Sifat Keperiodikan Unsur: Jari-Jari Atom, Energi Ionisasi, Afinitas Elektron, Keelektronegatifan

Hampir semua unsur di alam ditemukan dalam bentuk senyawanya. Hal ini disebabkan unsur itu belum stabil sehingga mudah bereaksi dengan unsur lainnya. Kereaktifan dan sifat-sifat keperiodikan unsur bergantung pada harga jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan.

Unsur-unsur ada yang berwujud padat, cair dan gas. Unsur-unsur Periode 3 pada tabel periodik dari kiri ke kanan berupa padatan (Na , Mg , Al , Si , P , S) kemudian berupa gas (Cl , Ar). Natrium yang paling bersifat logam dan Argon bukan logam.

Keteraturan sifat secara peridik dari kiri kekanan atau dari atas kebawah dalam table periodik merupakan keperiodikan sifat unsur. Keperiodikan sifat unsur atau sifat periodik unsur terdiri dari jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron dan keelektronegatifan.

Jari-jari atom

Ukuran jari-jari atom dari suatu unsur ditentukan dengan sinar X, dengan mengukur jarak inti atom terhadap pasangan elektron bersama dalam ikatannya. Cara pengukuran jari-jari atom logam dan non logam ditunjukkan seperti pada gambar.

Kecenderungan jari-jari atom dalam satu golongan dan periode pada tabel periodik tertera pada Gambar berikut

Dari gambar tersebut dapat diperoleh sifat – sifat keperiodikan unsur sebagai berikut:

1. Dalam tiap-tiap periode unsur golongan 1A mempunyai jari-jari paling besar dan ukuran jari-jari menurun sampai unsur golongan VIIIA.
2. Pada satu golongan unsur periode ke-1 mempunyai jari-jari paling kecil dan ukuran jari-jari naik sampai unsur periode ke-7.

Dalam satu periode dengan bertambahnya nomor atom, jari-jari makin kecil.

Pada satu golongan dengan bertambahnya nomor atom, jari-jari makin besar.

Beberapa unsur pada bagian kiri tabel periodik bereaksi dengan unsur lain dengan melepaskan elektron dan membentuk ion positip, misalnya Li membentuk ion Li⁺,dan Na membentuk Na⁺. Ukuran jari-jari ion berbeda dengan ukuran jari-jari atomnya seperti yang tertera pada gambar.

Berdasarkan gambar di atas ukuran ion positif selalu lebih kecil dari ukuran atom netralnya sedangkan ukuran ion negatif selalu lebih besar dari ukuran atom netralnya.

Contohnya unsur-unsur golongan VIIA (F, Cl, Br, I) memiliki konfigurasi elektron terluar ns 2np 5 .

Unsur ini dapat melengkapi orbital p terluar dengan mengikat elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia. Dengan demikian, ketika sebuah atom fluorin (dengan tujuh elektron di kulit terluarnya mengikat satu elektron, ia menjadi ion fluoride, F- yang memiliki delapan elektron di kulit terluarnya.

Kedelapan elektron menolak satu sama lain lebih kuat dari pada tujuh elektron pada atom F yang asli, maka awan elektron ion mengembang sehingga ion F jauh lebih besar ukurannya dari F atom netral ( lihat pada gambar).

Sifat Keperiodikan Unsur : Energi ionisasi

Energi Ionisasi pertama (IE1) , juga disebut potensial ionisasi pertama, adalah jumlah minimum energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang terikat paling lemah dari sebuah atom gas untuk membentuk ion dengan muatan +1.

Contoh: Untuk kalsium, energi ionisasi pertama, IE1 adalah 590 kJ / mol:

Ca _(g) + 590 kJ Ca⁺ _(g) + e ^–

Energi ionisasi kedua (IE2) adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron kedua:

Ca⁺ _(g) + 1145 kJ Ca²⁺ _(g) + e ^–

IE2 selalu lebih besar dari IE1 karena lebih sulit untuk melepaskan elektron dari ion bermuatan positif. Harga energi ionisasi pertama dari unsur-unsur pada tabel periodik tertera pada gambar.

Kecenderungan energi ionisasi unsur-unsur dalam satu golongan atau satu perioda dapat dipelajari melalui gambar grafik berikut.

Berdasarkan data pada gambar tersebut sifat keperiodikan unsur berdasarkan energi ionisasi adalah sebagai berikut:

Dalam satu periode, dengan bertambahnya nomor atom harga energi ionisasi cenderung makin besar.

Dalam satu golongan dengan bertambahnya nomor atom harga energi ionisasi cenderung makin kecil.

Afinitas Elektron

Afinitas elektron (EA) dari unsur dapat didefinisikan sebagai jumlah energi yang diserap ketika sebuah elektron ditangkap ke atom dalam keadaan gas untuk membentuk ion bermuatan negatif 1.

Harga afinitas elektron biasanya dinyatakan dengan tanda negatif karena pada proses tersebut dilepaskan energi. Jika harga afinitas elektron makin negatif, berarti afinitas elektron semakin besar.

Contoh:

He (g) + e^– He^– EA= 0 kJ/mol ………(1)

Cl (g) + e^– Cl^– (g) + 349 kJ/mol EA= -349 kJ/mol ………(2)

Persamaan pertama mengatakan bahwa helium tidak dapat mengikat elektron maka EA = 0kJ/mol. Persamaan kedua menyatakan bahwa satu mol atom gas mengikat satu elektron untuk membentuk ion klorida, energi terlepas (eksotermis) sebesar 349 kJ.

Afinitas beberapa unsur tertera pada Gambar berikut:

Unsur-unsur yang terdapat pada golongan VIIA mempunyai afinitas elektron yang paling besar, sebab jika kamu bandingkan dengan unsur seperiodenya unsur F, Cl, Br, dan I paling mudah menangkap elektron, karena jari-jarinya paling kecil.

Pada Gambar, tidak terdapat harga afinitas elektron untuk golongan IIA dan VIIIA. Penyebabnya adalah unsur golongan IIA subkulit terluarnya telah penuh terisi elektron, sedangkan golongan VIIIA kulit terluarnya sudah penuh sehingga tidak dapat lagi menerima elektron.

Dalam satu periode dengan bertambahnya nomor atom, harga afinitas elektron cenderung bertambah besar.

Dalam satu golongan dengan bertambah nya nomor atom, harga afinitas elektron atom cenderung semakin kecil.

Sifat Keperiodikan Unsur : Keelektronegatifan

Pada tahun 1932, Linus Pauling ahli kimia dari Amerika membuat besaran lain yang dikenal dengan skala keelektronegatifan. Keelektronegatifan adalah kemampuan atau kecenderungan suatu atom untuk menangkap elektron dari atom lain dalam senyawanya.

Unsur dengan keelektronegatifan tinggi (non logam) merupakan unsur yang mudah menangkap elektron untuk membentuk anion. Unsur dengan kelektronegatifan yang rendah (logam) merupakan unsur yang mudah melepaskan elektron untuk membentuk kation.

Harga keelektronegatifan unsur ditentukan dalam Skala Pauling seperti pada gambar.

Pada tabel dapat kamu lihat bahwa keelektronegatifan fluor memiliki harga keelektronegatifan terbesar yaitu 4, artinya fluor paling mudah menarik elektron dari atom lain. Fransium dengan harga keelektronegatifan paling rendah yaitu 0,7 merupakan unsur yang sangat sukar menarik elektron atau lebih mudah melepaskan elektronnya.

Dalam satu periode dengan bertambahnya nomor atom, keelektronegatifan cenderung makin besar.

Dalam satu golongan dengan bertambahnya nomor atom, keelektronegatifan cenderung makin kecil

Simpulan:

• Hubungan antara letak unsur dalam sistem periodik dengan konfigurasi elektronnya dapat kamu simpulkan sebagai berikut ini. Nomor periode sama dengan jumlah kulit. Nomor golongan sama dengan elektron valensi
• Letak unsur dalam sistem periodik dapat kamu tentukan berdasarkan konfigurasi elektron.
• Jari-jari atom adalah setengah jarak inti dua atom yang sama dalam ikatan tunggal. Mengukur jari-jari atom unsur dapat kamu lakukan dari jarak dua atom kristal padatnya, sedangkan unsur non logam dari panjang ikatan kovalen tunggal.
• Dalam satu periode jari-jari bertambah dari kiri ke kanan sedangkan dalam satu golongan jari-jari bertambah dari atas ke bawah.
• Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terlemah suatu atom dalam keadaan gas. Dalam satu periode energi ionisasi pertama bertambah dari kiri ke kanan, sedangkan dalam satu golongan energi ionisasi pertama bertambah dari bawah ke atas.
• Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan atau diperlukan bila satu elektron masuk ke orbital terluar suatu atom. Dalam satu periode afinitas elektron bertambah dari kiri ke kanan, sedangkan dalam satu golongan afinitas elektron bertambah dari bawah ke atas.
• Keelektronegatifan adalah daya tarik atom terhadap pasangan elektron yang ikatan kovalen pakai bersama. Dalam satu periode keelektronegatifan bertambah dari kiri ke kanan, sedangkan dalam satu golongan keelektronegatifan bertambah dari bawah ke atas.