SISTEM PERIODIK UNSUR

Unsur-unsur yang dikenal saat ini sebenarnya sudah ada di alam sejak dahulu, bahkan dengan terbentuknya unsur itu dapat dikatakan bersamaan waktunya dengan terbentuknya alam semesta ini. Penemuan unsur-unsur oleh manusia secara bertahap sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi. Bedasarkan sifat mannusia yang selalu ingin tahu apa yang ada di lingkungannya akhirnya satu persatu unsur-unsur tersebut dikenalnya.

Sejak semual manusia telah berusaha menggolong-golongkan unsur yang ada untuk memperoleh keteraturan.

Pada mulanya usaha penggolongan unsur berjalan sangat lambat karena terbatasnya jumlah unsur yang diketahui serta tidak begitu diketahui sifat-sifat unsur. Baru setelah pertengahan abad XIX muncul sistem periodik dengan merupakan dasar dari SPU setelah mengalami penyempurnaan. Perkembangan SPU tersebut adalah sebagai berikut :

Klasifikasi unsur yang paling sederhana adalah logam dan nonlogam. Berdasrkan pengamatan persamaan maupun perbedaan sifat-sifat unsur, para ilmuwan berusaha mencari hubungan antara sifat unsur dengan massa atomnya.

Ada tiga teori tentang sistem periodik unsur :

• Teori “Triade” oleh J. W. Dobereiner (1817)
• Teori “Oktaf” oleh J.A.K. Newlands (1865)
• Sistem Periodik Unsur oleh Mendeleyev (1869)

Teori Triade Dobereiner

J.W. Dobere.iner adalah orang pertama yang menemukan adanya hubungan sifat-sifat unsur dengan massa atomnya. Dari hasil pengamatannya, mennunjukkan bahwa unsur-unsur mempercayai sifat-sifat yang mirip atau hampir sama adalah unsur yang terdiri dari tiga buah unsur. Massa unsur yang ditengah hampir sama dengan setengah massa unsur yang pinggir. Karena tiap kelompok terdiri dari tiga buah unsur, maka teori ini disebut teori “triade”.

Contoh :

1) Untuk atom-atom Li, Na, dan K yang massa atom relatifnya masing-masing 7, 23 dan 39, maka massa atom yang ditengah menurut teori traide ini adalah :
½ (Ar Li + Ar K) = Ar Na
½ (7 + 39) = 23

2) Untuk atom-atom Ca, Sr, dan Ba yang massa atom relatifnya masing-masing 40, 88, dan 137.
Massa atom Sr kira-kira ½ (40 + 137) = 88,5

3) Untuk atom-atom S, Se, dan Te yang massa atom relatifnya masing-masing 32, 79, dan 128.
Massa atom Se kira-kira ½ (32 + 128) = 80.

4) Untuk Cl, Br, dan I yang massa atom relatifnya masing-masing 35,5; 80; dan 127.
Massa atom Br kira-kira ½ (35,5 + 127) = 81,25.

Hubungan sifat fisiknya, misalnya wujud dan warna :
Cl2 : gas berwarna kuning hijau
Br2 : cair berwarna coklat
I2 : padatan berwarna hitam atau coklat tua

Kelanjutan penelitian tentang massa atm dan sifatnya ternyata didapat penyimpangan-penyimpangan teori “triade” ini.

Teori “Oktaf” Newlands

Berdasarkan massa atom unsur-unsur yang telah ditemukan pada tahun 1863 dan 1865, J.A.K. Newlands menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atomnya. Dari daftar susunan unsur diperoleh adanya sifat-sifat yang terulang kembali setelah selang beberapa unsur. Sifat suatu unsur akan terulang kembali tujuan unsur kemudian.

Unsur ke-1, ke-8, dan ke-15, sifat-sifatnya hampir sama. Demmikian juga unsur ke-2, ke-9, dan ke-16 atau unsur ke-3, ke-10, dan ke-17.

Teori ini disebut teori “Oktaf” seperti nada/not musik :
do, re, mi, fa, sol, la, si, do
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 1’

DAFTAR UNSUR NEWLANDS
1H 2Li 3Be 4B 5C 6N 7O 8F dan seterusnya ...Hukum Newlands menjumpai kesulitan dan merupakan kelemahan teorinya, misalnya Fe seharusnya mempunyai sifat yang mirip dengan O dan S, ternyata berbeda. Sebagai anggota kelompok logam sedang O dan S sebagai anggota kelompok nonlogam. Sifat-sifatnya lebih banyak perbedaannya daripada kemimripannya.

Sistem Perodik Unsur Mendeleyev (1896)

Bertitik tolak dari kelemahan hukum oktaf Newlands, dua ilmuwan dari dua negara yang bekerja secara terpisah dan tidak saling berhubungan menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atomnya.

Ilmuwan Jerma yang bernama Julius Lothar Meyer menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikkan massa atom dan sifat-sifat fisisnya. Antara lain : volume atom unsur dalam keadaan pada (yaitu massa atom dibagi massa jenisnya), titik leleh unsurm titik didihnya.
Ilmuwan rusia yang bernama Dimintri Mendeleyev menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikkan massa atom dan sifat kimianya, misalnya dari rumus senyawa yang telah dikenal, massa atom, dan sifat-sifat lain.

Dari kedua ilmuwan ini ternyata dihasilkan susunan unsur yang mirip, tetapi D. Mendeleyev mempunyai kelebihan yaitu dapat meramalkan adanya unsur-unsur yang waktu itu belum diketemukan. Ramalan sifat-sifat ternyata benar. Teori ini dikenal dengan nama Sistem Periodik Unsur Mendeleyev.

Hukum Periodik Mendeleyev : 
Sifat unsur-unsur merupakan sifat periodik (berkala) dari berat atom atau massa atomnya.

Penyusunan unsur Mendeleyev :

1. Setiap unsur yang telah diketahui pada saat itu dibuatkan sebuah kartu dengan dicantumkan pula massa atom, rumus-rumus senyawanya, dan sifat-sifat lainnya.
2. Kartu-kartu tersebut kemudian disusun urut berdasarkan naiknya massa atom.
3. Dari deretan unsur ini, kalau mendatar terjadi perubahan sifat dan ditetapkan unsur baru yang sifatnya mirip dengan unsur yang telah ada, maka unsur baru ini diletakkan di bawah unsur semula sehingga diperoleh deretan unsur mendatar baru.
4. Jika suatu unsur berdasarkan urutan naiknya massa atom seharusnya diletakkan di bawah unsur tertentu misalnya ke-13, tetapi karena sifat-sifatnya mirip dengan unsur ke-14 maka oleh Mendeleyev unsur tersebut diletakkan di bawah unsur ke-14. 

Mendeleyev yakin bahwa unsur di bawah unsur ke-13 belum diketemukan, tetap dikosongkan. Sifat-sifat unsur yang belum diketemukan ini telah diramalkan. Dan kenyataannya ini membuktikan bahwa di samping kenaikkan massa atomnya, sifat-sifat lain dari unsur lebih diperhatikan.

Kalau diketahui adanya unsur yang massa atomnnya kecil dan diletakkan di belakang unsur yang massa atomnya lebih besar, misalnya I (massa atomnya 127) diletakkan di belakan Te (massa atomnya 128), maka dasar yang digunakan adalah sifat-sifat I mirip dengan Cl dan Br dan sifat-sifat Te mirip dengan S dan Se.

Demikian pula bila beberapa unsur yang ditempatkan pada kotak atau kartu yang sama meskipun massa atomnya tidak sama (makin besar), maka hal ini disebabkan karena unsur-unsur ini mempunyai sifat yang besar.

Unsur-unsur tersebut antara lain Fe, CO, dan Ni kemudian ada kotak-kotak yang berisi 14 buah unsur yang dikenal dengan nama logam tanah karah atau seri Lantanoida.

Dari hasil penyusunan unsur-unsur diperoleh :

• Deret horizontal yang terdiri dari unsur-unsur yang massa atomnya dari kiri ke kanan makin besar serta adanya perubahan sifat yang teratur. Keteraturan ini kemudian disebut kala atau perioda. Ada 7 deretan mendatar unsur-unsur atau ada 7 perioda.
• Arah bertikal menunjukkan bahwa sifat unsur-unsurnya mirip atau hampir sama. Kotak arah vertikal dinamakan golongan. Ada 8 golongan.
• Dimulai dari perioda ke-4 tiap golongan dibagi menjadi golongan utama atau golongan A dan golongan tambahan atau golongan B. terdapat pada dua deret unsur horisontal yang disebut seri. 

Deret atas atau seri terdiri dari :
Gol. IA, IIA, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, dan VIIIB

Deret bawah atau seri ganjil terdiri dari :
Gol. IB, II, BA, IVA, VA, VIA, VIIA, dan VIIIA

• Untuk golongan VIIIB mulai periode ke-4 terdiri dari 3 buah unsur yang mempunyai sifat-sifat yang mirip. 

• Golongan IIIB pada perioda ke-6 dan 7 berisi masing-masing 14 buah yang sifat-sifat unsurnya hampir sama.

Unsur-unsur golongan IIIB perioda ke-6 disebut unsur-unsur tanah jarang atau logam nadir, sekarang disebut unsur-unsur seri Lantanoida.

Unsur-unsur golongan IIIB perioda ke-7 disebut seri Aktinoda.

Dari SPU Mendeleyev tersebut.
Banyaknya unsur tiap perioda sebagai berikut :
Perioda 1 : 2 unsur, disebut perioda terpendek
Perioda 2 : 8 unsur, disebut perioda pendek
Perioda 3 : 8 unsur, disebut perioda pendek
Perioda 4 : 18 unsur, disebut perioda panjang
Perioda 5 : 18 unsur, disebut perioda panjang
Perioda 6 : 32 unsur, disebut perioda terpanjang
Perioda 7 : belum lengkap, disebut periode belum lengkap

SPU Mendeleyev ini sangat membantu dan mempermudah dalam mempelajari unsur-unsur dan senyawanya, tetapi karena masih dijumpai kelemahan-kelemahan dan kemajuan / perkembangan ilmu kimia, sejak 1913 SPU ini disempurnakan oleh Moseley yang kemudian dikenal dengan nama SPU bentuk panjang.

Kelemahan-kelemahan SPU Mendeleyev :

• Tidak sepenuhnya berdasarkan kenaikkan masa atom, artinya ada unsur yang massa atomnya lebih kecil diletakkan di belakang (sesudah) unsur yang massa atomnya lebih besar. 

Misalnya Ar dan K, Ac dan Ni, Te dan I, serta Th dan Pa.
Adanya perbedaan yang sangat besar antara unsur-unsur golongan A dan B meskipun terletak dalam satu deret vertikal, misalnya antara K dan Cu.
Tidak dapat menunjukkan suatu batas pemisah yang jelas antara logam dan bukan logam.

SPU Bentuk Panjang

SPU Mendeleyev sering disebut SPU bentuk pendek, sedang SPU yang digunakan saat ini adalah SPU bentuk panjang atau SPU Saja.

SPU ini adalah penyempurnaan dari SPU Mendelayev dengan mengubah dasar penyusunannya. SPU diusulkan oleh Moseley pada tahun 1913. Berdasarkan percobaan menggunakan spektograf massa akhirnya diketahui bahwa unsur-unsur terdiri dari beberapa isotop.

Keterangan untuk SPU :
Golongan : susunan unsur-unsur arah vertikal.
Golongan I A disebut : golongan logam alkali.
Golongan II A disebut : golongan logam alkali tanah.
Golongan VI A disebut : golongan kalkogen.
Golongan VII A disebut : golongan halogen.
Golongan VIII A atau O disebut : golongan gas enert atau gas mulia.

Perioda : atau kala susunan unsur-unsur arah mendatar.

Moseley menemukan hubungan antara frekuensi sinar Rongen (sinar-X) dengan nomor atom unsur.

Dari kedua hal itu Moseley berpendapat bahwa : sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya, yang kemundian dikenal sebagai hukum periodikk modern. Itulah sebabnya Moseley mengusulkan agar dasar penyususnan SPU menggunakan kenaikkan nomor atom bukan kenaikan massa atom. Dengan cara demikian sekalilgus dapat mengatasi kelemahan SPU Mendeleyev.

Reff