Yuk Ketahui Sistem Periodik Unsur

Sistem periodik unsur atau sering disebut tabel periodik unsur merupakan susunan unsur-unsur kimia yang disusun berdasarkan nomor atom dan kemiripan sifat. Tabel periodik unsur ini dapat membantu kamu untuk mengetahui nomor atom, konfigurasi elektron, dan juga massa atom relatif dari suatu unsur. Materi sistem periodik unsur ini akan membantu kamu dalam memahami sifat kimia dari suatu unsur dan bisa menentukan letak suatu unsur dalam tabel periodik tanpa melihatnya.

Pada pembahasan kali ini kamu akan mempelajari bagaimana perkembangan tabel periodik unsur mulai dari penemuan awal sampai modern, golongan dan periode, hubungan konfigurasi elektron dengan sistem periodik unsur, serta sifat-sifat keperiodikan unsur. Untuk lebih jelasnya bacalah penjelasan berikut ini.

Perkembangan Tabel Periodik Unsur

Sejak dulu para ilmuwan telah berusaha mengelompokkan unsur-unsur seiring dengan terus bertambahnya jumlah unsur yang ditemukan. Mulai dari pengelompokan yang sederhana sampai pengelompokan yang menjadi dasar dari sistem periodik modern yang dipakai sekarang. Adapun perkembangan sistem periodik unsur yaitu sebagai berikut.

Johan Wolfgang Dobereiner

Pada tahun 1829 Dobereiner mengelompokkan unsur–unsur yang sifatnya sangat mirip. Setiap kelompok terdiri dari tiga unsur yang disebut dengan triad. Jika unsur–unsur dalam triad disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, ternyata massa atom relatif unsur kedua merupakan rata–rata massa atom relatif unsur pertama dan ketiga.

Kelemahan dari sistem pengelompokan triad Dobereiner ini adalah adanya beberapa unsur lain yang tidak termasuk triad tetapi memiliki sifat yang mirip dengan triad tersebut.

John Newlands

Pada tahun 1864 John Newlands menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Pengelompokan ini dikenal sebagai hukum oktaf. Unsur yang berselisih satu oktaf (unsur ke-1 dan ke-8, unsur ke-2 dan ke-9, dan seterusnya) memiliki sifat yang mirip.

Kelemahan dari hukum oktaf Newlands ini adalah berlaku hanya untuk unsur–unsur yang ringan. Jika diteruskan, terdapat sifat-sifat yang cukup berbeda, misalnya unsur Zn yang memiliki sifat berbeda dengan unsur Be, Mg, dan Ca.

Dmitri Mendeleev (Rusia) dan Lothar Meyer (Jerman)

Pada tahun 1869 Mendeleev dan Meyer menyatakan bahwa jika unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan berulang secara periodik. Mendeleev menempatkan unsur–unsur yang sifatnya mirip dalam satu lajur vertikal. Sedangkan pada lajur horizontal unsur–unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatif.

Tabel periodik unsur Mendeleev berisikan 60 unsur yang diketahui. Mendeleev mengosongkan beberapa tempat lainnya pada tabel periodik yang ia yakini masih banyak unsur–unsur lain yang nantinya akan ditemukan. Mendeleev juga memprediksikan akan keberadaan dan sifat suatu unsur yang tidak diketahui pada waktu itu yang disebutnya sebagai eka-aluminum (empat tahun kemudian ditemukan sebagai unsur galium).

Kelemahan dari tabel periodik Mendeleev ini adalah penempatan beberapa unsur tidak sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya seperti unsur telurium dan iodin.

Baca juga: Mengenal Bilangan Kuantum

Henry G. Moseley

Pada tahun 1914, Moseley mengungkapkan bahwa penyusunan unsur–unsur dalam sistem periodik itu berdasarkan kenaikan nomor atom bukan massa atom relatif. Penempatan unsur telurium (massa atom relatif 128) dan iodin (massa atom relatif 127) yang tidak sesuai berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, ternyata sesuai dengan kenaikan nomor atomnya. Penyusunan unsur–unsur oleh Moseley ini merupakan dasar bagi sistem periodik unsur modern.

Golongan dan Periode

Golongan dalam sistem periodik unsur ditunjukkan secara vertikal. Dalam sistem periodik unsur terdapat delapan golongan A (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, dan VIIIA) serta delapan golongan B (IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IIB, dan IB). Golongan A disebut juga sebagai golongan utama. Setiap golongan A memiliki nama yang berbeda-beda. Berikut nama–nama golongan untuk golongan IA sampai VIIIA.

Golongan B disebut sebagai golongan transisi. Golongan transisi ada yang disebut sebagai transisi dalam dan transisi luar. Transisi dalam dibagi menjadi dua yaitu lantanida dan aktinida.

Periode pada sistem periodik unsur ditunjukkan secara horizontal. Terdapat tujuh periode (dari nomor 1 – 7) dalam sitem periodik unsur. Periode 1 merupakan periode dengan keanggotaan unsur paling sedikit dibanding periode lainnya karena hanya terdapat dua unsur yaitu hidrogen dan helium.

Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik Unsur (Golongan)

Golongan dalam sistem periodik unsur menyatakan jumlah elektron valensi dari unsur tersebut. Unsur–unsur yang memiliki jumlah elektron valensi yang sama, maka unsur tersebut berada dalam satu golongan yang sama.

1. Golongan IA dan II A disebut sebagi blok s karena elektron valensi semua unsurnya berada pada orbital s. Contoh:

• Unsur litium  (1s² 2s¹) berada pada golongan yang sama dengan unsur natrium (1s² 2s² 2p⁶ 3s¹), yaitu golongan IA karena sama-sama memiliki satu elektron valensi.

2. Golongan IIIA sampai VIIIA disebut sebagai blok p karena elektron valensi semua unsurnya berada pada orbital s dan p. Contoh:

• Unsur karbon (1s² 2s² 2p²) berada dalam satu golongan yang sama dengan silikon (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²) yaitu golongan IVA karena sama-sama memiliki empat elektron valensi.

3. Golongan transisi luar disebut sebagai blok d karena elektron valensinya berada pada subkulit (n-1)d ns. Contoh:

• Unsur titanium ([Ar] 3d² 4s²) berada dalam satu golongan yang sama dengan zirkonium ([Kr] 4d² 5s²) yaitu golongan IVB dengan empat elektron valensi.

Pada golongan transisi luar terdapat unsur–unsur yang memiliki ketidaksesuaian antara jumlah elektron valensi dengan golongannya. Contoh:

• Unsur kobalt ([Ar] 3d⁷ 4s²) berada dalam satu golongan yang sama dengan rodium ([Kr] 4d⁸ 5s¹) yaitu golongan VIIIB dengan 9 elektron valensi.

4. Golongan transisi dalam disebut sebagai blok f karena elektron valensinya melibatkan subkulit 4f untuk aktinida dan 5f untuk lantanida.

Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik Unsur (Periode)

Jika golongan suatu unsur menunjukkan elektron valensinya, maka periode menunjukkan jumlah kulit dari unsur tersebut. Unsur-unsur yang memiliki jumlah kulit yang sama maka unsur tersebut terletak pada periode yang sama. Contoh: unsur posfor (konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³)  dan unsur sulfur (konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴) berada pada periode yang sama yaitu periode 3 karena memiliki tiga kulit (n = 3).

Pengetahuan mengenai hubungan konfigurasi elektron dengan sistem periodik unsur dapat membantu dalam menentukan letak suatu unsur pada tabel periodik. Contoh soal: suatu unsur memiliki nomor atom 32, tentukanlah golongan dan periode dari unsur tersebut.

Jawab:

Konfigurasi elektron: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p² . Jumlah elektron valensi unsur tersebut adalah 4, maka terletak pada golongan IVA. Unsur tersebut memiliki 4 kulit yang terisi elektron (nilai n tertinggi = 4) maka terletak pada periode 4.

Baca juga: Mengenal Struktur Atom

Sifat Keperiodikan Unsur

Setiap unsur dalam satu golongan memiliki sifat yang mirip tetapi berbeda dengan unsur pada golongan yang lainnya. Penyusunan unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atom menyebabkan keperiodikan sifat dari unsur-unsur tersebut. Adapun sifat-sifat keperiodikan unsur tersebut adalah sebagai berikut.

Jari-Jari Atom

Merupakan jarak antara inti atom dengan orbital elektron terluar.

• Dalam satu golongan yang sama dari atas ke bawah, jari-jari atom semakin besar karena jumlah kulit atom semakin banyak mengakibatkan tarikan antara inti atom dengan elektron terluar semakin lemah sehingga jari-jari atom semakin besar.
• Dalam satu periode yang sama dari kiri ke kanan, jari-jari atom semakin kecil karena jumlah kulit yang sama tetapi jumlah elektron valensi yang semakin banyak mengakibatkan tarikan antara inti atom dengan elektron terluar semakin kuat sehingga jari-jari atom semakin kecil.

Energi Ionisasi

Merupakan energi yang dibutuhkan untuk melepas satu elektron terluar dalam keadaan fasa gas. Energi ionisasi ini dibutuhkan untuk pembentukan kation.

• Dalam satu golongan yang sama dari atas ke bawah, energi ionisasi semakin kecil karena jumlah kulit atom semakin banyak mengakibatkan tarikan antara inti atom dengan elektron terluar semakin lemah dan mudah untuk melepaskan elektron sehingga energi ionisasi yang dibutuhkan semakin kecil.
• Dalam satu periode yang sama dari kiri ke kanan, energi ionisasi semakin besar karena jumlah kulit yang sama tetapi jumlah elektron valensi yang semakin banyak mengakibatkan tarikan antara inti atom dengan elektron terluar semakin kuat, sulit untuk melepaskan elektron sehingga energi ionisasi yang dibutuhkan semakin besar.

Afinitas Elektron

Merupakan energi yang dibutuhkan untuk menangkap satu elektron dalam keadaan fasa gas. Afinitas elektron ini dibutuhkan untuk pembentukan anion.

• Dalam satu golongan yang sama dari atas ke bawah, afinitas elektron semakin kecil karena jumlah kulit atom semakin banyak mengakibatkan tarikan antara inti atom dengan elektron terluar semakin lemah, sulit untuk menangkap elektron sehingga afinitas elektron yang dibutuhkan semakin kecil.
• Dalam satu periode yang sama dari kiri ke kanan, afinitas elektron semakin besar karena jumlah kulit yang sama tetapi jumlah elektron valensi yang semakin banyak mengakibatkan tarikan antara inti atom dengan elektron terluar semakin kuat, mudah untuk menangkap elektron sehingga afinitas elektron yang dibutuhkan semakin besar.

Keelektronegatifan

Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom untuk menarik elektron ke arahnya.

• Dalam satu golongan yang sama dari atas ke bawah, keelektronegatifan semakin kecil karena jumlah kulit atom semakin banyak mengakibatkan tarikan antara inti atom dengan elektron terluar semakin lemah, sulit untuk menarik elektron sehingga keelektronegatifan semakin kecil.

• Dalam satu periode yang sama dari kiri ke kanan, keelektronegatifan semakin besar karena jumlah kulit yang sama tetapi jumlah elektron valensi yang semakin banyak mengakibatkan tarikan antara inti atom dengan elektron terluar semakin kuat, mudah untuk menarik elektron sehingga keelektronegatifan semakin besar.

Baca juga: Yuk Mengenal Teori Atom

Pemahaman Akhir

Sistem periodik unsur atau tabel periodik unsur merupakan susunan unsur-unsur kimia berdasarkan nomor atom dan kemiripan sifat. Tabel periodik ini membantu dalam mengetahui nomor atom, konfigurasi elektron, dan massa atom relatif dari suatu unsur. Perkembangan tabel periodik dimulai dari pengelompokan sederhana oleh Johan Wolfgang Dobereiner, hukum oktaf oleh John Newlands, hingga penyusunan oleh Dmitri Mendeleev dan Lothar Meyer.

Tabel periodik Mendeleev berisikan 60 unsur dan memiliki kelemahan dalam penempatan beberapa unsur. Kemudian, Henry G. Moseley menyusun tabel periodik berdasarkan kenaikan nomor atom, yang menjadi dasar sistem periodik unsur modern.

Golongan dalam tabel periodik ditunjukkan secara vertikal, terdiri dari golongan A (alkali, alkali tanah, boron, karbon, nitrogen, oksigen, halogen, dan gas mulia) dan golongan B (transisi dalam dan transisi luar). Periode ditunjukkan secara horizontal, terdapat tujuh periode, dan jumlah kulit atom menentukan periode unsur tersebut.

Konfigurasi elektron juga berhubungan dengan sistem periodik unsur. Golongan unsur menunjukkan jumlah elektron valensi, sedangkan periode menunjukkan jumlah kulit. Unsur dengan jumlah elektron valensi yang sama berada dalam golongan yang sama, sementara unsur dengan jumlah kulit yang sama terletak pada periode yang sama.

Tabel periodik juga menunjukkan sifat-sifat keperiodikan unsur. Jari-jari atom cenderung meningkat dari atas ke bawah dalam satu golongan, tetapi cenderung mengecil dari kiri ke kanan dalam satu periode. Energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan juga mengikuti pola keperiodikan serupa.

Dengan memahami sistem periodik unsur, kita dapat memahami sifat kimia suatu unsur dan menentukan letaknya dalam tabel periodik tanpa melihatnya secara langsung. Hal ini membantu dalam mempelajari sifat-sifat keperiodikan unsur dan memahami hubungan antara konfigurasi elektron dengan sistem periodik unsur.

Demikianlah penjelasan mengenai sistem periodik unsur. Sekarang kamu sudah tau bagaimana perkembangan tabel periodik unsur, golongan dan periode, hubungan konfigurasi elektron dengan sistem periodik unsur, serta sifat keperiodikan unsur. Semoga penjelasannya bermanfaat.

Referensi:

Brown, Theodore L. (2011). Chemistry the Central of Science 12^thEdition.Pearson Prentince Hall.

Chang, Raymond. (2010). Chemistry 10^th Edition. New York: McGraw-Hill.

Utami B., dkk. (2009). Kimia Untuk SMA dan MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.