Apa itu Sifat Keperiodikan Unsur?
Kita telah belajar bahwa sistem periodik unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atom (jumlah proton) seperti yang diungkapkan oleh Mendeleyev. Ternyata dalam peyusunan unsur tersebut tidak hanya menampakkan urutan nomor atom secara urut sesuai jumlah proton tetapi juga melibatkan pola sifat-sifat atau karakteristik dari unsur itu sendiri. Dalam susunan tersebut, ada kecenderungan sifat unsur yang berulang yang disebut sifat keperiodikan unsur. Keperiodikan sifat ini tampak jelas polanya berdasarkan susunan unsur-unsur dalam satu golongan maupun satu periode. Apa saja sifat keperiodikan unsur tersebut?
1. Jari-jari Atom
Jari-jari atom tidak jauh bedanya dengan gambaran jari-jari pada lingkaran. Ia menunjukkan jarak antara inti atom dengan kulit atom terluarnya. Keteraturan jari-jari atom ada 2 pola yaitu
a. Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari-jari atom semakin panjang
Coba sobat bayangkan misal ada semangka yang mempunyai kulit seperti kelapa, ada batok dan juga serabutnya. Jelas semangka ini akan punya jari-jari lebih panjang dari semangka biasa yag hanya punya 1 kulit. Sifat keperiodikan unsur jari-jari atom juga demikian, dalam satu golongan, semakin berada di bawah maka semakin besar jari-jari atomnya karena jumlah kulitnya bertambah. Perhatikan ilustrasi jari-jari atom dari unsur Natrium dan Kalium berikut
Na punya nomor atom 11 dengan konfigurasi elektron 2,8,1 –> punya 3 kulit
K punya nomor atom 19 dengan konfigurasi elektron 2,8,8,1 –> punya 4 kulit
Panjang jari-jari atom dinyatakan dalam satuan namaometer (1 x 10-9 m).
b. Dalam satu periode dari kiri ke kanan jari-jari atom semakin pendek
Sobat hitung pasti tahu kalau dalam satu periode unsur memiliki jumlah kulit yang sama. Yang jadi perbedaan hanya jumlah atom dan elektron. Semakin ke kanan makan semakin banyak elektron dan protonnya. Dengan jumlah kulit yang sama semakin ke kanan maka jumlah elektron dan proton akan semakin banyak. Sobat bisa bayangkan kalau jumlah kulit yang sama kemudian elektron dan proton semakin banyak maka gaya tarik menarik antara muatan positit (proton) dan muatan negatif (elektron) akan semakin besar. Inilah yang menyebabkan jari-jari atom dalam satu periode ke kanan semakin kecil.
tabel jari-jari atom (dalam nanometer)
| Li : 0,123 | Be : 0,089 | B : 0,088 | C : 0,077 | N : 0,070 | O : 0,066 | F : 0,064 |
| Na : 0,157 | Mg : 0,136 | Al : 0,125 | Si : 0,177 | P : 0,110 | S : 0,104 | Cl : 0,009 |
| K : 0,203 | Ca : 0,174 | Ga : 0,125 | Ge : 0,122 | As : 0,121 | Se : 0,117 | Br : 0,114 |
| Rb : 0,216 | Sr : 0,192 | In : 0,150 | Sn : 0,140 | Sb : 0,141 | Te : 0,137 | I : 0,133 |
| Cs : 0,235 | Ba : 0,198 | Tl : 0,155 | Pb : 0,154 | Bi : 0,152 | Po : 0,155 |
Coba sobat hitung amait, dari tabel di atas panjang jari-jari atom kekanan (periode) cenderung semakin kecil dan ke bawah (golongan) semakin besar.
Jari-jari Ion
Atom tidak selamanya bermuatan netral, adakalanya ia melepas elektron atau menerima elektron sehingga membentuk ion positif atau negatif. Lalu apa pengaruhnya pelepasan dan penangkapan elektron ini terhadap jari-jari atom? Simak uraian berikut
- Jari-jari dari ion positif dari suatu atom akan selalau lebih pendek dari pada jari-jari atom pada kondisi normal. Mudahnya, pada ion positif atom melepas elektron sehingga jumlah proton lebih banyak dari elektron. Elektron akan tertarik lebih kuat sehingga jari-jari makin pendek. Sama seperti permainan tarik tambang, ketika musuh yang ditarik berkurang maka kita bisa menariknya lebih dekat.
- Sebaliknya, jari-jari ion negatif dari suatu atom akan selalu lebih panjang dari jari-jari atom netralnya. Elektron bertambah sementara itu jumlah proton tetap sehingga kekuatan proton menarik elektron menjadi lebih kecil. Hal inilah yang menyebabkan jari-jari atomnya lebih panjang.
2. Energi Ionisasi
Definisi energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron dari dari kulitnya (tingkat energi tertentu). Mengapa sebuah elektron memerlukan energi untuk lepas dari atomnya? Seperti sobat ketahui, dalam konfigurasinya di dalam atom, elektron berada pada suatu kulit dan ia mengalami gaya tarik dari proton yang berada pada inti atom. Energi diperlukan elektron untuk melawan gaya tarik tersebut sehingga ia bisa lepas dari atom. Elektron yang terpengaruh gaya tarik intinya sama seperti sobat ketika lagi katagihan main game terterntu. Ketika sobat sudah rutin dan senang memaminkannya maka akan dibutuhkan energi lebih jika ingin berhenti dari ketagihan permainan tersebut.
Dalam faktanya suatu atom dapat melepaskan lebih dari satu elektron. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron berikutnya akan lebih besar dari energi yang dibutuhkan untuk melepas elektron pertama karena gaya tarik intinya lebih kuat. Lalu apa hubungannya sifat periodik unsur dengan sifat keperiodikan unsur energi ionisasi?
a. Dalam satu golongan dari atas ke bawah energi ionisasi semakin kecil
Karena dalam satu golongan ke bawah jari-jarinya semakin panjang akan semakin mudah lepasnya elektron. Ini menandakan energi yang dibutuhkan elektron untuk melepaskan diri (energi ionisasi) semakin kecil. Sama kaya sobat yang sedang LDR pasti lebih gampang putusnya meski tidak selalu. Hehehe.
b. Dalam satu peroda ke kanan energi ionisasi semakin besar
Energi ionisasi diperlukan untuk melawan gaya tarik inti. Gaya tarik ini sangat dipengaruhi oleh jarak (jari-jari atom). Jari-jari atom dalam satu periode ke kanan semakin pendek dan gaya tarik intinya semakin besar. So, energi ionisasi yang diperlukan sebuah elektron untuk lepas dari inti atom semakin besar. Coba sobat bayangkan, lebih susah mana meninggalkan seseorang yang sudah dekat dan lama kita kenal dari pada seseorang yang kurang dekat? Tahu sendiri kan jawabannya.
Berikut tabel Nilai Energi Ionisasi dari Beberapa Unsur
| Atom | Energi Ionisasi (Kj/mol) | ||||||
| pertama | kedua | ketiga | keempat | kelima | keenam | ketujuh | |
| H | 1312 | ||||||
| He | 3272 | 5250 | |||||
| Li | 520 | 7298 | 11.848 | ||||
| Be | 899 | 1.757 | 14.848 | 21.006 | |||
| B | 801 | 2.427 | 3.660 | 25.025 | 32.826 | ||
| C | 1.086 | 2.353 | 4.620 | 6.222 | 37.289 | 47.276 | |
| N | 1.402 | 2.857 | 4.578 | 7.475 | 9.445 | 53.265 | |
| O | 1.314 | 3.388 | 5.300 | 7.469 | 10.989 | 13.326 | 17.876 |
| F | 1.681 | 3.374 | 6.020 | 8.407 | 11.022 | 15.164 | 17.876 |
| Ne | 2.081 | 3.952 | 6.122 | 9.370 | 12.177 | 15.238 | 19.998 |
dari tabel di atas dapat disimpulkan
- Energi ionisasi tingkat kedua selalu lebih besar daripada tingkat pertam, tingkat ketiga selalu lebih besar dari tingkat kedua, dan seterusnya
- Semakin dalam kulit diperlukan energi ionisasi yang jauh lebih besar. Perhatikan kotak biru dari tabel diatas. Kota tersebut merupakan tingkat ionisasi elektron di kulit yang lebih dalam (bukan lagi kulit yang sama)
- Asal sobat tahu, dengan melihat data energi ionisasi sobat bisa tahu elektron valensi dari atom tersebut. Jika energi ionisasi meningkat cukup tajam pada energi ionisasi ke-n, maka jumlah elektron valensinya adalah n-1. Contohnya, perhatikan tabel diatas, pada atom nitrogen, energi ionisasi meningkat tajam pada energi ionisasi ke-6, maka elektron valensi dari atom nitrogen adalah 6-1 = 5.
Kesimupulannya, sifat keperiodikan unsur jari-jari atom dan energi inonisasi saling berbanding terbalik.
- Semakin panjang jari-jari atom maka semakin kecil energi ionisasinya.
- Semakin pendek jari-jari atom semakin besar energi ionisasi.
- Dalam satu golongan atas ke bawah jari-jari atom semakin panjang dan energi ionisasi semakin kecil.
- Dalam satu periode dari kiri ke kanan jari-jari semakin pendek dan energi ionisasi semakin besar.
Okey sobat, itu tadi sifat keperiodikan unsur part I, untuk sifat keperiodikan unsur afinitas elektron dan keelektronegtivitas akan rumushitung sambung di sifat keperiodikan unsur part II.