Bagaimana jari jari atom dalam satu periode dan satu golongan?

Sistem periodik unsur adalah susunan unsur-unsur berdasarkan urutan nomor atom dan kemiripan sifat unsur-unsur tersebut. Disebut “periodik”, sebagaimana terdapat pola kemiripan sifat unsur dalam susunan tersebut. Sistem periodik unsur (tabel periodik) modern yang saat ini digunakan didasarkan pada tabel yang dipublikasikan oleh Dmitri Mendeleev pada tahun 1869.

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Teori Atom
Struktur Atom

Tabel Sistem Periodik Unsur

Format tabel periodik:

1. Masing-masing unsur terdapat dalam satu kotak yang berisi nomor atom, lambang unsur, dan nomor massa. Kotak-kotak tersebut berurut dari kiri ke kanan berdasarkan kenaikan nomor atom.
2. Kotak-kotak tersebut tersusun membentuk barisan horizontal (periode) dan barisan vertikal (golongan). Setiap periode diberi nomor dari 1 hingga 7. Setiap golongan diberi nomor dari 1 hingga 8 dengan huruf A atau B. Pada sistem IUPAC baru, setiap golongan diberi nomor dari 1 hingga 18 tanpa huruf A atau B. Unsur-unsur dalam satu golongan yang sama pada tabel periodik akan memiliki kemiripan sifat.
3. Unsur-unsur golongan 1A − 8A (golongan 1−2, 13−18) merupakan unsur golongan utama. Unsur-unsur golongan 1B−8B (golongan 3−12) merupakan unsur logam transisi. Dua deret unsur di bagian bawah, yakni lanthanida dan aktinida, disebut unsur logam transisi dalam.

Sifat-sifat pada sistem periodik unsur:

Sifat logam

Berdasarkan sifat, unsur-unsur dapat dikelompokkan menjadi logam, nonlogam, dan metalloid. Unsur-unsur logam memiliki sifat-sifat: konduktor panas dan listrik yang baik, dapat ditempa dan ductile, titik leleh relatif tinggi, cenderung melepaskan elektron kepada unsur nonlogam. Unsur-unsur nonlogam memiliki sifat-sifat: nonkonduktor panas dan listrik, tidak dapat ditempa dan rapuh/getas, kebanyakan berwujud gas pada temperatur kamar, cenderung menerima elektron dari unsur logam. Unsur-unsur metalloid memiliki sifat-sifat seperti logam dan juga nonlogam. Sifat logam semakin berkurang dari kiri ke kanan dan dari bawah ke atas sistem periodik unsur, kecuali hidrogen. Unsur-unsur metalloid berada pada “tangga” yang membatasi unsur-unsur logam dan nonlogam.

Jari-jari atom

Jari-jari atom adalah setengah dari jarak antara dua inti dari dua atom logam yang sejajar atau dalam sebuah molekul diatomik. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, jari-jari atom cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan kulit elektron. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, jari-jari atom cenderung semakin kecil, sebagaimana pertambahan muatan inti efektif.

Energi ionisasi

Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan oleh sebuah atom atau ion dalam fase gas untuk melepaskan sebuah elektronnya. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi ionisasi pertama cenderung semakin kecil, sebagaimana jarak dari inti ke elektron terluar bertambah sehingga tarikan elektron terluar oleh inti berkurang. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, energi ionisasi pertama cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan muatan inti efektif sehingga tarikan oleh inti bertambah.

Jari-jari ion

Jari-jari ion adalah jari-jari dari kation atau anion yang dihitung berdasarkan jarak antara dua inti kation dan anion dalam kristal ionik. Kation (ion bermuatan positif) terbentuk dari pelepasan elektron dari kulit terluar atom netral sehingga tolakan antar elektron berkurang, tarikan elektron oleh inti lebih kuat, dan jari-jari dari kation lebih kecil dari atom netralnya. Anion (ion bermuatan negatif) terbentuk dari penangkapan elektron pada atom netral sehingga tolakan antar elektron bertambah dan jari-jari dari anion lebih besar dari atom netralnya. Dalam satu golongan pada sistem periodik unsur, dari atas ke bawah, jari-jari ion bermuatan sama cenderung semakin besar, sebagaimana pertambahan kulit elektron. Dalam periode, pada deretan ion isoelektronik (spesi-spesi dengan jumlah elektron sama dan konfigurasi elektron sama, seperti O2-, F–, Na+, Mg2+, dan Al3+ dengan 10 elektron), semakin besar muatan kation maka semakin kecil jari-jari ion, namun semakin besar muatan anion maka semakin besar jari-jari ion.

Afinitas elektron

Afinitas elektron adalah kuantitas perubahan energi ketika sebuah atom atau ion dalam fase gas menerima sebuah elektron. Jika kuantitas perubahan energi bertanda positif, terjadi penyerapan energi, sedangkan jika bertanda negatif, terjadi pelepasan energi. Semakin negatif nilai afinitas elektron, semakin besar kecenderungan atom atau ion menerima elektron (afinitas terhadap elektron semakin besar). Dalam satu golongan pada tabel periodik unsur, dari atas ke bawah, afinitas elektron cenderung semakin kecil, dengan banyak pengecualian. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, sampai golongan 7A, afinitas elektron cenderung semakin besar, dengan banyak pengecualian.

Elektronegativitas

Elektronegativitas adalah ukuran kemampuan suatu atom dalam sebuah molekul (keadaan berikatan) untuk menarik elektron kepadanya. Semakin besar elektronegativitas, semakin mudah atom tersebut menarik elektron kepadanya sendiri. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, elektronegativitas cenderung semakin kecil. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, elektronegativitas cenderung semakin besar.

Sistem Periodik Unsur – Referensi
Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
– Chang, Raymond. 2010. Chemistry (10th edition). New York: McGraw Hill
– Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3rd edition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.
– Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc. – Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.

– Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill

Judul Artikel: Sistem Periodik Unsur Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.

Alumni Kimia UI

Materi StudioBelajar.com lainnya:

1. Sifat Koligatif Larutan
2. Hukum Faraday
3. Tata Nama Senyawa

Jari-jari atom

A.    Pengertian

Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit terluar. Biasanya jarak tersebut diukur dalam satuan pikometer atau angstrum. Dikarenakan elektron-elektron senantiasa bergerak, maka untuk mengukur jarak dari inti atom kepadanya amatlah sulit. Untuk itu digunakan beberapa cara yang lebih akurat seperti dijelaskan pada bagian selanjutnya. Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari – jari atom semakin besar.  

1. Dalam satu golongan dari atas ke bawah, kulit atom bertambah (jumlah kulit sama dengan nomor periodik), sehingga jari-jari atom juga akan bertambah besar. Sebab jumlah kulit yang dimiliki atim makin banyak, sehingga kulit terluar makin jauh dari inti atom.

1. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, jari-jari atom semakin kecil. Dari kiri ke kanan, jumlah kulit tetap tetapi muatan inti (nomor atom) dan jumlah elektron pada kulit bertambah. Hal tersebut mengakibatkan gaya tarik-menarik antara inti dengan kulit elektron semakin besar sehingga jari-jari atom makin kecil.

B.     Jenis-jenis jari-jari atom

Terdapat beberapa jenis jari-jari atom yang digunakan untuk menyatakan jarak dari inti atom ke lintasan stabil terluar dari elektronnya, di antaranya adalah jari-jari kovalen, jari-jari logam dan jari-jari van der Waals. Ketiganya dipilih disebabkan oleh perbedaan dari sifat-sifat elemen yang akan diukur.

1.      Jari-jari Kovalen

Jari-jari atom diukur menggunakan jari-jari kovalen untuk elemenelemen yang memiliki jenis ikatan kovalen. Umumnya elemen-elemen ini merupakan elemen-elemen non-logam. Secara teknis jarak yang diukur adalah setengah dari jarak internuklir antara dua atom bertetangga terdekat dalam kisi-kisi kristal. Jari-jari kovalen untuk elemen-elemen yang tidak dapat berikatan dapat diperkirakan dengan melakukan kombinasi jari-jari dari elemenelemen yang dapat berikatan dalam molekul untuk atom-atom yang berbeda.

2.      Jari-jari Logam

Jari-jari atom diukur menggunakan jari-jari logam untuk elemenelemen yang termasuk dalam elemen-elemen logam. Jari-jari logam adalah setengah jarak dari jarak internuklir terdekat dari atom-atom dalam kristal logam.

3.      Jari-jari Van Der Waals

Jari-jari atom diukur menggunakan jari-jari van der Waals untuk elemen yang atom-atomnya tidak dapat saling berikatan. Contoh dari kelompok ini adalah gas mulia, di mana dikatakan bahwa atom-atom dari elemen ini tak termampatkan atau terpadatkan (unsquashed).

Kecenderungan jari-jari atom dalam periode

Dari kiri ke kanan dalam tabel periodik, nomor atom meningkat. Elektron dalam kulit tidak melindungi satu sama lain dari tarikan proton. Karena jumlah proton juga meningkat dari kanan, muatan efektif inti (Zef) akan meningkat dalam satu periode. Hal ini menyebabkan

penurunan jari-jari atomik. Dalam periode, ukuran atom dibatasi oleh orbital-orbital dalam volume kulit yang sama besarnya. Unsur-unsur periode 2 mempunyai kon

gurasi elektronik 2s(1-2) 2p(1-6). Ukuran atom ditentukan oleh besarnya muatan efektif inti yang dirasakan elektron-elektron dalam orbital yang bersangkutan yaitu 1s, 2s dan 2p. Naiknya nomor berarti naiknya Zef yang dirasakan oleh setiap elektron dalam orbital yang bersangkutan, orbital-orbital ini mengalami kontraksi ke arah inti atom yang semakin besar dan akibatnya akan nampak semakin kecil.

Kecenderungan jari-jari atom dalam golongan

Dari atas ke bawah dalam tabel periodik, jumlah elektron dan kulit yang terisi elektron meningkat, tetapi jumlah elektron valensi tetap sama. Elektron terluar dalam sebuah golongan mempunyai muatan efektif inti (Zef) yang sama, tetapi posisi elektron jauh dari inti yang menyebabkan kulit yang terisi energi menurun. Dengan demikian, jari-jari atom meningkat. Ukuran ditentukan oleh ukuran orbital terluar. Unsur-unsur dalam golongan ditandai dengan valensi yang sama. Golongan utama yaitu s dan p, mempunyai kongurasi elektronik (1-7)sx, dan (1-7)s2 (1-7)px. Naiknya nomor atom berarti bertambahnya kulit elektron bertambahnya elektron "dalam" dan bertambahnya ukuran orbital terluar sehingga elektron mengalami "perlindungan" (shielding) oleh elektron-elektron "dalam" yang semakin efektif pengaruh tarikan inti, dan akibatnya atom akan nampak semakin besar.

Perlu diingat bahwa inti atom merupakan bagian atom yang sangat kecil, jari-jari kovalen oksigen yang panjangnya ~70 pm, jari-jari atomnya hanya 0,0015 pm. Jadi dalam hal keseluruhan atom, inti atom hanya mewakili sekitar 10-11 bagian.

Jika dalam suatu atom terdapat satu elektron di luar subkulit yang cocok, ini cenderung mudah lepas supaya mempunyai konfigurasi seperti gas mulia.

Contoh: atom C (golongan IVA)dan atom H (golongan IA)  –>  gas mulia

Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari suatu atom netral dalam wujud gas. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron kedua disebut energi ionisasi kedua dan seterusnya. Bila tidak ada keterangan khusus maka yang disebut energi ionisasi adalah energi ionisasi pertama. Ionisasi terdiri dari dua tipe: Ionisasi sekuensial dan ionisasi non-sekuensial. Pada fisika klasik, hanya ionisasi sekuensial yang dapat terjadi sehingga disebut ionisasi klasik. Ionisasi non-sekuensial melawan beberapa hukum fisika klasik dan akan dijelaskan di bagian ionisasi kuantum.

Dapat disimpulkan keperiodikan energi ionisasi sebagai berikut.

a.       Dalam satu golongan dari atas ke bawah energi ionisasi semakin berkurang.

b.      Dalam satu periode dari kiri ke kanan energi ionisasi cenderung bertambah.

Kecenderungan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

a.       Dari atas ke bawah dalam satu golongan jari-jari atom bertambah sehingga daya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil. Elektron semakin mudah dilepas dan energi yang diperlukan untuk melepaskannya makin kecil.

b.      Dari kiri ke kanan dalam satu periode, daya tarik inti terhadap elektron semakin besar sehingga elektron semakin sukar dilepas. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron tentunya semakin besar.

Energi Ionisasi Pertama Unsur-unsur dalam Tabel Periodik Unsur (kJ/mol)

Grafik kecenderungan energi ionisasi unsur-unsur

Keelektronegatifan didefinisikan sebagai kecenderungan suatu atom alam molekul untuk menarik pasangan elektron yang digunakan pada ikatan ke arah atom bersangkutan. Keelektronegatifan adalah suatu bilangan yang menyatakan kecenderungan suatu unsur menarik elektron dalam suatu molekul senyawa. Elektronegativitas tidak bisa dihitung secara langsung, melainkan harus dikalkulasi dari sifat-sifat atom dan molekul lainnya. Beberapa metode kalkulasi telah diajukan. Walaupun pada setiap metode terdapat perbedaan yang kecil dalam nilai numeris elektronegativitasnya, semua metode memiliki tren periode yang sama di antara unsur-unsur. Elektronegativitas merupakan salah satu sifat periodisitas unsur, selain afinitas elektron, jari-jari atom, dan energi ionisasi.

a.       Dalam satu golongan dari atas ke bawah keelektronegatifan semakin berkurang.

b.      Dalam satu periode dari kiri ke kanan keelektronegatifan semakin bertambah.

Penjelasan:

a.       Tidak ada sifat tertentu yang dapat diukur untuk menetukan atau membandingkan keelektronegatifan unsur-unsur.

b.      Semakin besar daya tarik elektron semakin besar energi ionisasi, juga semakin besar (semakin negatif) afinitas elektron. Jadi, suatu unsur (misalnya fluor) yang mempunyai energi ionisasi dan afinitas elektron yang besar akan mempunyai keelektronegatifan yang besar.

Skala Elektronegativitas Unsur-Unsur dalam Tabel Periodik Unsur

Semakin besar keelektronegatifan, unsur cenderung makin mudah membentuk ion negatif. Semakin kecil keelektronegati fan,  unsur cenderung makin sulit membentuk ion negatif, dan cenderung semakin mudah membentuk ion positif.

Metode yang umumnya sering digunakan adalah metode Pauling. Hasil perhitungan ini menghasilkan nilai yang tidak berdimensi dan biasanya dirujuk sebagai skala Pauling dengan skala relatif yang berkisar dari 0,7 sampai dengan 4,0 (hidrogen = 2,2). Bila metode perhitungan lainnya digunakan, terdapat sebuah konvensi (walaupun tidak diharuskan) untuk menggunakan rentang skala yang sama dengan skala Pauling: hal ini dikenal sebagai elektronegativitas dalam satuan Pauling.

Elektronegativitas bukanlah bagian dari sifat atom, melainkan hanya merupakan sifat atom pada molekul. Sifat pada atom tunggal yang setara dengan elektronegativitas adalah afinitas elektron. Elektronegativitas pada sebuah unsur akan bervariasi tergantung pada lingkungan kimiawi, namun biasanya dianggap sebagai sifat yang terpindahkan, yaitu sebuah nilai elektronegativitas dianggap akan berlaku pada berbagai situasi yang bervariasi.

Keelektonegatifan skala Pauling