Golongan karbon atau golongan IVA merupakan grup elemen 14 sesuai dengan posisinya di tabel periodik. Golongan ini terdiri dari karbon (C), silikon (Si), germanium (Ge), timah (Sn), dan timbal (Pb).
Umumnya, golongan ini mempunyai nilai oksidasi +4, kecuali timbal yang memiliki nilai oksidasi +2. Selanjutnya, untuk lebih jauh mengenal masing-masing karakteristik dari unsur dalam golongan karbon, mari simak penjelasan berikut ini.
Karbon
Karbon menjadi unsur nomor 6 atom yang mempunyai karakteristik non-logam sama seperti halnya silikon. Contoh karbon yang banyak dikenal oleh masyarakat yang berasal dari alam adalah diamond dan graphite. Keduanya boleh jadi berasal dari unsur yang sama, tetapi sifatnya sangat jauh berbeda.
Diamond termasuk suatu isolator listrik, sedangkan graphite merupakan konduktor listrik. Diamond juga menjadi material paling kuat yang ada di alam, sedangkan graphite tidak memiliki kekuatan sebesar diamond.
Contoh graphite yang sering kita temui adalah bagian hitam untuk menulis pada pensil. Selain diamond dan graphite, unsur karbon juga menjadi komponen utama bagi kehidupan dalam bentuk senyawa hidrokarbon. Contoh hidrokarbon yang berada disekitar kita atau bahkan di dalam tubuh kita seperti DNA, protein, lemak, dan lain-lain.
Silikon
Silikon adalah unsur dengan nomor atom 14 yang memiliki karakter non-logam sama seperti karbon. Unsur Si merupakan unsur kedua terbanyak di kerak bumi setelah unsur O dengan jumlah sebesar 25,7% dalam bentuk pasir, batuan kuarsa, batu kristal, batu api, agate dan mineral silikat.
Silika banyak diaplikasikan dalam industri baja, elektronik, dan semikonduktor. Silika (SiO2) menjadi komponen utama dalam pembuatan kaca dan banyak terdapat dalam pasir yang digunakan untuk industri bangunan.
Silika gel, salah satu material berbahan silika yang digunakan sebagai agen pengering yang sering kita jumpai biasanya dalam kotak sepatu yang dibungkus dengan kertas berukuran kecil. Baru-baru ini silika dimanfaatkan sebagai material energi surya yang dicampurkan dengan germanium untuk keperluan energi alternatif.
Germanium
Germanium adalah suatu unsur dengan nomor atom 32 yang memiliki karakter logam sama seperti timah dan timbal. Germanium sering diaplikasikan sebagai serat optik infra merah karena sifat optik dari GeO2.
Hal ini dikarenakan sekitar setengah dari unsur Ge yang dipakai dalam perangkat optik merupakan daur ulang atau bisa di daur ulang. Pengaplikasian germanium dalam material semikonduktor perlahan semakin berkembang karena germanium merupakan meterial semikonduktor yang lebih efisien. Logam Sr (stronsium) dicampurkan dengan germanium untuk membentuk material semikonduktor.
Timah
Timah adalah suatu unsur yang memiliki nomor atom 50 yang memiliki karakter logam sama seperti germanium dan timbal. Biasanya timah sering digunakan sebagai pelapis baja untuk meningkatkan ketahanan baja tersebut terhadap sifat korosi.
Hal itu karena sifat timah yang merupakan logam lunak, sehingga sering digunakan sebagai salah satu bahan campuran logam termasuk proses pelapisan suatu logam dan hal ini juga bertujuan agar nilai jual dari logam tersebut meningkat.
Timah juga digunakan untuk produksi kaca kualitas tinggi karena dapat menghasilkan permukaan yang datar. Timah dioksida (SnO2) digunakan dalam cat dan untuk sensor suatu gas. Adapun dalam reaksi kimia, timah menjadi salah satu material flame retardant (material tahan api) yang penting dalam sintesis material-material lainnya.
Timbal
Timbal adalah suatu unsur dengan nomor atom 82 yang memiliki karakter logam sama seperti germanium dan timah. Timbal yang merupakan logam lunak biasanya dimanfaatkan dalam industri pipa dan cat, namun seiring berjalannya waktu hal itu mulai dikurangi karena timbal tidak ramah lingkungan dan sifat toksisitas (kadar racun atau zat yang berpotensi memiliki bahaya) logamnya yang berbahaya.
Timbal oksida salah satu material yang penting dalam manufaktur sebagai kaca ‘timbal kristal. Timbal merah (Pb3O4) digunakan sebagai pigmen dan pelapis anti karat pada baja dan besi. Pemanfaatan timbal terbesar yaitu pada industri mobil sebagai lead – acid storage batteries atau yang biasa kita kenal sebagai aki mobil.
Kesimpulan
Meskipun karbon, silikon, germanium, timah dan timbal berada pada satu golongan, namun faktanya karakteristik mereka berbeda jauh. Karbon salah satu unsur non logam, tetapi merupakan salah satu unsur penyusun material terkuat di bumi yaitu diamond. Silika menjadi unsur kedua terbanyak yang berada dikerak bumi setelah oksigen.
Germanium yang merupakan logam, tapi pemanfaatannya digunakan sebagai serat optik. Timah lebih banyak dimanfaatkan sebagai pelapis atau bahan campuran logam. Sedangkan, timbal meskipun saat ini masih banyak dimanfaatkan, tetapi timbal merupakan salah satu unsur yang tidak ramah lingkungan dan memiliki toksisitas yang berbahaya bagi manusia dan lingkungannya.
Itu tadi sekilas gambaran mengenai unsur-unsur dalam golongan karbon. Dari penjabaran di atas, bisa dikatakan jika setiap unsur dari golongan karbon memiliki ciri khasnya tersendiri dan mampu dimanfaatkan untuk kebutuhan yang berbeda.
Sumber:
Atkins, P. (2010). Shriver & Atkins’ Inorganic Chemistry. (5th ed). New York: W. H. Freeman and Company.
Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G. (2005). Inorganic Chemistry. (2nd ed.). Inggris: Pearson Prentice Hall.
Kishimoto, K., Utsunomiya, S., Akai, K., & Asada, H. (2017). Synthesis and thermoelectric properties of semiconducting. Journal of Alloys and Compounds, 695, 1610–1616. https://doi.org/10.1016/j.jall com.2016.10.305.
Si, F. T., Isabella, O., & Zeman, M. (2017). Solar Energy Materials & Solar Cells Thin- fi lm amorphous silicon germanium solar cells with p- and n-type hydrogenated silicon oxide layers. Solar Energy Materials and Solar Cells, 163, 9–14. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2017.01.001.
