Makalah UNSUR PERIODE KE EMPAT KIMIA
Tuesday, September 27, 2016
Bab I
Pendahuluan
1.1 Latar belakang
Unsur transisi
adalah unsur yang dapat menggunakan elektron pada kulit terluar dan kulit
pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain.
Unsur transisi
periode keempat umumnya memiliki elektron valensi pada subkulit 3d yang belum
terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menyebabkan
unsur transisi periode keempat memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki
oleh unsur-unsur golongan utama, seperti sifat magnetik, warna ion,
aktivitas katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi
periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti),
Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni),
Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).
1.2 Tujuan Pembahasan
Berdasarkan latar belakang di atas, maka tujuan
penulisan ini adalah:
1.
Kita
dapat mengetahui banyak hal yang terkait dengan Unsur Transisi Priode ke-4
2.
Dapat
mengetahui manfaat serta kegunaan Unsur Priode ke-4
Bab II
Pembahasan
A. Pengertian Unsur Priode ke-4
Dalam tulisan ini, kita akan mempelajari
tentang sifat unsur transisi periode keempat, reaksi kimia dan pengolahan unsur
transisi periode keempat, pemanfaatan unsur transisi periode keempat dalam
kehidupan sehari-hari, sifat senyawa kompleks yang terbentuk dari berbagai
unsur transisi periode keempat, serta penulisan nama senyawa kompleks yang
terbentuk.
Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron
valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada
Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki
beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama,
seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan
membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh
unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan
(Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).)
Unsur transisi adalah unsur yang dapat menggunakan
elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan
unsur-unsur yang lain.
Unsur transisi periode keempat umumnya memiliki elektron
valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada
Golongan IIB). Hal ini menyebabkan unsur transisi periode keempat memiliki
beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama,
seperti sifat magnetik, warna ion, aktivitas katalitik, serta kemampuan
membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh
unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan
(Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).
Dalam kehidupan sehari-hari,kita sering mendengar kata-kata sepeti
tembaga,besi, emas dan perak. Bagaimana posisi unsur-unsur tersebut dalam
tabel periodik?
Unsur-unsur tersebut terletak pada golongan transisi periode ke empat dan ke
lima. Disini kami hanya menjelaskan tentang unsur-unsur transisi periode ke empat.
1. Skandium ( Sc )
Skandium merupakan
unsur transisi yang berada paling ujung pada deretan unsur transisi. Unsur ini memiliki
massa atom relative sebanyak 21.
2. Titanium ( Ti )
Tentunya kalian mempunyai jam tangan bukan? Ada jam yang
terbuat dari logam, tidak berat ketika dipakai, tidak berkarat ketika kena air,
dan tetap mengilap walaupun sudah lama dipakai.
Pernahkah kalian perhatikan dari logam apakah jam itu?
Salah satu bahan yang digunakan dalam pembuatan jam tangan adalah titanium.
3. Vanadium ( V )
Vanadium adalah logam abu-abu yang keras dan tersebar
luas dikulit bumi sekitar 0,02 % massa.
4. Kromium ( Cr )
Kromium, terletak pada golongan VI B periode keempat dan
merupakan salah satu logam yang penting.
5. Mangan ( Mn )
Bijih mangan yang utama adalah pirolusit (MnO2).
6. Besi ( Fe )
Besi bersifat logam dan terletak pada golongan VIII B
periode empat dalam tabeln periodic. Besi di dunia, dengan produksi tahunan
mendekati satu miliar ton merupakan logam penting dalam peradaban modern.
7. Kobalt ( Co )
Kobalt di alam diperoleh sebagai bijih smaltit (CoAs2)
dan kobaltit (CoAsS) yang biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu.
8. Nikel ( Ni )
Bijih nikel di alam banyak ditemukan dalam mineral
petlantdit [(Fe,Ni)9S8) dan garnirit [(Ni, Mg)SiO3. nH2O].
9. Tembaga ( Cu )
Tentunya kalian sering melihat kawat tembaga bukan ?
kawat tembaga yang berwarna kuning dan digunakan untuk kawat listrik.
10. Zink ( Zn )
Zink di alam merupakan senyawa yang tersebar luas sebagai
bijih tambang. Umumnya senyawa tersebut adalah zink blende (ZnS) dan calamine
(ZnCO3).
B. Sifat Fisis Dan Kimia Unsur-Unsur Periode Ke Empat
1. Sifat Logam
Semua unsure transisi periode keempat bersifat logam,
baik dalam sifat kimia maupun dalam sifat fisis. Harga energy ionisasi yang
relative rendah (kecuali seng yang agak tinggi), sehingga, mudah membentuk ion
positif. Demikian pula, harga titik didih dan titik lelehnya relative tinggi
(kecuali Zn yang membentuk TD dan TL relative rendah). Hal ini disebabkan
orbital subkulit d pada unsure transisi banyak orbital yang kosong atau tersisi
tidak penuh. Adanya orbital yang kosong memungkinkan atom-atom membentuk ikatan
kovalen (tidak permanen) disamping ikatan logam. Orbital subkulit 3d pada seng
terisi penuh sehingga titik lelehnya rendah. Bandingkan dengan unsure utama
yang titik didih dan titik lelehnya juga relative rendah.
Unsur
|
Sc
|
Ti
|
V
|
Cr
|
Mn
|
Fe
|
Co
|
Ni
|
Cu
|
Zn
|
Jari-jari atom (nm)
|
0,16
|
0,15
|
0,14
|
0,13
|
0,14
|
0,13
|
0,13
|
0,13
|
0,13
|
0,13
|
Titik leleh (0C)
|
1540
|
1680
|
1900
|
1890
|
1240
|
1540
|
1500
|
1450
|
1080
|
420
|
Titik didih (0 C)
|
2370
|
3260
|
3400
|
2480
|
2100
|
3000
|
2900
|
2730
|
2600
|
910
|
Kerapatan (g/cm3)
|
3,0
|
4,5
|
6,1
|
7,2
|
7,4
|
7,9
|
8,9
|
8,9
|
8,9
|
7,1
|
E ionisasi I (kJ/mol)
|
630
|
660
|
650
|
650
|
720
|
760
|
760
|
740
|
750
|
910
|
E ionisasi II (kJ/mol)
|
1240
|
1310
|
1410
|
1590
|
1510
|
1560
|
1640
|
1750
|
1960
|
1700
|
E ionisasi III (kJ/mol)
|
2390
|
2650
|
2870
|
2990
|
3260
|
2960
|
3230
|
3390
|
3560
|
3800
|
E0 red M2+ (aq)
|
-
|
-
|
-1,2
|
-0,91
|
-1,19
|
-0,44
|
-0,28
|
-0,25
|
+0,34
|
0,76
|
E0 red M3+ (aq)
|
-2,1
|
-1,2
|
-0,-86
|
-0,74
|
-0,28
|
-0,04
|
+0,44
|
-
|
-
|
-
|
Kekerasan ( skala mohs)
|
-
|
-
|
-
|
9,0
|
5,0
|
4,5
|
-
|
-
|
3,0
|
2,5
|
C. BILANGAN OKSIDASI UNSUR TRANSISI
Senyawa- senyawa
unsur transisi alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu. Adnya
bilok lebih dari satu ini karena mudahnya melepaskan elektron valensinya.
dengan demikian energi ionisasi pertama, kedua dan seterusnya relative lebih
kecil daripada golongan utama.
NOMOR ATOM
|
LAMBANG UNSUR
|
KONFIGURASI ELEKTRON
|
NOMOR GOLONGAN PADA TABEL PERIODIK
|
21
|
Sc
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
|
III B
|
22
|
Ti
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2
|
IV B
|
23
|
V
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2
|
V B
|
24
|
Cr
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
|
VI B
|
25
|
Mn
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2
|
VII B
|
26
|
Fe
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
|
VIII B
|
27
|
Co
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2
|
VIII B
|
28
|
Ni
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2
|
VIII B
|
29
|
Cu
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
|
I B
|
30
|
Zn
|
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2
|
II B
|
2. Sifat Magnet
Adanya electron-elektron yang tidak berpasangan pada sub
kulit d menyebabkan unsur-unsur transisi bersifat paramagnetic (sedikit ditarik
ke dalam medan magnet). Makin banyak electron yang tidak berpasangan, maka
makin kuat pula sifat paramagnetknya. Pada seng dimana orbital pada sub kulit d
terisi penuh, maka bersifat diamagnetic (sedikit ditolak keluar medan magnet).
3. Membentuk
Senyawa-Senyawa Berwarna
Senyawa unsure transisi (kecuali scandium dan seng),
memberikan bermacam warna baik padatan maupun larutannya. Warna senyawa dari
unsure transisi juga berkaitan dengan adanya orbital sub kulit d yang terisi
tidak penuh. Peralihan electron yang terjadi pada pengisian subkulit d (sehingga
terjadi perubahan bilangan oksidasi) menyebabkan terjadinya warna pada senyaa
logam transisi.
Senyawa dari Sc3+ dan
Ti4+ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya kosong, serta
senyawa dari Zn2+ tidak berwarna karena subkulit 3d-nya terisi
penuh, sehingga tidak terjadi peralihan electron.
Warna senyawa logam transisi dengan berbagai bilangan
oksidasi
Unsure
|
+1
|
+2
|
+3
|
+4
|
+5
|
+6
|
+7
|
Sc
|
-
|
-
|
Tb
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Ti
|
-
|
-
|
ungu
|
Tb
|
-
|
-
|
-
|
V
|
-
|
Ungu
|
Hijau
|
biru
|
Merah
|
-
|
-
|
Cr
|
-
|
Biru
|
Hijau
|
-
|
-
|
Jingga
|
-
|
Mn
|
-
|
Merah muda
|
Coklat
|
Coklat tua
|
Biru
|
Hijau
|
Ungu
|
Fe
|
-
|
Hijau
|
Kuning
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Co
|
-
|
Merah muda
|
Ungu
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Ni
|
-
|
Hijau
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Cu
|
Tb
|
Biru
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Zn
|
-
|
Tb
|
-
|
-
|
-
|
4. Mempunyai
Beberapa Tingkat Oksidasi
Kecuali Sc dan Zn, unsure-unsur transisi periode keempat
mempunyai beberapa tingkat oksidasi. Bilangan oksidasi yang mungkin bergantung
pada bilangan oksidasi yang dapat dicapai kestabilannya.
Kestabilan senyawa logam transisi diantaranya bergantung
pada jenis atom yang mengikat logam transisi, senyawa berbentuk Kristal atau
larutan, PH dalam air. Kestabilan bilangan oksidasi yang tinggi dapat dicapai
melalui pembentukan senyawa dengan oksoaniaon, fluoride, dan oksofluorida.
5. Banyak Di
Antaranya Dapat Membentuk Ion Kompleks
Ion kompleks adalah ion yang terdiri atas atom pusat dan
ligan. Biasanya atom pusat merupakan logam transisi yang bersifat
elektropositif dan dapat menyediakan orbital kosong sebagai tempat masuknya
ligan. Contohnya ion besi (III) membentuk ion kompleks [Fe(CN)6].
6. Beberapa Diantaranya
Dapat Digunakan Sebagai Katalisator
Salah satu sifat penting unsur transisi dan senyawanya,
yaitu kemampuannya untuk menjadi katalis-katalis reaksi-reaksi dalam tubuh. Katalis adalah zat yang dapat mempercepat reaksi. Di
dalam tubuh, terdapat enzim sitokrom oksidase yang berperan dalam mengoksidasi
makanan. Enzim ini dapat bekerja bila terdapat ion Cu2+.
Beberapa logam transisi atau senyawanya telah digunakan
secara komersial sebagai katalis pada proses industry seperti TiCl3 (Polimerasasi
alkena pada pembuatan plastic), V2O5(proses kontak pada
pembuatan margarine), dan Cu atau CuO (oksidasi alcohol pada pembuatan
formalin).
D. Kegunaan Unsur-Unsur Periode Keempat
1. Kegunaan
Titanium
Ø Sebagai bahan
kontruksi, karena mempunyai sifat fisik :
1. Rapatannya rendah
(logam ringan)
2. Kekuatasn
struktrurnya tinggi
3. Tahan panas
4. Tahan terhadap
korosi
Ø Sebagai badan
pesawat terbang dan pesawat supersonic
Ø Sebagai pigmen
putih, bahan pemutih kertas, kaca, keramik, dan kosmetik
2. Kegunaan Vanadium
Ø Banyak digunakan
dalam industri-industri:
- Untuk membuat
peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi seperti per
mobil dan alat mesin berkecepatan tinggi
- Untuk membuat logam campuran
3. Kegunaan Kromium
Ø Logam kromium
banyak digunakan dalam bidang industry :
- Logam kromium
dapat dicampur dengan besi kasar membentuk baja yang bersifat kerasdan
permukaannya tetap mengkilap.
- Kromium digunakan untuk penyepuhan,
karena indah, mengkilap, dan tidak kusam
Ø Larutan kromium (III) oksida, dalam
asam sulfat pekat, adalah oksidator kuat yangbiasanya digunakan untuk mencuci
alat-alat laboratorium.
4. Kegunaan Mangan
Ø Untuk produksi
baja
Ø Menghilangkan
warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh pengotor besi
Ø Banyak tersebar dalam tubuh yang
merupakan unsure yang penting untuk penggunaan vitamin B1.
5. Kegunaan Besi
Ø Membuat baja
Ø Banyak digunakan di dalam pembuatan
alat-alat keperluan sehari-hari seperti, cangkul, pisau, sabit, paku, mesin,
dan sebagainya.
6. Kegunaan kobalt
Ø Sebagai aloi
Ø Larutan Co2+ digunakan
sebagai tinta rahasia untuk mengirim pesan dan juga dalam system peramalan
cuaca
7. Kegunaan Nikel
Ø Pembuatan aloi, electrode
baterai, dan keramik
Ø Zat tambahan pada
besi tuang dan baja, agar mudah ditempa dan tahan karat
Ø Pelapis besi
(pernekel)
Ø Sebagai katalis
8. Kegunaan Tembaga
Ø Bahan kabel
listrik
Ø Bahan uang logam
Ø Untuk bahan mesin
tenaga uap
Ø Dan untuk aloi
9. Kegunaan Zink
Ø Bahan cat putih
Ø Pelapis lampu TL
Ø Layar TV dan
monitor computer
Ø Campuran logam
dengan metal lain
Bab III
Penutup
Kesimpulan
1. Beberapa sifat logam:
Sifat logam
sangat keras, tahan panas, elektropositif, dan penghantar listrik yang baik.
Pengecualian untuk Cu merupakan logam yang lembut dan elastis.
- Banyak di antaranya dapat membentuk
ion – ion berwarna yang berubah – ubah menurut keadaan bilangan oksidasinya.
- Mempunyai bilangan oksidasi yang
harganya 0 atau positif.
- Dapat membentuk senyawa kompleks.
- Memiliki
elektron tidak berpasangan yang mengakibatkan titik didih atau titik leleh
tinggi, bersifat paramagnetik,berwarna dan bersifat katalis.
2. Kegunaan
unsure-unsur periode keempat :
a.Skandium
digunakan pada lampu intensitas tinggi
b.Titanium
digunakan pada industri pesawat terbang dan industri kimia.
c.Vanadium
digunakan untuk membuat per mobil dan sebagai katalis pembuatan belerang.
d.Kromium digunakan
untuk bahan pembuatan baja, nikrom, stanless steel.
e.Mangan digunakan untuk bahan pembuatan baja, manganin
dalam pembuatan alat-alat listrik dan sebagai alloy mangan-besi atau
ferromanganese.
f.Besi digunakan
untuk pembuatan baja, perangkat elektronik, memori komputer, dan pita rekaman.
g.Kobalt digunakan
untuk membuat aliansi (paduan logam)
h.Nikel digunakan
untuk melapisi logam supaya tahan karat dan paduan logam
i.Tembaga digunakan
untuk kabel – kabel, pipi – pipa, kaleng makanan dan untuk alat-alat elektronik.
j. Seng digunakan
sebagai logam pelapis antikarat, paduan logam, pembuatan bahan cat putih, dan
antioksidan dalam pembuatan ban mobil.
Daftar Pustaka
Alsono,M. dan Edward J. Finn.1990.fundamental university physics. New York: Addison-Wesley publishing
Company, inc.
Benson, H.1991. university
physics. Toronto: John Wiley and Sons.
Fat, C.K.2000.science
anventure for secondary 1. Singapore: Federal Publications.
Fowler. 1997.electricity.
new York: Mc Graw-Hill, Inc.
Giancoli, D.C. 1996.PHYSICS.new
York: prentice Hall, inc.
Halliday, D. dan Robert Resnick, ahlibahasa silaban,P.1992.kimia SMU. Jakarta: yudishtira.