Materi :
Sifat Tabel Periodik Bagian 2
Sub Materi :
1. Pendahuluan
2. Metode pengelompokan
3. Tren Kunci dalam Tabel Periodik
4. Varian Utama Tabel Periodik Standar (Golongan 3)
Pengantar Materi
Sifat tabel periodik adalah kecenderungan sifat unsur kimia yang berubah secara teratur, seperti jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, keelektronegatifan, dan sifat logam/non-logam. Sifat-sifat ini dipengaruhi oleh nomor atom, sehingga memiliki pola tertentu baik dalam satu periode (baris horizontal) maupun golongan (kolom vertikal).
Pendahuluan
Tabel periodik adalah tampilan tabular unsur kimia yang merupakan rumusan grafik hukum periodik, di mana sifat unsur bergantung pada nomor atomnya.
Tabel distrukturkan menjadi periode (baris) dan golongan (kolom), dengan unsur segolongan memiliki sifat serupa. Tren utamanya adalah karakter nonlogam meningkat dari kiri ke kanan dan dari bawah ke atas.
Tabel ini diciptakan oleh Dmitri Mendeleev (1869) berdasarkan massa atom dan memungkinkan prediksi unsur yang hilang. Struktur modernnya disempurnakan oleh Glenn T. Seaborg (1945) setelah penemuan blok aktinida. Saat ini, tujuh baris pertama terisi oleh 118 unsur yang diketahui, dan tabel terus berkembang melalui sintesis unsur baru di laboratorium.
Metode pengelompokan
Tabel periodik mengelompokkan unsur berdasarkan Golongan (kolom vertikal), Periode (baris horizontal), dan Blok (area persegi panjang).
1. Golongan (Kolom Vertikal)
- Dasar Pengelompokan: Unsur dalam golongan yang sama memiliki konfigurasi elektron yang sama pada kulit valensi, menghasilkan sifat dan tren yang serupa seiring kenaikan nomor atom.
- Penamaan: Golongan diberi angka 1 hingga 18 secara internasional. Nama lama menggunakan angka Romawi dengan huruf A/B kini dianggap usang. Beberapa golongan memiliki nama trivial (misalnya, Logam Alkali, Gas Mulia).
- Tren Vertikal: Dari atas ke bawah: jari-jari atom bertambah, sementara energi ionisasi dan elektronegativitas menurun karena elektron valensi semakin jauh dari inti.
2. Periode (Baris Horizontal)
- Tren Horizontal: Dari kiri ke kanan: jari-jari atom menyusut (karena penambahan proton menarik elektron lebih dekat ke inti), dan akibatnya energi ionisasi, afinitas elektron, dan elektronegativitas meningkat.
- Signifikansi: Tren horizontal penting pada beberapa bagian, seperti lantanida dan aktinida (blok-f), yang membentuk seri unsur substansial.
3. Blok
- Tabel terbagi menjadi empat blok sesuai subkulit tempat elektron terakhir berada:
- Blok-s: Golongan 1 dan 2 (Logam Alkali dan Alkali Tanah), termasuk Hidrogen dan Helium.
- Blok-p: Golongan 13 hingga 18 (mengandung sebagian besar nonlogam dan metaloid).
- Blok-d: Golongan 3 hingga 12 (seluruhnya Logam Transisi).
- Blok-f: Lantanida dan Aktinida (diletakkan di bawah tabel utama, tidak bernomor golongan).
4. Klasifikasi Umum (Logam, Metaloid, Nonlogam)
- Unsur diklasifikasikan berdasarkan sifat fisika dan kimia:
- Logam: Berkilau, konduktivitas tinggi, dan cenderung menyerahkan elektron.
- Nonlogam: Sebagian besar gas atau padatan berikatan kovalen, dan cenderung menarik elektron.
- Metaloid: Memiliki sifat di antara keduanya atau campuran sifat.
Logam dan nonlogam masih dibagi lagi ke dalam subkategori (misalnya, Logam Alkali, Logam Transisi, Gas Mulia). Klasifikasi ini memiliki tumpang tindih sifat di perbatasan kategori
Tren Kunci dalam Tabel Periodik
Pengulangan sifat unsur secara berkala atau tren periodik terjadi karena unsur-unsur dalam golongan yang sama memiliki konfigurasi elektron valensi serupa, yang sangat memengaruhi bagaimana mereka bereaksi secara kimia.
1. Jari-jari Atom
Jari-jari atom menurun dari kiri ke kanan dalam satu periode, disebabkan oleh gaya tarik inti yang lebih kuat karena penambahan proton, dan meningkat dari atas ke bawah dalam satu golongan karena adanya penambahan kulit elektron. Fenomena Kontraksi Lantanida menyebabkan unsur-unsur berat tepat setelah lantanida memiliki jari-jari atom yang lebih kecil dari perkiraan, karena elektron subkulit 4f kurang efektif dalam melindungi muatan inti.
2. Energi Ionisasi
Energi ionisasi, yaitu energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron, meningkat dari kiri ke kanan dalam satu periode dan menurun dari atas ke bawah dalam satu golongan; terjadi lonjakan besar dalam energi yang dibutuhkan saat elektron dilepaskan dari konfigurasi kulit elektron yang penuh (mirip gas mulia).
3. Elektronegativitas
Elektronegativitas, yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron dalam ikatan, meningkat dari kiri ke kanan dalam periode dan menurun dari atas ke bawah dalam golongan, menjadikan Fluorin sebagai unsur yang paling elektronegatif.
4. Afinitas Elektron
Afinitas elektron, yaitu energi yang dilepaskan ketika elektron ditambahkan ke atom netral, secara umum meningkat sepanjang periode, di mana Nonlogam (terutama golongan 17) memiliki nilai paling positif karena kulit valensinya hampir penuh.
Sifat Logam dan Nonlogam
Sifat unsur juga diklasifikasikan berdasarkan karakter ikatan dan elektroniknya.
- Nonlogam (bersifat elektro-negatif) cenderung berbagi elektron melalui ikatan kovalen, membentuk molekul kecil atau struktur raksasa non-konduktif.
- Logam (bersifat elektro-positif) cenderung melepaskan elektron, membentuk “lautan elektron” dalam ikatan logam, yang menjadikannya konduktor listrik dan panas.
- Metaloid atau Semilogam adalah unsur di perbatasan diagonal yang menunjukkan sifat perantara antara logam dan nonlogam, seringkali berfungsi sebagai semikonduktor.
Manifestasi dan Anomali Lain
Selain tren utama, terdapat manifestasi periodisitas dalam:
- Valensi dan Bilangan Oksidasi: Valensi unsur golongan utama berhubungan langsung dengan nomor golongannya, menentukan proporsi pembentukan senyawa seperti hidrida dan oksida.
- Efek Relativistik: Pada unsur-unsur berat, relativitas khusus memengaruhi awan elektron sehingga menyebabkan penyimpangan sifat (misalnya, membuat Raksa menjadi cairan pada suhu kamar), yang diperkirakan akan semakin kuat pada akhir periode ketujuh.
Periodisitas Sekunder: Terdapat pula perbedaan sifat genap/ganjil antar periode dan hubungan non-golongan seperti hubungan diagonal
Varian Utama Tabel Periodik Standar (Golongan 3)
Tabel periodik standar (18-kolom) memiliki tiga varian utama (Tipe I, II, dan III) yang berbeda dalam penempatan dua unsur di Golongan 3 (di bawah Skandium dan Itrium), yang muncul karena kesulitan historis dalam menempatkan lantanida ($f$-blok).
1. Tipe I (Sc, Y, La, Ac):
- Penempatan: Lantanum (La) dan Aktinium (Ac) berada di Golongan 3.
- Lantanida/Aktinida: Mulai dari Ce–Lu dan Th–Lr (14 unsur) diletakkan sebagai catatan kaki.
- Penekanan: Menekankan kesamaan tren periodik vertikal pada Golongan 1, 2, dan 3. Ini adalah varian yang paling umum.
2. Tipe II (Sc, Y, Lu, Lr):
- Penempatan: Lutetium (Lu) dan Lawrensium (Lr) berada di Golongan 3.
- Lantanida/Aktinida: Mulai dari La–Yb dan Ac–No diletakkan sebagai catatan kaki.
- Penekanan: Didasarkan pada argumen yang memperhatikan tren sifat fisika/kimia lutesium dan lawrensium, serta mempertahankan lebar blok-$f$ 14 kolom.
3. Tipe III (Sc, Y, Penanda):
- Penempatan: Dua posisi di bawah Skandium dikosongkan atau diberi penanda.
- Lantanida/Aktinida: Mulai dari La–Lu dan Ac–Lr diletakkan sebagai catatan kaki, membentuk dua baris 15 unsur.
- Penekanan: Menekankan kesamaan kimiawi 15 unsur lantanida, namun melanggar prinsip satu tempat, satu unsur dan menimbulkan ambiguitas Golongan 3.
Struktur Alternatif dan Kontroversi
Tabel periodik memiliki sekitar 700 versi berbeda, dirancang untuk menyoroti aspek tertentu. Contohnya adalah:
- Tabel Spiral Theodor Benfey: Unsur disusun dalam spiral kontinu.
- Tabel Kidal Janet: Memiliki struktur yang lebih kongruen dengan urutan pengisian kulit elektron (mekanika kuantum).
Pertanyaan Terbuka dan Kontroversi
- Unsur Golongan 3: Kontroversi mengenai apakah La/Ac atau Lu/Lr yang seharusnya menempati Golongan 3 masih menjadi perdebatan, meskipun banyak kimiawan tidak menyadari kontroversi ini.
- Akhir Tabel: Belum jelas seberapa jauh tabel periodik akan terbentang. Prediksi bervariasi dari unsur 128 hingga 155, dengan kesulitan teoritis (Model Bohr dan Persamaan Dirac) muncul di atas nomor atom 137.
- Penempatan Hidrogen dan Helium: Penempatan ideal Hidrogen dan Helium juga diperdebatkan. Secara konfigurasi elektron, keduanya di Blok-$s$ (Gol. 1 & 2), namun sifat kimianya yang unik (nonlogam monovalen H, gas inert He) sering menempatkan mereka di Golongan 17 atau 18, atau bahkan terpisah.
Simpulan Materi
Latihan Soal
Soal Pilihan Ganda
1. Jelaskan tren umum Jari-jari Atom dari kiri ke kanan dalam satu Periode pada tabel periodik…
A. Meningkat, karena gaya tarik inti melemah.
B. Menurun, karena penambahan proton (muatan inti efektif) menarik elektron lebih dekat ke inti.
C. Tetap, karena jumlah kulit elektronnya sama.
D. Menurun, karena elektron valensi semakin jauh dari inti.
2. Energi Ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari suatu atom. Tren energi ionisasi umumnya adalah meningkat dari kiri ke kanan dalam satu periode. Unsur yang cenderung memiliki energi ionisasi paling tinggi dalam satu periode adalah…
A. Logam Alkali (Golongan 1)
B. Logam Transisi (Blok d)
C. Gas Mulia (Golongan 18)
D. Logam Alkali Tanah (Golongan 2)
3. Elektronegativitas didefinisikan sebagai kecenderungan suatu atom untuk menarik elektron dalam suatu ikatan kimia. Unsur yang dikenal sebagai unsur paling elektronegatif dalam tabel periodik adalah…
A. Klorin (Cl)
B. Oksigen (O)
C. Fluorin (F)
D. Sesium (Cs)
4. Kelompok unsur yang dicirikan oleh elektron valensi terakhir yang mengisi subkulit d, yang semuanya adalah logam, dan ditandai dengan sifat konduktivitas tinggi serta kemampuan membentuk ion dengan berbagai bilangan oksidasi, adalah…
A. Blok s
B. Blok p
C. Blok d (Logam Transisi)
D. Blok f (Lantanida dan Aktinida)
5. Jelaskan yang dimaksud dengan fenomena Kontraksi Lantanida…
A. Peningkatan tajam dalam elektronegativitas setelah unsur lantanida.
B. Jari-jari atom unsur-unsur berat tepat setelah lantanida (Z > 57) menjadi lebih kecil dari perkiraan karena efek perisai yang buruk dari elektron subkulit 4f.
C. Penurunan energi ionisasi yang signifikan pada lantanida.
D. Perubahan sifat nonlogam menjadi logam pada lantanida.
Soal Essay
- Jelaskan dasar pengelompokan unsur ke dalam Golongan (kolom vertikal) dalam tabel periodik dan sebutkan dua tren sifat periodik yang terjadi dari atas ke bawah dalam golongan tersebut.
- Jelaskan perbedaan mendasar antara Logam dan Nonlogam berdasarkan sifat elektroniknya (kecenderungan melepaskan atau menarik elektron) dan jenis ikatan yang cenderung mereka bentuk.
- Jelaskan definisi Afinitas Elektron. Mengapa Nonlogam (khususnya Golongan 17/Halogen) memiliki nilai afinitas elektron yang paling positif (paling mudah menerima elektron)?
- Tabel periodik standar dibagi menjadi empat Blok (s, p, d, f) sesuai subkulit tempat elektron terakhir berada. Sebutkan unsur-unsur yang termasuk dalam Blok s dan Blok p (beserta nomor golongannya) dan jelaskan apa yang membedakan keduanya.
- Salah satu anomali (penyimpangan) sifat pada unsur berat adalah Efek Relativistik. Jelaskan bagaimana efek relativistik memengaruhi sifat fisik unsur Raksa (Hg) pada suhu kamar, dan mengapa efek ini menjadi lebih kuat pada unsur-unsur dengan nomor atom tinggi.
Ingin Kembangkan Prestasi dan Kemampuanmu?
Yuk! Ikutan kompetisi online gratis dan terpercaya yang diselenggarakan oleh Lembaga Profesional dan terdaftar di SIMT PUSPRESNAS berikut ini:
Nama Lembaga |
Website |
Tingkat Kompetisi |
Bukti Kurasi |
|---|---|---|---|
Mengapa Harus Daftar Kompetisi Kami?
Pendaftaran Gratis
Pendaftaran Kompetisi dan Olimpiade GRATIS tanpa syarat apapun.
Apresiasi Juara Gratis
Apresiasi juara juga GRATIS tanpa perlu membayar klaim hingga ratusan ribu loh.
Beasiswa hingga Kuliah
Tersedia Beasiswa Khusus Alumni yang diberikan hingga kuliah loh!.
Pendukung Japres & SNBP
Piagam bisa digunakan untuk Jalur Prestasi, Beasiswa dan SNBP loh.
Sudah Ribuan Alumni
Sudah diikuti banyak alumni yang tersebar di seluruh Indonesia dan luar negeri.
Dikelola secara Syariah
Pengelolaan hadiah dan apresiasi dikelola secara terpisah dan sesuai syariah.
Bantuan Kurasi Prestasi
Tersedia layanan bantuan dan panduan kurasi prestasi peserta loh.
Legalitas Terjamin
Lembaga penyelenggara telah terdaftar di kementerian dan SIMT Kurasi.
Tunggu apalagi? Ingin kejar tiket SPMB Jalur Prestasi atau SNBP di tahun depan? segera gabung dan daftarkan dirimu sekarang juga!. Prestasi itu tidak ada yang instan loh! Mulai dan persiapkan versi terbaikmu mulai dari sekarang juga!.