Sifat Unsur Golongan Utama (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA dan VIIIA) dalam Tabel Periodik Modern.

Daftar Materi Kimia

• 1. Struktur Atom (Proton, Elektron dan Neutron)
• 2. Ikatan Kimia (Ion, Kovalen dan Logam)
• 3. Stoikiometri (Perhitungan Kimia)
• 4. Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit
• 5. Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi)

Advertisement

Baca Juga:

kita tahu bahwa dalam tabel periodik, unsur-unsur dikelompokkan menjadi unsur logam, nonlogam dan metaloid. Pengelompokkan 3 golongan unsur ini berdasarkan sifat kimia yang dimiliki masing-masing unsur. Sedangkan berdasarkan letak unsur secara vertikal dalam tabel periodik, unsur-unsur dikelompokkan menjadi unsur utama dan unsur transisi.

Jika dalam artikel tentang sifat unsur logam, nonlogam dan metaloid telah dibahas mengenai karakterisitik ketiga golongan unsur tersebut maka dalam artikel ini akan membahas mengenai sifat unsur golongan utama yaitu sifat unsur golongan IA (alkali), IIA (alkali tanah), IIIA (boron-aluminium), IVA (karbon), VA (nitrogen), VIA (kalkogen), VIIA (halogen) dan VIIIA (gas mulia).

Unsur-unsur golongan utama (IA – VIIIA) dalam golongan yang sama memiliki konfigurasi elektron valensi yang sama. Konfigurasi elektron telah dibahas dalam artikel tentang hubungan konfigurasi elektron dengan letak unsur dalam tabel periodik. Karena memiliki jumlah elektron valensi yang sama, unsur-unsur tersebut memiliki kecenderungan sifat-sifat kimia dan fisika yang mirip, seperti sifat logam, bukan logam, muatan ion dan kemampuan bereaksi.

Sifat Unsur Golongan IA

Unsur-unsur golongan IA disebut juga unsur-unsur logam alkali. Unsur-unsur golongan alkali semuanya bersifat logam yang sangat reaktif. Kereaktifan unsur-unsur alkali disebabkan memiliki energi ionisasi kecil sehingga cenderung melepaskan elektron valensinya dan membentuk suatu kation bermuatan +1. Beberapa sifat unsur golongan IA dapat dilihat dalam tabel berikut ini.

Sifat-Sifat Fisik Unsur Golongan IA (alkali)

Sifat	Li	Na	K	Rb	Cs
Titik leleh (oC)	181	97,8	63,6	38,9	28,4
Titik didih (oC)	1347	883	774	688	678
Massa jenis (g/cm3)	0,53	0,97	0,86	1,53	1,88

Semua unsur alkali bewarna putih. Pada suhu kamar, semua unsur alkali berwujud padat kecuali cesium yang berwujud cair. Natrium adalah logam yang bersifat lunak sehingga dapat dipotong dengan pisau. Unsur kalium lebih lunak dari natrium. Logam litium, natrium dan kalium memiliki massa jenis lebih kecil dari massa jenis air yaitu kurang dari 1,0 g/cm3 sehingga ketiga logam tersebut akan terapung di atas air, tetapi ketiga logam ini sangat reaktif terhadap air dan bereaksi sangat dahsyat yang disertai nyala api. Perhatikan gambar berikut.

Kereaktifan logam alkali dengan air menjadi lebih dahsyat dari atas ke bawah dalam tabel periodik. Sepotong logam litium jika ditambahkan ke dalam air akan bereaksi dengan air disertai nyala api. Kalium bereaksi lebih dahsyat lagi yang disertai ledakan dan nyala bewarna ungu.

Kurang Reaktif
Li	↓ ↓ ↓ ↓ ↓
Na
K
Rb
Cs
Lebih Reaktif

Logam alkali bereaksi dengan oksigen dari udara membentuk oksida logam alkali, seperti Li2O (litium oksida), Na2O2 (natrium peroksida) dan KO2­ (kalium peroksida). Li2O padatan bewarna putih, Na2O2 padatan bewarna putih-kekuningan dan KO2 bewarna kuning-jingga.

Ketika dibakar di udara, semua logam alkali menghasilkan nyala dengan warna yang khas. Uji nyala dapat digunanakan untuk mengidentifikasi keberadaan senyawa yang tidak diketahui. Warna yang dihasilkan oleh unsur-unsur golongan IA adalah seperti pada gambar berikut:

Warna Nyala Unsur Logam Alkali

Unsur	Warna Nyala
Litium	Merah Jingga
Natrium	Kuning keemasan
Kalium	Ungu
Rubidium	Merah
Cesium	Biru

Sifat Unsur Golongan IIA

Unsur-unsur golongan IIA disebut juga dengan logam alkali tanah. Unsur golongan ini cukup reaktif, tetapi kurang reaktif jika dibandingkan dengan unsur-unsur logam alkali. Logam alkali tanah memiliki energi ionisasi yang cukup rendah sehingga mudah melepaskan kedua elektron valensinya membentuk kation bermuatan positif +2.

Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur Golongan IIA (Alkali Tanah)

Sifat	Be	Mg	Ca	Sr	Ba
Titik leleh (oC)	1278	649	839	769	725
Titik didih (oC)	2970	1090	1484	1384	1640
Massa jenis (g/cm3)	1,85	1,74	1,54	2,6	3,51
Keelektronegatifan	1,5	1,2	1,0	1,0	0,9

Berilium merupakan logam bewarna abu-abu dan bersifat keras menyerupai besi sehingga cukup kuat untuk menggores kaca. Unsur logam alkali tanah yang lain berupa logam bewarna perak dan lebih lunak dari berilium, tetapi masih lebih keras dibandingkan logam alkali. Berilium kurang reaktif terhadap air.

Magnesium bereaksi agak lambat pada suhu kamar, tetapi lebih cepat dengan uap air. Kalsium bereaksi cepat dengan air. Semua logam alkali tanah bereaksi dengan oksigen membentuk oksida logam.

Kurang Reaktif
Be	↓ ↓ ↓ ↓ ↓
Mg
Ca
Sr
Ba
Lebih Reaktif

Seperti halnya logam alkali, logam alkali tanah juga memberikan warna nyala yang khas. Warna nyala senyawa logam alkali tanah ini dapat digunakan untuk identifikasi awal adanya logam alkali tanah dalam suatu bahan. Warna yang dihasilkan oleh unsur-unsur golongan IIA adalah seperti pada gambar berikut:

Warna Nyala Unsur Logam Alkali Tanah

Unsur	Warna Nyala
Berilium	Putih
Magnesium	Putih cemerlang
Kalsium	Merah bata
Stronsium	Merah Crimson
Barium	Hijau Apel

Karena warna nyala logam alkali tanah yang terang dan berwarna warni, garam-garam alkali tanah sering dipakai sebagai bahan kembang api.

Sifat Unsur Golongan IIIA

Unsur golongan IIIA sering disebut juga unsur golongan Boron-Aluminium. Unsur aluminium memiliki konfigurasi elektron 2, 8, 3. Oleh karena memiliki 3 elektron valensi maka aluminium dapat membentnuk kation bermuatan +3. Beberapa sifat aluminium ditunjukkan pada tabel berikut ini.

Sifat Fisika dan Kimia Unsur Aluminium

Titik leleh (oC)	Titik didih (oC)	Massa jenis (g/cm3)	Keelektronegatifan
660	2450	2,70	1,6

Di alam, aluminium terdapat dalam bentuk oksidanya. Corundum adalah mineral keras yang mengandung aluminium oksida, Al2O3. Oksida aluminium murni tak bewarna, tetapi akibat adanya pengotor dapat menghasilkan berbagai warna seperti safir (bewarna biru) dan ruby (bewarna merah tua). Perhatikan gambar berikut

Aluminium dapat bereaksi dengan gas klorin membentnuk aluminium klorida, AlCl3. Aluminium klorida dapat membentuk polimer yang disebut polialuminium klorida (PAC). Senyawa ini dapat dipakai untuk menjernihkan air.

Sifat Unsur Golongan IVA

Unsur golongan IVA disebut juga unsur golongan karbon. Contoh unsur golongan IVA adalah karbon dan silikon yang memiliki konfigurasi elektron yaitu C = 2, 4 dan Si = 2, 8, 4. Kedua unsur ini cenderung membentuk ikatan kovalen.

Karbon membentuk kristal seperti grafit dan intan. Ada juga yang nonkristal atau disebut amorf. Grafit bersifat lunak, bewarna hitam mengkilap dengan struktur berlapis dan dapat menghantarkan listrik (konduktor). Intan merupakan padatan berikatan kovalen paling keras, tidak bewarna dan transparan terhadap cahaya. Tetapi intan tidak dapat menghantarkan arus listrik (isolator).

Perbedaan antara intan dan grafit ditunjukkan oleh bentuk strukturnya. Intan membentuk struktur jaringan 3 dimensi, yaitu setiap atom karbon terikat secara kovalen oleh empat atom karbon lain. Karbon yang berupa amorf adalah arang dan karbon hitam. Kedua jenis karbon ini memiliki struktur seperti grafit. Perbedaannya terletak pada tumpukan lapisan. Lapisan pada grafit beraturan sedangkan karbon amorf tidak beraturan. Perhatikan gambar di bawah ini

Pada gambar di atas, intan dan grafit memiliki bentuk struktur kimia yang berbeda. Iktan karbon dalam intan terikat pada empat atom karbon lain sehingga membentuk jaringan yang kuat.  Grafit adalah mineral lunak yang biasa digunakan sebagai bahan isi pensil.

Unsur silikon berupa padatan keras dengan struktur serupa dengan intan, bewarna abu mengkilap dan meleleh pada suhu 1.410oC. silikon bersifat semikonduktor. Daya hantarnya kecil pada suhu kamar, tetapi pada suhu tinggi menjadi konduktor yang baik.

Sifat Unsur Golongan VA dan VIA

Unsur golongan VA disebut juga unsur golongan nitrogen sedangkan unsur golongan VIA disebut unsur golongan kalkogen. Unsur nitrogen memiliki konfigurasi elektron 2, 5, unsur oksigen memiliki konfigurasi elektron 2, 6 dan unsur belerang memiliki konfigurasi elektron 2, 8, 6. Nitrogen dan oksigen berupa gas diatom, sedangkan belerang berupa zat padat dengan rumus molekul S8. Beberapa sifat unsur nitrogen, oksigen dan belerang ditunjukkan pada tabel berikut:

Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur Nitrogen, Oksigen dan Sulfur (Belerang).

Sifat	N	O	S
Titik leleh (oC)	-210	-218	113
Titik didih (oC)	-196	-183	445
Massa jenis (g/cm3)	0,0013	0,002	2,07
Keelektronegatifan	3,0	3,5	2,5
Afinitas elektron (kJ/mol)	0,70	141	-200

Pada suhu kamar, nitrogen relatif kurang reaktif sebab ikatannya kuat. Akan tetapi, pada suhu tinggi netroden bereaksi dengan unsur lain seperti dengan oksigen menghasilkan NO. oksigen membentuk molekul diatom O2 dan bentuk alotropnya adalah ozon (O3).

Oksigen merupakan gas tidak bewarna, tidak berasa dan berwujud gas pada keadaan normal. Molekul oksigen merupakan gas reaktif dan dapat bereaksi dengan banyak zat. Umumnya menghasilkan oksida. Hampir semua logam bereaksi dengan oksigen membentuk oksida logam.

Keadaan stabil dari belerang adalah bentuk rombik seperti mahkota yang bewarna kuning seperti  pada gambar di bawah ini

Belerang rombik meleleh pada suhu 113oC menghasilkan caiaran bewarna jingga. Pada pemanasan berlanjut, cairan tersebut akan menjadi cairan kental bewarna cokelat-merah. Pada waktu meleleh, bentuk mahkota pecah menjadi bentuk rantai spiral yang panjang. Kekentalan meningkat akibat molekul S8 yang padat berubah menjadi rantai berupa spiral panjang.

Pada suhu yang lebih tinggi dari 200oC rantai mulai pecah dan kekentalan menurun. Belerang (S8 ) bereaksi dengan oksigen menghasilkan belerang dioksida (SO2 ) dengan nyala biru yang khas. Oksida yang lain dari belerang adalah SO3 , tetapi hanya terbentuk dalam jumlah kecil selama pembakaran belerang dalam udara.

Sifat Unsur Golongan VIIA

Unsur-unsur yang menempati golongan VIIA dinamakan unsur-unsur halogen, artinya pembentuk garam. Unsur-unsur halogen sangat reaktif sehingga di alam tidak pernah ditemukan dalam keadaan atomnya, tetapi membentuk senyawa dengan berbagai unsur maupun dengan unsur sejenis.

Semua unsur halogen terdapat sebagai molekul diatom, yaitu F2 , Cl2 , Br2 , dan I2 . Fluorin dan klorin berwujud gas, fluorin berwarna kuning pucat, sedangkan klorin berwarna kuning kehijauan. Bromin mudah menguap, cairan dan uapnya berwarna cokelat-kemerahan. Iodin berupa zat padat berwarna hitam mengkilap yang dapat menyublim menghasilkan uap berwarna ungu.

Unsur-unsur halogen mudah dikenali dari bau dan warnanya. Halogen umumnya berbau menyengat, terutama klorin dan bromin (bromos, artinya pesing). Kedua gas ini bersifat racun sehingga penanganannya harus hati-hati. Jika uap bromin keluar dari wadahnya maka dalam beberapa saat ruangan akan tampak cokelat-kemerahan.

Titik leleh, titik didih dan sifat-sifat lainnya ditunjukkan pada tabel di bawah ini. kenaikan titik leleh dan titik didih dari atas ke bawah dalam tabel periodik akibat gaya tarik di antara molekul yang makin meningkat seiring bertambahnya jari-jari atom.

Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Unsur Halogen

Sifat-Sifat	F	Cl	Br	I	At
Titik leleh (oC)	-220	-101	-7	114	-
Titik didih (oC)	-188	-35	-59	184	-
Massa jenis (g/cm3)	0,0017	0,0032	3,12	4,93	-
Keelektronegatifan	4,0	3,0	2,8	2,5	2,2
Afinitas elektron (kJ/mol)	-328	-349	-325	-2,95	270

Kereaktifan halogen dapat dipelajari dari jari-jari atomnya. Dari atas ke bawah, jari-jari atom meningkat sehingga gaya tarik inti terhadap elektron valensi makin lemah. Akibatnya, kereaktifan unsur-unsur halogen makin berkurang dari atas ke bawah.

Lebih Reaktif
F	↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Cl
Br
I
At
Kurang Reaktif

Kereaktifan halogen dapat juga dipelajari dari afinitas elektron. Makin besar afinitas elektron, makin reaktif unsur tersebut. Dari atas ke bawah dalam tabel periodik, afinitas elektron unsurunsur halogen makin kecil sehingga kereaktifan F > Cl > Br > I.

Sifat Unsur Golongan VIIIA

Oleh karena unsur-unsur golongan VIIIA (gas mulia) konfigurasi elektron valensi penuh (8 elektron) maka unsur-unsur gas mulia bersifat stabil. Kestabilan unsur-unsur ini menimbulkan pandangan di kalangan para ilmuwan bahwa unsur-unsur gas mulia sukar membentuk senyawa sehingga gas mulia mendapat julukan gas lembam (inert).

Selain konfigurasi elektron yang terisi penuh, ketidakreaktifan gas mulia juga dapat dilihat dari data energi ionisasinya. Makin besar energi ionisasi gas mulia, makin sukar gas tersebut untuk bereaksi.

Energi Ionisasi Unsur-Unsur Gas Mulia

Gas Mulia	He	Ne	Ar	Kr	Xe	Rn
Energi ionisasi (kJ/mol)	2377	2088	1527	1356	1176	1042

Gas mulia merupakan gas tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Argon, kripton, dan xenon sedikit larut dalam air. Helium dan neon tidak dapat larut dalam air. Sifat-sifat fisika lainnya dari unsur-unsur gas mulia ditunjukkan pada tabel berikut:

Sifat-Sifat Fisika Unsur-Unsur Golongan Gas Mulia

Sifat Fisik	He	Ne	Ar	Kr	Xe	Rn
Massa jenis (g/cm3)	0,18	0,90	1,80	3,75	5,80	10,0
Titik didih (oC)	-269	-246	-186	-153	-108	-6,2
Titik leleh (oC)	-272	-249	-189	-157	-112	-71

Jika dilihat dari titik lelehnya, gas mulia berwujud gas pada suhu kamar. Pada tekanan normal, hampir semua gas mulia dapat dicairkan, kecuali gas helium. Gas helium hanya dapat dicairkan pada tekanan sangat tinggi sekitar 25 atm. Oleh karena gas helium merupakan gas yang memiliki titik leleh dan titik didih paling rendah maka gas tersebut sering digunakan sebagai pendingin untuk mempertahankan suhu di sekitar 0 K.

Pada suhu 4 K, gas helium menunjukkan sifat super fluida tanpa viskositas, dinamakan super konduktor, yaitu zat yang memiliki daya hantar listrik dan panas tanpa hambatan dan tanpa medan magnet. Besarnya hantaran listrik mencapai 800 kali lebih cepat dibandingkan kawat tembaga.

Demikianlah artikel tentang sifat-sifat unsur golongan IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA dan VIIIA. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.