√ Kimia Unsur : Pengertian, Sifat dan Contohnya

Kimia unsur

Beberapa unsur logam dan nonlogam, dalam bentuk unsur maupun senyawanya, banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Penggunaan beberapa unsur logam dan nonlogam meningkat dengan berkembang pesatnya industri, baik sebagai alat, bahan dasar, maupun sumber energi.

Unsur-unsur logam umumnya diperoleh sebagai bijih logam dalam batuan. Alam Indonesia sangat kaya akan sumber mineral bijih logam, karena itu perlu penguasaan teknologi untuk mengolahnya menjadi logam yang dibutuhkan. Pada bab ini dibahas beberapa unsur logam dan beberapa unsur nonlogam yang berperan penting bagi kesejahteraan hidup manusia.

1. Unsur-unsur di Alam

Pada umumnya unsur-unsur logam terkandung dalam batuan sebagai senyawa yang disebut mineral bijih logam.

Berbagai bijih logam tersebar di seluruh Indonesia dan beberapa di antaranya tercantum dalam tabel berikut ini.

Emas dan perak terdapat dalam keadaan murni tersebar di beberapa daerah yaitu Salido (Sumatra Barat), Rejang Lebong (Sumatra Selatan), Bengkulu, Cikotok (Jawa Barat), Paleleh (Sulawesi Utara), Bolaang Mongondow (Sulawesi Tengah), Kota Waringin (Kalimantan Barat).

Untuk memperoleh logam-logam berat seperti besi, timah, dan tembaga dari bijihnya, biasanya dilakukan melalui langkah-langkah pemekatan, pengeringan, pembakaran (untuk bijih yang bukan oksida), reduksi, dan pemurnian. Aluminium diperoleh melalui elektrolisis.

1. Komposisi alkali dalam kerak bumi

Logam alkali termasuk logam yang sangat reaktif. Di alam tidak terdapat dalam keadaan bebas, melainkan dalam keadaan terikat dalam bentuk senyawa.

Berikut ini tabel kadar unsur-unsur alkali di kerak bumi dalam satuan bpj (bagian per sejuta).

Unsur yang paling banyak adalah Na dan K. Kedua unsur ini banyak terdapat dalam air laut dalam bentuk senyawa NaCl dan KCl.

2. Unsur-unsur alkali tanah tidak terdapat bebas di alam, tetapi terdapat dalam bentuk senyawanya
3. Berilium terdapat dalam bijih beril (Be₃Al₂(SiO₃) ₆).
4. Magnesium sebagai dolomit (MgCO₃CaCO₃), karnalit (KClMgCl₂6H₂O).
5. Kalsium sebagai CaCO₃ pada batu kapur dan pualam, batu tahu/gipsum (CaSO₄2H₂O).
6. Stronsium sebagai stronsianit (SrCO₃) dan galestin (SrSO₄).
7. Barium sebagai bijih barit (BaSO₄)

3. Unsur-unsur periode ketiga di alam

4. Unsur-unsur transisi periode keempat di alam

Di alam unsur-unsur transisi periode keempat terdapat dalam senyawa/mineral berupa oksida, sulfida, atau karbonat. Berikut ini tabel beberapa mineral terpenting dari unsur-unsur transisi periode keempat.

1. Sifat-sifat Unsur
2. Sifat unsur-unsur utama
3. Sifat halogen

1) Halogen merupakan golongan yang sangat reaktif dalam menerima elektron dan bertindak sebagai oksidator kuat dalam satu golongan. Makin ke atas, oksidator makin kuat.

2) Keelektronegatifan halogen dalam satu golongan makin ke atas makin besar. Unsur yang paling elektronegatif dibanding unsur lain dalam sistem periodik adalah fluor (perhatikan data keelektronegatifan).

3) Jari-jari atom halogen dalam satu golongan makin ke atas makin kecil (perhatikan data). Ini berarti makin ke atas ukuran molekul makin kecil, maka gaya tarik-menarik antar-molekul (gaya Van der Waals) akan makin kecil. Perhatikan juga titik didih dan titik lelehnya, makin ke atas makin kecil.

Unsur halogen sangat berbahaya terhadap mata dan tenggorokan. Unsur halogen mempunyai bau yang merangsang dan berwarna. Walaupun brom berwujud cair, tetapi brom mudah sekali menguap. Begitu juga iodium, mudah sekali menyublim.

4) Unsur golongan halogen bersifat oksidator. Urutan kekuatan oksidator halogen dapat dilihat dari data potensial reduksinya:

Berdasarkan data tersebut, makin ke atas, daya oksidasinya (oksidator) makin kuat. Data ini dapat digunakan untuk memperkirakan apakah reaksi halogen dengan senyawa halida dapat berlangsung atau tidak. Caranya dengan menghitung potensial sel, jika harga potensial sel positif berarti reaksi berlangsung dan jika harga potensial sel negatif berarti reaksi tidak berlangsung.

Halogen (yang bebas/diatomik) yang berada di atas dapat bereaksi dengan halida (senyawa/ ion halida) yang berada di bawahnya. Contoh reaksi berlangsung:

Jika halogen yang bebas berada di bawah senyawa/ion halida, maka reaksi tidak berlangsung. Contoh reaksi tidak berlangsung:

Cl₂ + 2 F– reaksi tidak berlangsung

I₂ + 2 Cl– reaksi tidak berlangsung

Br₂ + CaF₂ reaksi tidak berlangsung

I ₂ + 2 KBr reaksi tidak berlangsung

Secara sederhana halogen yang di atas dapat mendesak/mengusir halida yang di bawahnya, seperti atasan dapat mengusir bawahannya. Halogen di bawah tidak dapat mendesak/ mengusir halida yang di atasnya, seperti bawahan tidak dapat mengusir atasannya.

5) Mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu, kecuali fluor.

Asam oksihalida bersifat sebagai zat pengoksidasi (oksidator). Makin banyak atom O yang diikat, oksidator makin kuat. Sifat asam dari oksihalida akan bertambah kuat dengan bertambahnya jumlah atom O. Jadi, urutan kekuatan asam: HClO < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄

1. Sifat gas mulia

Gas mulia dalam sistem periodik terdapat dalam golongan VIIIA. Gas mulia dahulu juga disebut golongan nol. Gas mulia terdiri atas unsur-unsur helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn). Radon bersifat radioaktif.

Sifat-sifatnya:

1) Unsur-unsur gas mulia mengandung 8 elektron pada kulit terluarnya kecuali He mengandung 2 elektron.

2) Energi ionisasinya sangat tinggi, akibatnya unsurunsur gas mulia sukar bereaksi dengan unsurunsur lainnya.

3) Pada tabel dapat dilihat bahwa titik leleh dan titik didihnya sangat rendah, namun baik titik leleh maupun titik didih makin ke bawah makin tinggi, sesuai dengan makin besarnya massa atom gas mulia.

4) Molekul gas mulia monoatomik.

1. Sifat alkali dan alkali tanah

Unsur-unsur kedua golongan tersebut sebagai berikut.

Dalam sistem periodik, alkali terletak pada golongan IA (kecuali H) dengan elektron valensi 1 yaitu ns¹. Sedangkan alkali tanah terletak pada golongan IIA dengan elektron valensi 2 yaitu ns². Kedua golongan ini dimulai pada periode 2.

Dengan elektron valensi yang kecil, maka kedua golongan ini sangat mudah melepaskan elektron, yaitu mudah melakukan reaksi oksidasi. Dengan demikian kedua golongan ini disebut sebagai zat pereduksi yang kuat (reduktor kuat). Sifat reduksinya makin ke kiri makin kuat dan makin ke bawah makin kuat.

Jadi, sifat reduktor alkali lebih kuat dibanding alkali tanah. Berdasarkan mudahnya melepaskan elektron, maka secara umum sifat-sifat kedua golongan tersebut sebagai berikut.

1) Sebagai reduktor kuat.

2) Mudah bereaksi (sangat reaktif) dengan unsurunsur nonlogam.

3) Mudah bereaksi dengan air kecuali Be. Sedangkan Mg bereaksi dengan air panas. Reaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan membentuk basa.

2 Na(s) + 2 H₂O(l) → 2 NaOH(aq) + H₂(g)

Ca(s) + 2 H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + H₂(g)

4) Oksidanya dalam air bersifat basa sehingga disebut oksida basa.

Na₂O + N₂O → 2 NaOH

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Kedua logam tersebut bersifat alkalis (pembentuk basa)

5) Logam alkali tanah dapat bereaksi dengan gas nitrogen pada suhu tinggi, menurut reaksi:

3 Mg + N₂ → Mg₃N₂

Sedangkan pada alkali hanya logam Li yang dapat bereaksi dengan nitrogen.

6 Li + N₂ → 2 Li₃N

6) Logam alkali sifat kelogamannya lebih kuat dibanding sifat logam alkali tanah. Dalam satu golongan, baik alkali maupun alkali tanah makin ke bawah makin kuat sifat logamnya. Sesium paling bersifat logam dan litium kurang bersifat logam. Barium merupakan logam alkali tanah paling reaktif, sedangkan berilium merupakan logam yang kurang reaktif.

7) Untuk lebih jelas tentang sifat periodik kedua golongan tersebut perhatikan tabel berikut.

1. Jari-jari atom

Makin ke bawah jari-jari atom makin besar, berarti makin mudah melepaskan elektron.

1. Keelektronegatifan

Dengan harga keelektronegatifan yang kecil, maka atom logam alkali dan alkali tanah cenderung melepaskan elektron dan membentuk bilangan oksidasi positif dengan atom nonlogam.

1. Energi ionisasi

Untuk alkali tanah ada energi ionisasi pertama, artinya melepaskan satu buah elektron dari atom:

8) Tes nyala

Menurut teori atom Niels Bohr, bahwa energi yang dibebaskan dari atom yang tereksitasi, faktanya berupa spektrum garis dari setiap unsur. Beberapa spektrum terletak pada panjang gelombang sinar tampak sehingga kita dapat mengamati nya. Pengamatan dapat dilakukan dengan membakar senyawa yang mengandung unsur tersebut, kemudian diamati warna nyala api yang terjadi.

• Sifat reduktor/oksidator

Jari-jari atom dari Na ke Cl makin kecil berarti makin sukar melepaskan elektron atau makin mudah menerima elektron. Hal ini sesuai dengan harga keelektronegatifan yang makin besar. Makin mudah menerima elektron berarti makin mudah melakukan reaksi reduksi, maka oksidator makin kuat. Hal ini didukung dari data potensial reduksi yang makin positif dan makin besar. Kebalikannya, berarti makin ke kiri reduktor makin kuat.

Natrium termasuk reduktor yang kuat, ini terbukti dari:

1. a) Reaksi dengan air sangat reaktif.
2. b) Potensial reduksi standar besar dan negatif.
3. c) Energi ionisasi kecil.

2) Kekuatan logam

Sesuai dengan sifat reduktornya, maka makin ke kiri sifat logam makin kuat. Pengelompokan sifat logam dari unsur periode tiga sebagai berikut.

Natrium, magnesium, dan aluminium termasuk logam yang lunak dan mengilap. Logam natrium mudah diiris, sedangkan logam magnesium dan aluminium mudah dibengkokkan. Silikon berwarna abu-abu, gelap, dan sangat keras. Hal ini berkaitan dengan jumlah elektron valensi sebanyak 4 buah.

Jadi, unsur ini sukar melepaskan dan menerima elektron. Silikon, seperti halnya intan, membentuk struktur molekul yang besar. Silikon bersifat semikonduktor. Fosfor, belerang, dan klor termasuk unsur nonlogam dalam keadaan bebas membentuk molekul atomik yaitu fosfor membentuk P₄, belerang membentuk S₈, dan klor membentuk Cl₂.

3. Kekuatan basa/asam

Sesuai dengan kekuatan logam, makin ke kiri makin kuat, maka sifat basa makin ke kiri makin kuat.

NaOH termasuk basa kuat.

Mg(OH)₃ termasuk basa lemah.

 Al(OH)₃ termasuk amfoter (dapat bersifat asam atau dapat bersifat basa).

demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai Kimia Unsur, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.