Sistem periodik unsur

1. SISTEM PERIODIK UNSUR
„ Perkembangan Sistem Periodik Unsur (SPU)
„ Rasionalisasi terhadap Sifat-sifat periodik (highlights):
‰ Ukuran atom dan ion
‰ Energi Ionisasi
‰ Afinitas elektron
„ Unsur dalam satu golongan
umumnya mempunyai sifat
kimia yang sama.
„ Sama tidak berarti
IDENTIK.

2. Perkembangan Tabel Periodik
Dmitri Mendeleev
1834-1907
Menyusun unsur
berdasarkan
peningkatan berat
atom berawal dari
unsur hidrogen
Dmitri Mendeleev dan Lothar Meyer secara terpisah memperoleh
kesimpulan yang sama mengenai pengelompokan unsur.

3. Mendeleev Æ memperkirakan penemuan germanium
(disebutnya eka-silicon) sebagai suatu unsur dengan berat
atom antara Zn dan As tetapi dengan sifat mirip Si.

4. Konsep Muatan Inti efektif (Effective Nuclear
Charge), Zeff atau Z* Dalam sistem atom polielektron:
‰ Elektron mengalami 2 gaya: gaya
tarik oleh inti dan gaya tolak oleh
elektron lain.
‰ Muatan inti yang dirasakan oleh
elektron tergantung pada 2 faktor
tersebut Æ muatan inti efektif, Zeff,
Zeff = Z − S
Z = nomer atom
S = konstanta pemerisaian/
screening constant, biasanya
mendekati jumlah elektron kulit
dalam
11Na

6. JARI-JARI ATOM
Definisi : setengah jarak antar inti atom
yang berinteraksi secara kovalen
Sifat periodik :
„ dalam 1 golongan: makin ke bawah
jari-jari atom makin besar Æ elektron
valensi menempati orbital yang
berjarak makin jauh dari inti (n >>),
Zeff relatif konstan
„ dalam 1 periode: makin ke kanan
jari-jari atom makin kecil Æ n
konstan, Zeff makin besar
Mengapa 26Fe, 27Co dan 28Ni mempunyai ukuran atom relatif sama ?

7. Group
Perio
d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1
H
2.0
8
He
2
Li
1.5
5
Be
1.1
2
B
0.9
8
C
0.9
1
N
0.9
2
O
0.6
5
F
0.5
7
Ne
0.5
1
3 Na
1.9
Mg
1.6
Al
1.4
3
Si
1.3
2
P
1.2
8
S
1.2
7
Cl
0.9
7
Ar
0.8
8
4
K
2.3
5
Ca
1.9
7
Sc
1.6
2
Ti
1.4
5
V
1.3
4
Cr
1.3
Mn
1.3
5
Fe
1.2
6
Co
1.2
5
Ni
1.2
4
Cu
1.2
8
Zn
1.3
8
Ga
1.4
1
Ge
1.3
7
As
1.3
9
Se
1.4
Br
1.1
2
Kr
1.0
3
5
Rb
2.4
8
Sr
2.1
5
Y
1.7
8
Zr
1.6
Nb
1.4
6
Mo
1.3
9
Tc
1.3
6
Ru
1.3
4
Rh
1.3
4
Pd
1.3
7
Ag
1.4
4
Cd
1.7
1
In
1.6
6
Sn
1.6
2
Sb
1.5
9
Te
1.4
2
I
1.3
2
Xe
1.2
4
6
Cs
2.6
7
Ba
2.2
2
La
1.3
8
Hf
1.6
7
Ta
1.4
9
W
1.4
1
Re
1.3
7
Os
1.3
5
Ir
1.3
6
Pt
1.3
9
Au
1.4
6
Hg
1.6
Tl
1.7
1
Pb
1.7
5
Bi
1.7
Po
1.6
7
At
1.4
5
Rn
1.3
4
7 Fr
2.7
Ra
2.3
3
Ac
1.8
8
Rf Db Sg Bh Hs Mt Uu
n
Uu
u
Uu
b
Lanthanides
Ce
1.8
1
Pr
1.8
2
Nd
1.8
2
Pm
Sm
1.8
1
Eu
1.9
9
Gd
1.8
Tb
1.8
Dy
1.8
Ho
1.7
9
Er
1.7
8
Tm
1.7
7
Yb
1.9
4
Lu
1.7
5
Actinides Th
1.8
Pa
1.6
1
U
1.3
8
Np
1.3
Pu
1.5
1
A
m
1.8
4
C
m Bk Cf Es Fm Md No Lr

8. JARI-JARI ION
„ Definisi: jarak antara inti kation dengan
anion yang berdekatan.
„ Jika atom membentuk kation Æ jari-jari
atom menurun karena alepasnya
elektron dan meningkatnya tarikan inti
„ Jika atom membentuk anion Æ jari-jari
atom meningkat karena adanya
tambahan efek pemerisaian antar
elektron valensi terhadap tarikan inti.
„ Jari-jari ion dalam deret isoelektronik
menurun Æ jumlah e sama, peningkatan
Zeff
„ Jejari ion dalam 1 golongan meningkat
Æ n >>, Zeff relatif konstan

9. Ukuran ion
„ Ukuran ion
tergantung
pada:
‰ Muatan inti
‰ Jumlah elektron
‰ Orbital yang
terisi elektron

10. Energi ionisasi
„ Sejumlah energi yang diperlukan untuk memindahkan 1 e dari
keadaan dasar (GS) suatu atom gas atau ion.
„ Energi ionisasi I (EI 1): energi yang diperlukan untuk
memindahkan 1 elektron pertama.
„ EI 2: energi yang diperlukan untuk memindahkan 1 elektron
kedua, dst. EI 2, 3, dst >> EI 1
„ Jika semua elektron valensi dipindahkan, EI mencapai suatu
lompatan kuantum (quantum leap)

11. Sifat periodik
energi ionisasi

12. 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Exceptions occur across periods when two electrons are paired in the same orbital.
Paired electrons are easier to remove (by the amount of the pairing energy) than
unpaired electrons due to electron repulsion.

13. Group
Peri
od 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1
H
13.5
98
He
24.5
87
2
Li
5.39
2
Be
9.3
22
B
8.2
98
C
11.
26
N
14.5
34
O
13.6
18
F
17.4
22
Ne
21.5
64
3
Na
5.13
9
Mg
7.6
46
Al
5.9
86
Si
8.1
51
P
10.4
86
S
10.3
6
Cl
12.9
67
Ar
15.7
59
4
K
4.34
1
Ca
6.1
13
Sc
6.
54
Ti
6.
82
V
6.
74
Cr
6.7
66
Mn
7.4
35
Fe
7.
87
Co
7.
86
Ni
7.6
35
Cu
7.7
26
Zn
9.39
4
Ga
5.9
99
Ge
7.8
99
As
9.81
Se
9.75
2
Br
11.8
14
Kr
13.9
99
5
Rb
4.17
7
Sr
5.6
95
Y
6.
38
Zr
6.
84
Nb
6.
88
Mo
7.0
99
Tc
7.2
8
Ru
7.
37
Rh
7.
46
Pd
8.3
4
Ag
7.5
76
Cd
8.99
3
In
5.7
86
Sn
7.3
44
Sb
8.64
1
Te
9.00
9
I
10.4
51
Xe
12.1
3
6
Cs
3.89
4
Ba
5.2
12
La
5.
58
Hf
6.
65
Ta
7.
89
W
7.9
8
Re
7.8
8
Os
8.
7
Ir
9.
1
Pt
9
Au
9.2
25
Hg
10.4
37
Tl
6.1
08
Pb
7.4
16
Bi
7.28
9
Po
8.42 At
Rn
10.7
48
7 Fr
0
Ra
5.2
79
Ac
5.
17
Rf Db
Sg Bh Hs Mt
Uu
n
Uu
u Uub
Lanthanides
Ce
5.
47
Pr
5.4
2
Nd
5.4
9
P
m
5.
55
S
m
5.
63
Eu
5.6
7
Gd
6.1
5
Tb
5.86
Dy
5.9
3
Ho
6.0
2
Er
6.10
1
Tm
6.18
4
Yb
6.25
4
Lu
5.43
Actinides
Th
6.
08
Pa
5.8
8
U
6.0
5
Np
6.
19
Pu
6.
06
A
m
6
C
m
6.0
2
Bk
6.23
Cf
6.3
Es
6.4
2
Fm
6.5
Md
6.58
No
6.65 Lr
Key: First Ionization Potential
Volts : No
data
0-6 6-9 9-12 12-15 15-18 18-21 21-24 24-
Graph: First Ionization Potential vs. Atomic Number

14. Makin ke kanan Zeff
>> ; EI >> Æ makin
sulit melepas
elektron, vv
2 diskontinyuitas
teramati
MENGAPA?
IIA - IIIA
VA - VIA

15. AFINITAS ELEKTRON „ Electron affinity : perubahan
energi/ entalpi yang terjadi jika
suatu atom fasa gas menerima
elektron untuk membentuk
anion.
Cl + e− ⎯⎯→ Cl−
„ Proses tersebut melepaskan
energi Æ tanda perubahan
energi - Æ ΔH ≤ 0.
„ Sifat periodik: makin ke kanan
afinitas elektron makin
meningkat Æ muatan inti
meningkat (menjadi lebih
negatif) Æ lebih eksotermis, vv
„ Harga AE tertinggi ditemukan
pada golongan HALOGEN Æ
penambahan 1 elektron Æ
konfigurasi elektron gas mulia
2 diskontinyuitas
teramati
MENGAPA?

16. Contributing factors:
3 faktor yang menjelaskan efek perubahan konfigurasi elektron unsur
terhadap sifat-sifat unsur:
1. Elektron-elektron valensi tertarik oleh inti makin kuat sejalan dengan
meningkatnya muatan inti dalam satu deret perioda unsur.
2. Elektron bagian dalam akan memberikan efek pemerisaian pada elektron
bagian lebih luar terhadap gaya tarik elektrostatik inti Æ shielding
effect.
Muatan inti tereduksi yang secara fakta dirasakan oleh elektron
bagian lebih luar disebut muatan inti efektif (Z*, effective nuclear
charge).
3. Dua elektron dalam 1 orbital tidak ditarik oleh inti sekuat tarikan terhadap
elektron tunggal dalam suatu orbital Æ efek tolakan elektrostatik antar
elektron

17. A
Summary
of Trends
Soal konsep
Yang mana afinitas elektron
II untuk atom belerang (S)?
S–(g) + e– Æ S2–(g)
AE2 = ?
–200 kJ/mol +450
kJ/mol

18. Atom memancarkan energi saat
elektron berpindah menuju tk
energi lebih rendah
Unsur dengan EI pertama
rendah, elektronnya dapat
dieksitasikan dengan nyala
api Bunsen dan menghasilkan
emisi di daerah cahaya
tampak
Warna Nyala
Li Na K
Ca Sr Ba
Unsur dengan EI pertama
tinggi membutuhkan
temperatur lebih tinggi
untuk emisi elektronnya
dan menghasilkan emisi di
daerah cahaya UV

19. Bahan Oksidator dan Reduktor
„ Unsur blok-s adalah unsur pereduksi yang sangat kuat.
„ Semua logam IA dan logam IIA yang lebih berat akan menggantikan H2
dari air, sebagian karena EI1 –nya yang tinggi
„ EI1 rendah berarti suatu logam mudah untuk memberikan elektronnya
pada atom H air Æ gas hidrogen
Logam Mg Æ sangat
tidak reaktik terhadap
Logam Ca bereaksi air dingin
spontan dengan air
Logam K bereaksi
dengan air Æ gas H2 –
menimbulkan nyala

20. Sifat
Magnetik
The mass appears to have increased, so this substance must be ____________ and
must have (paired, unpaired) electrons.
„ Diamagnetisme : tolakan lemah terkait dengan elektron yang berpasangan.
„ Paramagnetisme : gaya tarik yang terkait dengan elektron tak berpasangan Æ efek
lebih kuat daripada diamgnetisme
„ Ferromagnetisme : gaya tarik yang sangat kuat dari medan magnet untuk besi dan
beberapa zat.
„ Sifat magnetik zat ditentukan dengan cara menimbang zat pada keadaan dengan dan
tanpa medan magnet.

21. Klasifikasi LOGAM-SEMI LOGAM-NON
LOGAM