Sistem Periodik Unsur

Perkembangan sistem periodik unsur dimulai dari tahun 1789 oleh Antoine Lavoisier yang berhasil mengelompokkan 33 jenis unsur berdasarkan sifat kimianya, seperti gas, tanah, logam, dan non logam. Namun teori ini memiliki kelemahan karena masih terdapat sifat yang berbeda dalam unsur. 

Selanjutnya pada tahun 1817, seorang kimiawan asal Jerman bernama Johann Wolfgang Dobereiner, berhasil mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa dan kesamaan sifatnya. Setiap kelompok terdiri dari tiga unsur yang dikenal sebagai Triade Dobereiner. 

Ketentuan dari Triade ini adalah massa unsur yang di tengah adalah rata-rata unsur awal dan akhirnya. Di tahun 1864 seorang kimiawan asal Inggris,  bernama John Newlands, telah mengelompokkan unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif. 

Berdasarkan temuannya mendapat bahwa unsur kedelapan sifatnya mirip dengan unsur pertama, unsur kesembilan mirip dengan unsur kedua, dan seterusnya. 

Keunikan sifat yang seperti itulah disebut hukum oktaf.  Namun teori ini memiliki kelemahan karena  hanya berlaku untuk unsur bermassa atom kecil.

Setelah hukum oktaf ditemukan mulai muncul teori baru yang dicetuskan oleh ilmuwan asal Rusia dan Jerman, yaitu Dimitri Mendeleev dan Lothar Mayer, yang melakukan penelitian ulang terkait hubungan massa atom dan sifat kimia unsur. Mendeleev meneliti hubungan antara massa atom dan sifat-sifat kimia. 

Sedangkan, Mayer meneliti hubungan antara massa atom dan sifat-sifat fisika. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa susunan unsur berdasarkan kenaikan massa atomnya akan menghasilkan perulangan sifat secara periodik. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum periodik unsur. 

Pada tahun 1871, Mendeleev berhasil menerbitkan tabel periodik unsur dengan menempatkan unsur-usur yang mempunyai kemiripan sifat lajur vertikal yang disebut golongan. Sedangkan unsur-unsur yang disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya dan ditempatkan dalam satu lajur yang disebut periode. 

Dari beberapa temuan para ahli sebelumnya, maka pada tahun 1914, Henry Moseley menyatakan bahwa sifat dasar atom itu terletak pada nomor atomnya, bukan nomor massanya. 

Dari percobaan yang beliau lakukan, berhasil memperbarui dan melengkapi tabel periodik unsur yang digagas oleh Mendeleev. Tabel periodik unsur milik Moseley terdiri dari dua lajur, yaitu lajur mendatar disebut periode dan lajur tegak disebut golongan. Tabel periodik modern ini sering digunakan hingga saat ini.

Dari perkembangan sistem periodik unsur dapat diartikan bahwa sistem periodik unsur  merupakan susunan unsur-unsur berdasarkan nomor atom dan kemiripan sifat-sifatnya. Unsur-unsur dalam sistem periodik unsur kimia terdiri dari dua kelompok, yakni golongan (lajur vertikal), dan periode (lajur horizontal). 

Golongan ditempatkan pada lajur vertikal dalam tabel periodik unsur modern. Penentuan golongan berkaitan dengan sifat-sifat yang dimiliki unsur tersebut. Unsur-unsur dalam satu golongan memiliki sifat-sifat yang mirip. 

Beberapa golongan diberi nama khusus, yakni: Golongan IA disebut golongan alkali (kecuali H), Golongan IIA disebut golongan alkali tanah, Golongan VIIA disebut golongan halogen, Golongan VIIIA, disebut golongan gas mulia, Golongan IIIA disebut golongan boron-aluminium, Golongan IVA disebut golongan karbon-silikon, Golongan VA disebut golongan nitrogen-fosforus, Golongan VIA disebut golongan oksigen-belerang, dan Golongan IB sampai dengan VIIIB disebut golongan transisi. 

Sedangkan periode diletakkan pada lajur horizontal dalam tabel periodik unsur kimia. Periode suatu unsur menunjukkan nomor kulit yang sudah terisi elektron (n terbesar) berdasarkan konfigurasi elektron. Dalam tabel periodik terdapat tujuh periode yang meliputi:

• Periode 1 termasuk periode pendek karena memuat 2 unsur.
• Periode 2 dan 3 termasuk periode pendek karena memuat 8 unsur.
• Periode 4 dan 5 termasuk periode panjang karena berisi 18 unsur.
• Periode 6 termasuk periode sangat panjang karena berisi 32 unsur.
• Periode 7 termasuk periode belum lengkap karena belum semua unsurnya ditemukan.

Terdapat cara untuk menentukan golongan dan periode unsur. Hal ini bisa dilakukan dengan cara yang pertama terdapat golongan A dimana elektron terakhir unsur golongan A berada di sub kulit s atau p. Jika elektron terakhirnya berada di sub kulit s, nomor golongannya sama dengan jumlah elektron terakhirnya. 

Jika elektron terakhirnya berada di sub kulit p, nomor golongannya jumlah elektron terakhir pada sub kulit s dan p (s + p). Unsur yang berada di golongan B memiliki elektron terakhir di sub kulit d. Nomor golongannya ditentukan dari hasil penjumlahan elektron di sub kulit s dan d. Golongan transisi dalam memiliki sub kulit terakhir f. 

Elektron terakhir berada di sub kulit s dengan jumlah 1. Artinya, unsur tersebut masuk golongan IA. Oleh karena kulit tertinggi adalah kulit ke-3, maka unsur tersebut masuk dalam periode 3. 

Elektron terakhir berada di sub kulit p dengan jumlah elektron valensi 7 (2 dari sub kulit 3s dan 5 dari sub kulit p). Artinya, unsur tersebut masuk golongan VIIA. Elektron valensi adalah elektron yang berada di kulit terluar

Adapun sifat keperiodikan unsur adalah memiliki jari-jari atom merupakan jarak antara inti atom dan kulit terluarnya. Ketentuan yang berkaitan dengan jari-jari atom adalah sebagai berikut.

• Dalam satu golongan, semakin ke bawah jari-jari atomnya semakin besar. Hal itu karena jumlah kulitnya semakin banyak. Contohnya, jari-jari atom K lebih besar daripada Li.
• Dalam satu periode, semakin ke kanan jari-jari atomnya semakin kecil. Hal itu karena jumlah kulitnya tetap, sedangkan muatan intinya semakin banyak. Contohnya jari-jari atom Na lebih besar daripada Cl.
• Jari-jari kation (ion positif) lebih kecil daripada atom netralnya. Contohnya jari-jari atom Na lebih besar daripada Na+.
• Jari-jari anion (ion negatif) lebih besar daripada atom netralnya.

Selanjutnya, ada Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron pada atom netral dalam bentuk gas. Dalam satu periode, semakin ke kanan, energi ionisasi akan semakin besar. Sementara itu, dalam satu golongan, semakin ke bawah energi ionisasi semakin kecil. 

Namun, ketentuan tersebut tidak berlaku untuk unsur periode tiga seperti Mg, Al, P, dan S. Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom gas untuk berubah menjadi ion negatif. Dalam satu periode, semakin ke kanan, afinitas elektron semakin besar. 

Dalam satu golongan, semakin ke bawah, afinitas elektron semakin kecil. Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom untuk menarik elektron. Dalam satu periode, semakin ke kanan keelektronegatifannya semakin besar. Dalam satu golongan, semakin ke bawah keelektronegatifannya semakin kecil.

Jadi dapat disimpulkan bahwa sistem periodik unsur merupakan susunan unsur-unsur berdasarkan nomor atom dan kemiripan sifat-sifatnya. Unsur-unsur dalam sistem periodik unsur kimia terdiri dari dua kelompok yang disebut sebagai golongan, dan periode berasal dari lajur horizontal. 

Sistem periodik mulai berkembang dari Lavoisier, Triade Dobereiner, Oktaf Newlands, L. Meyer dan Mendeleev sampai pada tabel periodik unsur modern yang menjelaskan tentang lambang atom-atom terdiri nomor atom dan nomor massa, golongan (menunjukkan elektron valensi) sedangkan periode (menunjukkan jumlah kulit). Selain itu, sistem periodik juga menjelaskan tentang sifat-sifat unsur yang ada dan memiliki hubungan dengan jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron dan keelektronegatifan.