Bromin
|
79,9
|
0,00312
g/cm3
|
|
Iodin
|
126,9
|
0,00495
g/cm3
|
|
Kalsium
|
40,1
|
1,55
g/cm3
|
|
Stronsium
|
87,6
|
2,6
g/cm3
|
|
Barium
|
137
|
3,5
g/cm3
|
Temuan ini kemudian diikuti oleh ahli kimia Inggris, yaitu John
Alexander Reina Newlands, yang pada tahun 1865
memperhatikan bahwa unsur-unsur yang bersifat mirip ini berulang dalam interval
delapan, yang ia persamakan dengan oktaf musik, meskipun hukum oktaf-nya diejek oleh rekan sejawatnya. Akhirnya, pada
tahun 1869,
ahli kimia Jerman Lothar Meyer
dan ahli kimia Rusia Dmitry Ivanovich Mendeleyev
hampir secara bersamaan mengembangkan tabel periodik pertama, mengurutkan
unsur-unsur berdasarkan massanya. Akan tetapi, Mendeleyev meletakkan beberapa
unsur menyimpang dari aturan urutan massa agar unsur-unsur tersebut cocok
dengan sifat-sifat tetangganya dalam tabel, membetulkan kesalahan beberapa
nilai massa atom, dan meramalkan keberadaan dan sifat-sifat beberapa unsur baru
dalam sel-sel kosong di tabelnya. Keputusan Mendeleyev itu belakangan terbukti
benar dengan ditemukannya struktur elektronik unsur-unsur pada akhir abad
ke-19 dan awal abad ke-20.
a. Usulan-usulan sebelum Mendeleev
Konsep unsur
merupakan konsep yang sangat tua, sejak jaman Yunani, Menurut filsuf Yunani,
materi dibentuk atas empat unsur: tanah, air, api dan udara. Pandangan ini
perlahan ditinggalkan, dan akhirnya di abad 17 definisi unsur yang diberikan
oleh kimiawan Inggris Robert Boyle (16271691) menggantikan definisi lama tadi.
Boyle menyatakan bahwa unsur adalah zat yang tidak dapat diuraikan menjadi zat
yang lebih sederhana.
Penemuan unsu-unsur baru mengkatalisi diskusi-diskusi semacam ini.
Ketika iodin ditemukan di tahun 1826, kimiawan Jerman Johann Wolfgang
Döbereiner (1780-1849) mencatat kemiripan antara unsur ini dengan unsur yang
telah dikenal khlorin dan bromin. Ia juga mendeteksi trio unsur mirip lain.
Inilah yang dikenal dengan teori triade Döbereiner.
Tabel
5.1 Triade Döbereiner
|
litium
(Li)
|
kalsium
(Ca)
|
Khlorin
(Cl)
|
sulfur
(S)
|
mangan
(Mn)
|
|
Natrium
(Na)
|
stronsium
(Sr)
|
Bromin
(Br)
|
selenium
(Se)
|
khromium
(Cr)
|
|
kalium
(K)
|
barium
(Ba)
|
iodin
(I)
|
telurium
(Te)
|
Besi
(Fe)
|
b. Prediksi Mendeleev dan kebenarannya
Banyak ide pengelompokan unsur yang lain yang diajukan tetapi tidak
memuaskan masyarakat ilmiah waktu itu. Namun, teori yang diusulkan oleh
kimiawan Rusia Dmitrij Ivanovich Mendeleev (1834-1907), dan secara independen
oleh kimiawan Jerman Julius Lothar Meyer (1830-1895) berbeda dengan
usulan-usulan lain dan lebih persuasif. Keduanya mempunyai pandangan sama
sebagai berikut:
Pandangan
Mendeleev dan Meyer
- Daftar unsur yang ada waktu itu mungkin belum lengkap.
- Diharapkan sifat unsur bervariasi secara sistematik. Jadi sifat unsur yang belum diketahui dapat diprediksi.
Awalnya teori Mendeleev gagal menarik perhatian. Namun, di tahun
1875, ditunjukkan bahwa unsur baru galium ditemukan oleh kimiawan Perancis Paul
Emile Lecoq de Boisbaudran (18381912) ternyata bukan lain adalah eka-aluminum
yang keberadaan dan sifatnya telah diprediksikan oleh Mendeleev. Jadi,
signifikansi teori Mendeleev dan Meyer secara perlahan diterima. Tabel 5.2
memberikan sifat yang diprediksi oleh Mendeleev untuk unsur yang saat itu belum
diketahui ekasilikon dan sifat germanium yang ditemukan oleh kimiawan Jerman
Clemens Alexander Winkler (1838-1904).
Tabel
5.2 Prediksi sifat unsu eka-silikon oleh Mendeleev dan perbandingannya dengan
sifat yang kemudian ditemukan.
|
Sifat
|
eka-silicon
|
germanium
|
|
Massa
atom relatif
|
72
|
72,32
|
|
Rapat
massa
|
5,5
|
5,47
|
|
Volume
atom
|
13
|
13,22
|
|
Valensi
|
4
|
4
|
|
Kalor
jenis
|
0,073
|
0,076
|
|
Rapat
jenis dioksida
|
4,7
|
4,703
|
|
Titik
didih tetrakhlorida (°C)
|
<100 span="span">
|
86
|
Mendeleev mempublikasikan tabel yang dapat dianggap sebagai asal
mula tabel periodik modern. Dalam menyiapkan tabelnya, Mendeleev awalnya
menyusun unsur berdasarkan urutan massa atomnya, sebagaimana pendahulunya.
Namun, ia menyatakan keperiodikan sifat, dan kadang menyusun ulang unsur-unsur,
yang berakibat membalikkan urutan massa atom.
Lebih lanjut,
situasinya diperumit sebab prosedur menentukan massa atom belum distandarkan,
dan kadang kimiawan mungkin menggunakan massa atom yang berbeda untuk unsur
yang sama. Dilema ini secara perlahan diatasi setelah International Chemical Congress (Kongres ini diadakan di tahun
1860 di Karlsruhe, Jerman. Tujuan kongres ini untuk mendiskusikan masalah
penyatuan massa atom. Dalam kesempatan ini Cannizzaro mengenalkan teori
Avogadro.) pertama yang dihadiri oleh Mendeleev, namun kesukaran-kesukaran
tetap ada.
Dengan
mendasarkan pada valensi dalam menentukan massa atom, Mendeleev sedikit banyak
menyelesaikan masalah (Tabel 5.3).
c. Tabel Periodik dan konfigurasi elektron
Tabel periodik secara terus menerus bertambah unsurnya setelah tabel
periodik diusulkan Mendeleev. Sementara, muncul berbagai masalah. Salah satu
masalah penting adalah bagaimana menangani gas mulia, unsur transisi
dan unsur tanah jarang. Semua masalah ini dengan baik diselesaikan dan
membuat tabel periodik lebih bernilai. Tabel periodik, kitab suci kimia, harus
dirujuk secara rutin.
Golongan baru gas mulia dengan mudah disisipkan di antara unsur
positif yang sangat reaktif, logam alkali (golongan 1) dan unsur negatif yang
sangat reaktif, halogen (golongan 7).
Unsur logam transisi diakomodasi dalam tabel periodik dengan
menyisipkan periode panjang walaupun rasionalnya tidak terlalu jelas.
Masalah yang nyata adalah lantanoid. Lantanoid ditangani sebagai unsur “ekstra”
dan ditempatkan secara marjinal di luar bagian utama tabel periodik. Namun,
sebenarnya prosedur ini tidak menyelesaikan masalah utama. Pertama, mengapa
unsur ekstra ini ada tidak jelas, bahkan lebih menjadi teka-teki adalah
pertanyaan: apakah ada batas jumlah unsur dalam tabel periodik? Karena ada
unsur-unsur yang sangat mirip, sangat sukar untuk memutuskan berapa banyak
unsur dapat ada di alam.
Teori Bohr dan percobaan Moseley menghasilkan penyelesaian teoritik
masalah-masalah ini. Penjelasan tabel periodik dari periode pertama sampai
periode ketiga dapat dijelaskan dengan teori konfigurasi elektron yang
dipaparkan di bab 4. Periode pertama (1H dan 2He)
berkaitan dengan proses memasuki orbital 1s. Demikian juga periode kedua (dari 3Li
sampai 10Ne) berkaitan dengan pengisian orbital 1s, 2s dan 2p, dan
periode ke-3 (dari 11Na sampai 18Ar) berkaitan dengan
pengisian orbital 1s, 2s, 2p, 3s dan 3p.
Periode panjang dimulai periode ke-4. Penjelasan atas hal ini adalah
karena bentuk orbital d yang berbeda drastis dari lingkaran, dan jadi energi
elektron 3d bahkan lebih tinggi dari 4s. Akibatnya, dalam periode ke-4,
elektron akan mengisi orbital 4s (19K dan 20Ca) segera
setelah pengisian orbital 3s dan 3p, melompati orbital 3d. Kemudian elektron
mulai menempati orbital 3d. Proses ini berkaitan dengan sepuluh unsur dari 21Sc
sampai 30Zn. Proses pengisian orbital 4p selanjutnya berkaitan
dengan enam unsur dari 31Ga sampai 36Kr. Inilah alasan
mengapa periode ke-4 mengandung 18 unsur bukan 8. Energi elektron orbital 4f
jauh lebih tinggi dari orbital 4d dan dengan demikian elektron 4f tidak
memainkan peran pada unsur periode ke-4.
0 Response to "tabel periodik"
Posting Komentar