Sistem Periodik

1.     Susunan Bekala dan Beberapa Sifat Unsur

Susunan Berkala disebut juga sebagai sistem periodik unsur. Dengan ilmu kimia kita dapat mempelajari segala sesuatu tentang unsur-unsur dan interaksi antara suatu unsur dengan unsur yang lainnya, sehingga dapat terjadi suatu perubahan kimia (reaksi kimia persenyawaan dan lain-lain). Sejarah perkembangan susunan berkala :

1. Hukum Triade

Unsur-unsur yang mempunyai sifat yang sama disusun berdasarkan massa atomnya dalam suatu triade yaitu setiap kelompok terdiri dari tiga unsur. Unsur yang ditengah mempunyai massa atom rata-rata dari jumlah massa atom kedua unsur yang mengapitnya dan sifatnya diantara keduanya
Contoh:

Kelemahannya: banyak unsur yang mempunyai sifat mirip tetapi jumlahnya lebih dari tiga.

2. Hukum Oktaf

Pengelompokkan unsur-unsur berdasarkan massa atom.Unsur-unsur disusun dalam kelompok berisi tujuh unsur. Sifat-sifat unsur akan berulang pada unsur kedelapan (oktaf). Dengan demikian, unsur ke-8 akan mempunyai sifat yang sama dengan unsur ke-1.

Contoh:

Kelemahan: tidak berlaku untuk unsur-unsur bernomor massa relative besar, misalnya Cr tidak mirip dengan Al; Mn tidak mirip dengan P; Fe tidak mirip dengan S.

3. Susunan Berkala Mendeleev dan Meyer

Unsur-unsur disusun dalam suatu tabel berdasarkan sifat-sifatnya yang merupakan fungsi dari massa atom relative.

Unsur dengan sifat-sifat yang sama diletakkan dalam satu kolom dari atas ke bawah (Meyer berdasarkan sifat fisika sedangkan Mendeleev berdasarkan sifat kimia dan fisika).

Terdapat 8 golongan (kolom vertical) dan 7 perioda ( baris horizontal)

Mendeleev dapat meramalkan sifat unsur yang belum ditemukan yang akan mengisi tempat yang kosong dalam tabel

Kelemahan susunan berkala Mendeleev: beberapa urutan unsur terbalik jika ditinjau dari bertambahnya massa atom.

4. Sistem Periodik Modern

Disusun berdasarkan konfigurasi electron dari atom unsur-unsur. Sistem periodic modern disusun menjadi suatu baris-baris (dari kiri ke kanan) dan kolom-kolom (dari atas kebawah). Baris disebut perioda, sedangkan kolom disebut golongan.

2.     Beberapa Sifat Unsur

Sifat yang dimiliki oleh suatu unsur sangat banyak. Secara umum, unsur dibagi menjadi 3 yaitu antara lain,  logam, nonlogam serta di antara logam dan nonlogam (metaloid).

LOGAM

Sifat logam berkaitan dengan kemampuan suatu atom melepas elektron atau menjadi bermuatan positif (kation). Atom yang mengalami kekurangan elektron maupun penambahan elektron,  tidak akan mempengaruhi jumlah neutron dan proton  pada suatu atom. Sifat-sifat unsur logam yang sangat spesifik yaitu antara lain, mengkilap, menghantarkan listrik dan panas sehingga bisa disebut sebagai penghantar panas yang baik, dapat ditempa menjadi lempengan tipis dan dapat diregangkan (ducility) menjadi kawat atau kabel panjang. Logam yang banyak dijadikan kawat adalah baja, tembaga dan kuningan (campuran tembaga dan seng). Kawat tembaga banyak dimanfaatkan menjadi kabel listrik karena kawat tembaga adalah unsur logam yang sangat baik dalam menghantarkan listrik. Sifat-sifat logam, dalam sistem periodik makin ke bawah maka makin bertambah, dan makin ke kanan maka makin berkurang. Batas unsur-unsur logam yang terletak di sebelah kiri dengan batas unsur-unsur logam yang terletak di sebelah kanan pada umunya disebut dengan tangga diagonal bergaris tebal. Unsur-unsur yang terletak pada batas tersebut adalah unsur yang memiliki sifat ganda. Beberapa hal yang berkaitan dengan unsur logam yaitu, sifat logam cenderung dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation. Dan sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi, makin besar harga energi ionisasi maka semakin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin kurang sifat logamnya. Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepas satu elektron terluar.

NONLOGAM

Sifat non logam berkaitan dengan penerimaan elektron oleh suatu atom atau menjadi bermuatan negatif (membentuk anion). Yang termasuk unsur nonlogam antara lain yaitu, halogen dan gas mulia serta 7 unsur lainnya, hidrogen (H), karbon (C), nitrogen (N), oksigen (O), fosfor (F), belerang (S) dan selenium (Se). Sebagian besar unsur nonlogam terletak pada bagian atas tabel periodik. Kecuali hidrogen yang terletak disebelah kiri bagian atas pojok bersama logam alkali. Nonlogam bersifat insulator atau semikonduktor, maksudnya unsur nonlogam adalah penghantar listrik yang tidak sebaik logam. Nonlogam dapat membentuk ikatan ion, dengan menarik elektron dari logam. Dan dapat membentuk ikatan kovalen  dengan nonlogam lainnya. Oksida nonlogam bersifat asam. Salah satu nonlogam yang terkenal adalah karbon, unsur karbon berada di alam dalam dua alotrop, yaitu grafit dan intan. Alotrop adalah dua bentuk atau lebih molekul/kristal dari suatu unsur tertentu yang memiliki sifat fisik dan kimia secara berlainan. Kedua alotrop tersebut memiliki sifat yang berbeda jika dikaitkan dengan sifat logam. Keduanya tidak mempunyai kilap logam, tidak dapat ditempa, dan tidak bersifat mulur (ductile). Unsur nonlogam lainnya adalah oksigen dan nitrogen. Kedua unsur tersebut merupakan komponen utama dalam atmosfer. Unsur-unsur tersebut berwujud gas, tidak berwarna dan tidak berbau. Selain berwujud gas, non logam ada yang berwujud cair dan padat, misalnya bromin berbentuk cair dan iodin berwujud padat. Beberapa hal yang berkaitan dengan unsur nonlogam adalah keelektronegatifan yaitu yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron, dan dalam satu periode (dari atas ke bawah) sifat nonlogam berkurang. Serta unsur yang paling bersifat nonlogam berada pada golongan VII A.

METALOID
Metaloid disebut juga dengan logam tanggung atau semimetal, karena metaloid memiliki sifat logam dan nonlogam. Metaloid berasal dari bahasa yunani yakni metallon dan eidos, metallon berarti logam sementara eidos berarti mirip. Metaloid pada dasarnya berbeda dengan logam, bila logam adalah konduktor (penghantar panas yang baik) sementara metaloid adalah semikonduktor (penghantar panas yang tidak sebaik logam). Metaloid yang paling terkenal yaitu silikon. Selain itu ada juga arsenik (As), sitibium (Sb), boron (B), germaium (Ge), telurium (Te), polonium (Po) dan astatin (At). Sifat-sifat metaloid pada dasarnya yaitu memiliki sifat logam dan nonlogam yang baik, namun ada juga sifat lainnya yakni, lebih rapuh daripada logam, dan kurang rapuh daripada nonlogam. Pada umumnya metaloid bersifat semikonduktor terhadap listrik. Serta beberapa metaloid juga ada yang mengkilap seperti logam. Pada tabel periodik, metaloid membentuk garis diagonal dari boron ke polonium. Unsur-unsur di kanan atas garis ini termasuk nonlogam sedangkan yang berada di kiri bawah adalah logam. Metaloid memiliki manfaat pada bidang industri elektronik, misalnya peranti elektronik seperti kalkulator dan mikro prosesor, memungkinkan dibuat dari bahan-bahan metaloid.

3.     Perkembangan tentang Teori Atom

.

Model Atom Dalton

John Dalton (1766–1844), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris dengan didukung dari hasil eksperimen-eksperimennya mengembangkan konsep atom dari Demokritus yang kemudian mengemukaan teori tentang atom. Secara garis besar teori atom Daltondapat disimpulkan sebagai berikut :

1.     Atom merupakan bagian terkecil dari suatu zat yang tidak bisa dibagi lagi.

2.     Atom-atom penyusun zat tertentu memiliki sifat yang sama.

3.     Atom unsur tertentu tidak bisa berubah menjadi atom unsur lain.

4.     Dua atom atau lebih dapat bersenyawa (bereaksi) membentuk molekul.

5.     Dalam reaksi kimia perbandingan antara atom-atom penyusunnya mempunyai perbandingan yang tertentu dan sederhana.

6.     Dalam reaksi kimia pada dasarnya terjadi penyusunan kembali atom-atom penyusun zat.

Model Atom Thomson

maka Thomson mengajukan model atom untuk pertama kali (1904), yaitu sebagai berikut :

1. Atom bukan bagian terkecil dari zat.

2. Atom mempunyai muatan positif yang tersebar merata ke seluruh atom yang dinetralkan oleh elektron-elektron yang tersebar di antara muatan positif itu.

3. Massa elektron jauh lebih kecil dari massa atom.

Apabila digambarkan/divisualisasikan model atom yang dikemukakan Thomson ini seperti model roti kismis di mana bagian atom seperti halnya kismis yang menempel pada kue.

Model Atom Rutherford

Berdasarkan hasil percobaannya ini kemudian Rutherford menyusun model atomnya yang secara garis besar adalah sebagai berikut :

1.     Pada atom muatan positif dan sebagian besar massa atom terpusat pada suatu titik, yaitu di tengah-tengah atom yang kemudian disebut inti atom.

2.     Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruang kosong, yang ditunjukkan oleh banyaknya partikel alpa yang diteruskan dalam percobaan Rutherford.

3.     Di luar inti pada jarak relatif jauh, elektron bergerak mengelilingi inti dalam lintasan-lintasan seperti planet-planet mengitari matahari dalam sistim tata surya.

Model Atom Bohr

Bohr mengemukakan teori atomnya untuk menutupi kelemahan atom Rutherford dengan mengemukakan tiga postulatnya yaitu :

1.     Elektron berotasi mengelilingi inti tidak pada sembarang lintasan, tetapi pada lintasan-lintasan tertentu tanpa membebaskan energi. Lintasan ini disebut lintasan stasioner dan memiliki energi tertentu.

2.     Elektron dapat berpindah dari lintasan yang satu ke lintasan yang lain. Jika elektron pindah dari lintasan berenergi rendah (lintasan dalam) ke lintasan berenergi tinggi (lintasan luar) akan menyerap energi dan sebaliknya akan memancarkan energi. Energi yang dipancarkan atau diserap elektron sebesar hf.

3.     Lintasan-lintasan yang diperkenankan elektron adalah lintasan-lintasan yang mempunyai momentum sudut kelipatan bulat dari h/2phi

4.     Reaksi Logam dan Non Logam

Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi antara unsur-unsur logam dengan unsur-unsur non logam,terjadi antara ion positif/kation dengan ion negative/anion dan dari serah terima electron. Senyawa yang terbentuk dari ikatan ion disebut dengan senyawa ion. Contoh beberapa senyawa ion adalah NaCl, CaF₂, MgCl₂, berbagai jenis garam termasuk juga ke dalam senyawa ion.

Ikatan ion terjadi pada unsur-unsur yang mudah melepaskan electron pada kulit terluar (energi ionsiasi rendah) sehingga membentuk ion positif dan unsur-unsur yang mudah menerima elektron (afinitas electron tinggi) sehingga mementuk ion negatif.

5.     Reaksi diantara unsure Non Logam

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk karena adanya pemakaian bersama pasangan elektron oleh atom-atom antar sesama unsur nonlogam yang berikatan. Ikatan kovalen terjadi akibat ketidakmampuan salah satu atom yang akan berikatan untuk melepaskan elektron menjadi ion positif khususnya terjadi pada atom nonlogam yang cenderung menerima elektron.

Berdasarkan jumlah PEI-nya, ikatan kovalen dibedakan menjadi tiga yaitu:

a) Ikatan Kovalen Tunggal

Ikatan kovalen tunggal adalah ikatan yang terbentuk dari penggunaan bersama satu pasang elektron (setiap atom memberikan satu elektron valensi untuk digunakan bersama). Dengan kata lain jumlah PEI=1.

b) Ikatan Kovalen Rangkap Dua

Ikatan kovalen rangkap dua adalah ikatan yang terbentuk dari penggunaan bersama dua pasang elektron (setiap elektron memberikan dua elektron valensi untuk digunakan bersama). Dengan kata lain jumlah PEI=2.

c) Ikatan Kovalen Rangkap Tiga

Ikatan kovalen rangkap tiga adalah ikatan yang terbentuk dari penggunaan bersama tiga pasang elektron (setiap elektron memberikan tiga elektron valensi untuk digunakan bersama). Dengan kata lain jumlah PEI=3.

Berdasarkan sumber PEI-nya, ikatan kovalen dibedakan menjadi dua yaitu:

a) Ikatan Kovalen

ikatan kovalen (yang sedang kita bahas sekarang) adalah ikatan yang terbentuk apabila pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari masing-masing atom yang berikatan dengan kata lain PEI berasal dari dua atom yang berikatan.

b) Ikatan Kovalen Koordinasi

ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan yang terbentuk apabila pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu dari dua atom yang berikatan. Dengan kata lain PEI berasal dari salah satu atom yang berikatan.

Berdasarkan sifat kepolarannya, ikatan kovalen dibedakan menjadi dua yaitu:

a) Ikatan Kovalen Polar

ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang PEI-nya cenderung tertarik ke salah satu atom yang berikatan sehingga menyebabkan bentuk molekulnya asimetris (tidak proporsioanal).

b) Ikatan Kovalen Nonpolar

Ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan kovalen yang PEI-nya tertarik sama kuat ke arah atom-atom yang berikatan sehingga menyebabkan bentuk molekulnya simetris (proporsional).

6.     Sifat Senyawa Ionik dan Senyawa Molekular

Sifat-sifat senyawa ion

• Titik didih dan titik leleh tinggi
• Mudah larut dalam pelarut polar
• Pada suhu kamar berbentuk padatan
• Dalam bentuk larutan/lelehan dapat menghantarkan listrik

Sifat-sifat senyawa kovalen

• Titik didih dan titik leleh rendah
• Mudah larut dalam pelarut non-polar
• Pada suhu kamar berbentuk lunak
• Kovalen polar dapat menghantarkan listrik
• Kovalen non-polar tidak dapat menghantarkan listrik

7.     Reaksi Oksidasi-Reduksi

Reaksi oksidasi didifenisikan sebagai penggabungan oksigen dengan unsur/senyawa. Salah satu reaksi oksidasi yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari yaitu apel yang terbuka akan berubah warnanya menjadi cokelat jika dibiarkan berhubungan langsung dengan udara. Hal ini disebabkan apel mengalami reaksi oksidasi dengan oksigen dari udara.

Contoh reaksi oksidasi:

 C_(s) + O_2(g) → CO_2(g)

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Zat yang memberi oksigen pada reaksi oksidasi disebut oksidator.

Reaksi Reduksi berdasarkan konsep ini, reaksi reduksi merupakan reaksi pelepasan oksigen dari suatu zat yang mengandung oksigen.

Contoh reaksi reduksi:

2CuO_(s) → 2Cu_(s) + O_2(g)

2Fe₂O₃ + 3C → 4Fe + 3CO₂

Zat yang menarik oksigen pada reaksi reduksi disebut reduktor.

Reaksi redoks dapat ditinjau berdasarkan 3 landasan teori, yaitu :

1. Reaksi Pengikatan dan pelepasan unsur oksigen

    Reaksi oksidasi (pengoksigenan) adalah peristiwa penggabungan suatu zat dengan oksigen.

Contoh:

    Si  +  O₂      →   SiO₂

    4 Fe  +  3 O₂   →    2 Fe₂O₃

    Reaksi oksidasi logam dikenal juga dengan nama perkaratan. Reaksi pembakaran juga termasuk reaksi oksidasi, misalnya pembakaran minyak bumi, kertas, kayu bakar, dll.

    Reaksi reduksi adalah peristiwa pengeluaran oksigen dari suatu zat.

Contoh:

    2 CuO      →  2 Cu  + O₂

    H₂O    →    H₂   + O₂

2.  Reaksi pelepasan dan pengikatan elektron

    Reaksi oksidasi dan reduksi juga dapat dibedakan dari pelepasan dan penangkapan elektron.

    Oksidasi adalah peristiwa pelepasan elektron

Contoh:

    Na    →    Na ⁺  +  e

    Zn    →    Zn ⁺²    + 2e

    Al     →   Al ⁺³    + 3e

    Reduksi adalah peristiwa penangkapan elektron

Contoh:

    Na ⁺  + e   →   Na

    Fe ⁺³  + e   →   Fe ⁺²

Dari konsep kedua ini dapat disimpulkan bahwa reaksi oksidasi dan reduksi tidak hanya hanya melibatkan reaksi suatu zat dengan oksigen.

3. Reaksi penambahan dan pengurangan bilangan oksidasi

    Oksidasi adalah peristiwa naiknya / bertambahnya bilangan oksidasi suatu unsur, sedangkan reduksi adalah peristiwa turunnya / berkurangnya bilangan oksidasi.

8.     Cara Pemberian Nama Senyawa Kimia

Senyawa biner adalah senyawa yang dibentuk oleh dua macam unsur, dapat terdiri ataslogam dan non logam atau keduanya non logam. Untuk senyawa yang terdiri atas logam dan non logam, maka unsur logam dituliskan terlebih dahulu diikuti dengan non logam.

    Untuk unsur-unsur logam yang mempunyai lebih dari satu macam bilangan oksidasi diberi nama berdasarkan system Stock, yaitu dengan membubuhkan angka Romawi yang sesuai dengan bilangan oksidasi unsure logam dalam tanda kurung dibelakang nama logam dan diikuti nama unsure non logam dengan akhiran ida.

Contoh:   

    FeCl₂            besi(II)klorida

    FeCl₃            besi(III)klorida

    Cu₂O            tembaga(I)oksida

    CuO            tembaga(II)oksida

    SnCl₂            timah(II)klorida

    SnCl₄            timah(IV)klorida