GAS MULIA ( VIII A )Pada pembahasan kali ini kita akan sedikit membahas mengenai unsur Gas Mulia..1. Sejarah Gas Mulia2.Golongan gas mulia atau golongan VIII A adalah unsur-unsur yang memiliki delapanelectron valensi dengan konfigurasi elektronik terluar ns2 np6. Unsur – unsur tersebutadalah :Helium : 2 HeNeon : 10 NeArgon : 18 ArKripton : 36 KrXenon : 54 XeRadon : 86 RnGas mulia yang pertama kali ditemukan adalah Argon. Awalnya seorang ahli fisikainggris, Lord Rayleight (1842-) menemukan bahwa Nitrogen yang diperoleh dariammonia tenyata jauh lebih ringan daripada Nitrogen yang berasal dari atmosfe.Kemudian ia dan William Ramsay (1852-1916) sama-sama meneliti Nitrogen yangberasal dari atmosfer yaitu dengan memindahkan Nitrogen dari atmosfer dandihasilkan sejumlah kecil gas lain. Mereka berdua menamakan gas tersebut Argondari bahasa yunani yang berarti diam. Hal ini disebabkan karena gas tersebut tidakbereaksi dengan apa saja. Setahun kemudian (1895) ditemukanunsur Helium. Kemudian Ramsay dan asistennya Morris Travers (1872-1961)melakukan destilasi bertingkat pada sejumlah besar kuantitas udara cair dan Argon.Pada tahun 1898 mereka berhasil menemukan unsure gas mulia yang lain yaitukrypton, xenon dan neon.Pada tahun 1894, seorang ahli kimia inggris bernama WilliamRamsay mengidentifikasi zat baru yang terdapat dalam udara. Sampel udara yangsudah diketahui mengandung nitrogen, oksigen, dan CO2 dipisahkan. Ternyata darihasil pemisahan tersebut, masih tersisa suatu gas yang tidak reaktif (inert). Karenagas tersebut tidak dapat bereaksi dengan zat-zat lain sehingga dinamakan argon(Bahasa yunani Argos berarti malas).Empat tahun kemudian, Ramsay menemukan unsure baru dari hasil pemanasanmineral kleverit. Dari mineral tersebut terpencar sinar alfa yang merupakan spectrummatahari. Oleh karena itu unsure ini diberi nama Helium (Dari bahasa yunani helios= matahari).Rutherford dan Rays pada tahun 1907 menunjukkan bahwa partikel-partikel alfa tidak lain inti nucleus helium.Pada saat ditemukan, kedua unsur ini tidak dapat dikelompokkan kedalam unsur-unsur yang sudah ada, karena memiliki sifat yang berbeda. Ramsay mengusulkan agar unsur tersebut ditempatkan pada suatu golongan tersendiri, yaitu terletak antara golongan halogen dan golongan alkali. Pada masa itu, golongan tersebut merupakan kelompok unsure yang tidak bereaksi dengan unsur – unsur lain (inert) dan diberi nama golongan unsure gas mulia atau golongan nol. Gas mulia yang lain ditemukan segera dari hasil destilasi udara cair pada tahun 1898 yaitu neon (neos = baru), xenon (xenos = asing/ tak dikenali) dan krypton (kryptos = tersembunyi). Kemudian pada tahun 1900, Rutherford mendapatkan bahwa ada gas yang dihasilkan oleh mineral radium, gas itu bersifat radioaktif dan dinamakan radon oleh Schmidt dalam tahun 1918.2. Keberadaan Di Alam Gas mulia adalah unsur-unsur yang terdapat dalam golongan VIIIA yang memiliki kestabilan yang sangat tinggi dan sebagian ditemukan di alam dalam bentukmonoatomik. unsur-unsur yang terdapat dalam gas mulia yaitu Helium (He), Neon(Ne), Argon(Ar), Kripton(Kr), Xenon (Xe), Radon (Rn). Gas-gas ini pun sangat sedikit kandungannya di bumi. Dalam udara kering maka akan ditemukan kandungan gas mulia sebagai berikut : Helium = 0,00052 % Neon = 0,00182 % Argon = 0,934 % Kripton = 0,00011 % Xenon = 0,000008 Radon = Radioaktif* Tapi di alam semesta kandungan Helium paling banyak diantara gas mulia yang lain karena Helium meupakan bahan bakar dari matahari. Radon amat sedikit jumlahnya di atmosfer atau udara. Dan sekalipun ditemukan akan cepat berubah menjadi unsur lain, karena radon bersifat radioaktif. Dan karena jumlahnya yang sangat sedikit pularadon disebut juga sebagi gas jarang. Semua unsure gas mulia terdapat di udara. Unsur gas mulia yang paling banyak terdapat di udara adalah argon, sedangkan unsure gas mulia yang paling sedikit adalah radon yang bersifat radioaktif dengan waktu paruh yang pendek ( 4 hari ) dan meluruh menjadi unsure lain. Gas mulia kecuali radon diperoleh dengan cara destilasi bertingkat udara cair. Sedangkan radon hanya dapat diperoleh dari peluruhan radioaktif unsure radium, berdasarkan reaksi inti berikut: 22688Ra 22286Rn + 42He. Helium merupakan komponen (unsure) terbanyak di alam semesta yang diproses dari gas alam, karena banyak gas alam yang mengandung helium. Secara spektoskopik helium telah terdeteksi keberadaanya di bintang-bintang, terutama di bintang yang panas ( seperti matahari). Helium juga merupakan komponen pentingdalam reaksi proton–proton dan siklus karbon yang merupakan bahan bakarmatahari dan bintang lainnya.3. Sifat Fisik dan KimiaGas mulia memiliki beberapa sifat baik secara fisis maupun kimia, sebelummembahas hal tersebut mari kita lihat data-data dari gas mulia. Berikut merupakanbeberapa ciri fisis dari gas mulia.Helium dipadatkan dengan cara menaikkan tekanan bukan menurunkan suhu.Adapula hal penting yang menyebabkan gas mulia amat stabil yaitu konfigurasielektronnya.Berikut adalah konfigurasi elektron gas mulia :He = 1s2Ne = 1s2 2s2 2p6Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6Rn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6Karena konfigurasi elektronnya yang stabil gas mulia juga biasa digunakan untukpenyingkatan konfigurasi elektron bagi unsur lain.Contoh : :Br = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 , Konfigurasi elektron Ar disingkat menjadi : Br = [Ar] 4s2 3d10 4p5 Sifat-sifat umum gas mulia antara lain :1. Tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa dan sedikit larut dalam air.2. Mempunyai elektron valensi 8 dan kecuali Helium mempunyai elekron valensi 23. Terdiri atas satu atom (monoatomik).4. Kulit terluarnya sudah penuh maka gas mulia bersifat stabil dan tidak reaktif. Jadi, afinitas elektronnya mendekati nol. Sifat fisika gas mulia antara lain : Selain memiliki karakteristik yang khas pada sifat atomik gas mulia juga memiliki karakteristik yang khas untuk sifat fisisnya. 1. Kerapatannya bertambah dari Helium ke Radon Nilai kerapatan gas mulia dipengaruhi oleh massa atom, jari-jari atom dan gaya London. Nilai kerapatan semakin besar dengan pertambahan massa atom dan kekuatan gaya London, sebaliknya semakin kecil dengan pertambahan jari-jari atomnya, karena nilai kerapatan gas mulia bertambah dari He ke Rn maka kenaikan nilai massa atom dan kekuatan gaya London dari He ke Rn lebih dominan dibandingkan kenaikan jari-jari atom. 2. Titik didih dan titik leleh bertambah dari He ke Rn Hal ini dikarenakan kekuatan gaya London bertambah dari He ke Rn sehingga atom- atom gas mulia semakin sulit lepas. Dibutuhkan energy dalam hal ini suhu yang semakin besar untuk mengatasi gaya London yang semakin kuat. Titik didih dan titik leleh gas mulia makin tinggi dengan makin besarnya nomor atom. Titik didihnya beberapa derajat dibawah titik lelehnya. Titik didih dan titik leleh gas mulia sangat rendah hal tersebut menunjukkan bahwa gaya tarik menarik antar atom (ikatan van der waals) sangat lemah. Helium merupakan zat yang titik didihnya paling rendah dibandingkan dengan semula zat di alam semesta. Titik leleh Helium (-2720) mendekati suhu mutlak. Gas mulia memiliki titik didih dan titik leleh yang sangat rendah oleh karena itu di alam gas mulia berwujud gas. Kestabilannya yang tinggi juga menyebabkan gaya tarik-menarik antar atom-atomnya lemah sekali. Karenanya unsure-unsur gas mulia dalam keadaan biasa(suhu normal) berfasa gas. Jadi, lemahnya gaya tarik-menarik menyebabkan titikdidih dan titik lelehnya sangat rendah.3. Energi ionisasi.Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk membebaskan elektron suatuatom. Untuk unsur segolongan (atas-bawah), semakin ke bawah semakin kecilpotensial ionisasinya sedangkan untuk unsur seperiode (Kiri-kanan), semakin kekanan semakin besar potensial ionisasinya.Begitu juga dengan unsur-unsur golongan gas mulia dari atas ke bawah cenderunglebih kecil. Hal ini dikarenakan meski muatan inti bertambah positif namun jari-jariatom bertambah besar. Keadaan ini menyebabkan gaya tarik menarik inti terhadapelektron terluar semakin lemah sehingga energi ionisasi semakin berkurang.Energi ionisasi gas mulia lebih besar dibandingkan dengan golongan lainnya.Kestabilannya yang tinggi menyebabkan atom-atomnya sukar sekali untuk mengion.Oleh sebab itu, energi ionisasi unsur-unsur gas mulia lebih tinggi dibandingkandengan unsur-unsur lain.Afinitas elektron yang mendekati nol dan energi ionisasi yang tinggi menyebabkanatom-atom unsur gas mulia mempunyai kecendrungan untuk tidak mengikat ataumelepas elektron dalam keadaan normal.Sehingga dalam keadaan bebas unsur-unsur gas mulia berada dalam bentuktunggal (monoatomik).Misalnya Hidrogen, Oksigen, dan klor dalam keadaan bebas berbentuk diatomic(molekul yang terdiri dari dua atom dari unsur yang sama), yaitu H2, O2,Cl2 sedangkan unsur-unsur gas mulia berada dalam bentuk He, Ne, Ar, Kr, Xe danradon.4. Afinitas elektronAfinitas elektron adalah energi yang dibebaskan atom netral dalam pengikatanelectron untuk membentuk ion negatif. Dengan elektron valensi yang sudah penuh,unsur gas mulia sangat sukar untuk menerima elektron. Hal ini dapat dilihat dariharga afinitas elektron yang rendah.Karena unsur - unsur gas mulia memiliki kestabilan tinggi yang disebabkan kulitterluarnya terisi penuh, maka afinitas elektronnya mendekati nol. Atom-atom unsurgas mulia sangat sulit untuk menerima electron lagi pada kulit terluarnya.Sifat kimia gas mulia1. Kereaktifan gas mulia sangat rendahGas mulia bersifat inert (lembam) di alam tidak ditemukan satupun senyawa dari gasmulia. Sifat inert yang dimiliki ini berhubungan dengan konfigurasi elektron yangdimilikinya. Elektron valensi gas mulia adalah 8 (kecuali 2 untuk Helium) danmerupakan konfigurasi yang paling stabil.Gas mulia memiliki energi pengionan yang besar dan afinitas yang kecil. Energipengionan yang besar memperlihatkan sukarnya unsur-unsur gas mulia melepaskanelectron sedangkan afinitas electron yang rendah menunjukkan kecilnyakecenderungan untuk menyerap elektron. Oleh karena itu, gas mulia tidak memilikikecenderungan untuk melepas ataupun menyerap elektron. Jadi, unsur-unsur dalamgas mulia sukar untuk bereaksi. Namun, untuk unsur gas mulia yang mempunyaienergi ionisasi yang kecil dan afinitas elektron yang besar mempunyaikecenderungan untuk membentuk ikatan kimia contohnya Xe dapat membentuksenyawa XeF2, XeF4 dan XeF6.Kereaktifan gas mulia akan berbanding lurus dengan jari-jari atomnya. Jadi,kereaktifan gas mulia akan bertambah dari He ke Rn. Hal ini disebabkanpertambahan jari-jari atom menyebabkan daya tarik inti terhadap elektron kulitterluar berkurang, sehingga semakin mudah ditarik oleh atom lain. Walaupun,demikian unsur gas mulia hanya dapat berikatan dengan unsur yang sangatelektronegatif seperti fluorin dan oksigen.2. Makin besar jari-jari atom maka kereaktifan gas mulia semakin bertambah.Pada tahun 1962, Neil Bartlet berhasil membuat senyawa stabil dari Xenon yaituXePtF6. Penemuan ini membuktikan bahwa gas mulia dapat bereaksi dengan unsurlain, meskipun dalam reaksi yang sangat terbatas dan harus memenuhi kriteriaberikut :1. Harga energi ionisasi gas mulia yang akan bereaksi haruslah cukup rendah(terletak dibagian bawah pada SPU). Oleh karena itu, sampai sekarang gas muliayang sudah dapat dibuat senyawanya barulah Kripton, Xenon, dan Radon.2. Reaksi hanya akan terjadi apabila gas mulia direaksikan dengan unsur-unsuryang sangat elektronegatif seperti fluorin dan oksigen.Dari He ke Rn energyionisasinya semakin kecil. Artinya semakin besar nomor atom gas mulia, maka jari-jari atomnya semakin besar pula dan kereaktifannya semakin bertambah besar. Jikajari-jari atom bertambah besar maka gaya tarik inti atom terhadap elektron terluarmakin lemah sehingga electron lebih mudah tertarik ke zat lain. Hal tersebut terbuktikarena sampai saat ini belum ada senyawa gas mulia dari Helium, Neon dan Argon.Senyawa gas mulia yang berhasil dibuat adalah senyawa dari xenon, krypton danradon karena memang helium, neon dan argon sangat stabil sedangkan xenon,krypton dan radon lebih reaktif. Di dalam gas mulia senyawa xenon merupakansenyawa yang paling banyak dibuat. Sifat kereaktifan unsur-unsur gas mulia berurutNe > He > Ar > Kr > Xe. Radon radioaktif. Konfigurasi electron gas mulia dijadikansebagai acuan bagi unsure-unsur lain dalam system periodik.3. Gas mulia memiliki karakteristik• Tidak berwarna• Tidak berbau• Tidak berasa• Pada keadaan standar, gas mulia tidak dapat terbakarSenyawa Gas MuliaSampai dengan tahun 1962, para ahli masih yakin bahwa unsur – unsur gas muliatidak bereaksi. Kemudian seorang ahli kimia bernama Neil Bartlett berhasil membuatpersenyawaan yang stabil antara unsur gas mulia dan unsur lain yaitu XePtF6.Keberhasilan ini didasarkan pada reaksi PtF6 + O2 → (O2)+ + (PtF6)-. PtF6 inibersifat oksidator kuat. Molekul oksigen memiliki energy ionisasi 1165 kj/mol, hargaenergi ionisasi ini mendekati harga energi ionisasi unsur gas mulia Xe = 1170 kj/mol.Atas dasar data tersebut, maka untuk pertama kalinya Bartlett mencobamereaksikan Xe dengan PtF6 dan termyata menghasilkan senyawa yang stabilsesuai denagn persamaan reaksi: Xe + PtF6 → Xe+ + (PtF6)-.Setelah berhasil membentuk senyawa XePtF6 maka gugurlah anggapan bahwa gasmulia tidak dapat bereaksi kemudian para ahli lainnya mencoba melakukanpenelitian dengan mereaksikan xenon dengan zat-zat oksidator kuat diantaranyalangsung dengan gas fluorin dan menghasilkan senyawa XeF2, XeF4, dan XeF6.Reaksi gas mulia lainnya yaitu krypton yaitu, menghasilkan KrF2. Radon dapatbereaksi langsung dengan F2 dan menghasilkan RnF2. Hanya saja senyawaKrF2 dan RnF2 bersifat tidak stabil.Senyawa gas mulia He, Ne dan Ar sampai saat ini belum dapat dibuat karna tingkatkesetabilannya yang sangat besar.Syarat- syarat pembentuk gas mulia1. Gas mulia keelektronegatifannya besar ( Kr, Xe )2. Atom gas mulia yang mudah mengion3. Unsur lain yang akan bersenyawa dengan gas mulia keelektronegatifannya besar seperti F dan O. Senyawa Xenon FluorXenon dapat bereaksi langsung dengan fluor dan senyawa oksigen dapat diperolehdari senyawa Xenon fluorida.1. Xenon difluoridaSenyawa XeF2 dibuat dengan interaksi Xe dengan kekurangan F2 pada tekanantinggi. Ia larut dalam air menghasilkan larutan dengan bau tajam XeF2. Hidrolisisberlangsung lambat namun cepat dengan adanya basaXeF2 + 2OH- → Xe +1/2O2 +2F- + H2O.XeF2 juga dapat terbentuk dari xenon padat direaksikan dengan difluora oksidapada suhu 12⁰C.Xe(s) + F2O(g) → XeF2(S) +1/2O2(g). XeF2 pereaksi yang baik untuk reaksi flourinasibenzene yaitu untuk mensubsitusi atom H pada benzene dengan atom F.C6H6 + XeF2 → C6H5F + Xe + HF2. Xenon tetraflourida (XeF4)Senyawa XeF4 dibuat dari memenaskan Xe dan F2 pada suhu 400oC dan tekanan 6atm dengan katalis nikel,tetapi dikotori oleh XeF2 lebih banyak. Sebaiknya bilaperbandingan itu besar maka XeF4 yang banyak.XeF2 + F2 → XeF43. Xenon heksaflourida (XeF6)Senyawa ini diperoleh dengan interaksi XeF4 dan F2 dibawah tekanan atau langsungdari Xe dan flour pada suhu diatas 250oC dan tekanan >50 atm. XeF6 pada suhukamar (25oC,1 atm) berbentuk kristal berwarna dengan titik leleh 48oC. Bentukmolekulnya diduga oktahedral yang terdistorsi atau secara teori segi lima piramida.XeF6 luar biasa reaktif, dapat bereaksi dengan silica membentuk senyawa oksi gasmulia yang paling stabil, reaksinya sebagai berikut:SrO2 (s) + 2XeF6(g) → SiF4 + 2XeOF4(g)Pada suhu kamar XeOF4 berbentuk cairan tak berwarna. Molekul XeOF4 danXeO2 berbentuk segi empat piramida dan segitiga piramida. XeF6 dapat bertindaksebagai garam terhadap F- dan dapat diubah menjadi heptafluoroheksat.XeF6 + RbF → RbXeF7Garam Rb dan Cs adalah senyawaan xenon yang paling stabil yang dikenal danterdekomposisi hanya di atas 4000C. Garam natrium kurang stabil dan dapatdigunakan untuk memurnikan XeF6 karena ia terdekomposisi di bawah 1000C.Kegunaan Gas MuliaLATIHAN :I.Pilih jawaban yang paling tepat dari soal-soal berikut ini ( Tulis option dan jawaban yang terterapada option)1.Unsur-unsur gol VIIIA disebut gas mulia karena....A. semua unsur unsurnya berupa gasB. memiliki 8 elektron valensiC .sukar ditemukan di alamD. sangat banyak ditemukan dialamE. unsur uinsurnya sukar bereaksi dengan unsur lain2. Unsur gas mulia yang paling banyak di atmosfer adalah ....A. He D. KrB. Ne E. XeC..Ar3.Unsur gas mulia yang paling banyak terdapat di alam semesta adalah...A. He D. KrB. Ne E. E. XeC. Ar4.Unsur gas mulia yang memiliki energi ionisasi paling kecil adalah...A. Xe D. ArB. Rn E. KrC. He5.Sifat gas mulia yang makin berkurang dengan bertambahnya massa atom adalah....A. volume atom D. energi ionisasiC. B. titik didih E. kerapatanC .keelektronegatifan6.Unsur gas mulia yang bersifat radio aktif adalah...A.Rn D.ArB.Xe E.NeC.Kr7.Unsur gas mulia yang bersifat duplet adalah. . .A.Helium D.KriptonB.Neon E.RadonC.Argon8.Untuk memperoleh gas mulia dapat dilakukan melalui. . .A.Destilasi bertingkat udara cairB.Pencairan udara dan penguapan gas muliaC.Pendinginan udara kemudian didestilasiD.Penyulingan udara murniE.Pemurnian udara dan penguapan gas mulia9.Berikut yang bukan termasuk kegunaan dari Neon adalah. . .A.Membuat indikator tegangan tinggiB.Zat pendingin pada refrigerator untuk tegangan rendahC.Pemberi tanda pada pesawat terbangD.Pembuat tabung elektronE.Pembuat lampu-lampu iklan10.Gas mulia yang dapat disintesis membentuk senyawa dengan unsur lain adalah. . .A.Xe dan Kr D.Xe dan ArB.Kr dan Ar E.He dan ArC.He dan KrII. Essey.1. Tuliskan konfigurasi elektron unsur-unsur gas mulia berdasarkan sub kulit .
2. Tuliskan kegunaan unsur-unsur gas mulia.