KIMIA UNSURDisusun oleh:• Joshua Santoso• Lusia Ari Paramita• Ricky Iskandar• Rio Sandjaya
Pengertian Unsur Kimia
Unsur kimia, atau hanya disebut unsur, adalah zat kimia yang tidak dapat dibagi lagi menjadi zat yang lebih kecil, atau tidak dapat diubah menjadi zat kimia lain dengan menggunakan metode kimia biasa.
Kelimpahan Unsur di Alam
Unsur-unsur di alam lebih banyak berupa senyawa dibandingkan dalam keadaan bebas sesuai bentuk unsurnya. Unsur gas mulia terdapat dalam bentuk bebas dan unsur gas mulia ditemukan dalam bentuk senyawa alami di alam. Unsur-unsur gas mulia (helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon) termasuk dalam 90 jenis unsur yang terdapat di alam, sedangkan sisanya merupakan unsur buatan seperti plutonium dan amerisium. Beberapa unsur logam dapat ditemukan dalam keadaan bebas maupun dalam bentuk senyawa seperti emas, perak, platina, dan tembaga. Unsur nonlogam juga ada yang dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa seperti oksigen, belerang, nitrogen, dan karbon. Unsur atau senyawa yang banyak terdapat dalam bahanbahan alam disebut mineral.
Mineral diolah untuk diambil unsurnya, sehingga dapat digunakan dalam kehidupan seharihari. Tidak semua mineral dilakukan pengolahan, tergantung besarnya kandungan unsur di dalamnya dan tingkat kesukaran proses pengolahannya.
Tabel Kelimpahan Unsur di Alam
Indentifikasi Keberadaanm Unsur-Unsur di Alam
Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengidentifikasi keberadaan unsur di alam ini. Diantaranya dengan cara reaksi nyala dan reaksi pengendapan.
1. Reaksi nyalaJika unsur yang akan diidentifikasi berbentuk padatan dan
mudah menguap, maka digunakan reaksi nyala. Reaksi ini memberikan hasil berupa warna nyala yang spesifik untuk unsur tertentu. Berikut ini warna reaksi nyala beberapa unsur dari golongan alkali dan alkali tanah.
2. Reaksi PengendapanTidak jarang dijumpai unsur dalam jumlah yang sedikit dan bercampur
dengan unsur lain. Identifikasinya dengan menambahkan suatu pereaksi untuk mengendapkan kelompok unsur tertentu dan membiarkan kelompok unsur lain tetap dalam larutan. Cara ini dapat dilakukan secara berulang, sehingga setiap kelompok dapat dipisahkan kembali sampai ke bagian yang kecil.
pereaksi yang digunakan untuk identifikasi ini harus bersifat selektif untuk unsur tertentu, sehingga dapat mengendapkan unsur yang diduga ada dalam suatu larutan.
dengan teknik ini akan diperoleh zat baru yang berbeda dengan zat semula, yang berupa endapan. Perhatikan contoh berikut
Kation Al³⁺ direaksikan dengan KOH akan menimbulkan endapan putih hidrofil dari alumunium hidroksida (Al(OH)₃. Al(OH)₃ larut dalam KOH berdasarkan sifat amfoter dari Al(OH)₃ dengan reaksi :
Al³⁺(aq) + 3OH⁻(aq) Al(OH)₃(s) Al(OH)₃(s) + OH⁻(aq) AlO₂⁻(aq) + 2H₂O(l)
AlkaliLogam alkali yaitu unsur-unsur
golongan IA dalam sistem periodik, merupakan logam yang paling reaktif (pembentuk basa kuat), mudah melepaskan elektron valensinya (ns ¹) membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +1.
Senyawa-senyawa logam alkali umumnya tergolong senyawa ion dan mudah larut dalam air. Maka tidak heran jika banyak ditemukan di air laut, selain itu bersifat lunak seperti karet penghapus, sehingga dapat diiris dengan pisau.
Pada suhu ruang logam alkali mempunyai wujud padat (Li, Na, K, Rb) dan cair (Cs, Fr)
Warna nyala Li
Warna nyala Na
Warna nyala K
Warna nyala Rb
Warna nyala Cs
Alkali Tanah
Logam alkali tanah yaitu unsur-unsur golongan IIA, kereaktifannya dibawah alkali, namun dengan 2 elektron valensi (ns²) yang dimilikinya, logam alkali tanah pun mudah melepaskan elektronnya membentuk senyawa dengan tingkat oksidasi +2.
Semua logam alkali tanah pada suhu kamar berwujud padat, berwarna putih perak, kecuali Berilium yang berwarna abu-abu. Logam alkali tanah di alam terdapat dalam bentuk senyawa yang tidak larut di dalam tanah.
Warna nyala Sr
Warna nyala Ba
Warna nyala Ca
Jari-jari Logam dan Ionik (pm)
Alkali
Jari-jari logam serta ionik alkali lebih besar dari logam alkali tanah.
Alkali Tanah unsur Jar. logam Jar. ionik
Litium 160 74
Natrium 190 102
Kalium 240 138
Rubidium 250 149
Sesium 270 170
Fransium - 1194
Unsur Jar. Logam Jar. ionik
Berillium 110 27
Magnesium 160 72
Kalsium 200 100
Strontium 220 113
Barium 220 136
Radium - 162
Energi Ionisasi (Kj/mol)
Alkali
Energi ionosasinya lebih besar logam Alkali tanah.Energi yang diperlukan untuk melepas elektron
Kecenderungan atom untuk membentuk ion positif
Alkali Tanah unsur Ionisasi I Ionisasi II
Berillium 900 1757
Magnesium 738 1451
Kalsium 590 1145
Strontium 550 1064
Barium 503 965
Radium 509 978
unsur Ionisasi I
Litium 520
Natrium 496
Kalium 419
Rubidium 403
Sesium 376
Fransium 380
Keelektronegatifan Alkali
Keelektronegatifannya lebih besar logam Alkali tanah.kecenderungan atom untuk menarik suatu elektron untuk membentuk suatu ikatan.
Alkali Tanah
Li 1,0
Na 0,9
K 0,8
Rb O,8
Cs 0,7
Fr 0,7
Be 1,57
Mg 1,31
Ca 1,00
Sr 0,95
Ba 0,89
Ra 0,90
Harga Potensial Reduksi Standart (Volt)Alkali
Harga potensial reduksi standar kecuali litium dari atas ke bawahsemakin negatif. Hal ini menunjukkan semakin mudahnya melepaselektron (sifat reduktor semakin kuat dari Na sampai Cs).
Alkali Tanah
Harga potensial reduksi standar dari atas ke bawah semakin negatif. Hal ini menunjukkan semakin mudahnya melepas elektron (sifat reduktor semakin kuat dari Be sampai Ba).
Li – 3,05 Na – 2,71K – 2,92Rb – 2,49 Cs – 3,02Fr -
Be – 1,85
Mg – 2,37
Ca – 2,87
Sr – 2,89
Ba – 2,91
Ra -
Titik leleh dan didih (oC)
Alkali
Titik titik didih lebih besar logam Alkali Tanah. Sedangkan titik lelehnya lebih rendah Alkali
Alkali Tanah Unsur Titik leleh Titik didih
Litium 181 1342
Natrium 98 883
Kalium 63 760
Rubidium 39 686
Sesium 29 669
Fransium 27 677
Unsur Titik leleh Titik didh
Berillium 1287 2469
Magnesium 650 1090
Kalsium 842 1484
Strontium 777 1382
Barium 727 1870
Radium 700 1737
Kerapatan (Kg/m3)Alkali
Dibanding logam alkali keraptan alkali tanah lebih besar.Dipengaruhi oleh masa atom, jari-jari atom, keraptan atom per unit sel
Alkali Tanah
Li 530
Na 970
K 860
Rb 1530
Cs 1880
Fr -
Be 1850
Mg 1740
Ca 1540
Sr 2620
Ba 3510
Ra 5000
Perbandingan Alkali dengan
Alkali Tanah Alkali (Golongan IA) Alkali Tanah (Golongan IIA)
Energi ionisasi rendah Energi ionisasi rendah, tapi IA lebih rendah
Reduktor kuat Reduktor kuat, meskipun tidak sekuat IA
Sangat reaktif Sangat reaktif, tetapi IA lebih reaktif
Reaksinya dengan air berlangsung cepat Reaksi dengan air berlangsung cepat
Titik didih rendah, sebab ikatan logam lemah
Titik didih tinggi, sebab ikatan logam lebih kuat daripada IA
Persamaan Alkali dengan Alkali Tanah
• Jari-jari atom makin ke bawah makin besar:a) Makin ke bawah kereaktifan bertambahb) Makin ke bawah basanya makin kuatc) Makin ke bawah titik leleh makin rendah• Logam-logam alkali dan alkali tanah diperoleh
dari elektrolisis leburan garam halidnya• Senyawa-senyawa alkali dan alkali tanah
berikatan ion, berwujud padat, dan memiliki titik lebih tinggi
HalogenUnsur golongan VIIA ini merupakan unsur nonlogam paling reaktif. Unsur-unsur ini tidak ditemukan di alam dalam keadaan bebas, melainkan dalam bentuk garamnya. Oleh karena itu unsur-unsur nonlogam ini dinamakan HALOGEN, yang berasal dari kata halo genes yang artinya pembentuk garam. Unsur nonlogam yang termasuk ke dalam golongan Halogen yaitu Fluor (F2), Klor (Cl2), Brom (Br2), Iodium (I2), dan Astatin (At2).
Sifat-Sifat Halogen
Gas Mulia
Gas mulia adalah unsur-unsur golongan VIIIA.
Terdiri atas Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe), Radon (Rn).
Memiliki kestabilan yang sangat tinggi dan sebagian ditemukan di alam dalam bentuk monoatomik karena sifat stabilnya
Disebut gas mulia karena unsur-unsurnya stabil . Hal ini disebabkan oleh konfigurasi elektronnya berisi penuh.
Warna-warna lampu gas mulia
Sifat Umum Gas Mulia• Tidak Berwarna, tidak berbau, tidak berasa, sedikit larut
dalam air. • Mempunyai elektron valensi 8, dan khusus untuk Helium
elektron valensinya 2, sudah stabil sehingga sukar membentuk senyawa dengan unsur lain.
• Molekul-molekulnya terdiri atas satu atom (monoatom).• Bersifat inert• Gas mulia merupakan unsur gas pada suhu kamar dan
mendidih hanya beberapa derajat di atas titik cairnya. • Jari-jari, titik leleh serta titik didih gasnya bertambah seiring
bertambahnya nomor atom. Sedangkan energi pengionnya berkurang.
Sifat Fisis Gas Mulia
Sifat Kimia Gas Mulia Radon ternyata dapat bereaksi spontan dengan fluorin, sedangkan Xenon
memerlukan pemanasan atau penyinaran untuk memulai bereaksi. Kripton lebih sukar bereaksi, hanya bereaksi dengan fluorin jika disinari
atau jika diberi loncatan muatan listrik. Kereaktifan gas mulia bertambah besar sesuai dengan pertambahan jari-
jari atomnya, yaitu dari atas ke bawah. Pertambahan jari-jari atom mengakibatkan daya tarik inti terhadap
elektron kulit luar berkurang, sehingga elektronnya semakin mudah ditarik oleh atom lain.
Unsur gas mulia hanya dapat berikatan dengan unsur yang sangat elektronegatif, seperti fluorin dan oksigen.
Radon bersifat radioaktif Argon terbanyak di atmosfer, sedangkan Helium terbanyak di alam
semesta
Pembuatan Gas Mulia• Gas helium mempunyai titik didih yang
sangat rendah, yaitu -268,8 0C sehingga pemisahan gas helium dari gas alam dilakukan dengan cara pengembunan (liquefaction) sampai gas alam akan mencair (sekitar -156 0C) dan gas helium terpisah dari gas alam.
• Pembuatan Ne, Ar, Kr, dan Xe dilakukan dengan Proses Destilasi Bertingkat.
Tabel Pembuatan Senyawa
Unsur Radioaktif
Unsur radio aktif adalah unsur yang dapat memancarkan radiasi secara spontan.
Radiasi adalah sejenis sinar tetapi memiliki energi yang besar dan daya tembus yang tinggi.
Radiasi yang dipancarkan zat radioaktif terdiri dari 3 jenis partikel:
• Sinar alfa 24
• Sinar beta -1 0
• Sinar gama 0 0
Sinar-sinar radioaktif mempunyai sifat-sifat:1. Dapat menembus kertas atau lempengan logam tipis.2. Dapat mengionkan gas yang disinari.3. Dapat menghitamkan pelat film.4. Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (fluoresensi).5. Dapat diuraikan oleh medan magnet menjadi tiga berkas sinar, yaitu sinar α, β,dan γ.
Manfaat Zat RadioaktifA. Bidang Kesehatan• 24Na, mendeteksi adanya gangguan peredaran darah.• 59Fe, mengukur laju pembentukan sel darah merah.• 11C, mengetahui metabolisme secara umum.• 131I, mendeteksi kerusakan pada kelenjar tiroid.• 32P, mendeteksi penyakit mata, liver, dan adanya tumor.B. Bidang Hidrologi• 24Na dan 131I, digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran air
sungai.• Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.• 14C dan 13C, menentukan umur dan asal air tanah.
C. Bidang Industri• Industri kertas, mengukur ketebalan kertas.• Industri otomotif, mempelajari pengaruh oli dan aditif pada
mesin selama mesin bekerja.D. Bidang Kimia• Analisis pengaktifan neutron.• Sumber radiasi dan sebagai katalis pada suatu reaksi kimia.• Pembuatan unsur-unsur baru.E. Bidang Pertanian • 37P dan 14C, mengetahui tempat pemupukan yang tepat.• 32P, mempelajari arah dan kemampuan tentang serangga hama.• Mutasi gen atau pemuliaan tanaman.• 14C dan 18O, mengetahui metabolisme dan proses fotosintesis.
F. Bidang Peternakan• Mutasi gen dengan radiasi untuk pemuliaan
tanaman.• Pemberantasan hama dengan meradiasi
serangga jantan sehingga mandul.• Pengawetan bahan pangan dengan radiasi
sinar-X atau gama untuk membunuh telur atau larva.
• Menunda pertunasan pada bawang, kentang, dan umbi-umbian untuk memperpanjang masa penyimpanan.
Unsur Periode 3Unsur-unsur periode ketiga memiliki jumlah kulit elektron yang sama, yaitu tiga kulit.
Sifat-sifat yang ke kanan makin bertambah :a. energi ionisasic. bilangan oksidasi maksimum e. sifat oksidatorb. keelektronegatifan d. sifat asam f. affinitas elektronSifat-sifat yang ke kanan makin berkurang :a. jari-jari atom c. sifat logam e. sifat reduktorb. daya hantard. sifat basa
11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar Padat Gas
Logam Metalloid Bukan logam Reduktor Oksidator Biloks = 0
Pembentuk basa amfoter Pembentuk asam Inert Kristal logam Molekul
raksasa Molekul sederhana Monoatomik
Unsur Periode 4(Transisi)
Unsur-unsur transisi adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit d. Berdasarkan prinsip Aufbau, unsur-unsur transisi baru dijumpai mulai periode 4. Pada setiap periode kita menemukan 10 buah unsur transisi, sesuai dengan jumlah elektron yang dapat ditampung pada subkulit d. Diberi nama transisi karena terletak pada daerah peralihan antara bagian kiri dan kanan sistem periodik. Aturan penomoran golongan unsur transisi adalah:1. Nomor golongan sama dengan jumlah elektron pada subkulit s ditambah d.2. Nomor golongan dibubuhi huruf B.
Catatan:1. Jika s + d = 9, golongan VIIIB.2. Jika s + d = 10, golongan VIIIB.3. Jika s + d = 11, golongan IB.4. Jika s + d = 12, golongan IIB.
Sifat-Sifat Umum Unsur TransisiUnsur transisi mempunyai sifat – sifat khas yang membedakannya dari unsur golongan utama, antara lain :
1. Sifat logam, unsur transisi tergolong logam dengan titik cair dan titik didih yang relatif tinggi
2. Bersifat paramagnetik (sedikit tertarik ke dalam medan magnet).3. Membentuk senyawa – senyawa yang berwarna.4. Mempunyai beberapa tingkat oksidasi.5. Membentuk berbagai macam ion kompleks.6. Berdaya katalitik, banyak unsur transisi dan senyawanya yang
berfungsi sebagai katalis, baik dalam proses industri maupun dalam metabolisme.
Sekian dan Terima Kasih