Bagaimana sifat kereaktifan atom dalam satu golongan dan satu periode?

Beberapa sifat periodik unsur diantaranya jari-jari atom, Keelektronegatifan, Energi Ionisasi, Afinitas elektron, sifat logam dan nonlogam, dan kereaktifan.

Pernahkah Sobat mengamati angka-angka yang terdapat dalam sistem periodik unsur? Adakah hubungan angka-angka tersebut dengaan keteraturan sifat-sifat unsur (jari-jari atom, keelektronegatifan, energi ionisasi, dan afinitas elektron) dalam sitem periodik? Untuk mengetahuinya, pelajarilah uraian sifat periodik unsur berikut.

Gambar di bawwah ini memperlihatkan data jari-jari atom. Jari-jari atom adalah jarak elektron terluar ke inti atom dan menunjukan ukuran suatu atom. Jari-jari atom sukar diukur sehingga pengukuran jari-jari atom dilakukan dengan cara mengukur jarak inti antardua atom yang berikatan sesamanya.

Pada gambar di atas terlihat bahwa dalam satu golongan, jari-jari atom semakin ke atas cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke atas,kulit elektron semakin kecil. Dalam satu periode, semakin ke kanan jari-jari atom cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke kanan jumlah proton dan jumlah elektron semakin bertambah sedangkan jumlah kulit terluar yang terisi elektron tetap sama sehingga tarikan inti terhadap elektron semakin kuat. Gambar di atas menunjukan keteraturan perubahan jari-jari atom yang merupakan sifat periodik unsur.

2. Keelektronegatifan

Keelektronegatifan adalah besaraan tendensi (kecenderungan) suatu atom untuk menarik elektron. Harga keelektrogenatifan bersifat relatif (berupa harga perbandingan suatu atom terhadap atom yang lain). Salah satu definisi kelektronegatifan adalah definisi Pauling yang menghasilkan data skala kuantitatif seperti pada gambar di bawah.

kecenderungan nilai keelektronegatifan unsur

Dalam satu golongan, harga keelektronegatifan dari bawah ke atas semakin besar. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan harga keelektronegatifan semakin besar.

Harga keelektronegatifan peenting untuk menentukan bilangan oksidasi (biloks) unsur dalam suatu senyawa. Jika harga keelektronegatifan besar, berarti unsur yang bersangkutan cenderung menerima elektron dan membentuk bilangan oksidasi negatif. Jika harga keelektronegatifan kecil, unsur cenderun melepaskan elektron dan membentuk bilangan oksidasi positif. Jumlah atom yang diikat bergantung pada elektron valensinya (akan dibahas pada bagian ikatan kimia).

Jadi sifat periodik unsur, keelektronegatifan adalah suatu bilangan yang menggambarkan kecenderungan relatif suatu unsur menarik elektron ke pihaknya dalam suatu ikatan kimia.

3. Energi Ionisasi (Ei)

Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan atom netral dalam wujud gas untuk melepas suatu elektron paling luar (yang terikat paling lemah) membentuk ion positif. Pelepasan elektron kedua (dari ion positif satu) disebut energi ionisasi kedua, pelepasan elektron ketiga disebut energi ionisasi ketiga, dan seterusnya. Tahapan pelepasan elektron tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

M(g) → M+(g) + e–            Ei-1

M+(g) → M2+(g) + e–         Ei-2

Harga energi ionisasi dipengaruhi oleh jari-jari atom dan jumlah elektron valensi atau muatan inti. Semakin kecil jari-jari atom, harga energi ionisasi akan semakin besar. Semakin besar muatan inti, energi ionsasi cenderung akan semakin besar. Perhatikan data energi ionisasi pertama beberapa unsur pada gambar di bawah ini.

Hubungan energi ionisasi dengan nomor atom

4. Afinitas Elektron

Afinitas elektron adalah energi yang dibebaskan oleh siatu atom dalam wujud gas ketika menerima sebuah elektron. Harga afinitas elektron sukar ditentukan secara langsung. Harga afinitas elektron beberapa unsur terlihat pada gambar di bawah ini. Tanda negatif menunjukan energi dilepaskan.

Afinitas elektron unsur-unsur golongan utama

5. Sifat Logam dan Nonlogam

Secara kimia, sifat logam dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom melepas elektron untuk membentuk ion positif. Jadi, sifat logam akan bergantung pada energi ionisasi. Semakin besar energi ionisasi, untuk melepas elektron, dan semakin berkurang sifat logamnya. Sebaliknya sifat nonlogam dikaitkan dengan keelektronegatifan, yaitu kecenderungan atom menarik elektron. Sesuai dengan kecenderungan energi ionisasi dan keelektronegatifan yang telah dibahas di atas, maka sifat logam dan nonlogam dalam sistem periodik unsur adalah sebagai berikut:

1. Dari kiri ke kanan dalam satu periode,sifat logam berkurang, sedangkan sifat nonlogamnya bertambah.
2. Dari atas ke bawah dalam satu golongan, sifat logam bertambah, sedangkan sifat nonlogam berkurang.

Jadi, unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah sistem periodik unsur, sedangkan unsur nonlogam terletak pada bagian kanan-atas. Akan tetapi, yang paling bersifat nonlogam adalah golongan VIIA, bukan golongan VIIIA. Unsur yang terletak pada bagian tengah, yaitu unsur yang terletak di daerah perbatasan antara logam dan nonlogam, mempunyai sifat logam sekaligus sifat nonlogam. Unsur-unsur itu disebut unsur metaloid. Contohnya boron dan silikon.

6. Kereaktifan (kemudahan berekasi)

Kereaktifan suatu unsur bergantung pada kecenderungannya melepas atau menarik elektron. Jadi, unsur logam yang paling reaktif adalah golongan IA (logam alkali), sedangkan nonlogam yang paling reaktif adalah golongan VIIA (halogen). Dari kiri ke kanan dalam satu periode,mula-mula kerekatifan menurun kemudian bertambah hingga ke golongan VIIA. Golongan VIIIA tidak reaktif.

Demikian tulisan mengenai sistem periodik unsur.. Semoga bermanfaat…

Sistem periodik unsur adalah susunan unsur-unsur berdasarkan urutan nomor atom dan kemiripan sifat unsur-unsur tersebut. Disebut “periodik”, sebagaimana terdapat pola kemiripan sifat unsur dalam susunan tersebut. Sistem periodik unsur (tabel periodik) modern yang saat ini digunakan didasarkan pada tabel yang dipublikasikan oleh Dmitri Mendeleev pada tahun 1869.

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Teori Atom
Struktur Atom

Tabel Sistem Periodik Unsur

Tabel periodik unsur modern
(Sumber: Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill)

Format tabel periodik:

1. Masing-masing unsur terdapat dalam satu kotak yang berisi nomor atom, lambang unsur, dan nomor massa. Kotak-kotak tersebut berurut dari kiri ke kanan berdasarkan kenaikan nomor atom.
2. Kotak-kotak tersebut tersusun membentuk barisan horizontal (periode) dan barisan vertikal (golongan). Setiap periode diberi nomor dari 1 hingga 7. Setiap golongan diberi nomor dari 1 hingga 8 dengan huruf A atau B. Pada sistem IUPAC baru, setiap golongan diberi nomor dari 1 hingga 18 tanpa huruf A atau B. Unsur-unsur dalam satu golongan yang sama pada tabel periodik akan memiliki kemiripan sifat.
3. Unsur-unsur golongan 1A − 8A (golongan 1−2, 13−18) merupakan unsur golongan utama. Unsur-unsur golongan 1B−8B (golongan 3−12) merupakan unsur logam transisi. Dua deret unsur di bagian bawah, yakni lanthanida dan aktinida, disebut unsur logam transisi dalam.

Sifat-sifat pada sistem periodik unsur:

Sifat logam

Berdasarkan sifat, unsur-unsur dapat dikelompokkan menjadi logam, nonlogam, dan metalloid. Unsur-unsur logam memiliki sifat-sifat: konduktor panas dan listrik yang baik, dapat ditempa dan ductile, titik leleh relatif tinggi, cenderung melepaskan elektron kepada unsur nonlogam. Unsur-unsur nonlogam memiliki sifat-sifat: nonkonduktor panas dan listrik, tidak dapat ditempa dan rapuh/getas, kebanyakan berwujud gas pada temperatur kamar, cenderung menerima elektron dari unsur logam. Unsur-unsur metalloid memiliki sifat-sifat seperti logam dan juga nonlogam. Sifat logam semakin berkurang dari kiri ke kanan dan dari bawah ke atas sistem periodik unsur, kecuali hidrogen. Unsur-unsur metalloid berada pada “tangga” yang membatasi unsur-unsur logam dan nonlogam.

Jari-jari atom

Jari-jari atom adalah setengah dari jarak antara dua inti dari dua atom logam yang sejajar atau dalam sebuah molekul diatomik. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, jari-jari atom cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan kulit elektron. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, jari-jari atom cenderung semakin kecil, sebagaimana pertambahan muatan inti efektif.

Energi ionisasi

Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan oleh sebuah atom atau ion dalam fase gas untuk melepaskan sebuah elektronnya. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi ionisasi pertama cenderung semakin kecil, sebagaimana jarak dari inti ke elektron terluar bertambah sehingga tarikan elektron terluar oleh inti berkurang. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, energi ionisasi pertama cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan muatan inti efektif sehingga tarikan oleh inti bertambah.

Ringkasan sifat-sifat sistem periodik unsur: jari-jari atom, energi ionisasi, dan sifat logam
(Sumber: Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.)

Jari-jari ion

Jari-jari ion adalah jari-jari dari kation atau anion yang dihitung berdasarkan jarak antara dua inti kation dan anion dalam kristal ionik. Kation (ion bermuatan positif) terbentuk dari pelepasan elektron dari kulit terluar atom netral sehingga tolakan antar elektron berkurang, tarikan elektron oleh inti lebih kuat, dan jari-jari dari kation lebih kecil dari atom netralnya. Anion (ion bermuatan negatif) terbentuk dari penangkapan elektron pada atom netral sehingga tolakan antar elektron bertambah dan jari-jari dari anion lebih besar dari atom netralnya. Dalam satu golongan pada sistem periodik unsur, dari atas ke bawah, jari-jari ion bermuatan sama cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan kulit elektron. Dalam periode, pada deretan ion isoelektronik (spesi-spesi dengan jumlah elektron sama dan konfigurasi elektron sama, seperti O2-, F–, Na+, Mg2+, dan Al3+ dengan 10 elektron), semakin besar muatan kation maka semakin kecil jari-jari ion, namun semakin besar muatan anion maka semakin besar jari-jari ion.

Jari-jari atom dan ion beberapa unsur dalam satuan pm
(Sumber: Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill)

Afinitas elektron

Afinitas elektron adalah kuantitas perubahan energi ketika sebuah atom atau ion dalam fase gas menerima sebuah elektron. Jika kuantitas perubahan energi bertanda positif, terjadi penyerapan energi, sedangkan jika bertanda negatif, terjadi pelepasan energi. Semakin negatif nilai afinitas elektron, semakin besar kecenderungan atom atau ion menerima elektron (afinitas terhadap elektron semakin besar). Dalam satu golongan pada tabel periodik unsur, dari atas ke bawah, afinitas elektron cenderung semakin kecil, dengan banyak pengecualian. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, sampai golongan 7A, afinitas elektron cenderung semakin besar, dengan banyak pengecualian.

Nilai afinitas elektron unsur-unsur golongan utama dalam satuan kJ/mol
(Sumber: Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3rd edition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.)

Elektronegativitas

Elektronegativitas adalah ukuran kemampuan suatu atom dalam sebuah molekul (keadaan berikatan) untuk menarik elektron kepadanya. Semakin besar elektronegativitas, semakin mudah atom tersebut menarik elektron kepadanya sendiri. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, elektronegativitas cenderung semakin kecil. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, elektronegativitas cenderung semakin besar.

Elektronegativitas dari unsur-unsur dalam skala Linus Pauling
(Sumber: Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.)

Sistem Periodik Unsur – Referensi
Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
– Chang, Raymond. 2010. Chemistry (10th edition). New York: McGraw Hill
– Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3rd edition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.
– Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc. – Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.

– Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill

– Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2nd edition). New York: W.H. Freeman and Company
– Tro, Nivaldo J. 2011. Introductory Chemistry (4th edition). Illinois: Pearson Prentice Hall.

Judul Artikel: Sistem Periodik Unsur Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.

Alumni Kimia UI

Materi StudioBelajar.com lainnya:

1. Sifat Koligatif Larutan
2. Hukum Faraday
3. Tata Nama Senyawa