Perkembangan Sistem Periodik Unsur

Pada tahun 1786, baru dikenal 26 unsur, kemudian pada tahun 1870 jumlah unsur yang dikenal bertambah yaitu menjadi 60 unsur, sedangkan pada zaman sekarang jumlah unsur kimia melebihi 100 buah. Setiap unsur memiliki sifat kimia dan fisika yang berbeda beda satu sama lain sehingga tentunya akan sulit untuk mempelajari setiap unsur tersebut satu persatu. Untuk itu para ahli kimia mecoba membuat suatu metode atau tabel yang memudahkan orang untuk mepelajari unsur kimia yang semakin hari semakin banyak ditemukan.

Maka dilakukanlah pengelompokkan terhadap unsur unsur tersebut. Pengelompokan unsur unsur ini tidak lepas dari penelitian yang menunjukkan bahwa ada kelompok unsur yang sifatnya mirip atau berubah secara berkala. Pada mulanya para ahli percaya bahwa sifat suatu unsur ditentukan oleh massa molekul relatifnya, sehingga muncul beberapa ahli yang mecoba mengusulkan sistem pengelompokan terhadap unsur unsur tersebut.

Triade Dobereiner

Dobereiner

Pada permualaan abad ke-19, teori atom dalton tersebar luas ke seluruh penjuru dunia. Para ahli meyakini bahwa massa atom realtif unsur merupakan sifat penting untuk membedakan satu unsur dengan unsur yang lain. Pada tahun 1817, Johann. D Dobereiner mencoba mencari hubungan antara massa taom relatif unsur dengan sifat sifatnya. Dari hasil penelitiannnya, ia menemukan beberapa kelompok tiga - tiga unsur yang memiliki sifat yang mirip.

Contoh :

Litium, Natrium dan Kalium

Kalsium, Strontium dan Barium

Klor, Brom Iod

Kelompok tiga unsur ini kemudian disebut dengan triad. Dengan mempelajari unsur yang dikelompokkan tiga - tiga buah ini, Dobereiner menemukan suatu hubungan, yang kemudian dirumuskan dalam hukumnya yang berbunyi :

" Suatu triade adalah tiga unsur yang disusun berdasarkan kenaikan massa atom realtifnya (Ar-nya), sehingga Ar unsur kedua kira kira sama dengan rata rata Ar unsur pertama dan ketiga"

Contoh 1:

Massa molekul relatif :

Li = 7

Na = 23

K = 39

Berdasarkan hukum diatas didapatkan hubungan :

Ar Na = (Ar Li + Ar K) / 2 = (7 + 39) / 2 = 46 / 2 = 23

Dari uraian diatas terlihat bahwa hukum triade Dobereiner menunjukkan kebenaran.

Contoh 2:

Diberikan tiga unsur yang sifatnya mirip, yaitu :

Be = 9

Ca = 40

Mg = 24,3

Apakah tiga unsur tersebut memenuhi kumum triade dobereiner?

Pembahasan :

Untuk menjawabnya, kita perlu susun unsur tersebut berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, yaitu :

Be = 9

Mg = 24

Ca = 40

Berdasarkan Hukum Triade Dobereiner, maka

Ar Mg = (Ar Be + Ar Ca) / 2 = (9 + 40) / 2 = 49 / 2 = 24,5 (hasilnya mendekati 24,3)

Berdasarkan uraian diatas didapatkan bahwa Ar Mg ternyata adalah rata rata dari Ar Be dan Ca, sehingga tiga kelompok unsur diatas dapat kita golonggakn suatu triade.

Kelebihan Sistem Pengelompokan Unsur berdasarkan Triade Dobereiner

Adanya keteraturan bahwa tiga buah unsur yang sifatnya mirip dan disusun berdasarkan kenaikan massa atom realtifnya (Ar) ternyata memiliki hubungan yang unik yaitu Ar unsur kedua adalah rata rata dari Ar unsur pertama dan ketiga.

Kelemahan Sistem Pengelompokan Unsur berdasarkan Triade Dobereiner

Pengelompokan unsur berdasarkan triade dobereiner ini dinilai belum efektif, karena ada unsur lain yang sifatnya mirip dengan kelopmok triade tetapi tidak dimasukkan ke dalam suatu triad. Artinya ada lebih dari tiga buah unsur yang memiliki sifat yang mirip, sehingga tidak smuanya dapat dibuah dalam satu triad.

Hukum Oktaf Newland

Oktaf Newlands

Pada tahun 1865, Newland mendapatkan hubungan atara sifat unsur dengan massa atom relatifnya, yaitu :

" Jika unsur unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, maka unsur dengan urutan kedelapan sifatnya mirip dengan unsur pertama, unsru kesembilan mirip dengan unsur kedua, dan seterusnya. Artinya akan terdapat pengulangan kemiripan sifat setiap delapan unsur"

Hubungan ini oleh Newland disebut dengan hukum oktaf, karena kemiripan sifat unsur terjadi setiap pengulangan delapan unsur.

Kelemahan Sistem Pengelompokkan Unsur Berdasarkan Hukum Oktaf Newland

Untuk unsur unsur yang massa atom relatifnya kecil (Ar nya kecil) tampak mengikuti hukum ini. Seperti sifat unsur Li, Na, K yang memang sifatnya mirip bahkan sudah dikelompokkan dalam satu triad oleh Dobereiner. Tetapi hukum ini hanya berlaku untuk unsur unsur dengan Ar nya kecil. Ketidakteraturan akan semakin terlihat pada unsur unsur yang Arnya besar. Sebagai contoh : unsur S dan Fe berulang dalam delapan unsur tetapi tidak ada kemiripan sifat sama sekali. Unsur S adalah unsur nonlogam sementara unsur Fe adalah unsur nonlogam.

Sistem Periodik Mendeleev

Dua ahli kimia yaitu Dimitri Mendeleev (Ahli kimia rusia) dan Lothar Meyer (ahli kimia jerman) secara terpisah mecoba mebuat daftar unsur untuk meperbaiki kelemahan dari sistem periodik Newland sebelumnya. Mereka pada waktu itu mepelajari sifat - sifat 65 unsur yang sudah ditemukan pada waktu itu dan mecoba mencari kaitannya dengan massa atom realtif.

Meyer lebih meperhatikan sifat fisika dari unsur unsur tersebut, contohnya titik didih. Jika dihubungkan antara titik didih unsur dengan massa atom relatifnya merupakan suatu keperiodikan. Dari sifat fisika dan kimia unsur unsur yang telah ditemukan, Mendeleev mencoba menhubungkan antara sifat unsur dengan massa atom relatifnya. Hubungan ini kemudian disebut dengan hukum periodik yang berbunyi :

" Sifat unsur merupakan fungsi periodik dari massa atom realtifnya"

Kemudian, pada tahun 1869, Mendeleev berhasil menyusun tabel periodiknya dalam kotak kota yang terdiri dari delapan golongan dan duabelas perioda. Ia menyusun unsur unsur ini berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya yang kemudian daftar unsur ini disebut dengan sistem perodik Mendeleev.

Sistem Periodik Mendeleev

Hal hal penting dalam sistem periodik Mendeleev.

1. Dua unsur yang berdekatan massa atom relatifnya memiliki seslisih tidak lebih dari dua satuan.
2. Terdapat kota yang kosong yang belum diisi oleh unsur. Kata Mendeleev unsur tersebut belum ditemukan pada saat itu.
3. Dapat meramalkan sifat unsur yang belum dikenal, seperti ekasilikon
4. Dapat mngkoreksi kesalahan pengukuran beberapa massa atom relatif seperti Cr yang massa atom relatifnya 52 bukan 43,3

Kelebihan sistem periodik Mendeleev

1. Sifat kimia dan fisika unsur dalam satu golongan mirip dan berubah secara teratur.
2. Valensi tertinggi suatu unsur sama dengan nomor golongannnya
3. Dapat meramalkan sifat unsur yang belum ditemukan pada waktu itu dengan menyediakan kotak kosong pada sistem periodiknya.

Kekurangan sistem periodik Mendeleev

1. Panjang periode tidak sama dan tidak ada penjelasan tentang hal tersebut.
2. Beberapa unsur ternyata tidak disusun berdasarkan kenaikan Ar-nya. Contoh Te (Ar = 128) diletakkan sebelum I (Ar = 127)
3. Selisih massa atom relatif unsur yang berurutan tidak selalu 2, tetapi berkisar anatar 1 dan 4 sehingga sukar meramalkan massa unsur yang belum dikathui secara tepat.
4. Valensi unsur yang lebih dari satu sulit diramalkan dari golongannya.
5. Anomali (penyimpangan) unsur hidrogen dari yang lain tidak dijelaskan.

Sistem Periodik Modern

Henry Moseley

Pada tahun 1915, setelah ditemukannya nomor atom, para ahli kemudian mencoba melihat hubungan sifat unsur dengan nomor atom unsurnya. Ahli-ahli sebelumnya selalu menyusun sistem periodiknya berdasarkan sifat dan kenaikan massa atom relatif unsur. Kemudian ditemukan adanya isotop, yaitu dua atom atau lebih yang memiliki nomor atom sama tetpai nomor massanya berbeda. Jika kita merujuk pada keterangan ahli sebelumnya yang mengatakan bahwa sifat suatu unsur adalah fungsi periodik dari massa atom relatifnya, maka pasti sifat atom atom yang berisotop itu berbeda, karena massa atom relatifnya berbeda.\

Namun kenyataannya, atom atom yang berisotop, mempunyai sifat yang mirip. Fakta ini akhirnya membuktikan bahwa yang menetukan sifat suatu unsur bukanlah massa atomnya melainnkan nomor atom unsur tersebut. Nomor atom merujuk pada jumlah proton yang dikandung oleh suatu unsur. Jadi proton adalah penentu sifat suatu unsur.

Akhirnya berdasarkan hal ini, Henry G.J. Moseley mencoba menyusun sistem periodik baru yang didasarkan kepada sifat unsur dan kenaikan nomor atomnya. Sistem periodik baru ini kemudian dikenal dengan nama sistem periodik modern yang kita gunakan hingga saat ini. Sistem peridoik modern merupakan penyempurnaan dari sistem periodik Mendeleev sebelumnya.

Tabel Periodik Panjang / Tabel Periodik Modern

Dalam sistem peridoik modern didapatkan :

" Sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya"

Sistem periodik modern dikenal juga dengan sistem panjang. Dalam sistem periodik panjang, unsur unsur dibagi ke dalam golongan, periode, golongan aktinida dan lantanida. Penempatan unsur unsur dalam sistem periodik sebenarnya didasarkan pada konfigurasi elektron unsur. Unsur yang mempunyai orbital terakhir yang sama akan terletak pada satu blok. Karena orbital atom ada 4 macam, maka sistem peridoik modern juga dikelompokkan berdasarkan 4 blok unsur yaitu blok s, p, d dan f.

Golongan 

Semua unsur blok s dan p disebut unsur Golongan Utama (Golongan A), sedangkan unsur blok d dan f disebut unsur Golongan Transisi. 

Blok pada sistem periodik

Golongan utama terdiri dari 8 kolom (golongan) yang berturut turut disebut golongan IA s/d VIIIA. 

Berikut data elektron kulit valensi dan jumlah elektron valensi unsur golongan utama

ns1 = Golongan IA = Unsur golongan Alkali

ns2 = Golongan IIA  = Unsur golongan Alkali Tanah

ns2 np1 = Golongan IIIA = Unsur golongan Boron - Aluminium

ns2 np2 = Golongan IVA = Unsur golongan Karbon

ns2 np3 = Golongan VA = Unsur golongan Nitrogen

ns2 np4 = Golongan VIA = Unsur golongan Oksigen

ns2 np5 = Golongan VIIA = Unsur golongan Halogen

ns2 np6 = Golongan VIIIA = Unsur golongan Gas mulia

Unsur golongan transisi juga dibagi menjadi 8 golongan, yaitu IB s/d VIIIB. Jika sifat unsur golongan utama ditentukan oleh orbital s dan p, maka untuk unsur transisi, sifatnya ditentukan oleh orbital ns (n-1)d. Untuk golongan IB, jumlah elektron valensinya adalah 11, IIB jumlah elektron valensinya 12, dan untuk golongan IIIB sampai VIIB jumlah elektron valensinya sama dengan nomor golongannya. Untuk Unsur VIIIB, ada 3 kolom dengan jumlah elektron valensi adalah 8, 9 dan 10. 

Untuk lebih jelasnya perhatikanlah kulit valensi dan jumlah elektron valensi golongan B berikut ini :

ns2 (n-1)d1 = Golongan IIIB

ns2 (n-1)d2 = Golongan IVB

ns2 (n-1)d3 = Golongan VB

ns1 (n-1)d5 = Golongan VIB

ns2 (n-1)d5 = Golongan VIIB 

ns2 (n-1)d6 = Golongan VIIIB

ns2 (n-1)d7 = Golongan VIIIB

ns2 (n-1)d8 = Golongan VIIIB

ns1 (n-1)d10 = Golongan IB

ns2 (n-1)d10 = Golongan IIB

Unsur Lantanida terletak pada periode 6. Unsur unsur yang sifatnya mirip dengan unsur lantanida disebut unsur golongan lantanida. Unsur unsur golongan lantanida terletak pada golongan IIIB periode 6. 

Unsur golongan aktinida terletak pada peridoda 7. Unsur unsur yang sifatnya mirip dengan unsur golongan aktinida disebut unsur unsur golongan aktinida. Unsur unsur golongan aktinida terletak pada golongan IIIB perioda 7. Kedua unsur golongan ini disebut unsur transisi dalam.

Perioda

Tabel periodik pajang teridiri dari 7 perioda. Perioda menyatakan jumlah kulit suatu atom karena nomor periode menunjukkan bilangan kuantum utama terbesar yang dimiliki oleh suatu atom. Jika suatu unsur memiliki bilangan kuantum utama tertinggi adalah 1, maka unsur tersebut masuk perioda 1 dan seterusnya. 

Perioda dalam tabel periodik pajang dibedakan menjadi empat yaitu :

1. Perioda pendek, yaitu periode 1, 2 dan 3

2. Periode panjang, yaitu periode 4 dan 5

3. Periode sangat panjang, yaitu periode 6

4. Periode belum lengkap, yaitu periode 7