UNSUR-UNSUR TRANSISI PERIODE KEEMPAT— KIMIA UNSUR ON 16/10/2015 BY AMALDOFIRJARAHADITAN EDALAM KELAS XII
Unsur-unsur transisi disebut sebagai unsur-unsur golongan B. Okay, golongan B ternyata terdapat 8 golongan, dengan golongan delapan terbagi atas 3 golongan lagi lho! Dan, periode unsur golongan B dimulai dari periode keempat hingga ketujuh. Nah, rata-rata unsur-unsur radioaktif paling banyak terdapat di golongan ini
Baiklah, kali ini kita membahas unsur-unsur transisi periode keempat saja:
Unsur-unsur transisi periode keempat terdiri atas: Scandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Krom (Cr), Mangan (Mn), Besi/Ferum (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn). A. Sifat-sifat umum unsur transisi
Bersifat logam dengan titik leleh dan didih yang relatif tinggi Bersifat paramagnetik (mempunyai daya tarik ke medan magnet) Membentuk senyawa-senyawa berwarna khas (senyawa-senyawa dari unsur-unsur golongan A tidak berwarna) Mempunyai biloks yang beraneka ragam Mempunyai susunan kimia kompleks, disebut ion kompleks (Unsur-unsur golongan hanya bisa membentuk ion poliatomik dan diatomik, walaupun hanya sedikit sekali yang dapat membentuk ion kompleks) Bersifat katalitik (katalisator) untuk proses industri dan metabolisme Rata-rata unsur-unsur transisi bersifat toksik Mempunyai kisi kristal Unsur-unsur transisi (termasuk periode keempat) berada dalam subkulit d, namun pada deret lantanida dan aktinida pada subkulit f Elektron valensinya (n-1)d^x ns^y (dengan x dan y adalah konstanta elektron yang akan diisi) Biloks (bilangan oksidasi) unsur-unsur transisi seluruhnya bertanda positif (+)
B. Sifat logam
Unsur-unsur transisi (termasuk periode keempat) dari sifat kimia dan fisis bersifat logam Transisi periode keempat mempunyai keelektronegatifan yang rendah, jadi energi ionisasi dan keelektropositifannya rendah Biloks yang bermacam-macam membuat transisi (termasuk periode keempat) bersifat ionik Mempunyai daya konduktor dan listrik yang sangat baik Subkulit d pada golongan transisi rata-rata tidak terisi penuh, inilah sifat khasnya C. Penyimpangan sifat logam transisi periode keempat Penyimpangan tersebut terjadi pada unsur Zn (zink). Sebenarnya, para ahli masih bingung untuk memasukkan Zn dalam golongan transisi karena beberapa hal. Namun, sebenarnya ada kemiripan sifat dengan unsur-unsur transisi lainnya sehingga Zn dimasukkan ke golongan transisi. ^^^Penyimpangan:
Elektron valensi unsur Zn seluruhnya terisi penuh sehingga menyimpang dari kaidah golongan transisi: rata-rata tidak terisi penuh Zink mempunyai titik leleh dan didih sangat jatuh dari Cu (tembaga) alias sangat kecil. Maksudnya, rata-rata transisi mempunyai titk leleh dan didih yang tinggi Zink tidak berwarna, sekalipun dalam bentuk ion Zn2+, kenyataannya unsur-unsur transisi rata-rata berwarna khas. Dikarenakan elektron valensi zink adalah 4s0 dan 3d0 Tingkat oksidasi Zn hanya 1, yaitu biloks +2 Energi ionisasi Zn sangat tinggi dan mencolok naiknya dari Cu, kenyataannya unsur-unsur transisi periode keempat lainnya mempunyai sifat keelektronegatifan dan keelektropositifan yang rendah Konfigurasi elektron Zn stabil, kenyataannya unsur-unsur transisi periode keempat lainnya tidak stabil (tidak penuh) ^^^Alasan Zn golongan transisi:
Zn mempunyai elektron valensi terakhirnya pada kulit d, sehingga berada pada posisi golongan transisi (B) Zn termasuk logam
Zn berwujud padat dan ikatan logamnya sangat kuat, sama halnya dengan unsurunsur transisi lainnya D. Sifat magnet Sifat magnet adalah salah sifat unsur-unsur transisi karena mempunyai daya tarik ke magnet. Namun, sifat magnet ada 3 macam, yaitu:
Diamagnetik (dimagnetik : ditolak) = Sifat magnet yang ditolak dari medan magnet alias tidak tertarik. Syarat dari sifat magnet ini yaitu seluruh orbital terisi penuh. Contohnya, Zn Paramagnetik (Paramagnetik : padalaman : pedalaman) = Sifat magnet yang sedikit ditrak ke medan magnet. Syaratnya yaitu hanya satu elektron yang tidak berpasangan . Contohnya, Sc Feromagnetik (Fero : besi : besi itu kuat) = Sifat magnet yang ditarik kuat ke medan magnet. Syaratnya adalah semakin banyaknya elektron tidak berpasangan atau lebih dari satu. Contohnya, Fe, Co, dan Ni Nah, dari ketiga sifat magnet tersebut, unsur-unsur transisi periode keempat memegang pada sifat magnet PARAMAGNETIK. E. Warna senyawa transisi periode keempat Unsur-unsur transisi periode keempat mempunyai beragam warna. Kenapa? Karena dalam bentuk unsur, warnanya berada pada bentuk ini. Begitu juga dalam bentuk ion, warnya unsurnya berubah drastis! Wow kan? Sebenarnya warna unsur-unsur transisi sangat banyak, tetapi untuk ada juga unsur-unsur transisi periode keempat ini yang dalam bentuk unsur dan ion tidak berwarna. Kenapa? Syarat unsur-unsur transisi berwarna:
Subkulit 3d-nya harus mempunyai pasangan elektron tidak berpasangan Subkulit 3d-nya harus berisi, tidak boleh kosong Lho, lalu kenapa ada yang tidak berwarna? Begini:
Tidak berwarna karena subkulid 3d-nya penuh dan kosong. Jadi, kalau elektron di subkulid 3d penuh dan kosong, tidak berwarna dong Namun, ada beberapa unsur-unsur periode keempat dalam bentuk ion yang subkuit 3d-nya kosong dan berisi (3d0) mempunyai warna serta tidak berwarna, yaitu:
1. 2. 3. 4. 5. 6.
VO4 3- (4s0 3d0) = merah CrO4 2- (4s0 3d0) = kuning Cr2O7 2- (4s0 3d0) = jingga MnO4 – (4s0 3d0) = cokelat-ungu Cu+ (4s0 3d10) = tidak berwarna Zn2+ (4s0 3d10) = tidak berwarna F. Tingkat oksidasi;
Tingkat oksidasi unsur-unsur transisi periode keempat CONTOH SOAL: 1. Unsur mangan di alam ditemukan dalam mineral … A. Malasit B. Kalkosit C. Smaltit D. Pirolusit E. Sphalerit —> Pembahasan: Malasit dan kalkosit mengandung tembaga, sementara smaltit mengandung kobalt 2. Sifat paramagnetik dari unsur transisi ditentukan oleh banyaknya A. Elektron tunggal pada orbital f B. Elektron tunggal pada orbital p C. Elektron tunggal pada orbital d D. Pasangan elektron pada orbital p E. Pasangan elektron pada orbital d –> Penyelesaian:
3.
4.
5.
6.
Sifat paramagnetik adalah sifat magnet, jadi sifat apa pun dalam transisi ditentukan oleh elektron tak berpasangan dan berada pada kulit terdahulu dulu yaitu d, baru subkulit f. Nah, jika elektron tidak berpasangan maka bersifat paramagnetik Di antara unsur transisi periode keempat berikut yang bersifat feromagnetik … A. Sc (Z = 21) D. Cu (Z = 29) B. Ti (Z = 22) E. Zn (Z = 30) C. Co (Z = 27) —> Penyelesaian: Z adalah nomor atom untuk konfigurasi elektron, jadi jawaban tepat adalah Co. Zn bersifat diamagnetik, sementara Sc, Ti, dan Cu bersifat paramagnetik Beberapa mineral berikut ini terdapat di alam. 1) Vanadit 4) Kalkoporit 2) Hematit 5) Limonit 3) Siderit 6) Kalkosit Di antara mineral-mineral di atas yang mengandung besi adalah … A. Vanadit, hematit, dan kalkoporit B. Hematit, kalkosit, dan kalkoporit C. Hematit, siderit, dan timonit D. Vanadit, siderit, dan kalkosit E. Siderit, limonit, dan kalkosit –> Penyelesaian: Kalkoporit dan kalkosit mengandung tembaga, sementara vanadit mengandung vanadium (V) Serbuk logam titanium berbahaya jika terpapar di udara karena … A. Mudah meledak D. Membentuk hujan asam B. Mudah teroksidasi E. Bersifat korosif terhadap logam besi C. Memengaruhi pH tanah Unsur Fe lebih kuat tertarik ke medan magnet daripada unsur Sc karena … (Nomor atom Fe = 26, Sc = 21) A. Sc tidak memiliki elektron yang tidak berpasangan, sedangkan Fe memiliki elektron yang tidak berpasangan B. Sc memiliki lebih sedikit elektron yang tidak berpasangan dibandingkan Fe C. Fe berakhir pada orbital d, sedangkan Sc berakhir pada orbital p D. Sc memiliki lebih sedikit orbital kosong daripada Fe E. Sc memiliki lebih banyak elektro valensi daripada Fe –> Penyelesaian: Fe lebih kuat ditarik karena bersifat feromagnetik (banyak elektron tidak berpasangan), dibandingkan Sc bersifat paramagnetik (satu elektron tidak
berpasangan ; tidak banyak). Begitu 7. Di antara senyawa-senyawa berikut yang mengandung ion logam transisi dengan konfigurasi elektron 4s0 3d0 tetpai berwarna menarik adalah … A. ZnO B. TiCl4 C. VOSO4
D. Na2CrO4 E. K2MnO4 —> Penyelesaian: Soal ini adalah soal penyimpangan warna unsur-unsur transisi periode keempat pada subkulit 3d0 yang kosong, yaitu ion VO4 3-, CrO4 2-, Cr2O7 2-, MnO4 -. Dari empat ion tersebut, D adalah jawaban paling tepat karena Na2CrO4 dipecah menjadi Na+ dan CrO4 2- ; nah, ada ion CrO4 2- tuh 8. Suatu unsur transisi mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2. Tingkat oksidasi tertinggi unsur tersebut adalah … A. +2 D. +5 B. +3 E. +7 C. +4 –> Penyelesaian: Elektron valensi unsur transisi adalah (n-1)d^x ns^y. Pada soal yaitu 3d5 dan 4s2 (n = 4) maka terletak pada periode keempat dan golongan 7B (5 + 2). Karena 7B, jadi biloks tertinggi yaitu 7. Kalau misalnya 6B, tertinggi ya +6. Kalau misalnya lagi golongan 5B, ya tertinggi +5 9. Senyawa yang mengandung ion seng tidak berwarna karena … A. Orbital d telah penuh terisi elektron B. Tidak adanya elektron pada orbital d C. Tidak adanya elektron pada orbital s D. Orbital d telah terisi elektron setengah penuh E. Orbital s telah terisi elektron setengah penuh –> Penyelesaian: Cukup jelas kok! Baca lagi rangkuman di atas ya 10. Konfigurasi elektron yang menyatakan unsur transisi adalah … A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 B. 12 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3 D. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2 E. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1 –> Penyelesaian: Untuk menentukan letak suatu unsur dari konfigurasi elektronnya, perhatikan 2 atau 1 bagian terakhirnya. Kalau golongan A yaitu ns^x np^y (x dan y konstanta elektron). Sementara transisi (n-1)d^x np^y. Nah: ^^^A = golongan A karena 3s2 dan 3p6, bukan 3p6 dan 3d10 karena transisi subkulit d pasti lebih kecil daripada subkulit p ^^^C = 4s2 dan 4p3 berarti golongan A ^^^D = 5s2 berarti golongan A ^^^E = 4s2 dan 4p1 berarti golongan A 11. Konfigurasi elektron ion Cr3+ (Z = 24) adalah … A. [Ar] 3d3 4s2 D. [Ar] 3d4
B. [Ar] 3d2 4s3 E. [Ar] 3d3 C. [Ar] 3d1 4s2 –> Penyelesaian: Cr (Z = 24) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 Cr3+ (Z = 24) berarti kulit terluar berkurang sebanyak 3, yaitu s berkurang 2 dan d berkurang 1 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d3 = [Ar] 4s0 3d3 = [Ar] 3d3 12. Di antara berbagai sifat unsur berikut: 1) Mempunyai titik lebur rendah 2) Bersifat logam 3) Rapuh tetapi keras 4) Mempunyai senyawa berwaran 5) Menggunakan subkulit s untuk berikatan 6) Dapat membentuk ion kompleks 7) Mempunyai beberapa tingkat oksidasi Yang merupakan sifat unsur transisi adalah … A. 1,2,6,dan 7 D. 4,5,6,dan 7 B. 2,3,4,dan 5 E. 2,4,6,dan 7 C. 3,5,6,dan 7 13. Kadang-kadang zink dianggap tidak termasuk unsur transisi. Alasan yang paling tepat untuk pernyataan ini adalah … A. Zink tidak membentuk ion kompleks B. Zink mengisi penuh subkulit 3d C. Zink terletak pada kolom terakhir D. Zink mempunyai sifat amfoter E. Zink mempunyai satu tingkat oksidasi –> Penyelesaian: ^^^A = salah karena zink dapat membentuk ion kompleks yang banyak ^^^C = salah karena ada juga unsur transisi terletak di kolom terakhir yang tetap dimasukkan ke golongan B ^^^D = salah karena sifat amfoter tidak ada hubungannya. Al dan Be (golongan A) bersifat amfoter, toh kenapa gak berada di golongan B? Begitu ^^^E = bisa jadi, tetapi obsein B adalah alasan paling utama, barulah obsein E adalah alasan kedua namun banyak para ahli tidak mempermasalahkan obsein E ini 14. Konfigurasi elektro berhubungan dengan sifat magnet suatu zat. Zat yang bersifat paramagnetik … A. Mempunyai paling sedikit 1 elektron tunggal B. Tidak mempunyai elektron tunggal C. Semua elektronnya berpasangan D. Mempunyai 1 elektro tunggal E. Spin elektronya searah 15. Dalam ion VO2 2+, atom vanadium mempunyai biloks … A. +2 B. +3 C. +4
D. +5 E. +6 –> Penyelesaian: VO2 2+ V + 2(-2) = +2 V = +6 16. Berikut ini yang bukan merupakan sifat logam unsur transisi adalah … A. Energi ionisasinya kecil B. Kristalnya mengilap C. Membentuk senyawa berwarna D. Daya hantar panasnya baik E. Daya hantar listriknya baik —> Penyelesaian: Obsein b salah karena kisi kristal logam transisi tidak mengilap 17. Beberapa warna ion unsur transisi diberikan dalam tabel di bawah ini. Urutan warna senyawa transisi CoCl3, K2Cr2O7, K2MnO4, Fe2(SO4)3 adalah …
A. Biru, jingga, hijau, dan kuning B. Ungu, hijau, kuning, dan jingga C. Kuning, jingga, hijau, dan ungu D. Merah, kuning, hijau, dan ungu E. Merah, jingga, kuning, dan biru –>Penyelesaian:
Caranya, yaitu membuat reaksi ionisasi dari senyawa-senyawa yang tersedia: 1. CoCl3 –> Co3+ + 3Cl – (ada ion Co3+ = Biru) 2. K2Cr2O7 –> 2K+ + Cr2O7 2- (Ion Cr) 3. K2MnO4 –> 2K+ + MnO4 24. Fe2(SO4)3 —> 2Fe3+ + 3SO4 2- (ada ion Fe3+ = kuning) Untuk yang nomor 2 dan 3, yaitu ion Cr2O7 2- dan MnO4 2-, mencari muatan Cr dan Mn menggunakan metode biloks karena biloks = muatan. Jadi: 2. Cr2O7 22Cr + 7 (-2) = -2 Cr = +6 —————–> Cr6+ (jingga) 3. MnO4 2Mn + 4 (-2) = -2 Mn = +6 ——————-> Mn6+ (hijau)
