SISTEM PERIODIK UNSUR

Oleh : @Kel-K10, @K28-Rofiqoh, @K29-Aprilia, @K30-Puji

materi sistem periodik unsur memilih metode pembelajaran Student Teams Achievement Divisions (STAD) memiliki alasan yaitu materi sistem periodik unsur merupakan materi dasar ilmu kimia sehingga harus dikuasai dengan matang oleh siswa agar tidak mengalami kesulitan pada materi kimia selanjutnya. Dalam materi tersebut terdapat konsep-konsep yang memerlukan pemahaman dan hafalan yang cukup dari siswa seperti pemahaman tentang konfigurasi elektron, golongan dan periode dalam menentukan letak unsur serta keteraturan jari-jari, energi ionisasi, afinitas elektron dan keelektronegatifan.

A. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK

Usaha pengelompokan unsur-unsur berdasarkan kesamaan sifat dilakukan agar unsur-unsur tersebut mudah dipelajari.

1. Triade Dobereiner

·   Pada tahun 1829, Johan Wolfgang Dobereiner mempelajari sifat-sifat beberapa unsur yang sudah diketahui pada saat itu. dingelompokkan unsur-unsur tersebut menurut kemiripan sifatnya.

·   Unsur-unsur dikelompokkan ke dalam kelompok tiga unsur yang disebut Triade.

·   Apabila unsur-unsur dalam satu triade disusun berdasarkan kesamaan sifatnya dan  diurutkan massa atomnya, maka unsur kedua merupakan rata-rata dari sifat dan massa atom dari unsur pertama dan ketiga. Dikemukakan oleh Johan Wolfgang Dobereiner (Jerman).

·      Dasarnya : kemiripan sifat fisika dan kimia dari unsur-unsur tersebut.

Jenis Triade :

1.         Triade Litium (Li), Natrium (Na) dan Kalium (K)

Unsur	Massa Atom	Wujud
Li	6,94	Padat
Na	22,99	Padat
K	39,10	Padat

Massa Atom Na (Ar Na) =  = 23,02

2.         Triade Kalsium (Ca), Stronsium (Sr) dan Barium (Ba)

3.         Triade Klor (Cl), Brom (Br) dan Iod (I)

2. Teori Oktaf Newland

Pada tahun 1864, John John Newlands (Inggris).

·             Unsur-unsur dikelompokkan berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya (Ar).

·            Unsur ke-8 memiliki sifat kimia mirip dengan unsur pertama; unsur ke-9 memiliki sifat yang mirip dengan unsur ke-2 dst

Penemuan Newlands ini dinyatakan sebagai Hukum Oktaf Newland.

Sifat-sifat unsur yang ditemukan berkala atau periodik setelah 8 unsur disebut Hukum Oktaf.

H	Li	Be	B	C	N	O
F	Na	Mg	Al	Si	P	S
Cl	K	Ca	Cr	Ti	Mn	Fe

Berdasarkan Daftar Oktaf Newlands di atas; unsur H, F dan Cl mempunyai kemiripan sifat. Pada Oktaf Newland disusun, unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) belum ditemukan. Gas Mulia ditemukan oleh Rayleigh dan Ramsay pada tahun 1894. Unsur gas mulia yang pertama ditemukan ialah gas argon. Hukum Oktaf Newland hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah.

3. Sistem Periodik Mendeleev

Pada tahun 1869, tabel sistem periodik mulai disusun. Dua ahli kimia, Lothar Meyer (Jerman) dan Dmitri Ivanovich Mendeleev (Rusia) . Mereka berkarya secara terpisah dan menghasilkan tabel yang serupa pada waktu yang hampir bersamaan. Mendeleev menyajikan hasil kerjanya pada Himpunan Kimia Rusia pada awal tahun 1869, dan tabel periodik Meyer baru muncul pada bulan Desember 1869. berdasarkan pada prinsip dari Newlands dalam melakukan penggolongan unsure.  Lothar Meyer lebih mengutamakan sifat-sifat kimia unsur sedangkan Mendeleev lebih mengutamakan kenaikan massa atom.

Menurut Mendeleev : sifat-sifat unsur adalah fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Artinya : jika unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan berulang secara periodik.                                         Unsur-unsur yang memiliki sifat-sifat serupa ditempatkan pada satu lajur tegak, disebut Golongan. Sedangkan lajur horizontal, untuk unsur-unsur berdasarkan pada kenaikan massa atom relatifnya dan disebut Periode.

Mendeleev yang pertama kali sebagai penemu tabel sistem periodik yang sering disebut juga sebagai sistem periodik unsur pendek. Sistem periodik Mendeleev disusun berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat. Sistem periodik Mendeleev pertama kali diterbitkan dalam jurnal ilmiah Annalen der Chemie pada tahun 1871.

Kelemahan dan Kelebihan Sistem Periodik Mendeleev

•   Kelebihan

1.Melakukan koreksi terhadap massa atom dan letak unsur yang salah dalam   penggolongan. Massa atom Cr bukan 43 melainkan 52.

2.Mendeleev juga mampu meramalkan unsur-unsur  yang pada saat itu belum ditemukan, yakni dengan memberikan tempat yang kosong.

•  Kelemahan

1.Adanya unsur-unsur dengan massa atom relatif lebih besar terletak di depan unsur dengan massa atom relatif yang lebih kecil.

 2.Penempatan unsur-unsur transisi, yang persamaan sifat lebih mendekati dengan  unsur-unsur yang mendatar daripada yang vertikal.

4. Sistem Periodik Lothar Meyer

          Sistem periodik pertama yang dibuat berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat unsur

5.  Sistem Periodik Modern

Pada tahun 1914, Henry G. J. Moseley menemukan yang berpendapat bahwa sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya.

 atau urutan unsur dalam tabel periodik sesuai dengan kenaikan nomor atom unsur. Artinya : sifat dasar suatu unsur ditentukan oleh nomor atomnya bukanoleh massa atom relatifnya (Ar).

Moseley berhasil menemukan kesalahan dalam tabel periodik Mendeleev, yaitu ada unsur yang terbalik letaknya. . Sistem periodik modern bisa dikatakan sebagai penyempurnaan sistem periodik Mendeleev. Dalam sistem periodik modern terdapat lajur mendatar yang disebut periode dan lajur tegak yang disebut golongan.

B.     PERIODE DAN GOLONGAN DALAM SPU MODERN

1).  Periode

·Adalah lajur-lajur horizontal pada tabel periodik.

·SPU Modern terdiri atas 7 periode. Tiap-tiap periode menyatakan jumlah/banyaknya kulit atom unsur-unsur yang menempati periode-periode tersebut.

·Sistem periodik modern dikenal juga sebagai sistem periodik bentuk panjang, disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat.

·Unsur-unsur yang terletak dalam satu periode memiliki jumlah kulit  yang sama

Nomor Periode = Jumlah Kulit Atom

Jadi :

·Unsur-unsur yang memiliki 1 kulit (kulit K saja) terletak pada periode 1 (baris 1), unsur-unsur yang memiliki 2 kulit (kulit K dan L) terletak pada periode ke-2 dst.

Contoh :

₉F        : 2 , 7 periode ke-2

₁₂Mg    : 2 , 8 , 2 periode ke-3

₃₁Ga     : 2 , 8 , 18 , 3 periode ke-4

Catatan :

a)      Periode 1, 2 dan 3 disebut periode pendek karena berisi relatif sedikit unsur dan berisi 2 unsur                                                                                                     b)      Periode 4 dan 5 disebut periode panjang dan berisi 18 unsur                        c).     Periode 6 disebut sebagai periode sangat panjang dan berisi 32 unsur, pada periode ini terdapat unsur Lantanida yaitu unsur nomor 58 sampai nomor 71 dan diletakkan pada bagian bawah Pada periode 6 golongan IIIB terdapat 14 unsur yang sangat mirip sifatnya,

Unsur-unsur lantanida dan aktinida termasuk golongan IIIB, dimasukkan dalam satu golongan karena mempunyai sifat yang sangat mirip

d).      Periode 7 disebut periode belum lengkap karena belum sampai ke golongan VIII A dan mungkin akan bertambah lagi jumlah unsur yang menempatinya, sampai saat ini berisi 24 unsur. Pada periode ini terdapat deretan unsur yang disebut Aktinida, yaitu unsur bernomor 90 sampai nomor 103 dan diletakkan pada bagian bawah. Pada periode 7 juga berlaku hal yang sama dan disebut unsur-unsur aktinida. Kedua seri unsur ini disebut unsur-unsur transisi dalam            e).     Untuk mengetahui nomor periode suatu unsur berdasarkan nomor atomnya, Anda hanya perlu mengetahui nomor atom unsur yang memulai setiap periode.

2).  Golongan

Jumlah golongan dalam sistem periodik ada 8 dan ditandai dengan angka Romawi. Ada dua golongan besar, yaitu golongan A (golongan utama) dan golongan B (golongan transisi). Golongan B terletak antara golongan IIA dan golongan IIIA.Unsur-unsur yang mempunyai elektron valensi sama ditempatkan pada golongan yang sama.

Sistem periodik dibagi dalam 18 golongan, yaitu golongan 1 sampai dengan 18, dimulai dari kiri

Untuk unsur-unsur golongan A sesuai dengan letaknya dalam sistem periodik :

	Nomor Golongan = Jumlah Elektron Valensi

Unsur-unsur golongan A mempunyai nama lain yaitu :

1.      Golongan IA             = golongan Alkali

2.      Golongan IIA      = golongan Alkali Tanah

3.      Golongan IIIA    = golongan Boron

4.      Golongan IVA    = golongan Karbon

5.      Golongan VA     = golongan Nitrogen

6.      Golongan VIA    = golongan Oksigen

7.      Golongan VIIA   = golongan Halida / Halogen

8.      Golongan VIIIA = golongan Gas Mulia

Hubungan konfigurasi elektron dengan SPU

1. Nomor periode sama dengan jumlah kulit.

2. Nomor golongan sama dengan jumlah elektron valensi ( khusus golongan utama ). Letak unsur dalam sistem periodik dapat ditentukan berdasarkan konfigurasi elektronnya, atau sebaliknya, konfigurasi elektron dapat ditentukan berdasarkan letak unsur dalam sistem periodik.

C. SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR

Meliputi :

1).  Jari-Jari Atom

      Adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar.

Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut.

Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan, semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya, sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya.

Jadi : dalam satu golongan (dari atas ke bawah), jari-jari atomnya semakin besar.

Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), nomor atomnya bertambahyang berarti semakin bertambahnya muatan inti, sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap. Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar pula, sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom.

Jadi : dalam satu periode (dari kiri ke kanan), jari-jari atomnya semakin kecil.

2).  Energi Ionisasi

Adalah energi minimum yang diperlukan atom netral dalam bentuk gas untuk melepaskan satu elektron membentuk ion bermuatan +1. Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar (disebut energi ionisasi kedua), dst.

EI 1< EI 2 < EI 3 dst

      Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil. Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar/kuat. Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan.

3). Afinitas Elektron

Adalah energi yang dilepaskan atau diserap oleh atom netral dalam bentuk gas apabilamenerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif.

Semakin negatif harga afinitas elektron, semakin mudah atom tersebut menerima/menarik elektron dan semakin reaktif pula unsurnya.

Afinitas elektron bukanlah kebalikan dari energi ionisasi.

·         Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga afinitas elektronnya semakin kecil.

·         Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga afinitas elektronnya semakin besar.

·         Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif, kecuali golongan IIA dan VIIIA.

Afinitas elektron terbesar dimiliki golongan VIIA.

4).  Keelektronegatifan

Adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa (dalam ikatannya).

Diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 0,7(keelektronegatifan Cs) sampai 4 (keelektronegatifan F).

Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar, cenderungmenerima elektron dan akan membentuk ion negatif.

Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil, cenderungmelepaskan elektron dan akan membentuk ion positif.

Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga keelektronegatifan semakin kecil.

Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga keelektronegatifan semakin besar.

5). Sifat logam dan non logam

sifat logam dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan electron membentuk kation. sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI).

·         Makin besar harga EI, makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin  berkurang sifat logamnya.

·         Sifat non logam dikaitkan dengan Kelektronegativan, yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron.

·         Dalam satu periode (dari kiri kek kanan), sifat logam berkurang, sedangkan sifat non logam bertambah.

·         Dalam satu golongan (dari atas kebawah), sifat logam bertambahsedangkan sifat non logam berkurang.

·         Unsur logam terletak pada bagian kiri - bawah dalam sistem periodik unsur, sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas.

·         Unsur yang paling bersifat non logam adalah unsur-unsur yang terletak pada golongan VIIA bukan golongan VIII A.

·         Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut

·         Unsur Metaloid ( unsur yang mempunyai sifat logam dan sekaligus non logam).  Misalnya " boron dan silikon.

6. Keraktifan

·         Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas dan menarik electron.

·         Unsur logam yang paling reaktif adalah golongan IA (logam alkali).

·         Unsur non logam yang paling reaktif adalah golongan VIIA (Halogen).

·         Dalam satu periode (kiri ke kanan), mula-mula kereaktifanmenurun, kemudian semakin bertambah hingga golongan VIIA.

·         Golongan VIIA merupakan unsure yang paling tidak reaktif

Contoh Martikulasi:

1.    Dalam sistem periodik unsur-unsur mempunyai sifat-sifat?

Jawab: Sifat-sifat unsure dalam system periodic yaitu, Dalam suatu golongan memiliki kemiripan sifat, dalam satu golongan mempunyai electron valensi sama, energy ionisasi dalam satu periode dari kiri kekanan cenderung naik, afinitas elekron dari kiri kekanan semakin besar.

2.    Kofigurasi electron dari 2 unsurdari 2 periode dibawah ini adalah?

A: [ Ar ], 4s¹
B: [ Ar ], 3d¹⁰, 4s², 4p ⁵

Jawab:

Penyelesaian:
A. [ Ar ] 4s¹   golongan IA periode 4
B. [ Ar ] 3d¹⁰, 4s², 4p ⁵    golongan VIIA periode 4
Dalam satu periode dari kiri kekanan :
- titik didih semakin kecil.
- afinitas electron semakin besar.
- jari-jari atom semakin kecil.
- ke elektronegatifan semakin besar (kecuali golongan VIII A 0).
- energy ionisasi semakin besar.

3.    Suatu unsure mempunyai 13 proton dan 14 neutron. Maka unsure tersebut terletak pada golongan dan periode…

Jawab:

Penyelesaian:
Konfigurasi unsure tersebut adalah: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
Maka terletak pada golongan III A periode 3.

4.    Konfigurasi electron unsur X adalah:
ls² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁴
Dalam sistem periodik, X terletak pada…

Jawab:

Penyelesaian:
Konfigurasi elektron:  ls² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁴
Golongan menyatakan jumlah electron valensi. Elektron valensi 6 (s² p⁴) maka golongan IIA.

Periode menyatakan jumlah kulit. Jumlah kulit ada 5 maka periode 5.

5.     Unsur dari golongan halogen yang energy ionisasinya paling besar adalah…

Jawab:

Fluor memiliki energy ionisasi paling besar, karenajari-jari atom Fluor lebih kecil, jarakantara inti dan elektron semakin pendek. Dengan demikian, tarikan terhadap elektron semakin kuat sehingga energi ionisasinya semakin besar.

kesimpulan

Dalam satu golongan dari atas ke bawah Jari-jari atom semakin besar, Afinitas elektron semakin kecil, Energi ionisasi semakin kecil, dan Elektronegativitas semakin kecil

Dalam satu perioda dari kiri ke kanan, Jari-jari atom semakin kecil, Afinitas elektron semakin besar, Energi ionisasi semakin besar, dan Elektronegativitas semakin besar

DAFTAR PUSTAKA

·         I, Nurul Fauziah and Masykuri, M. and C.S, Agung Nugroho, 2013, STUDI KOMPARASI METODE PEMBELAJARAN STUDENT TEAMS ACHIEVEMENT DIVISION (STAD) MENGGUNAKAN PETA PIKIRAN (MIND MAPPING) DAN PETA KONSEP (CONCEPT MAPPING) TERHADAP PRESTASI BELAJAR SISWA PADA MATERI POKOK SISTEM PERIODIK UNSUR SISWA KELAS X SEMESTER GANJIL SMA NEGERI KEBAKKRAMAT TAHUN PELAJARAN 2012/2013. Jurnal Pendidikan Kimia (JPK), Vol. 2 No. 2 Tahun 2013, Dalam https://eprints.uns.ac.id/11754/1/1893-4262-1-PB.pdf

·         Aside, 2012, PENJELASAN DAN PENGERTIAN SISTEM PERIODIK UNSUR DI KIMIA,  Dalam https://mreyhannemirel.wordpress.com/2012/12/21/sistem-periodik, Diakses 21 Desember 2012.

·         Anonim, 2018, STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK UNSUR, Dalam https://kimiaku.wordpress.com/materi-belajar/struktur-atom-dan-sistem-periodik-unsur/, Diakses 11 November 2018

·         Nadiyah. Dia, 2018, SISTEM PERIODIK UNSUR , Dalam http://www.academia.edu/6041840/SISTEM_PERIODIK_UNSUR SISTEM PERIODIK UNSUR | Nadiyah Dia - Academia.edu, Diakses 11 November 2018

·         Wirawan. Akbar, 2018, SISTEM PERIODIK UNSUR, Dalam http://www.academia.edu/17040614/SISTEM_PERIODIK_UNSUR   SISTEM PERIODIK UNSUR | Akbar Wirawan - Academia.edu, diakses 11 Novemeber 2018.