Pada bagian ini Anda akan mempelajari Sejarah Perkembangan Sistem
Periodik Unsur, Golongan, Periode, dan Sifat Periodik Unsur. Hingga
akhir abad 18, hanya dikenal penggolongan unsur atas logam dan
nonlogam. Sekitar dua puluh jenis unsur yang dikenal pada masa itu
tampak mempunyai sifat yang berbeda satu dengan yang lainnya.
Suatu perkembangan baru terjadi pada awal abad 20, yaitu ketika John
Dalton mengemukakan teorinya tentang atom. Menurut Dalton, setiap
unsur mempunyai atom-atom dengan sifat-sifat tertentu yang berbeda dari
atom unsur lainnya. Salah satu perbedaan antar atom unsur itu adalah
massanya. Akan tetapi, Dalton belum dapat menentukan massa atom.
Sebagaimana diketahui atom mempunyai massa yang amat kecil. Para
ahli pada masa itu belum dapat menentukan massa atom individu. Sebagai
gantinya mereka menggunakan massa atom relatif, yaitu perbandingan
massa antar-atom yang satu terhadap yang lainnya. Metode penentuan
massa atom relatif dikemukakan oleh
Berzelius (1814) dari Swedia dan
P. Dulong dan
A. Petit (1819), keduanya darl Perancis.
Berzelius maupun Dulong dan Petit menentukan massa atom relatif
berdasarkan kalor jenis unsur. Massa atom relatif merupakan sifat
penting unsur dan merupakan sifat spesifik, karena setiap unsur
mempunyai massa atom relatif tertentu yang berbeda dari unsur lainnya.
Dobereiner, Newlands, Mendeleev, dan Lothar Meyer membuat pengelompokan
unsur berdasarkan massa atom relatif.
PERKEMBANGAN TABEL PERIODIK UNSUR
1. Hukum Triade Dobereiner
Pada tahun 1829,
Johan Wolfgang Dobereiner, seorang
professor kimia di Jerman, mengemukakan bahwa massa atom relatif
Strontium sangat dekat dengan massa rata-rata dari dua unsur lain yang
mirip dengan strontium, yaitu Kalsium dan Barium. Dobereiner juga
menemukan beberapa kelompok unsur lain seperti itu. Karena itu,
Dobereiner mengambil kesimpulan bahwa unsur-unsur dapat dikelompokkan
ke dalam kelompok-kelompok tiga unsur yang disebutnya
Triade. Akan tetapi, Dobereiner belum berhasil menunjukkan cukup banyak triade sehingga aturan tersebut bermanfaat.
Penggambaran Triade Doberainer adalah sebagai berikut :
TRIADE |
Ar |
Rata-rata Unsur ditengah |
Kalsium |
40 |
|
Stronsium |
? |
Barium |
137 |
Meskipun gagasan yang dikemukakan oleh Dobereiner selanjutnya gugur
(tidak berhasil), tetapi hal tersebut merupakan upaya yang pertama kali
dilakukan dalam menggolongkan unsur.
- 2. Hukum Oktaf Newlands
Pada tahun 1866,
John A.R Newlands seorang ahli
kimia berkebangsaan Inggris mengemukakan bahwa unsur-unsur yang disusun
berdasarkan urutan kenaikan massa atomnya mempunyai sifat yang akan
berulang tiap unsur kedelapan. Artinya, unsur pertama mirip dengan
unsur kedelapan, unsur kedua mirip dengan unsur kesembilan, dan
seterusnya.
Sifat keperiodikan unsur berdasarkan urutan kenaikan massa atom setiap kelipatan delapan dinamakan
hukum oktaf. Saat itu, baru ditemukan 60 unsur. Gas mulia tidak termasuk dalam pengelompokan sistem oktaf karena belum ditemukan .
Berikut ini disampaikan pengelompokan unsur berdasarkan hukum oktaf Newlands, yaitu sebagai berikut :
H |
F |
Cl |
Co/Ni |
Br |
Pd |
I |
Pt |
Li |
Na |
K |
Cu |
Rb |
Ag |
Cs |
Tl |
Be |
Mg |
Ca |
Zn |
Sr |
Cd |
Ba/V |
Pb |
B |
Al |
Cr |
Y |
Ce/La |
U |
Ta |
Th |
C |
Si |
Ti |
In |
Zr |
Sn |
W |
Hg |
N |
P |
Mn |
As |
Di/Mo |
Sb |
Nb |
Bi |
O |
S |
Fe |
Se |
Ro/Ru |
Te |
Au |
Os |
Beberapa unsur ditempatkan tidak urut sesuai massanya dan terdapat
dua unsur yang ditempatkan di kolom yang sama karena kemiripan sifat.
- 3. Sistem Periodik Mendeleyev
Pada tahun 1869,
Dmitri Ivanovich Mendeleyev seorang
ahli kimia berkebangsaan Rusia menyusun 65 unsur yang sudah dikenal
pada waktu itu. Mendeleev mengurutkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan
massa atom dan sifat kimianya.
Pada waktu yang sama,
Julius Lothar Meyer membuat
susunan unsur-unsur seperti yang dikernukakan oleh Mendeleyev. Hanya
saja, Lothar Meyer menyusun unsur-unsur tersebut berdasarkan sifat
fisiknya. Meskipun ada perbedaan, tetapi keduanya menghasilkan
pengelompokan unsur yang sama.
Mendeleyev menyediakan kotak kosong untuk tempat unsur-unsur yang
waktu itu belum ditemukan, seperti unsur dengan nomor massa 44, 68, 72,
dan 100. Mendeleyev telah meramal sifat-sifat unsur tersebut dan
ternyata ramalannya terbukti setelah unsur-unsur tersebut ditemukan.
Susunan unsur-unsur berdasarkan hukum Mendeleev disempurnakan dan
dinamakan
sistem periodik Mendeleyev.
Sistem periodik Mendeleev terdiri atas
golongan (unsur-unsur yang terletak dalam satu kolom) dan
periode (unsur-unsur yang terletak dalam satu baris). Tabel sistem periodik Mendeleyev yang dibuat adalah sebagai berikut :
Periode |
Gol.I |
Gol.II |
Gol.III |
Gol.IV |
Gol.V |
Gol.VI |
Gol.VII |
Gol.VIII |
1 |
H 1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Li 7 |
Be 9,4 |
B 11 |
C 12 |
N 14 |
O 16 |
F 19 |
|
3 |
Na 23 |
Mg 24 |
Al 27,3 |
Si 28 |
P 31 |
S 32 |
C 35,5 |
|
4 |
K 39 |
Ca 40 |
? (44) |
Ti 48 |
V 51 |
Cr 52 |
Mn 55 |
Fe 56, Co 59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ni 59, Cu 63 |
5 |
Cu 63 |
Zn 65 |
? (68) |
? (72) |
As 75 |
Se 78 |
Br 80 |
|
6 |
Rb 86 |
Sr 87 |
?Yt 88 |
Zr 90 |
Nb 94 |
Mo 96 |
? (100) |
Ru 104, Rh 104 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Pd 106, Ag 108 |
7 |
Ag 108 |
Cd 112 |
In 115 |
Sn 118 |
Sb 122 |
Te 125 |
I 127 |
? |
8 |
Cs 133 |
Ba 137 |
?Di 138 |
?Ce 140 |
? |
? |
? |
9 |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
10 |
? |
? |
?Er 178 |
?La 180 |
Ta 182 |
W 184 |
? |
Os 195, Ir 197 |
11 |
Au 199 |
Hg 200 |
Tl 204 |
Pb 207 |
Bi 208 |
? |
? |
Pt 198, Au 199 |
12 |
? |
? |
? |
Th 231 |
? |
U 240 |
? |
|
4. Pengelompokan Unsur Berdasarkan Sistem Periodik Modern
Sistem periodik Mendeleyev dikemukakan sebelum penemuan teori
struktur atom, yaitu partikel-partikel penyusun atom. Partikel penyusun
inti atom yaitu proton dan neutron, sedangkan elektron mengitari inti
atom. Setelah partikel-partikel penyusun atom ditemukan, ternyata ada
beberapa unsur yang mempunyai jumlah partikel proton atau elektron
sama, tetapi jumlah neutron berbeda. Unsur tersebut dikenal sebagai
isotop. Jadi, terdapat atom yang mempunyai jumlah proton dan sifat
kimia sama, tetapi massanya berbeda karena massa proton dan neutron
menentukan massa atom.
Dengan demikian, sifat kimia tidak ditentukan oleh massa atom,
tetapi ditentukan oleh jumlah proton dalam atom tersebut. Jumlah proton
digunakan sebagai nomor atom unsur dan unsur- unsur disusun
berdasarkan kenaikan nomor atom.
Ternyata, kenaikan nomor atom cenderung diikuti dengan kenaikan massa atomnya.
Keperiodikan sifat fisika dan kimia unsur disusun berdasarkan nomor
atomnya. Pernyataan tersebut disimpulkan berdasarkan hasil percobaan
Henry Moseley
pada tahun 1913. Sistem periodik yang telah dikemukakan berdasarkan
percobaan Henry Moseley merupakan sistem periodik modern dan masih
digunakan hingga sekarang.
Sistem periodik unsur modern merupakan modifikasi dari sistem
periodik Mendeleyev. Perubahan dan penyempumaan dilakukan terhadap
sistern periodik Mendeleyev terutama setelah penemuan unsur-unsur gas
mulia. Mendeleyev telah meletakan dasar-dasar yang memungkinkan untuk
perkembangan sistem periodik unsur.
- 5. Golongan dan Periode Unsur dalam Tabel Sistem Periodik Unsur Modern
Unsur-unsur dalam tabel sistem periodik modern disusun berdasarkan
kenaikan nomor atom. Karena sistem periodik yang disusun berbentuk
panjang, maka tabel periodik yang sekarang ini disebut
tabel periodik panjang. Terkadang disebut pula tabel periodik modern, dikarenakan disusun oleh konsep-konsep yang sudah modern.
Berbeda dengan tabel periodik Mendeleyev, karena berbentuk pendek,
maka sering disebut sistem periodik pendek. Pada sistem periodik bentuk
panjang, sifat unsurnya merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya.
Hal ini berarti bahwa sifat unsur tergantung dari nomor atomnya.
Pada tabel periodik bentuk panjang, juga dikenal istilah periode dan
golongan. Penyusunan unsur dengan arah mendatar ke kanan disebut
periode, sedangkan penyusunan unsur dengan arah ke bawah disebut
golongan. Tabel periodik bentuk panjang terdiri atas
7 periode dan
8 golongan. Adapun tampilan fisik tabel Sistem Periodik Modern, adalah sebagai berikut
eriode dibedakan menjadi periode pendek dan periode panjang, sedangkan
golongan dibedakan menjadi golongan A (golongan utama) dan golongan B
(golongan transisi). Periode pendek mencakup periode 1 (terdiri dari 2
unsur), periode 2 (terdiri dari 8 unsur) dan periode 3 (terdiri dari 8
unsur). Sedangkan periode panjang mencakup periode 4 sampai dengan
periode 7.
- a. Golongan
Golongan unsur pada sistem periodik unsur modern disusun berdasarkan jumlah elektron valensi
(elektron yang terletak pada kulit terluar). Unsur dalam satu golongan mempunyai sifat yang cenderung sama dan ditempatkan
dalam arah vertikal (kolom).
Pada sistem periodik unsur modern, golongan dibagi menjadi 18
berdasarkan aturan IUPAC. Berdasarkan aturan Amerika, sistem periodik
unsur modern dibagi dua golongan yaitu golongan A dan B. Jadi, golongan
unsur dari kiri ke kanan ialah IA, IIA, 11113, IVB, VB, VIB, VIIB,
VIIIB, IB, 1113, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, dan VIIIA. Umumnya,
digunakan pembagian golongan menjadi A dan B.
Golongan unsur pada sistem periodik unsur modern mempunyai nama khusus yaitu sebagai berikut :
Golongan |
Nama Khusus |
Unsur-unsur |
IA |
1 |
Alkali |
Li, Na, K, Rb, Cs, dan Fr |
IIA |
2 |
Alkali Tanah |
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra |
IIIA |
13 |
Boron |
B, Al, Ga, In, dan Tl |
IVA |
14 |
Karbon |
C, Si, Ge, Sn, dan Pb |
VA |
15 |
Nitrogen |
N, P, As, Sb, dan Bi |
VIA |
16 |
Oksigen |
O, S, Se, Te, dan Po |
VIIA |
17 |
Halogen |
F, Cl, Br, I, dan At |
VIIIA |
18 |
Gas Mulia |
He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn |
- b. Periode
Periode unsur pada sistem periodik unsur modem disusun dalam arah
horisontal (baris) untuk menunjukkan kelompok unsur yang mempunyai jumlah kulit sama.
Sistem periodik bentuk panjang terdiri atas 7 periode sebagai berikut :
1) Periode 1 = periode sangat pendek berisi 2 unsur, yaitu H dan He
2) Periode 2 = periode pendek berisi 8 unsur
3) Periode 3 = periode pendek berisi 8 unsur
4) Periode 4 = periode panjang berisi 18 unsur
5) Periode 5 = periode panjang berisi 18 unsur
6) Periode 6 = periode sangat panjang berisi 32 unsur
7) Periode 7 = periode yang unsur-unsurnya belum lengkap berisi 30 unsur
Pada periode 6 termasuk periode sangat panjang, yaitu berisi 32 unsur.
Golongan IIIB periode 6 berisi 14 unsur dengan sifat mirip yang dinamakan golongan lantanida.
Begitu juga golongan IIIB periode 7 berisi 14 unsur dengan sifat mirip dinamakan golongan aktinida.
Unsur golongan aktinida dan lantanida biasanya dituliskan terpisah di bawah. Golongan lantanida dan aktinida disebut
golongan transisi dalam.
- 6. Penetapan Golongan dan Periode
Golongan dan periode dapat ditentukan dengan cara menuliskan
konfigurasi elektron. Konfigurasi elektron adalah penataan elektron
dalarn atom yang ditentukan berdasarkan jumlah elektron.
Pada konfigurasi elektron, jumlah elektron valensi menunjukkan nomor
golongan, sedangkan jumlah kulit yang sudah terisi elektron (n
terbesar) menunjukkan periode.