C. UNSUR-UNSUR PERIODE KETIGA Unsur-unsur periode ketiga di alam Unsur Keberadaan di alam Natrium Na berada dalam garam batu NaCl, senyawa Chili, Karnalit, trona, dan air laut Magnesium Mg berada pada senyawa MgCl2 di air laut dan deposit garam Alumunium Al adalah unsur ketiga terbanyak di kerak bumi setelah O dan Si. Al dapat ditemukan di bebatuan yang mengandung aluminosilikat, korundum, kriolit, dan bauksit Silikon Si sebagai unsur terbanyak kedua di kerak bumi setelah O dengan kadar ~25,7%. Dapat ditemukan di silica dan senyawa silikat Fosfor Fosdor (P) ditemukan pada bebatuan fosfat sebagai senyawa Fluorapatit Belerang Belerang (S) ditemukan pada bebatuan dalam bentuk senyawa dan unsur Klorin Cl ditemukan sebagai senyawa klorida dalam air laut dan garam batu Argon Ar terdapat di udara dengan kadar 0,934% udara kering 1. Sifat-sifat unsur periode ketiga a. Sifat fisis unsur-unsur periode ketiga • Sifat atomic unsur-unsur periode ketiga Sifat atomik Na Mg Al Si P S Cl Ar Jari-jari ionic (pm) 102 72 54 26 17 29 180 Jari-jari logam/kovalen(pm) 190 160 118 111 102 102 99 98 Energi ionisasi I (kJ/mol) 496 738 578 789 1.013 1.000 1.250 1.520 Afinitas electron -52,8 >0 -42,5 -134 -72,0 -200 -349 >0 Keelektronegatifan 1,0 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 Biloks (maks) +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 0 Dari tabel tersebut dapat terlihat keteraturan sebagai berikut: Nilai jari-jari atom berkurang dari Na ke Ar > Nilai ionisasi bertambah dari Na ke Ar > Nilai afinitas electron bertambah dari Na ke Ar > Nilai keelektronegatifan bertambah dari Na ke Cl> Nilai biloks maks bertambah dari Na ke Cl> • Struktur unsur-unsur periode ketiga Unsur Fase Kerapatan (kg/m3) Kekerasan (Mohs)* Titik leleh (oC) Titik didih (oC) fus (kJ/mol) v (kJ/mol) D hantar panas (W/cmK) D hantar listrik (MΩ-1cm-1) Na Padat 970 0,5 98 883 2,60 97 0,210 1,41 Mg Padat 1.740 2,5 649 1.107 8,95 127 0,226 1,56 Al Padat 2.702 2,75 660 2.519 10,79 293 0,377 2,37 Si Padat 2.330 6,5 1.410 3.280 50,55 359 << 1,48 P Padat 1.820 - 44,1 277 0,657 12,1 << 0,00235 S Padat 2.070 - 115 444 1,718 9,8 << 0,00269
Cl Gas 3,214 - -101 -35 5,9 10,2 - 0,00009 Ar Gas 1,78 - -189 -186 1,19 6,45 - 0,00018 Dari pernyataan tabel diatas mka kita mendapatkan sebuah keteraturan: Kerapatan bertambah dari Na ke Al, lalu berkurang dari Al ke Ar > Kekerasan bertambah dari Na ke Si> Titik leleh dan> fus bertambah dari Na ke Si Titik didih dan> v bertambah dari Na ke Si > Daya hantar listrik dan daya hantar panas logam Na, Mg, dan Al lebih baik dibandungkan semi logam Si dan non-logam P, S, Cl, dan Ar Struktur kovalen raksasa Silikon memiliki struktur kovalen raksasa seperti intan. Bagian terkecil dari struktur dapat dilihat seperti di bawah ini: Strukturnya terikat dengan ikatan kovalen yang kuat dalam tiga dimensi. Fosfor Fosfor mengandung molekul P4. Untuk molekul fosfor, anda tidak dapat memecahkan ikatan kovalennya, hanya gaya van der Waals antar molekulnya yang lemah. Phosphor putih Phosphor merah Titik leburnya rendah (44oC) dan terbakar pada titik leburnya Titik leburnya 59oC, dan terbakar diatas suhu 300oC Beracun Tidak beracun Bercahaya (fosforensi) Tidak bercahaya Larut dalam CS2 Tidak larut dalam CS2 Berbau ozon Tidak berbau metastabil Selalu stabil Cara pembuatan fosfor diperoleh melalui proses Wohler, hasilnya disimpan dalam air (mudah terbakar) Sulfur Sulfur terdiri dari atom S8 yang berbentuk cincin. Molekulnya lebih besar dari pada molekul fosfor dan gaya van der Waals yang lebih kuat, hal ini penting untuk menjelaskan titik leleh dan titik didih yang lebih tinggi. Klor Klor, adalah molekul yang lebih kecil dengan gaya van der Waals yang lebih lemah dan klor memiliki titik leleh dan titik didih yang lebih rendah dari pada sulfur dan fosfor. Argon Molekul argon hanya terdiri dari satu atom argon, Ar. Jangkauan gaya van der Waals antar atom-atomnya sangat terbatas begitu pula titik leleh dan titik didih argon lebih rendah lagi.
b. Sifat kimia unsur-unsur periode ketiga Konfigurasi electron periode ketiga Na [Ne] 3s1 Mg [Ne] 3s2 Al [Ne] 3s2 3px1 Si [Ne] 3s2 3px1 3py1 P [Ne] 3s2 3px1 3py1 3pz1 S [Ne] 3s2 3px2 3py1 3pz1 Cl [Ne] 3s2 3px2 3py2 3pz1 Ar [Ne] 3s2 3px2 3py2 3pz2 Dalam tiap kasus, [Ne] menunjukkan struktur elektronik yang lengkap dari atom neon. Energi ionisasi pertama adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari satu mol atom dalam keadaan gas menjadi satu mol ion dalam keadaan gas dengan muatan +1. Dibutuhkan energi untuk tiap perubahan 1 mol X. Energi ionisasi pertama dipengaruhi oleh: • Muatan dalam inti; • Jarak elektron terluar dari inti; • Banyaknya pemerisaian oleh elektron yang lebih dalam; • Apakah elektron dalam orbital berpasangan atau tidak. Elektronegativitas / keelektronegatifan Keelektronegatifan adalah ukuran kecenderungan atom untuk menarik pasangan elektron ikatan. Skala Pauling adalah yang paling umum digunakan. Fluor (unsur yang paling elektronegatif) diberi skala 4.0 dan nilai ini makin menurun hingga cesium dan francium dengan keelektronegatifan terendah yaitu 0.7. c. Daya reduksi dan oksidasi unsur-unsur periode ketiga Daya reduksi unsur-unsur periode ketiga berkurang dari Na ke Cl, sedangkan daya oksidasinya bertambah dari Na ke Cl d. Sifat asam-basa hidroksida unsur-unsur periode ketiga Na Mg Al Si P S Cl Biloks (maks) +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 Senyawa hidroksida NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 Si(OH)4 P(OH)5 S(OH)6 Cl(OH07 Jenis ikatan Ionik Ionik Ionik Kovalen Kovalen Kovalen Kovalen Sifat basa hidroksida berkurang dari sifat asam hidroksida bertambah dari Na ke Cl 2. Proses ekstrasi Unsur-unsur periode ketiga a. Aluminium (Al) Bauksit dihancurkan dan Al2O3 dipisahkan> NaAl(OH)4 diencerkan dengan air > Al2O3 kemudian dilarutkan dalam lelehan kriolit> b. Silikon (Si)
SiO2 dipanaskan dengan kokas (C)> Lelehan Si yang dihasilkan dikeluarkan dari bawah tungku dan akan membentuk padatan> Si dipanaskan dengan Cl2> Lelehan SiCl4 yang dihasilkan dimurnikan dengan proses destilasi> SiCl4 lalu direduksi menjadi Si melalui pemanasan dengan H2 dan Mg> Produk reaksi lalu dicuci dangan air panas untuk memperoleh Si> Si dimurnikan dengan alat Zone refining> c. Fosfor (P) Diekstraksi dari senyawa fosfat Ca3(PO4)2> d. Belerang (S) Proses ekstraksi dalam bentuk unsur > Proses ekstraksi dalam bentuk senyawa sulfide> 3. Aplikasi unsur-unsur periode ketiga dalam kehidupan sehari-hari Silicon digunakan sebagai bahan baku keramik dan gelas, untuk campuran semen> Fosfor digunakan untuk pertumbhan tanaman, digunakan sebagai bom asap> Belerang digunakan untuk pencampur bubuk mesiu> 4. Dampak pemanfaatan unsur dan senyawa periode ketiga Emisi CO2 berpengaruh pada pemanasan global DI DUNIA> Pemanfaatan asbestos dapat berpengaruh pada gangguan paru-paru> Bijih fosfat bila terlarut dalam sungai maka akan membuat matinya tanaman dan keracunan pada ternak > Pemanfaatan unsur P pada deterjen maka akan menyebabkan eutrofikasi>
