Sistem periodik unsur adalah sebuah tabel yang memuat seluruh unsur kimia yang di kenal oleh IUPAC. Didalam tabel periodik, unsur kimia di kelompokan berdasarkan kemiripan sifatnya. dengan memamfaatkan tabel periodik kita dapat mengklasifikasi,penafsiran dan perkiraan dengan sistematik dari semua informasi kimia. Selain itu, kita juga dapat lebih mudah mempelajari stuktur atom. Utuk memudahkan mempelajari materi yang jumlahnya jutaan, para ahli mengelompokkan materi menjadi unsure, senyawa dan campuran.
1. Sejarah Perkembangan Sistem Periodik
Unsur-unsur yang jumlahnya terbatas (90 unsur alami dan 25 unsur buatan) merupakan komponen penyusun materi yang jumlahnya sangat banyak.Ahli kimia dari Arab dan Persia mengelompokkan zat-zat berdasarkan sifat fisis yang mudah dikenal, yakni sifat logam dan nonlogam.
| Sifat Logam | Sifat Non-logam |
| MengkilapUmumnya berupa padatan pada suhu kamarMudah ditempa/ dibentuk
Penghantar panas yang baik |
Tidak mengkilapDapat berupa padatan, cairan, dan gas pada suhu ruangSulit dibentuk dan rapuh
Bukan pnghantar panas yang baik |
Antoine Lavoiser (1789) Unsur-unsur dikelompokkan menjadi gas, non-logam, logam dan tanah berdasarkan sifat kimianya. John Dalton (1808) Mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atomny. Jons Jacob Berzelius (1828)Membuat daftar massa atom unsur-unsur yang akurat. Pengelompokkan unsur-unsur lebih lanjut berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat.
A. Triad Dobereiner
Tahun 1829, Johann Dobereiner mengelompokkan unsur-unsur berdasakan kemiripan sifat-sifatnya. Tiap kelompok beranggotakan tiga unsur, sehingga dinamakan dengan Triad. Dalam triad, unsur kedua memiliki sifat-sifat yang berada di antara unsur ke-1 dan ke-3. Triad Dobereiner melihat adanya hubungan antara sifat unsur dan massa atom.
Sebagai contohnya adalah triad antara unsur Litium (Li), natrium (Na), dan kalium (K). sifat Na berada antara Li dan K. Misalnya Na lebih reaktif jika dibandingkan Li tetapi kurang reaktif dibandingkan K. Unsur-unsur ini memiliki keteraturan yakni massar rata-rata unsur pertama dan ketiga sama dengan massa unsur kedua.Namun, pengelompokkan unsur menurut Dobereiner memiliki kelemahan karena pada kenyataannya di alam tidak hanya tiga unsur yang memiliki sifat yang mirip.
B. Hukum Oktaf Newlands
Oktaf Newlands pada tahun 1865 mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa . Menurutnya bila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya maka sifat unsur yang pertama akan sama dengan sifat unsur yang kedelapan, sifat unsur yang kedua akan sama dengan unsur yang kesembilan, dan seterusnya. Deretan ini dinamakan dengan Hukum Oktaf Newlands. Namun, pengulangan sifat unsur tidak hanya terdapat pada unsur ke delapan.
C. System Periodik Meyer
Tahun 1864, Lothar Meyer mengamati hubungan kenaikan massa atom dengan sifat unsur. Lothar Meyer menyusun unsur-unsur ke dalam tabel secara vertical berdasarkan kenaikan massa atom dan pengulangan/keperiodikan sifat fisis dan kimia unsur. Tabel itulah yang dikenal dengan tabel periodik.
D. System Periodik Mendeleev
Dmitri Mendeleev mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan sifat-sifatnya. Mendeleev mengemukakan bahwa unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat unsur akan terulang secara periodik. Dalam bentuk tabel, Mendeleev menata unsur-unsur ke dalam 12 baris mendatar dinamakan dengan perioda dan 8 baris tegak dinamakan dengan golongan. Unsur-unsur yang terdapat pada satu baris tegak memiliki sifat fisika dan sifat kimia yang sama.
Tahun 1869 Mendeleev membuat system periodiknya yang pertama. Penyusunan pada perioda akan berhenti dan berganti ke perioda berikutnya jika terjadi pebgulangan sifat unsur. Unsur-unsur dengan sifat yang mirip akan membentuk kolom yang dinamakan dengan golongan. Pengelompokkan unsur-unsur oleh Mndeleev lebih menekankan pada kesamaan sifat daripda kenaikan massa atom relatifnya. Akibatnya tersedia tempat kosong dalam tabel periodik tersebut. Akan tetapi system periodik Mendeleev memilki kelemahan, yakni adanya penempatan unsur-unsur yang tidak sesuai dengan kenaikan massa atom. Secara umum, penyusunan unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atom (Z) dapat mengatasi kelemahan penyusunan unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atomnya. Ini menjadi dasar pengelompokkan unsur-unsur dalam system periodik modern.
E. System Periodik Modern
Untuk mengatasi kelemahan para ahli sebelumnya dalam mengelompokkan unsur, maka pada tahun 1914 Henry Moseley mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atomnya. Ia beranggapan bahwa sifat dasar suatu unsur adalah berdasarkan nomor atom bukan nomor massa. Pengelompokkan unsur-unsur yang dikemukakan oleh Moseley terdiri dari dua lajur, yaitu lajur mendatar disebut perioda dan lajjur tegak dinamakan dengan golongan. Pengelompokkan unsur-unsur oleh Moseley dikenal dengan Sistem Periodik Modern. Hubungan konfigurasi electron dengan letak unsur dalam system peiodik modern adalah sebagai berikut:
- Unsur-unsur dalam periode yang sama mempunyai jumlah kulit electron yang sama. Jumlah kulit dinyatakan dengan bilangan kuantum n = 1,2,3,…. (nomor periode menyatakan jumlah kulit)
- Unsur-unsur dalam golongan yang sama memmiliki electron valensi yang sama. Nomor golongan menyatakan jumlah electron valensi yang sama.
Daftar Pustaka:
Brady, James E. dan senese Fred., 2004, Chemistry, Matter and Its Changes, Fourt Edition,John Wiley & Son.Inc
Johari,J.M.C dan Rachmawati M, 2008, Kimia 1 SMA dan MA untuk Kelas X, Esis
Parning, Horale, dan Tiopan, 2007, Kimia 1, SMA/MA kelas X, Yudhistira
Syukri S., 1999, Kimia Dasar I, Bandung: Penerbit ITB
Hai Quipperian, bagaimana kabarnya? Semoga selalu sehat dan tetap semangat belajar, ya.
Quipperian pasti tahu kan jika setiap senyawa kimia memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda-beda, misalnya NaCl dan KOH. Reaksi antara ion Na+ dan Cl– akan membentuk suatu garam, yaitu natrium klorida. Sementara itu, reaksi antara ion K+ dan OH– akan membentuk suatu basa yang disebut kalium hidroksida.
Apakah kedua senyawa memiliki persamaan? Tentu tidak ya, karena keduanya dibentuk oleh unsur yang berbeda. Bagaimana ilmuwan bisa tahu sifat-sifat dan macam-macam unsur? Keterangan lengkap tentang unsur biasa ditampilkan dalam bentuk SPU (sistem periodik unsur). Ingin tahu selengkapnya tentang sistem periodik unsur? Check this out!
Perkembangan Sistem Periodik Unsur
Adapun perkembangan sistem periodik unsur adalah sebagai berikut.
1. Pengelompokan oleh Antoine Lavoisier
Perkembangan sistem periodik unsur diawali pada tahun 1789 oleh Antoine Lavoisier. Pada tahun itu, Lavoisier berhasil mengelompokkan 33 jenis unsur berdasarkan sifat kimianya, misalnya gas, tanah, logam, dan nonlogam.
2. Pengelompokan unsur Triade Dobereiner
Pada tahun 1817, seorang kimiawan asal Jerman, Johann Wolfgang Dobereiner, berhasil mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa dan kesamaan sifatnya. Setiap kelompok terdiri dari tiga unsur. Itulah mengapa penemuannya dikenal sebagai Triade Dobereiner. Ketentuan dari triade ini adalah massa unsur yang di tengah merupakan rata-rata unsur awal dan akhirnya.
3. Pengelompokan unsur oktaf Newlands
Tampaknya, masih dari tanah Eropa ya Quipperian, tepatnya pada tahun 1864 seorang kimiawan asal Inggris, John Newlands, berhasil mengelompokkan unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif. Berdasarkan hasil penelitiannya, Newlands mendapati bahwa unsur kedelapan sifatnya mirip dengan unsur pertama, unsur kesembilan mirip dengan unsur kedua, dan seterusnya. Keunikan sifat yang seperti itulah kemudian disebut hukum oktaf. Kelemahan dari pengelompokkan oleh Newlands ini adalah hanya berlaku untuk unsur bermassa atom kecil.
4. Tabel periodik unsur Mendeleev dan Lothar Mayer
Hukum oktaf yang ditemukan oleh Newlands, mendorong ilmuwan asal Rusia dan Jerman, yaitu Dimitri Mendeleev dan Lothar Mayer, untuk meneliti kembali hubungan massa atom dan sifat kimia unsur. Penelitian keduanya fokus pada besaran yang berbeda. Mendeleev meneliti hubungan antara massa atom dan sifat-sifat kimia. Sementara itu, Mayer meneliti hubungan antara massa atom dan sifat-sifat fisika. Mendeleev berkesimpulan bahwa susunan unsur berdasarkan kenaikan massa atomnya akan menghasilkan perulangan sifat secara periodik. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum periodik unsur. Pada tahun 1871, Mendeleev berhasil menerbitkan tabel periodik unsur dengan lajur tegak disebut golongan dan lajur mendatar disebut periode.
5. Tabel periodik modern (bentuk panjang)
Pada tahun 1914, Henry Moseley menyatakan bahwa sifat dasar atom itu terletak pada nomor atomnya, bukan nomor massanya. Dari serangkaian penelitian yang ia lakukan, Henry Moseley berhasil memperbarui tabel periodik unsur yang digagas oleh Mendeleev. Tabel periodik unsur milik Moseley terdiri dari dua lajur, yaitu lajur mendatar disebut periode dan lajur tegak disebut golongan. Tabel periodik Moseley inilah yang biasa kamu gunakan di pelajaran Kimia. Berikut ini contohnya!
Adapun ketentuan lajurnya adalah sebagai berikut.
a. Periode
Periode menunjukkan banyaknya kulit yang terisi elektron. Artinya, nomor periode sama dengan jumlah kulitnya. Jumlah periode yang ada di tabel periodik unsur adalah 7.
- Periode 1 termasuk periode pendek karena memuat 2 unsur.
- Periode 2 dan 3 termasuk periode pendek karena memuat 8 unsur.
- Periode 4 dan 5 termasuk periode panjang karena berisi 18 unsur.
- Periode 6 termasuk periode sangat panjang karena berisi 32 unsur.
- Periode 7 termasuk periode belum lengkap karena belum semua unsurnya ditemukan.
b. Golongan
Golongan disusun berdasarkan kemiripan sifat. Jumlah golongan yang ada di tabel periodik unsur adalah 8. Kedelapan golongan dibagai menjadi dua, yaitu golongan A (utama) dan B (transisi).
Menentukan Letak Periode dan Golongan Suatu Unsur
Bagaimana cara menentukan unsur dan golongan suatu unsur? Check this out!
1. Golongan A
Elektron terakhir unsur golongan A berada di subkulit s atau p. Jika elektron terakhirnya berada di subkulit s, nomor golongannya sama dengan jumlah elektron terakhirnya. Jika elektron terakhirnya berada di subkulit p, nomor golongannya jumlah elektron terakhir pada subkulit s dan p (s + p).
2. Golongan B
Unsur yang berada di golongan B memiliki elektron terakhir di subkulit d. Nomor golongannya ditentukan dari hasil penjumlahan elektron di subkulit s dan d. Perhatikan ketentuan berikut.
- s2 d1 -> golongan IIIB
- s2 d2-> golongan IVB
- s2 d3-> golongan VB
- s1 d5-> golongan VIB
- s2 d5-> golongan VIIB
- s1 d10-> golongan IB
- s2 d10 -> golongan IIB
- s2 d5 s2 d7 s2 d8 -> golongan VIIIB
Perhatikan SUPER “Solusi Quipper” berikut ini.
3. Golongan transisi dalam (IIIB)
Golongan transisi dalam memiliki subkulit terakhir f. Contohnya lantanida di 4f dan aktinida di 5f.
Untuk lebih jelasnya, simak contoh soal berikut ini.
Contoh Soal 1
Tentukan letak periode dan golongan unsur IINa dan 17Cl!
Pembahasan:
Pertama, Quipperian harus menguraikan dulu kulit elektronnya.
Oleh karena kulit tertinggi adalah kulit ke-3, maka unsur tersebut masuk dalam periode 3. Elektron terakhir berada di subkulit s dengan jumlah 1. Artinya, unsur tersebut masuk golongan IA
Oleh karena kulit tertinggi adalah kulit ke-3, maka unsur tersebut masuk dalam periode 3. Elektron terakhir berada di subkulit p dengan jumlah elektron valensi 7 (2 dari subkulit 3s dan 5 dari subkulit p). Artinya, unsur tersebut masuk golongan VIIA.
Jadi, unsur IINa dan 17Cl terletak di periode 3 dan golongan IA serta VIIA.
4. Elektron valensi
Elektron valensi adalah elektron yang berada di kulit terluar.
5. Kulit valensi
Kulit valensi menyatakan kulit tempat melekatnya elektron valensi.
6. Blok
Blok menyatakan letak subkulit dari elektron valensi, misalnya s, (s+p), dan seterusnya.
Sifat Periodik Unsur
Adapun sifat keperiodikan unsur adalah sebagai berikut.
1. Jari-jari atom
Jari-jari atom merupakan jarak antara inti atom dan kulit terluarnya. Ketentuan yang berkaitan dengan jari-jari atom adalah sebagai berikut.
- Dalam satu golongan, semakin ke bawah jari-jari atomnya semakin besar. Hal itu karena jum;ah kulitnya semakin banyak. Contohnya, jari-jari atom K lebih besar daripada Li.
- Dalam satu periode, semakin ke kanan jari-jari atomnya semakin kecil. Hal itu karena jumlah kulitnya tetap, sedangkan muatan intinya semakin banyak. Contohnya jari-jari atom Na lebih besar daripada Cl.
- Jari-jari kation (ion positif) lebih kecil daripada atom netralnya. Contohnya jari-jari atom Na lebih besar daripada Na+.
- Jari-jari anion (ion negatif) lebih besar daripada atom netralnya.
2. Energi ionisasi
Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron pada atom netral dalam bentuk gas. Dalam satu periode, semakin ke kanan, energi ionisasi akan semakin besar. Sementara itu, dalam satu golongan, semakin ke bawah energi ionisasi semakin kecil. Namun, ketentuan tersebut tidak berlaku untuk unsur periode 3 seperti Mg, Al, P, dan S.
3. Afinitas elektron
Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom gas untuk berubah menjadi ion negatif. Dalam satu periode, semakin ke kanan, afinitas elektron semakin besar. Dalam satu golongan, semakin ke bawah, afinitas elektron semakin kecil.
4. Keelektronegatifan
Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom untuk menarik elektron. Dalam satu periode, semakin ke kanan keelektronegatifannya semakin besar. Dalam satu golongan, semakin ke bawah keelektronegatifannya semakin kecil.
Nah, untuk mengasah pemahamanmu tentang sistem periodik unsur, yuk simak contoh soal berikut ini.
Contoh Soal 2
Unsur X memiliki bilangan kuantum elektron terakhir sebagai berikut.
Jika jumlah neutron dari atom X adalah 4s, tentukan periode dan golongan unsur X tersebut!
Pembahasan:
Bilangan kuantum elektron terakhir dari unsur X adalah sebagai berikut.
- n = 4 -> kulit ke-4
- l = 2 -> subkulit d
- m = 0 -> elektron terakhir di orbital 0
- s = +1/2 -> elektron ke arah atas
Dengan demikian, diperoleh:
Konfigurasi elektronnya:
X = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4p6 3d10 4p6 5s2 4d3
Berdasarkan konfigurasi di atas, diketahui bahwa
- Kulit tertinggi berada di kulit ke-5. Artinya, unsur X termasuk periode 5.
- Elektron terakhirnya berada di subkulit d dan jumlah elektron valensinya 5, yaitu 2 elektron dari subkulit 5s dan 3 elektron dari subkulit 4d. Artinya, unsur X termasuk golongan VB.
Jadi, unsur X masuk dalam periode 5 dan golongan VB.
Contoh Soal 3
Jika konfigurasi ion X3+ = [Ar] 3d5, tentukan konfigurasi atom X!
Pembahasan:
Konfigurasi ion X3+ = [Ar] 3d5
Pada ion X3+, ada 3 elektron yang keluar dari atom X, yaitu 2 elektron berasal dari subkulit 4s dan 1 elektron berasal dari subkulit 3d. Dengan demikian, jika atom X memiliki elektron lengkap, konfigurasinya menjadi X = [Ar] 4s2 3d6.
Itulah pembahasan Quipper Blog tentang sistem periodik unsur. Jika Quipperian belum puas dengan pembahasan kali ini, silakan tonton video pembahasannya di Quipper Video, ya. Jadikan Quipper Video sebagai mitra belajar yang menyenangkan. Salam Quipper!
Penulis: Eka Viandari