Pengantar Kimia Unsur
Lebih dr 100 kimia unsur telah diketahui & diidentifikasi. Masing-masing unsur memiliki karakteristik tersendiri. Unsur-unsur tersebut biasanya terdapat di alam, walaupun pula ada beberapa unsur yg merupakan unsur bikinan. Sebagian kecil dr unsur tersebut didapatkan dlm bentuk unsur bebas, mirip misalnya argon, oksigen, nitrogen, & welirang. Akan tetapi, sebagian besar dr unsur-unsur ditemukan dlm bentuk senyawa, seperti contohnya besi dlm hematit, aluminium dlm bauksit, mangan dlm pirolusit, & lain-lain.
Bahan-bahan alam berbentuk padatan kristalin yg mengandung unsur atau senyawa tertentu dgn komposisi kimia yg spesifik disebut mineral. Contohnya, kalkopirit (CuFeS2) adalah mineral yg mengandung unsur tembaga, besi, & sulfur. Berbagai mineral dapat dijadikan selaku sumber suatu unsur atau senyawa. Namun, tak semua mineral cocok dijadikan selaku sumber komersial. Sebagai acuan, magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), & pirit (FeS2) merupakan mineral yg mengandung besi. Secara komersial, besi lazimnya diperoleh dr pengolahan magnetit & hematit. Pengolahan besi dr pirit cenderung susah & tak ekonomis sehingga pirit kurang sesuai dijadikan sumber komersial dr besi. Mineral yg mempunyai nilai komersial mirip magnetit & hematit disebut bijih.
Oleh alasannya adalah banyaknya kimia unsur yg ada di alam, unsur-unsur tersebut dikelompokkan menurut kenaikan nomor atom & kemiripan sifat dlm sistem periodik unsur. Sebagai pola, helium, neon, argon, kripton, xenon, & radon dikelompokkan selaku unsur-unsur gas mulia (golongan VIIIA) yg semuanya berwujud gas pada suhu ruang.
Sifat-sifat unsur dibedakan menjadi sifat atomik, sifat fisis & sifat kimia. Sifat atomik mencakup konfigurasi elektron, jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, keelektronegatifan, & tingkat oksidasi. Sifat fisis mencakup wujud, warna, bacin, kerapatan, kekerasan, titik leleh, titik didih, daya hantar panas, & daya hantar listrik. Sifat kimia mencakup kereaktifan, daya reduksi & oksidasi, & sifat keasaman.
Berikut akan dibahas sifat-sifat unsur dlm kelompok-kalangan unsur.
Gas Mulia
Unsur-unsur golongan VIIIA yg terdiri dr helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), & radon (Rn) disebut gas mulia. Disebut demikian sebab pada suhu ruang wujudnya gas & sifatnya sungguh stabil (sukar bereaksi). Oleh alasannya adalah sifatnya yg stabil, di alam gas mulia didapatkan dlm bentuk monoatomik (atom tunggal). Unsur-unsur gas mulia memiliki titik leleh & titik didih yg sangat rendah. Titik didihnya hanya beberapa derajat Celcius di atas titik lelehnya. Titik leleh & titik didih meningkat dr He ke Rn. Semua unsur gas mulia, kecuali radon, dapat didapatkan di udara pada atmosfer.
Halogen
Halogen adalah unsur-unsur golongan VIIA yg terdiri dr fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I), & astatin (At). Nama “halogen” berasal dr bahasa Yunani yg artinya pembentuk garam, alasannya adalah unsur-unsur halogen dapat bereaksi dgn unsur-unsur logam membentuk senyawa-senyawa garam. Di alam, unsur-unsur halogen didapatkan dlm bentuk molekul unsur diatomik F2, Cl2, Br2, & I2.
Titik leleh & titik didih halogen meningkat seiring dgn peningkatan nomor atomnya. Pada suhu kamar, fluorin & klorin berwujud gas, bromin berwujud zat cair yg gampang menguap, sedangkan iodin berwujud padatan yg mudah menyublim. Fluorin berwarna kuning muda, klorin berwarna kuning kebijauan, bromin berwarna merah kecoklatan, iodin padat berwarna hitam, sedangkan uap iodin berwarna ungu. Semua halogen berbau menusuk & bersifat racun.
Halogen merupakan kelompok unsur nonlogam yg paling reaktif. Daya oksidasi halogen dr F2 ke I2 semakin menyusut; sebaliknya, daya reduksi ion halida dr F− ke I− semakin bertambah. Oleh alasannya itu, halogen yg berada lebih atas dlm tata cara periodik dapat mengoksidasi halida yg di bawahnya, tetapi tak berlaku sebaliknya.
Logam Alkali
Logam alkali ialah unsur-unsur golongan IA kecuali hidrogen (H), antara lain litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), & fransium (Fr). Disebut alkali alasannya adalah mampu bereaksi dgn air membentuk senyawa hidroksida yg bersifat alkali atau basa. Logam alkali merupakan golongan logam yg paling reaktif, sehingga selalu ditemukan di alam dlm bentuk senyawanya. Kereaktifannya meningkat dr Li ke Fr. Senyawa-senyawa logam alkali umumnya mudah larut dlm air.
Logam-logam alkali bersifat lunak, ringan, & mempunyai titik leleh & titik didih yg relatif rendah. Unsur logam alkali dapat diidentifikasi dgn uji nyala di mana masing-masing unsur akan memperlihatkan warna yg khas; Li: merah, Na: kuning, K: ungu muda, Rb: ungu, & Cs: biru.
Logam Alkali Tanah
Logam alkali tanah yakni unsur-unsur golongan IIA yg terdiri dr berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), & radium (Ra). Logam alkali tanah pula mampu bereaksi dgn air membentuk basa, tetapi lebih lemah dr logam alkali. Logam alkali tanah pula tergolong logam reaktif, tetapi kereaktifannya kurang jikalau dibanding dgn logam alkali seperiode. Selain itu, senyawa dr logam alkali tanah umumnya sukar larut dlm air & banyak ditemukan di bawah tanah atau dlm bebatuan di kerak bumi. Identifikasi unsur logam alkali tanah dgn uji nyala akan menawarkan warna khas; Be: putih, Mg: putih, kalsium: jingga, Sr: merah, & Ba: hijau.
Unsur-unsur Periode Ketiga
Unsur-unsur periode ketiga terdiri dr logam (natrium, magnesium, & aluminium), metaloid (silikon), & nonlogam (fosforus, sulfur, klorin, & argon). Kecenderungan sifat unsur-unsur periode ketiga dr kiri ke kanan, yaitu:
- Jari-jari atom menyusut
- Energi ionisasi cenderung bertambah
- Keelektronegatifan bertambah, di mana unsur paling elektronegatif terletak pada golongan VIIA
- Sifat logam berkurang & sifat nonlogam bertambah
- Daya oksidasi bertambah & daya reduksi berkurang, di mana oksidator terkuat ialah F2 & reduktor terkuat adalah Na
- Titik leleh naik dengan-cara sedikit demi sedikit dr Na hingga Si (tertinggi) kemudian turun dengan-cara drastis
- Struktur molekul
Na, Mg, Al: kristal logam; Si: molekul kovalen raksasa; P4, S8: molekul poliatomik; Cl2: molekul diatomik; & Ar: monoatomik.
- Sifat asam bertambah & sifat basa berkurang
Unsur-unsur Transisi Periode Keempat
Unsur-unsur transisi periode keempat terdiri dr skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), kromium (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), & seng (Zn). Semua unsur tersebut merupakan unsur logam yg bersifat reduktor dgn titik leleh & titik didih yg biasanya relatif tinggi. Selain itu, unsur-unsur transisi lazimnya memiliki beberapa bilangan oksidasi & mampu membentuk ion kompleks & senyawa kompleks.
Pada biasanya unsur-unsur transisi periode keempat di alam terdapat dlm bentuk senyawanya, kecuali tembaga yg terdapat dlm bentuk unsur bebas maupun senyawanya. Unsur-unsur transisi maupun senyawanya lazimnya mampu berfungsi selaku katalis reaksi-reaksi kimia dlm tubuh makhluk hidup ataupun dlm industri. Senyawa-senyawa unsur-unsur transisi tersebut umumnya berwarna, kecuali senyawa dr Sc3+, Ti4+, & Zn2+.
Contoh Soal Kimia Unsur & Pembahasan
Unsur logam berikut yg menunjukkan nyala berwarna merah adalah …
a. magnesium
b. kalium
c. berilium
d. stronsium
e. barium
Jawab:
d. stronsium
Nyala magnesium & berilium berwarna putih, kalium berwarna ungu muda, stronsium berwarna merah, & barium berwarna hijau.
Kimia Unsur – Referensi
Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
Housecroft, Catherine E. & Sharpe Alan G. 2012. Inorganic Chemistry (4th edition). Harlow: Pearson Education Limited
Johari, J.M.C. & Rachmawati, M. 2008. Kimia Sekolah Menengan Atas & MA untuk Kelas XII Jilid 3. Jakarta: Esis
Purba, Michael. 2007. Kimia 3A untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga
Retnowati, Priscilla. 2006. SeribuPena Kimia Sekolah Menengan Atas Kelas XII Jilid 3. Jakarta: Erlangga
Shriver, D., et al. 2014. Inorganic Chemistry (6th edition). New York: W.H. Freeman & Company
Materi: Kimia Unsur
Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia FMIPA UI
Materi Sosiologiku.com yang lain: