BAGIAN PROYEK PENGEMBANGAN KURIKULUM DIREKTORAT PENDIDIKAN MENENGAH KEJURUAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL JAKARTA 2002
KATA PENGANTAR
Pendidikan Menengah Kejuruan sebagai penyedia tenaga kerja terampil tingkat menengah dituntut harus mampu membekali tamatan dengan kualifikasi keahlian standar serta memiliki sikap dan prilaku yang sesuai dengan tuntutan dunia kerja. Sejalan dengan itu maka dilakukan berbagai perubahan mendasar di dalam penyelenggaraan pendidikan kejuruan. Salah satu perubahan tersebut adalah penerapan Sistem Pendidikan dan Pelatihan Berbasis Kompetensi. Dalam rangka mengimplementasikan kebijakan tersebut, maka dirancang kurikulum yang didasarkan pada jenis pekerjaan dan uraian pekerjaan yang dilakukan oleh seorang analis dan teknisi kimia di dunia kerja. Berdasarkan hal itu disusun kompetensi yang harus dikuasai dan selanjutnya dijabarkan ke dalam deskripsi program pembelajaran dan materi ajar yang diperlukan yang disusun ke dalam paket-paket pembelajaran berupa modul. Modul-modul yang disusun untuk tingkat I di SMK program keahlian Kimia Analisis dan Kimia Industri berjumlah dua belas modul yang semuanya merupakan paket materi ajar yang harus dikuasai peserta didik untuk memperoleh sertifikat sebagai laboran. Judul-judul modul dapat dilihat pada peta bahan ajar yang dilampirkan pada setiap modul.
BANDUNG, DESEMBER 2002
TIM KONSULTAN KIMIA FPTK UPI
i
DESKRIPSI
Modul sistem periodik ini adalah modul nomor ke enam yang harus dikuasai di Tingkat I baik untuk Analisis Kimia maupun Analisis Kimia Industri. Dalam modul ini dibahas mengenai dasar penyusunan sistem periodik unsur serta sifat keperiodikan unsur. Pembahasan materi tersebut dibagi ke dalam dua kegiatan yaitu kegiatan ke 1 membahas mengenai dasar penyusunan sistem periodik dan kegiatan ke 2 mengenai sifat keperiodikan unsur. Di samping penjelasan mengenai konsep-konsep yang berkaitan dengan sistem periodik, juga disajikan mengenai lembar kegiatan untuk membantu memahami konsepkonsep tersebut. Waktu untuk mempelajari modul ini, dialokasikan sebanyak 60 jam.
ii
PETA KEDUDUKAN MODUL
PRASYARAT
Untuk mempelajari modul ini, prasyarat yang harus dikuasai meliputi pengetahuan nomor atom, nomor massa , model atom, aturan penulisan konfigurasi elektron, dan elektron valensi.
PERISTILAHAN/GLOSARY
Periode
: menunjukkan jumlah kulit atom unsur yang ditempati elektron dan setiap periodik terjadi perubahan elektron secara teratur.
Golongan
: kumpulan unsur-unsur yang mempunyai sifat yang sama dan menunjukkan jumlah elektron terluar.
Jari-jari Atom
: merupakan jarak antara pusat inti dengan lintasan (kulit terluar).
Jari-jari Ion
: jarak antara inti sampai kulit terluar pada senyawa ion.
Potensial Ionisasi
: merupakan energi yang diperlukan untuk menjelaskan sebuah elektron yang terikat paling lemah dari suatu atom netral/ion dalam keadaan gas.
Afinitas Elektron
: merupakan besarnya energi yang dilepaskan bila suatu atom netral dalam keadaan gas menerima elektron.
Keelektron Negatifan
: kecenderungan atom netral dalam molekul yang stabil untuk menarik elektron.
Energi Ionisasi
: energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron
yang terikat paling lemah dari atom netral dalam keadaan gas
iv
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ...........................................................................................…………
i
Deskripsi Judul .............................................................................................………..
ii
Peta Kedudukan Modul .................................................................................……….
iii
Prasyarat ........................................................................................................……….
iv
Glosary ..........................................................................................................……….
vi
Daftar Isi .......................................................................................................……….
v
Petunjuk Penggunaan Modul ........................................................................……….
1
Tujuan
1
a. Tujuan Akhir ………………………………………………………………. b. Tujuan Antara …………………………………………………………….. Kegiatan Belajar 1 : Dasar Penyusunan Sistem Periodik Unsur ............……………
2
Kegiatan Belajar 2 : Sifat Keperiodikan Unsur………………………………….
15
Lembar Evaluasi .........................................................................................…………
23
Lembar Kunci Jawaban ................................................................................………..
27
Daftar Pustaka ..............................................................................................………..
28
v
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL 1. Pelajarilah matert dalam modul ini hingga benar-benar faham dan mengerti 2. Jawablah latihan-latihan yang ada, kemudian cocokkan hasil latihan Anda dengan kunci jawaban 3. Ukurlah kemampuan Anda dengan mengerjakan evaluasi, bila jawaban Anda banyak yang salah (kurang 75%), bacalah lagi modul ini dan kerjakan lagi soal-soalnya 4. Bila mengalami kesulitan dalam melakukan kegiatan mintalah bimbingan
TUJUAN Tujuan Akhir Setelah mempelajari modul ini, diharapkan Anda mampu menerapkan konsep unsur dan sifatnya dalam menggunakan bahan kimia.
Tujuan Antara Setelah melaksanakan kegiatan belajar diharapkan Anda mampu: 1. Mengelompokkan unsur sampai dengan tabel periodik menurut IUPAC 1985 berdasarkan pada nomnor massa dan nomor atom 2. Menjelaskan letak unsur-unsur dalam sistem periodik berdasarkan pada konfigurasi elektron. 3. Menggolongkan unsur-unsur ke dalam logam, metaloid, dan non logam berdasarkan pada penggolongan unsur dalam tabel periodik. 4. Mendeskripsikan sifat keperiodikkan unsur berdasarkan pada konfigurasi elektron
KEGIATAN BELAJAR 1 DASAR PENYUSUNAN SISTEM PERIODIK UNSUR Tujuan : Setelah mempelajari kegiatan belajar 1 ini diharapkan Anda dapat: 1. Mengelompokkan unsur sampai dengan tabel periodik IUPAC 1985 berdasarkan pada nomnor massa dan nomor atom 2. Menjelaskan letak unsur-unsur dalam sistem periodik berdasarkan pada konfigurasi elektron 3. Menggolongkan unsur-unsur ke dalam logam, metaloid, dan non logam berdasarkan pada penggolongan unsur dalam tabel periodik Unsur yang telah dikenal sampai saat ini sekitar 109 unsur. Untuk mempermudah dalam mempelajarinya,
unsur –unsur dikelompokkan berdasarkan persamaan sifat
kimianya. Penyusunan unsur-unsur yang dipelajari sekarang adalah berdasarkan sistem periodik unsur
yang dikenal dengan sistem periodik panjang. Sistem periodik
disusun Moseley
yang
merupakan pengembangan dari sistem periodik yang dikemukakan oleh
Lothar Meyer dan Mendeleyef.
Penjelasan mengenai
penyusunan sistem periodik panjang
sistem periodik panjang,
dasar
dan hubungan sistem periodik unsur dengan
konfigurasi elektron, serta sifat – sifat keperiodikan akan diuarikan dalam modul ini.
Lembar informasi 1. Dasar Penyusunan Sistem Periodik Unsur Penyusunan sistem periodik unsur didasarkan pada nomor atomnya.
Sifat-sifat unsur
merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya. Sistem periodik unsur dapat dijelaskan berdasarkan konfigurasi elektronya. Hal ini disebabkan unsur –unsur yang mempunyai elektron terluarnya sama akan mempunyai sifat kimia yang sama dan diletakkan dalam satu kelompok atau satu golongan. Susunan unsur – unsur dalam sistem periodik ditunjukkan seperti Gambar 1.1
Gambar 1.1 Sistem Periodik Unsur
Kolom (deret) horisontal menyatakan periode dan kolom vertikal menyatakan golongan. Sistem periodik unsur terdiri atas periode dan golongan. 1.1 Periode Periode menunjukkan jumlah kulit atom unsur yang ditempati elektron dan setiap periode terjadi perubahan elektron secara teratur. Sistem periode unsur terdiri atas tujuh (7) periode, dengan perincian sebagai berikut. Periode
pertama terdiri atas 2 unsur, yaitu unsur hidrogen dan helium (He). Hidrogen
adalah gas yang membentuk molekul H2 , sedangkan He tidak membentuk molekul, tetapi berada sebagai atom He. He dalam keadan biasa tidak membentuk senyawa. Periode kedua
mengandung 8 unsur dari litium (Li) sampai Neon (Ne). Li
merupakan logam yang sangat elektropositf, dan mudah membentuk senyawa elektropositif dan masih mempunyai sifat logam, Unsur boron tidak mempunyai sifat logam dan dapat membentuk oksida asam dengan rumus B2 O3 . Unsur berikutnya karbon, nitrogen, oksigen, dan fluor merupakan unsur yang semakin elektronegatif. Unsur terakhir adalah Ne yang merupakan gas mulia. Periode 3 terdiri atas 8 unsur, yaitu dari Na sampai gas mulia argon (Ar) . Unsur periode 3 dari kiri ke kanan cenderungan berubah sifat dari logam menjadi non logam dan sifat elektronegatifan semakin besar. Sifat fisika dan kimia
peride ini mirip dengan unsur
periode 2, misalnya Na sama dengan Li bersifat logam dan Mg sama dengan Be. Periode 1, 2 , dan 3 disebut periode pendek. Periode 4 dan 5 masing – masing terdiri atas
18 unsur. Periode 4 adalah unsur
kalium (K) dan kalsium (Ca) merupakan unsur logam dan sangat elektropositif. Unsur Zn, Cu, Sc, Ti,V, Cr, Mn, Fe, Co, dan Ni merupakan unsur transisi dan bersifat logam. Unsur Ga, Ge, As, Se, Br, dan Kr merupakan unsur bukan logam dan sifat elektronegativannya semakin besar. Periode 5 adalah unsur Rb sampai Xe. Unsur Rb dan Sr bersifat logam dan elektropositif. Unsur Y sampai Cd merupakan unsur transisi, sedangkan unsur In sampai Xe adalah non logam dan sifat elektronegatifnya semakin besar. Sifat kimia dan fisika periode 3 dan 4 mempunyai sifat yang mirip. Periode 6 terdiri atas 32 unsur, yaitu unsur Cs, La , Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po, At, dan Rn. Unsur La (lantanida) terdiri atas 14 unsur. Periode 7 adalah unsur Fr sampai Bc. Unsur –unsur aktinida termasuk dalam priode ini. 1.2 Golongan Sistem periodik
terdiri atas 8 golongan A (utama) dan 8 golongan B (transisi).
Unsur - unsur yang mempunyai persamaan sifat kimia diletakkan dalam satu golongan dan setiap satu golongan mempunyai elektron terluar sama (elektron valensi unsur). Golongan IA (alkali) merupakan unsur logam kecuali hidrogen dan Fr (radioaktif). Unsur golongan IA merupakan unsur elektropositif dan sangat reaktif, sehingga unsur golongan IA tidak diperoleh dalam keadaan bebas di alam, tetapi sebagai senyawa. Golongan IA meliputi H, Li, Na, K, Rb, Cs, dan Fr. Golongan
VIIA
atau
halogen
merupakan
unsur
non
logam
dan
bersifat
elektronegatif serta reaktif. Unsur gol VIIA meliputi, fluor, klor, brom, iod, dan astatin (At). Unsur golongan VIIA membentuk molekul diatomik sebagai F2 , Cl2 , Br2 , dan I2 . Golongan gas mulia meliputi He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Ra. Unsur gas mulia sukar bereaksi dengan unsur lain pada suhu biasa, sehingga di alam dapat dijumpai sebagai atom unsur gas mulia. Unsur transisi (golongan B) terletak di antara golongan IIA dan IIIA dan semuanya bersifat logam. Umumnya, logam unsur transisi mempunyai persamaan sebagai berikut:
Ø jumlah elektron di kulit terluar sama Ø titik lebur dan titi didih tinggi Ø jari-jari atom yang hampir sama Ø energi potensialnya sedikit bertambah besar dengan bertambahnya nomer
atomnya Selain itu, umumnya senyawa dari unsur transisi mempunyai warna , baik dalam keadaan padat maupun larutan. Berikut merupakan contoh warna larutan yang mengandung ion dari unsur transisi;
2.
Kuning
: Fe 3+, CrO 4 2- , Cr2 O7 2-,, Au 3+, Au +
Ungu
: MnO4 -
Biru
: Cu 2+ , Cr 2+
Hijau
: Fe 2+ , Ni 2+
, Ti 3+
Hubungan Sistem Periodik Unsur dengan Konfigurasi Elektron Unsur - unsur dalam sitem periodik dapat dijelaskan berdasarkan konfigurasi
elektron.
Penggolongan unsur pada sistem periodik dapat dubedakan berdasarkan pada
pengisian elektron terakhir. Perhatikan tabel 1.1. di bawah ini. TABEL 1.1 KONFIGURASI ELEKTRON UNSUR H SAMPAI Al Unsur H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al
Nomer Atom 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Konfigurasi Elektron 1
1s 1s2 1s2 2s1 1s2 2s2 1s2 2s2 2p1 1s2 2s2 2p2 1s2 2s2 2p3 1s2 2s2 2p4 1s2 2s2 2p5 1s2 2s2 2p6 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 3s2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Periode 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3
Golongan IA VIIIA IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA IA IIA IIIA
Berdasarkan contoh di atas dapat disimpulkan Ø untuk golongan utama (A) jumlah kulit elektron menunjukkan periode Ø jumlah elektron di kulit terluar (elektron valensi) atom unsur menunjukkan
golongan unsur tersebut. Ø elektron terluar berakhir pada orbital s menunjukkan golongan IA dan IIA
kecuali He Ø elektron terluar berakhir pada orbital p menunjukkan golongan IIIA dan VIIIA
Konfigurasi elektron unsur golongan transisi (B) mempunyai konfigurasi elektron yang berbeda dengan golongan utama (A), yaitu elektron terluar sudah mulai mengisi orbital d. Sebagai contoh konfigurasi elektron unsur golongan transisi ditunjukkan pada tabel 1.2 TABEL 1.2 KONFIGURASI ELEKTROM UNSUR GOLONGAN TRANSISI Unsur Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Y Mo
Nomer Atom 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 39 42
Konfigurasi Elektron
Periode
Golongan
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d4
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB IIIB VIB
Berdasarkan konfigurasi elektron unsur transisi (golongan B), bahwa elektron sudah mulai mengisi orbital d. Secara umum konfigurasi elektron transisi adalah . . . ns 2 (n-1)d 10
.
; dengan
1-
n = bilangan kuantum utama . Beberapa unsur golongan B mempunyai
konfigurasi yang tidak mengikuti aturan seperti Cr dengan nomer atom 24 dengan konfigurasi elektron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 , dalam sistem periodik terletak pada periode 4 golongan VIB. Unsur yang konfigurasinya sudah mulai mengisi orbital 4f dan 5f termasuk unsur Lantanida dan unsur Aktinida yang masing-masing berisi 14 unsur. Unsur Lantanida
mempunyai konfigurasi elektron berakhir
pada orbital 4f dan unsur Aktinida mempunyai
konfigurasi elektron berakhir pada orbital 5f. Sebagai contoh: Pm (nomer atom 61) ; (Inti Xe) 6s2 4f6 5d1 , periode 6 golongan Lantanida U (nomer atom 92) : (Inti Rn) 7s2 5f3 6d1 , periode 7, golongan Aktinida Secara keseluruhan hubungan konfigurasi elektron dengan siatem periodik unsur dapat disimpulkan: Ø Unsur golongan IA dan IIA ,konfigurasi elektron berahkir pada orbital s,
sehingga disebut blok s Ø Unsur golongan IIIA dan VIIIA, konfigurasi elektron berahkir pada orbital p,
sehingga disebut blok p Ø Unsur golongan transisi (B), elektron mulai mengisi
orbital d, sehingga disebut
blok d Ø Unsur golongan La dan Aktinida, elektron mulai mengisi orbital f, sehingga
disebut blok f.
TABEL 1.3 PENGGOLONGAN UNSUR BERDASARKAN IUPAC 1985 Nama Golongan
Konfigurasi Elektron
Lambang golongan menurut
terluar
rekomendasi IUPAC 1985
Alkali
ns1
1
Alkali tanah
ns2
2
Transisi
(n - 1) d1 ns2
3
Transisi
(n - 1) d2 ns2
4
Transisi
(n - 1) d3 ns2
5
Transisi
(n - 1) d5 ns1
6
Transisi
(n - 1) d5 ns2
7
Transisi
(n - 1) d6 ns2
8
Transisi
(n - 1) d7 ns2
9
Transisi
(n - 1) d8 ns2
10
Transisi
(n - 1) d10 ns1
11
Nama Golongan
Konfigurasi Elektron
Lambang golongan menurut
terluar
rekomendasi IUPAC 1985
Transisi
(n - 1) d10 ns2
12
Boron, Alumunium
ns2 np 1
13
Karbon, Silikon
ns2 np 2
14
Nitrogen, Fosfor
ns2 np 3
15
Oksigen, Belerang
ns2 np 4
16
Halogen
ns2 np 5
17
Gas Mulia
ns2 np 6
18
Berdasarkan
pengisian elektron terakhir
dari konfigurasi elektron suatu unsur,
maka dapat dibedakan pula menjadi 4 blok, yaitu : 2.1. Unsur-unsur blok s, yaitu unsur-unsur yang pengisian elektronnya diakhiri pada orbital s ( Unsur-unsur blok s : n s 1,2 ) 2.2 Unsur-unsur blok p, yaitu unsur-unsur dengan pengisian elektron terakhir pada orbital p ( unsur-unsur blok p : n s 2 n p 1……6 ) 2.3 Unsur-unsur blok d, yaitu unsur - unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada orbital d ( Unsur-unsur blok d : (n - 1) d 1-10 ) 2.4 Unsur-unsur blok f, yaitu unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakjir pada orbital f ( Unsur-unsur blok f : ( n-2 ) f
1…….14
(n-1) d1 n s2
Secara diagram dalam sitem periodik, digambarkan seperti gambar 1. 2. dibawah ini. Untuk mempermudah dan agar tidak terlalu panjang maka blok f ditempatkan di bawah unsur-unsur blok d,
Gambar 1.2 Diagram Blok Unsur dalam Sistem Periodik
Pembagian blok unsur-unsur adalah sebagai berikut.
TABEL 1.4 PEMBAGIAN BLOK-BLOK UNSUR Blok
Golongan ( IUPAC lama )
Golongan
(IUPAC
1985/baru) S
I A dan IIA
1,2
P
IIIA,IVA,VA,VIA,VIIA,VIIIA
3,4,5,6,7,8,9,10
D
IIIB,IVB,VB,VIB,VIIB,VIIIB,IB,IIB
11,1213,14,15,16,17,18
F
Lantanida dan aktinida
Menurut IUPAC lama, unsur-unsur digolongkan ke dalam golongan utama ( golongan A) dan golongan transisi ( golongan B).
3. Unsur logam , metaloid dan bukan logam Berdasarkan berbagai sifat fisika dan kimia dari unsur-unsur dapat dikelompokan sebagai logam dan bukan logam ( perhatikan gambar 3.2). Logam mepunyai sifat seperti mengkilap, rapat, dapat ditempa, dapat dibengkokkan , dan tahan terhadap tarikan serta sebagai penghantar panas dan listrik yang baik. Logam mempunyai titik leleh tinggi, kecuali Hg yang berbentuk cair pada suhu ruang, Cs, Ga, dan Fr mempunyai titik leleh antara 25 – 30 0 C. Bukan logam mempunyai kerapatan rendah dan getas bila berda dalam keadaan padat, dan merupakan penghantar panas dan listrik yang jelek. Sebagian besar unsur bukan logam mempunyai titik leleh rendah dan berbentuk gas pada suhu ruang. Semua unsur gas mulia adalah gas. Oksigen, hidrogen, klor, nitrogen, dan fluor adalah gas. Garis tebal pada sistem periodik unsur merupakan pembatas antara unsur logam dan bukan logam. Unsur di sebelah kiri garis adalah unsur logam dan jumlahnya lebih banyak, sedangkan unsur di sebelah kanan merupakan unsur bukan logam. Unsur yang berada dekat dengan garis tebal (batas) merupakan kombinasi sifat logam dan non logam, yang disebut metaloid atau setengah logam. Contoh : arsen (As dengan nomor atom 33) merupakan zat padat berwarna abu-abu dan bersifat getas. Irisan arsen yang baru, tampak berkilap seperti logam. Arsen berperan sebagai logam bila bersenyawa dengan oksigen atau klor, tetapi berperan sebagai bukan logam pada reaksi kimia yang lain. Sifat terpenting unsusr metaloid adalah mampu menghantarkan listrik, sehingga metaloid dikenal sebagai semikonduktor.
LEMBAR KERJA 1 Tujuan : berlatih menentukan letak unsur berdasarkan konfigurasi elektronnya. 1. Perhatikan sistem periodik panjang berikut ini!
Pertanyaan 1 Berdasarkan sistem periodik di atas, lengkapi tabel berikut dan jawab pertanyaannya Lambang atom
Nomor atom
Konfigurasi elektron KLM
Jumlah kulit
Elektron valensi
Golongan
Periode
H
______
____________
______
________
_______
______
Li
3
2,1
2
1
1
2
Na
______
____________
______
________
_______
______
Be
______
____________
______
________
_______
______
Mg
______
____________
______
________
_______
Ca
______
____________
______
________
_______
N
______
____________
______
________
_______
P
______
____________
______
________
_______
______ ______ ______ ______
Berdasarkan data pada tabel tersebut, jelaskan pengertian golongan dan periode! Golongan
: __________________________________________________________
Periode
: ________________________________________
2. Konfigurasi Elektron A. Susunlah konfigurasi electron dari unsure-unsur yang terdapat di dalam tabel berikut: Lambang Unsur
Konfigurasi Elektron
Elektron Valensi
Li
(He)2s1
_________
4
Na
_________
_________
12
K
_________
_________
20
37
Rb
_________
_________
38
55
Cs
_________
56
3 11
19
2
5
Konfigurasi Elektron
Elektron Valensi
Be
(He)2s 2
_________
Mg
_________
_________
Ca
_________
_________
Sr
_________
_________
Ba
_________
_________
F
(He) 2s 2p
_________
21
Cl
_________
_________
22
Br
_________
_________
23
I
_________
_________
24
9 17 35
_________
Lambang Unsur
53
2
1
Sc
(Ar)4s 3d
_________
V
_________
_________
Ti
_________
_________
Cr
_________
_________
. b. Jawablah pertanyaan-pertanyaan pada bagian B dan letakkan jawabanmu pada tabel berikut dengan menuliskan lambang unsurnya.
B. Pertanyaan: 1. Apakah gas yang komposisinya paling besar di atmosfer ? 2. Unsur apakah yang terkandung dalam pasta gigi? 3. Gas apakah yang diperlukan untuk pernapasan? 4. Unsur apakah yang menyebabkan air sumur menjadi keruh? 5. Senyawa apakah yang diperlukan oleh tubuh untuk keseimbangan tubuh? 6. apakah zat yang ini dipergunakan dalam pengobatan luka? 7. Unsur apakah yang dipergunakan di dalam batu batere? 8. Unsur apakah yang banyak terdapat pada batu kapur? 9. Zat apakah yang digunakan di dalam termometer? 10. Zat apakah yang bisa digunakan sebagai pembunuh kuman di kolam renang? 11. Senyawa unsur apakah yang digunakan di dalam fografi? 12. Senyawa unsur apakah yang digunakan di dalam racun tikus? 13. Logam apakah yang banyak digunakan sebagai alat rumah tangga? 14. Unsur apakah yang banyak terdapat di gunung berapi? 15. Zat apakah yang digunakan di dalam sirkuit alat-alat listrik? 16. Gas apakah yang digunakan sebagai nama lampu? 17. Unsur apakah yang diperlukan untuk petumbuhan tulang? 18. Unsur apakah yang digunakan untu pelapis logam? 19. Logam berat apakah yang merupakan pencemar dari bahan bakar bens in? 20. Logam apaka yang banyak digunakan sebagai perhiasan? 21. Senyawa unsur apakah yang digunakan sebagai perhiasan? 22. Gas apakah yang dapat digunakan untuk pengisi balon udara? 3. Blok-blok pada Sistem Periodik Letakkan unsur-unsur pada bagian A ke dalam bagan sistem periodik berikut! Unsur yang mempunyai elektron terluar pada subkulit s di dalam sistem periodik termasuk blok s, pada subkulit p termasuk blok p, dan seterusnya. Buatlah daerah pada sistem periodik yang menunjukkan blok s, p, d dan f dengan warna yang berbeda!
Keterangan:
Blok s = warna ………. Blok p = warna ………. Blok d = warna ………. Blok f = warna ………..
1. Lengkapi tabel berikut! No. Atom
Lambang
Konfigurasi Elektron
Perioda
Golongan
Blok
5
_________
_________
________
________
________
______
_________
1s2 2s2 3p5
_
_
_
___
_________
_________
________
________
________
______
_________
_________
_
_
_
___
Mn
_________
3
1
________
20
_________
(Ar) 3d10 4s2
________
________
_
______
_________
_________
_
_
________
___
_________
_________
________
________
_
______
Xe
_________
_
_
________
___
_________
_________
________
________
_
33
_
_
________
______
________
________
_
___
_
_
________
______
5
2
_
___
________
________
________
92
_
_
_
________
________
________
_
_
_ ________ _
KEGIATAN BELAJAR 2 SIFAT KEPERIODIKAN UNSUR
Tujuan Mendeskripsikan sifat keperiodikkan unsur berdasarkan pada konfigurasi elektron Lembar Informasi Sifat unsur – unsur dalam sitem periodik terutama ditentukan berdasarkan: Ø jumlah muatan inti dan muatan elektron Ø jumlah kulit elektron, jarak elektron dalam berbagai kulit dan jarak antara
elektron dengan inti Ø jumlah elektron pada kulit terluar yang sering disebut dengan elektron valensi
1. Jari – jari atom Jari – jari atom merupakan jarak antara pusat inti dengan lintasan (kulit) terluar. Jarijari atom ini dapat ditentukan dengan sinar X, mengukur jarak inti antara dua atom yang terikat dalam ikatan kovalen tunggal, dengan jari – jari atomnya sama dengan setengah jarak antara dua inti. Unsur dalam sistem peridik, unsur pada periode sama
jari – jari
atom semakin ke kanan makin kecil. Hal ini disebabkan jumlah elektron berrtambah, berarti muatan inti juga bertambah, mengakibatkan tarikan inti terhadap elektron makin besar dalam kulit (lintasan elektron ) yang sama. Jadi jarak inti dengan elektron semakin dekat. Dalam satu golongan, unsur-unsur mempunyai jari – jari atom semakin besar dengan bernmabahnya nomor atom atau dari atas ke bawah.
2. Jari – jari ion Jari-jari ion adalah jarak dari inti sampai kulit terluar pada senyawa ion. Umumnya, jari-jari ion positip lebih kecil dari jari-jari atomnya, sedangkan jari-jari ion negatif lebih besar dari jari – jari atomnya. Sebagai contoh perhatikan tabel 3.3.
TABEL 2.1 JARI-JARI ATOM DAN ION Golongan
Simbol atom
Jari-jari atom (A0 )
Jari-jari ion
muatan
IA
Li
135
60
+1
Na
154
95
+1
K
196
133
+1
Rb
211
148
+1
Cs
225
169
+1
Be
90
31
+2
Mg
130
65
+2
Ca
174
99
+2
Sr
192
113
+2
Ba
198
135
+2
Al
143
50
+3
Ga
122
62
+3
In
162
81
+3
N
70
171
-3
P
110
212
-3
O
66
140
-2
S
104
184
-2
Se
117
198
-2
Te
137
221
-2
F
64
136
-1
Cl
99
181
-1
Br
114
195
-1
I
133
216
-1
IIA
IIIA
VA VIA
VIIA
3. Potensial ionisasi Potensial ionisasi merupakan energi yang diperlukan untuk melepaskan sebuah elektron yang terikat paling lemah dari suatu atom netral/ion dalam keadaan gas. Sebagai contoh: Na (g)
à
Na(g) + + e
E = 495,8 Kj/mol
Gambar 2.1 Energi Ionisasi Pertama dengan Nomor Atomnya
Lambang Energi Ionisasi
Ke - 1 Ke - 2 Ke - 3 Ke - 4
H 1312 Li 520 7297 11787 Na 496
He 2362 5250 Be 899 1757 15845 21003 Mg 738
K 419
Ca 590
B 801
C 1086
N 1402
O 1314
F 1681
Ne 2080
Al 577
Si 786
P 1012
S 999
Cl 1255
Ar 1520
Gambar 2.2 Harga potensial ionsisasi
Berdasarkan gambar 2.2
dapat dijelaskan bahwa potensial ionisasi unsur dalam satu
golongan makin kecil semakin ke bawah, berarti makin mudah mengion. Hal ini disebabkan gaya tarik inti terhadap elektron terluar makin lemah dengan bertambahnya jumlah kulit. Dalam satu periode makin ke kanan makin besar potensial ionisasinya. Hal ini disebabkan jarak antara inti dengan elektron terluar semakin dekat, sehingga daya tariknya semakin kuat. 4. Affinitas elektron Affinitas elektron merupakan besarnya energi yang dilepaskan, bila suatu atom netral dalam keadaan gas menerima elektron. Sebagai contoh: Cl (g)
+e
à
Cl (g) -
A = 349 Kj/mol
Umumnya, dalam satu periode makin ke kanan adalah makin besar affinitasnya, dan dalam satu golongan adalah makin kecil semakin ke bawah. 5. Keelektronegativitas Keelektronegativitas adalah suatu kecenderungan atom netral dalam molekul yang stabil untuk menarik elektron. Karena elektronegativitas merupakan sifat periodik unsur, maka elektronegativitas juga bergantung pada nomer atom unsur.
Daftar elektronegativitas
unsur-unsur ditunjukkan pada tabel 3.4. TABEL 2.2 DAFTAR ELEKTRONEGATIVITAS UNSUR H 2,1 Li 1,0
Be 1,5
B 2,0
C 2,5
N 3,0
O 3,5
F 4,0
Na 0,9
Mg 1,2
Al 1,5
Si 1,8
P 2,1
S 2,5
Cl 3,0
K
0,8
Ca 1,0
Sc 1,3
Ge 1,8
As 2,0
Se 2,4
Br 2,8
Rb 0,8
Sr 1,0
Y 1,2
Sn 1,8
Sb 1,9
Te 2,1
I 2,5
Cs 0,7
Ba 0,9
Berdasarkan harga elektronegativitas ini dapat digunakan untuk menentukan jenis ikatan yang terjadi antara dua atom yang bersenyawa. Bila perbedaan elektronegativitas
antara dua atom yang bersenyawa > 1,5, senyawa yang terbentuk berikatan ion atau elektrovalen, sedangkan perbedaan elektronegativitas < 1,5
senyawa yang terbentuk
berikatan kovalen. Umumnya, unsur logam mempunyai elektronegativitas lebih kecil daripada unsur bukan
logam.
Hal
ini
berarti
atom
unsur
logam
mudah
melepaskan
elektron
(membentuk ion positif) dan atom unsur bukan logam lebih mudah menerima elektron atau membentuk ion negatif.
Lembar Kerja 2 1. Jari-Jari Atom Jarak antara inti atom dengan elektron terluar disebut jari-jari atom. Penentuan jarijari atom, yaitu dengan mengukur jarak antara inti-inti dalam senyawa kovalen menggunakan difraksi sinar X. Untuk mengetahui keperiodikan jari-jari atom dari unsurunsur dalam sistem periodik, amati grafik 2.2 di bawah ini!
Gambar 2.2 Keperiodikan jari-jari atom
Jari-jari atom bergantung pada jumlah kulit elektron, jumlah muatan inti, gaya tarikmenarik antara inti dengan kulit elektron terluar. Pertanyaan Berdasarkan gambar di atas jelaskan keperiodikan jari-jari dalam satu periode: _________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________
Keperiodikan dalam satu golongan: _________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________
2. Energi Ionisasi Energi ionisasi pertama adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari atom netral dalam keadaan gas. Energi ionisasi dinyatakan dalam kJ per mol. Energi ionisasi unsur-unsur dalam satu periode atau dalam satu golongan dapat kamu pelajari berdasarkan grafik energi ionisasi pertama terhadap nomor atom Pertanyaan
Penyelesaian
ionisasi, ___________________________________ jelaskan bagaimana perubahan energi ___________________________________ ionisasi pertama dari unsur-unsur dalam ___________________________________ ___________________________________ satu periode! Berdasarkan
gambar
energi
Jelaskan pula perubahan energi ionisasi
___________________________________
unsur-unsur dalam satu golongan!
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________
3. Afinitas Elektron Jika suatu atom netral dalam bentuk gas menangkap elektron sehingga terbentuk ion negatif, maka atom tersebut akan melepaskan energi. Contoh, atom fluor menangkap satu elektron membentuk ion fluorida akan melepaskan energi sebesar 328 kJ/mol. F + e-
F- ; ∆H = -328 kJ mol -1
Perubahan energi yang digunakan untuk penambahan elektron pada atom netral dalam keadaan gas sehingga terbentuk ion negatif, disebut afinitas elektron. Perubahan energi ini dinyatakan dengan tanda negatif karena pada proses tersebut energi dilepaskan.
Untuk mempelajari afinitas elektron, perhatikan tabel di bawah ini!
TABEL 2.3 PERUBAHAN ENERGI SUATU UNSUR Golongan
IA
Periode
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
1
H -73
2
Li -60
B -27
C -122
N 0
O -141
F -328
3
Na -53
Al -44
Si -134
P -772
S -20
Cl -349
4
K -48
Ga -30
Ge -120
As -77
Se -195
Br -325
5
Rb -47
In -30
Sn -121
Sb -101
Te -190
I -295
Pertanyaan a. Berdasarkan tabel di atas, bagaimana kecenderungan harga afinitas elektron unsur-unsur dakam satu golongan? b. Mengapa unsur-unsur golongan IIA dan VIIIA tidak tercantum pada tabel afinitas elektron di atas?
4. Keelektronegatifan Skala keelektronegatifan menunjukkan kecenderungan dari atom netral dalam molekul yang stabil menarik elektron untuk digunakan bersama. Skala ini dikenal dengan besaran elektronegatifitas atau keelektronegatifan. Perhatikan tabel keelektronegatifan a. Berdasarkan data tabel di atas besaran keelektronegatifan dalam 1) Satu periode ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 2) Satu golongan ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________
b. Jika unsur A lebih elektronegatif daripada unsur B, tentukan ke arah mana pasangan elektron akan tertarik dalam senyawa AB
LATIHAN 2 1. Pasangan unsur berikut tunjukkan unsur yang mempunyai: jari-jari atom terbesar, energi ionisasi terbesar. a. Na dan P
b. Li dan Cs
c. As dan F
e. Fe dan Br
f. Ca dan Mg g. Al dan F
d. Sr dan Si h. Pb dan N
2. Pasangan unsur berikut tunjukkan yang mempunyai elektronegativitas lebih besar a. Na dan Cl
b. Fe dan Br
c. Ca dan O
d. Br dan F
e. K dan Cs
f. Ba dan F
g. Mg dan O
h. C dan Cl
LEMBAR EVALUASI
1. Dalam sistem periodik, unsur-unsur transisi dalam mulai dijumpai sejak peride ke…. A. 3 D. 6 B. 4
E. 7
B. 5 2. Bertambahnya kereaktifan unsur-unsur alkali menurut urutan Li, Na, K, Rb dan Cs disebabkan oleh bertambahnya A. jumlah elektron
D. massa atom
B. nomor atom C. jari-jari atom
E. jumlah proton
3. Dalam urutan unsur-unsur 15 P
16 S
17 Cl
harga energi ionisasi akan….
A. naik
D. naik lalu turun
B. turun
E. turun lalu naik
C. sama besar 4. Unsur dengan struktur elektron [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p3 termasuk golongan A VA
B. VB
C. IIIA
D. IIIB
E. lantanoida
5.Di bawah ini tercantum harga jari-jari aton unsur alkali dari Li sampai Cs. Manakah harga jari-jari atom natrium? A. 135 pm
B. 211 pm
C 196 pm
D. 225 pm
E. 154 pm
Untuk menjawab soal nomor 7 sampai 12, pergunakanlah sisitem periodik di bawah ini, di mana unsur-unsur ditandai dengan kode-kode huruf. IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
Periode ke-2
H
I
Periode ke-3
Q
Periode ke-4
Y
…
K
L
M
N
O
P
R
…
S
T
U
V
W
X
Z
…
A
B
C
D
E
F
6.Unsur yang memiliki tiga elektron di kulit terluar adalah A. B
B. T
C
N
D. K
E. Z
VIIIA
7. Unsur yang termasuk logam alkali adalah A K
B. Q
C.
I
D X
E. L
8. Unsur yang paling mudah menarik elektron adalah A. P 9.
B. F
C.
O
D. Y
E. H
D O
E Y
Energi ionisasi terbesar dimiliki oleh unsur A. P
B. F
C.
H
10. Dua unsur yang memiliki sifat yang sama adalah …. A.
O dan F
D. N dan P
B. H dan I
E M dan C
C. R dan S 11.Unsur dengan konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d8 5s2 terletak dalam periode dan golongan …. A. 4 dan IIA
D. 5 dan IIA
B. 5 dan II B
E. 5 dan VIIIB
C. 4 dan IIB 12. 15,6 gram logam monovalen (bervalensi satu) dilarutkan dalam larutan HCl, menghasilkan 4,48 liter gas (STP). Jika atom logam tersebut mengandung 20 netron, kedudukan logam itu dalam sistem periodik adalah periode dan golongan ke …. A. 3 dan IA
D. 4 dan IB
B. 4 dan IA
E. 4 dan IIA
C. 3 dan IB 13.Jika seandainya satu orbital dapat menampung tiga elektron, manakah konfigurasi elektron gas mulia? A. 1s3 2s3 2p9
C. 1s3 2s3 2p3
B. 1s3 2s3 2p4
D. 1s3 2s3 2p6
E 1s3 2s3 2p6
14. Atom dengan susunan elektron manakah yang mempunyai energi ionisasi paling tinggi? a. 1s1
D. 1s2 2s2
b. 1s2
E 1s2 2s2 2p1
c.
1s2 2s1
15.Sifat berikut yang tidak merupakan sifat periodik adalah A. energi ionisasi B. titik lebur
D.
warna
E.
keelektronegatifan
b. jari-jari atom 16. Nomor atom salah satu unsur golongan VIA adalah A. . 6
B. 12
C.
18
D. 20
E. 34
17. Manakah unsur-unsur berikut yang tersusun berdasarkan naiknya harga keelektronegatifan? A. F, Cl, Br
D. Br, F, Cl
B. F, Br, Cl
E. Cl, Br, F
C. Br, Cl, F 18. VIA
VIIA
Periode ke-3
S
Cl
Periode ke-4
Se
Br
Unsur-unsur yang tersusun menurut naiknya jari-jari atom adalah A. S, Cl, Se
D. Cl, Br, S
B. Cl, S, Se C. Se, Br, Cl
E. S, Cl, Br
19. Kelompok unsur di bawah ini yang paling baik menggambarkan perubahan sifat dari logam ke bukan logam adalah…. A. F, Cl, Br, I, At
D. Be, Mg, Ca, Sr, Ba
B. Li, Na, K, Rb, Cs
E. He, Ne, Ar, Kr, Xe
C. Mg, Al, Si, P, S 20. Sifat logam yang paling kuat di antara unsur-unsur berikut dimiliki oleh …. A. alumunium B. natrium C. magnesium
D.. kalsium E. kalium
21. Letak golongan unsur dalam sistem periodik ditentuklan oleh jumlah a. jumlah elektron valensi
d. jumlah kulit elektron
b. struktur elektron valensi
e. massa atom unsur
c. bilangan kuantum elektron valensi 22. Suatu unsur dengan nomor atom 13 mempunyai sifat kimia yang sama dengan unsur yang bernomor atom a. 21
b.
24
c. 28
d.
31
e. 35
23. Diketahui nomor atom F, Ne, dan Na masing-masing adalah 9, 10, dan 11. Manakah pernyataan di bawah ini yang benar? a. Jari-jari atom fluor lebih besar dari jari-jari ion Fb. Jari-jari atom natrium lebih kecil dari jari-jari ion Fc. Jari-jari ion Na+ lebih besar dari jari-jari atom natrium a.
Jari-jari atom fluor lebih kecil dari jari-jari atom neon
b.
Jari-jari atom neon lebih besar dari jari-jari ion Na+
24. Penggolongan unsur di bawah ini yang tidak benar adalah a.
natrium termasuk logam alkali
b.
besi termasuk unsur transisi
c.
radium termasuk gas mulia
d.
brom termasuk halogen
e.
stronsium termasuk logam alkali tanah
25. Periode kelima sistem periodik terdiri dari a.
2 unsur
d. 32 unsur
b.
8 unsur
e. 50 unsur
c.
18 unsur
LEMBAR KUNCI JAWABAN EVALUASI 1.
B
2.
C
3.
E
4.
A
5.
B
6.
E
7.
D
8.
B
9.
C
10. B 11. E 12. C 13. B 14. A 15. B 16. D 17. E 18. C 19. B 20. C 21. A 22. D 23. D 24. B 25. C
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James E , 1990, General Chemistry, Principle & Structur, Fifth Edition. New York : John Willy & Son Moris Jane, 1986, GCSE Chemistry, Deel & Hymon Petrucci Ralph, 1982, General Chemistry, Principles and Modern Application Third Edition, London: Macmillan Publishing Co . Poppy K Devi dkk, 2000. Mahir Kimia, Bandung : Rosdakarya
