Unsur-unsur golongan IA (kecuali hidrogen) disebut logam alkali. Unsur-unsur golongan IIA disebut logam alkali tanah. Kata “alkali” berasal dr bahasa Arab, al-qaly, yaitu abu yg dlm air bersifat basa. Oleh karena logam-logam golongan IA & IIA lazimnya jika dilarutkan dlm air membentuk larutan basa, maka disebut logam alkali & alkali tanah. Sebutan alkali tanah untuk logam kalangan IIA dikarenakan logam-logam tersebut biasanya ditemukan dlm bentuk senyawa susah larut di dlm tanah. Logam alkali & alkali tanah bersifat sangat reaktif sehingga selalu ditemukan di alam dlm bentuk senyawanya, meskipun logam alkali tanah tak sereaktif logam alkali.
Logam Alkali
Unsur-unsur kalangan IA terdiri dr hidrogen (H), litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sesium (Cs), & fransium (Fr). Unsur-unsur ini kecuali hidrogen, diketahui sebagai logam alkali.
Keberadaan Logam Alkali di Alam
Sifat-sifat Logam Alkali
Sifat atomik
Konfigurasi elektron valensi logam alkali yakni ns1. Oleh alasannya adalah itu, atom logam alkali cenderung gampang melepaskan sebuah elektron membentuk ion bermuatan +1 dgn konfigurasi elektron stabil gas mulia. Hal tersebut pula mampu dilihat dr energi ionisasinya yg relatif rendah. Selain itu, perbedaan energi ionisasi pertama & kedua pula sangat besar. Secara umum, keteraturan sifat dr Li ke Fr, yaitu:
- jari-jari atom bertambah
- energi ionisasi berkurang
- keelektronegatifan berkurang
- nilai bilangan oksidasi +1 pada kondisi paling stabil
Sifat fisis
Titik leleh, titik didih, & kekerasan logam alkali termasuk relatif rendah. Dari Li ke Fr, titik leleh, titik didih, & daya hantar listrik & panas semakin menurun, kecuali daya hantar listrik & panas pada logam Na & K justru bertambah. Hal ini terkait dgn ikatan logam pada logam alkali. Semakin banyak elektron yg terlibat pada pembentukan ikatan logam, kian kuat ikatan; semakin besar jari-jari atom, semakin lemah ikatan. Pada atom Na & K elektron cenderung lebih mudah bergerak bebas.
Sifat kimia
Logam alkali bersifat sungguh reaktif, sebagaimana terlihat dr energi ionisasinya yg relatif rendah. Kereaktifan logam alkali berkembangdr Li ke Fr, begitu juga dgn sifat reduktor yg makin berpengaruh. Hampir senyawa logam alkali bersifat ionik & gampang larut dlm air.
- Reaksi dgn air
Semua logam alkali bereaksi dgn air membentuk basa & gas hidrogen. Li bereaksi agak pelan; Na bereaksi ahli dgn percikan api; K, Rb, & Cs meledak bila dimasukkan dlm air. Oleh alasannya reaksi tersebut sangat eksoterm, gas hidrogen yg terbentuk akan pribadi terbakar.
2L(s) + 2H2O(l) → 2LOH(aq) + H2(g) (L = logam alkali)
- Reaksi dgn hidrogen
Jika dipanaskan, logam alkali mampu bereaksi dgn gas hidrogen membentuk senyawa ionik alkali hidrida.
2L(s) + 2H2(g) → 2LH(s) (L = logam alkali)
- Reaksi dgn oksigen
Logam alkali dapat bereaksi dgn oksigen membentuk oksida, peroksida, ataupun superoksida. Dalam jumlah oksigen terbatas biasanya terbentuk oksida.
4L(s) + O2(g) → 2L2O(s) (L = logam alkali)
Namun, bila oksigen berlebihan, Na dapat membentuk peroksida, sedangkan K, Rb, & Cs dapat membentuk superoksida.
2Na(s) + O2(g) → 2Na2O2(s)
K(s) + O2(g) → KO2(s)
- Reaksi dgn halogen
Logam alkali bereaksi dgn halogen (F2, Cl2, Br2, I2) membentuk senyawa garam halida.
2L(s) + X2 → 2LX(s) (L = logam alkali; X = halogen)
Warna nyala
Ketika dipanaskan dgn suhu tinggi, setiap unsur akan memancarkan radiasi elektromagnetik yg khas. Hal ini terjadi akhir elektron pada atom unsur mengalami eksitasi atau perpindahan ke tingkat energi yg lebih tinggi, & tatkala elektron tersebut kembali ke tingkat energi semula diikuti pancaran foton. Keunikan spektrum radiasi elektromagnetik tersebut dapat dipakai untuk mengetahui suatu unsur.
Pada pembakaran unsur atau senyawa logam alkali pada nyala api, elektron pada atom setiap unsur logam alkali akan tereksitasi & menciptakan warna nyala yg khas.
Logam Alkali Tanah
Unsur-unsur kalangan IIA yg diketahui selaku logam alkali tanah terdiri berilium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), stronsium (Sr), barium (Ba), & radium (Ra).
Keberadaan Logam Alkali Tanah di Alam
Sifat-sifat Logam Alkali Tanah
Sifat atomik
Konfigurasi elektron valensi logam alkali tanah adalah ns2. Atom logam alkali tanah pula cenderung mudah melepaskan sepasang elektron membentuk ion bermuatan +2 dgn konfigurasi elektron stabil gas mulia. Namun, energi ionisasinya lebih tinggi dibanding logam alkali sebab jari-jari atomnya lebih kecil & elektron valensinya lebih banyak. Secara umum, keteraturan sifat dr Be ke Ba, yaitu:
- jari-jari atom bertambah
- energi ionisasi menyusut
- keelektronegatifan menyusut
Sifat fisis
Dari Be ke Ba, titik leleh, titik didih, & daya hantar listrik & panas cenderung menurun. Jika dibandingkan dgn logam alkali seperiode, titik leleh & sifat-sifat fisis yang lain seperti rapatan & kekerasan dr logam alkali tanah lebih besar.
Sifat kimia
Sifat kimia logam alkali tanah hampir sama dgn logam alkali, tetapi logam alkali tanah tak sereaktif logam alkali seperiode. Kereaktifan logam alkali tanah meningkat dr Be ke Ba. Nilai memiliki potensi standar logam alkali tanah memberikan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yg cukup kuat, bahkan Ca, Sr, & Ba mempunyai daya reduksi yg lebih besar lengan berkuasa dr Na.
- Reaksi dgn air
Ca, Sr, & Ba bereaksi dgn air membentuk basa & gas hidrogen. Magnesium bereaksi sangat lambat dgn air acuh taacuh. Berilium tak bereaksi dgn air.
M(s) + 2H2O(l) → M(OH)2(aq) + H2(g) (M = Mg, Ca, Sr, Ba)
- Reaksi dgn hidrogen
Jika dipanaskan, logam alkali tanah dapat bereaksi dgn gas hidrogen membentuk senyawa ionik alkali hidrida.
M(s) + 2H2(g) → MH2(s) (M = Mg, Ca, Sr, Ba)
- Reaksi dgn halogen
Logam alkali tanah bereaksi dgn halogen membentuk senyawa garam halida.
M(s) + X2 → MX2(s) (M = logam alkali tanah; X = halogen)
- Reaksi dgn udara
Jika dipanaskan, logam alkali tanah dapat bereaksi dgn nitrogen & oksigen di udara membentuk nitrida & oksida.
3M(s) + N2(g) → M3N2(s)
2M(s) + O2(g) → 2MO(s) (M = logam alkali tanah)
Warna nyala
Logam alkali tanah pula mempunyai warna nyala yg khas sebagaimana logam-logam alkali.
Kelarutan
Sebagian besar senyawa-senyawa logam alkali tanah memiliki kelarutan yg kecil atau sukar larut dlm air. Hal ini membedakannya dr senyawa logam alkali yg lazimnya gampang larut dlm air. Berdasarkan data tetapan hasil kali kelarutan (Ksp), kecenderungan periodik dr kelarutan senyawa-senyawa logam alkali tanah, yaitu:
- Kelarutan senyawa hidroksida (M(OH)2), senyawa karbonat (MCO3), & senyawa okalat (MC2O4) semakin bertambah dr Be ke Ba, meskipun ada sedikit fluktuasi pada senyawa karbonat & senyawa oksalat.
- Kelarutan senyawa sulfat (MSO4) & senyawa kromat (MCrO4) kian berkurang dr Be ke Ba.
Contoh Soal Logam Alkali & Alkali Tanah & Pembahasan
Contoh Soal 1:
Keteraturan yg tampak pada unsur-unsur logam alkali dr urutan atas ke bawah kalangan adalah …
a. kerapatan makin kecil
b. jari-jari logam semakin kecil
c. jari-jari ionik kian kecil
d. titik didih semakin kecil
e. kekerasan kian besar
Jawab: D
Dari atas ke bawah kalangan jari-jari atom logam alkali kian kecil sehingga ikatan logamnya pula semakin lemah. Akibatnya, sifat fisis seperti titik didih, titik leleh, & kekerasan pula semakin rendah.
Contoh Soal 2:
Logam alkali tanah berikut yg tak menciptakan gas hidrogen bila bereaksi dgn air ialah …
a. barium
b. stronsium
c. magnesium
d. kalsium
e. berilium
Jawab: E
Berilium tak bereaksi dgn air.
Contoh Soal 3:
Senyawa sulfat dr logam alkali tanah berikut yg paling gampang larut adalah …
a. BaSO4
b. MgSO4
c. CaSO4
d. SrSO4
e. RaSO4
Jawab: B
Kelarutan senyawa sulfat dr logam alkali tanah menurun dr atas ke bawah kelompok.
Referensi
Johari, J.M.C. & Rachmawati, M. 2008. Kimia SMA & MA untuk Kelas XII Jilid 3. Jakarta: Esis
Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.
Purba, Michael. 2007. Kimia 3A untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga
Retnowati, Priscilla. 2006. SeribuPena Kimia SMA Kelas XII Jilid 3. Jakarta: Erlangga
Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia FMIPA UI
Materi Sosiologiku.com lainnya: