Senin, 13 Agustus 2012

Golongan III A

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Asal-Usul Unsur di Alam
Banyak  teori yang menjelaskan teori tentang bumi. Salah satunya adalah teori yang mengatakan bahwa pada awal terbentuknya bumi suhu bumi sangat tinggi (panas) yang menyebabkan material-material di bumi terfraksinasi menjadi fasa gas, cair, dan padatan pada waktu itu. Dijelaskan  pula bahwa pada inti bumi terdiri dari besi (Fe) dan nikel (Ni) yang berupa padatan  pada pusatnya, dan berupa fasa cair diatasnya. Pada mantel bumi terdapat mineral-mineral silikat, sedangkan pada kerak bumi terdiri dari mineral-mineral silikat, oksida, dan silika, serta berbagai macam material pada permukaan bumi termasuk air dan gas pada atmosfer. (Miessler dan Tarr, 1991)  
Semua zat di alam ini tersusun atas unsur-unsur. Menurut teori yang saat ini diterima, hidrogen dan helium dihasilkan pertama sekali sesaat setelah Big Bang, kira-kira 15 juta tahun lalu. Selanjutnya, unsur-unsur dengan nomor atom lebih kecil dari 26 (sebelum besi dalam sstem periodik) dibentuk oleh fusi inti dalam bintang-bintang muda, unsur-unsur yang lebih berat dihasilkan oleh reaksi inti yang rumit yang menyertai pembentukan dan peluruhan bintang. Di alam semesta, kelimpahan hidrogen dan helium sangat besar, hidrogen (77 % massa) dan helium (21 % massa) dan semua unsur lain hanya sekitar 2%. (Saito,1996)
Unsur-unsur didapatkan dalam berbagai wujud dan dapat berupa atom, ion, serta senyawa. Suatu unsur dapat memiliki beberapa isotop dengan nomor atom yang sama. Bila unsur-unsur dikelompokkan atas dasar kemiripan sifat, baik sifat atom maupun senyawanya, dihasilkanlah sistem periodik. Kimia telah  mencapai perkembangan yang sangat cepat dalam usaha memahami sifat semua unsur. Sistem periodik unsur telah memainkan peran yang sangat penting dalam penemuan zat baru, serta klasifikasi dan  pengaturan  hasil akumulasi pengetahuan kimia. Sistem periodik merupakan tabel  terpenting dalam kimia dan memegang peran kunci dalam perkembangan sains material. Berdasarkan jenis penyusunan atomiknya senyawa anorganik diklasifikasikan atas senyawa molekular dan padatan.(Saito,1996)
Sekarang sudah diketahui lebih dari seratus unsur yang ada di alam. Jutaan tahun yang lalu lebih dari enam puluh unsur yang ditemukan dan diketahui lalu dibuat hubungan sifat-sifat dari unsur-unsur tersebut pada saat yang bersamaan. Suatu metode yang nyata digunakan untuk mengklasifikasi unsur-unsur tersebut sebagai logam dan non logam, tetapi keakuratannya dianggap masih sangat kurang. Contohnya, untuk unsur logam natrium dan kalium mempunyai kemiripan sifat satu sama lain karena ditemukan dalam satu senyawaan yang sama yang mempunyai sifat kimia yang sama dan merupakan senyawa yang tidak berwarna. Untuk unsur non logam contohnya nitrogen dan klorin di alam bentuknya gas sedangkan fosfor yang letaknya satu golongan dengan nitrogen serta iodin yang letak satu golongan dengan klorin bentuknya padatan. (Chambers dan Holliday, 1975)  
Sistem periodik unsur modern didasarkan atas sistem yang dipblikasikan oleh D.I. Mendeleev tahun 1892, dan berbagai tabel sejak itu telah diusulkan. Tabel periodik bentuk panjang yang direkomendasikan oleh IUPAC sekarang sudah menjadi standar, dan sistem ini memiliki nomor golongan I untuk golongan alkali sampai 18 untuk golongan gas mulia. Tabel periodik ini menunjukkan semua unsur yang telah diketahui dan memberikan informasi yang penting untuk tiap-tiap unsur. (Zumdahl,S ,2007)

Kimia unsur merupakan unsur-unsur di alam yang mempunyai sifat-sifat kimia yang berada di sekitar makhluk hidup. Lingkungan alam khususnya bumi terdiri dari bagian litosfer, hidrosfer, dan atmosfer. Pada setiap lapisan tersebut terdapat unsur-unsur kimia baik berupa unsur bebas maupun unsur yang berikatan dengan unsur yang lain. Jumlah dan variasi unsur-unsur tersebut sangat banyak. Sehingga diperlukan suatu sistem yang dapat menjelaskan tentang unsur-unsur di bumi secara sederhana yang tersusun dalam sistem periodik unsur  . Keperiodikan unsur-unsur tersebut sangat membantu untuk mengetahui kecenderungan sifat suatu unsur sehingga bisa mengetahui manfaat unsur tersebut dalam kehidupan sehari-hari. (Lee, 1991)
Unsur golongan III A menunjukkan perbedaan variasi yang sangat luas dalam sifatnya. Boron (B) merupakan non logam, aluminium (Al) merupakan logam tetapi menunjukkan banyak kesamaan sifat kimia dengan boron, dan unsur yang lain bersifat logam  seperti gallium (Ga), indium (In) dan thalium (Tl) serta masih ada unsur Uut. Semua unsure golongan III A ini mempunyai bilangan oksidasi +3. Thalium menunjukkan kesamaan dengan unsur-unsur lain seperti logam alkali, perak, merkuri dan timbal (Cotton dan Wilkinson, 1989).
Konfigurasi elektron dan bilangan oksidasi dari unsur-unsur golongan III A dapat dilihat pada table di bawah ini (Lee, 1991) :
Unsur
Simbol
Konfigurasi Elektron
Bilangan Oksidasi
Boron
B
[He]            2s22p1
     III
Aluminium
Al
[He]            3s23p1
(I) III
Galium
Ga
[He]      3d104s24p1
I   III
Indium
In
[He]      4d105s25p1
I   III
Talium
Tl
[Xe]4f145d106s26p1
I   III
Ket : yang dicetak tebal menunjukkan bilangan oksidasi yang paling stabil dari unsur tersebut
Unsur-unsur pada golongan III A ini mempunyai satu unsur non logam yaitu Boron, dan empat unsur lainnya umumnya bersifat sebagai logam. Sifat-sifat fisika dari unsur-unsur golongan ini dapat dilihat dalam tabel berikut (Miessler dan Tarr, 1991) :
Unsur
Energi Ionisasi (kJ mol-1)
Afinitas Elektron (kJ mol-1)
Titik Leleh
(oC)
Titik Didih
(oC)
Elektronegativitas
Boron
801
27
2180
3650a
2,051
Aluminium
578
43
660
2467
1,613
Galium
579
30a
29,8
2403
1,756
Indium
558
30a
157
2080
1,656
Talium
589
20a
304
1457
1,789
Ket : a = perkiraan
1.   Unsur Galium
Galium disebut-sebut sebagai eka-aluminium oleh D.I Mendeleev pada tahun 1870 dan ditemukan pada tahun 1875 oleh P.E. Lecoq de Boisbaudran menggunakan spektroskopi. Indikasi pertama datang dengan mengobservasi dua garis ungu baru dalam spectrum dari sebuah sampel yang terdeposit dalam besi. Dan dapat diisolasi 1 gram logam awal dari ratusan kilogram bijih zink blende dan diberi nama latin Gallia. Sifat fisika dan kimia dari Galium diprediksi oleh Mendeleev. (Greenwood dan Earnshaw, 1998)
Galium sering ditemukan sebagai elemen yang terkandung di dalam diaspore, sphalerite, germanite, bauksit dan batubara. Analisa debu dari hasil pembakaran batubara pernah menunjukkan kandungan galium sebanyak 1.5%.Unsur ini satu dari empat logam: raksa, cesium dan rubidium yang dapat berbentuk cair dekat pada suhu ruangan. Oleh karena itu galium dapat digunakan pada termometer suhu tinggi. Ia memiliki tekanan uap rendah pada suhu tinggi. Ada tendensi yang kuat untuk galium menjadi super dingin dibawah titik bekunya. Oleh karena itu proses seeding diperlukan untuk menginisiasi solidifikasi. (Mohsin, Yulianto, 2006)
Galium yang sangat murni bewarna keperakan dan logam ini memuai sebayak 3.1% jika berubah dari bentuk cair ke bentuk padat. Oleh karena itu, galium tidak boleh disimpan dalam gelas atau kontainer logam karena ia akan merusak tempatnya jika galium tersolidifikasi. Elemen ini tidak rentan terhadap serangan asam-asam mineral.Galium membasahi gelas atau porselen dan membentuk kaca yang menakjubkan jika dicat pada gelas. Unsur ini banyak digunakan sebagai bahan doping untuk semikonduktor dan transistor.
Galium arsenide dapat mengubah aliran listrik menjadi cahaya dan dapat dipakai sebagai bahan campuran logam.Tingkat keracunanan
elemen ini sepertinya tidak tinggi, tetapi tetap perlu hati-hati sampai informasi tambahan tersedia. (Mohsin, Yulianto, 2006)


2.   Unsur Talium
Talium dan Indium ditemukan dalam spektroskopi yang disebut sebagai indikator. Talium ditemukan pada tahun 1861-1862 oleh W.Crookes dan C.A Lamy. Diberi nama talium karena menghasilkan garis warna spectra hijau pada spectrum nyalanya yang dalam bahasa Yunani disebut Thallos. (Greenwood dan Earnshaw, 1998)
Talium terdapat di crooksite, lorandite, dan hutchinsonite. Ia juga ada dalam pyrites dan diambil dengan cara memanggang bijih ini.  Talium juga dapat diambil dengan cara melebur bijih timbal dan seng. Proses pengambilan  talium agak kompleks dan tergantung sumbernya. Manganes nodules, ditemukan di dasar samudera juga mengandung  Talium.Oksida akan terbentuk jika membiarkan  talium di udara dan hidrida dapat terbentuk jika tercampur dengan air. Logam ini sangat lunak dan mudah dibentuk. Ia dapat dipotong dengan pisau.  (Mohsin, Yulianto, 2006)
Talium memiliki 25 isotop dengan berat atom terbentang dari 184 sampai 210.  Talium alami adalah campuran dua isotop. Campuran logam raksa- talium yang membentuk eutectic pada 8.5%  talium diberitakan membeku pada titik -60 Celcius, sekitar 20 derajat dibawah titik beku raksa. Talium sulfat banyak digunakan sebagai pembasmi tikus dan semut karena ia tak berbau dan tidak memiliki rasa. Tapi senyawa ini telah dilarang kegunaannya di AS sejak tahun 1975. Konduktivitas  Talium sulfida berubah sesuai dengan eksposenya terhadap sinar infra merah. Kristal  talium bromida-iodida telah digunakan sebagai bahan optik.  Talium beserta sulfur atau selenium dan arsenik juga telah digunakan untuk membuat gelas dengan titik lebur rendah antara 125 ? 150 derajat Celcius. Gelas ini diberitakan memiliki sifat yang sama dengan gelas biasa pada suhu ruangan tetapi lebih tanah lama di dalam air.  Talium oksida digunakan untuk membuat kaca gelas dengan indeks refraksi yang tinggi. Elemen ini dan senyawa-senyawanya sangat beracun dan harus ditangani secara hati-hati. Kontak dengan kulit sangat membahayakan dan ketika mencairkan logam ini, perlu ventilasi udara yang cukup. Eskpos terhadap talium (senyawanya yang terlarut) tidak boleh melebihi 0.1 mg/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per minggu. (Mohsin, Yulianto, 2006)


BAB II
PERMASALAHAN

1.   Pertanyaan :
Mengapa Thallium lebih stabil pada bilangan oksidasi +1 dibandingkan dengan bilangan oksidasi +3?
Jawaban :
Atom-atom pada golongan III mempunyai tiga elektron valensi. Dua berada di subkulit s dan satu berada di subkulit p (ns2 ns1). Oleh karena itu, semua elemen dapat mempunyai bilangan oksidasi +3. Secara umum ditemukan bahwa untuk golongan III mempunyai bilangan oksidasi +3 dan +1 sperti pada tabel di bawah ini. Stabilitas dari bilangan oksidasi +1 meningkat berurutan Al < Ga < In < Tl.
Kecuali Boron dan Aluminium, unsur golongan III lainnya juga mempunyai bilangan oksidasi +1. Bilangan oksidasi +1 lebih stabil dalam satu golongan dari Boron ke Thallium. Faktanya, unsur terakhir, Thallium, bilangan oksidasi +1 ditemukan lebih stabil daripada bilangan oksidasi +3.
Penjelasan
Penjelasan ini berdasarkan efek dari pasangan inert. Unsur golongan III mempunyai tiga elektron valensi, dua berada di subkulit s dan satu berada di subkulit p (ns2 np1). Oleh karena itu mempunyai bilangan oksidasi +3. Walaupun ditemukan mempunyai bilangan oksidasi +3, unsur golongan III juga mempunyai bilangan oksidasi +1. Bilangan oksidasi +1 lebih dan lebih stabil dari B, Al, Ga, In, dan Tl. Bilangan oksidasi 1 pada Tl lebih stabil daripada bilangan oksidasi +3. Sebagai contoh, senyawa thallous seperti TlOH dan TlClO4  lebih stabil daripada senyawa thallic. Hal ini berkaitan dengan efek pasangan inert. Dalam kasus unsur terakhir, setelah orbital p kehilangan satu elektron, yang tersisa ns 2 (misalnya 6s 2 )berperilaku seperti elektron gas mulia yang stabil dan tidak mengambil bagian pembentukan. Keengganan dari s-pasangan elektron untuk mengambil bagian dalam kombinasi kimia disebut efek pasangan inert (Anonymous1, 2010, Physical Characteristics of Group 13 Elements, http://www.tutorvista.com/content/chemistry/chemistry-iv/p-block-elements/characteristics-elements.php, diakses 10 April 2012).
2.   Pertanyaan :
Mengapa energi ionisasi pada golongan III  menurun tajam dari B menuju Al dan energi ionisasi Ga lebih tinggi dari Al?
Jawab :
Semakin ke bawah pada golongan III, energi ionisasinya akan semakin menurun. Hal ini disebabkan karena meningkatnya ukuran atom yang menyebabkan inti atom akan kurang mampat (jarak inti atom dengan elektron terluar semakin jauh). Akibatnya elektron terluar akan semakin mudah dilepaskan oleh inti atom. Oleh sebab itu semakin ke bawah pada golongan III, energi ionisasinya semakin menurun.

Tabel di atas menunjukkan anomali energi ionisasi yang menurun tajam dari B menuju Al dan energi ionisasi Ga lebih tinggi dari Al.Penurunan tajam pada energi ionisasi dari B menuju Al disebabkan karena meningkatnya ukuran atom. Faktanya, Ga mempunyai 10 elektron pada orbital d. Karena  elektron pada orbital d melindungi muatan inti kurang efektif daripada elektronpada orbital s dan p, elektron terluar akan lebih kuat ditarik oleh inti atom. Akibatnya, energy ionisasi akan sedikit meningkat seiring dengan meningkatnya ukuran atom dari Al ke Ga. (Anonymous1, 2010, Physical Characteristics of Group 13 Elements,http://www.tutorvista.com/content/chemistry/chemistry-iv/p-block-elements/characteristics-elements.php, diakses 10 April 2012).
3.   Pertanyaan :
Mengapa pada unsur golongan IIIA, jari-jari ionnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan jari-jari atomnya?


Jawab :
Ini dikarenakan atom mengandung tiga elektron pada kulit terluarnya sehingga relativ jauh dari inti dan bila elektron ini keluar, maka kulit terluarnya lebih mendekati inti. Naiknya muatan inti efektif akan menarik elektron ke arah inti dan menyebabkan berkurangnya ukuran atom.
(Anonymous, 2009,Sistem Periodik, http://old.inorg-phys.chem.itb.ac.id/wp-content/uploads/2007/04/bab-5-6.pdf, diakses pada tanggal 10 April 2012)
4.   Pertanyaan :
Bagaimana kecenderungan kekuatan asam/basa pada golongan III?
Jawab :
Hampir semua unsur golongan III dalam mempunyai bentuk oksida dan hidroksida dalam bentuk M2O3 and M(OH)3. Bentuk dari oksida/hidroksida berubah dari  asam lemah menjadi amfoter dan amfoter menjadi basa seiring dengan meningkatnya ukuran atom dari B hingga Tl.
Penjelasan
Semakin ke bawah pada golongan III, ukuran atomnya semakin meningkat dan energi ionisasinya menurun. Hal ini menyebabkan kekuatan ikatan M-O akan menurun sehingga kekuatan basa akan meningkat dan kekuatan asamnya akan menurun seiring dengan meningkatnya ukuran atom.
Reaksi aluminium dan galium hidroksida yang menunjukkan sifat amfoter :
(Anonymous2, 2010, Trends in Chemical Reactivity of Group 13 Elements, http://www.tutorvista.com/content/chemistry/chemistry-iv/p-block-elements/reactivity-elements.php, diakses tanggal 1 April 2012)
5.   Pertanyaan :
Jawab :


















DAFTAR PUSTAKA
Cotton dan Wilkinson, 1989, Kimia Anorganik Dasar, terjemahan Sahati Suharto, Penerbit UI Press : Jakarta
Greenwood, N.N dan Earnshaw, A, 1998, Chemistry of The Elements 2nd Edition, Pergamon Press : England
Lee, J.D, 1991, Concise Inorganic Chemistry 4th Edition, Chapman Hal Publishing : UK
Miessler, G.L , Tarr, D.A, 1991, Inorganic Chemistry 3rd Edition, Pearson Prentice Hall : USA
Mohsin, Yulianto, 2006, Radium, http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/talium/ diakses tanggal 10 April 2012
Saito, Taro, 1996, Kimia Anorganik, diterjemahkan oleh Prof. Dr. Ismunandar, Iwanami Shoten Publisher : Japan
Chambers, C dan Holliday, A.K , 1975, Modern Inorganic Chemistry, Butterworth & Co Publishers : England
Zumdahl, Steven dan Zumdahl, Susan, 2007, Chemistry Seventh Edition, Houghton Mifflin Company : USA
Artikel Terkait

Artikel ini ditulis oleh : Unknown ~ Blogger Pasuruan

Muhammad Arif Taufiq Terimakasih sahabat telah membaca : Golongan III A . Anda bisa menyebarluaskan artikel ini, Asalkan meletakkan link dibawah ini sebagai sumbernya

:: Get this widget ! ::

Tidak ada komentar:

Posting Komentar