Unsur – unsur periode ketiga terdiri atas Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl dan Ar. Harga keelektronegatifan unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin besar dan sebaliknya, harga keelektropositifan semakin kecil. Hal ini disebabkan oleh harga keelektronegatifan Y semakin besar sehingga semakin mudah membentuk ion negative.
Table 3-13, data sifat periodic unsur-unsur periode ketiga
Sifat Senyawa
|
Na
|
Mg
|
Al
|
Si
|
P
|
S
|
Cl
|
Ar
|
Nomor atom
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
Elektron valensi
|
35
|
352
|
3523p1
|
352p32
|
3523p3
|
3523p4
|
3523p5
|
3523p6
|
Jari-jari atom
|
1,86
|
1,60
|
1,43
|
1,17
|
1,10
|
1,04
|
0,99
|
0,97
|
Energi ionisasi(Kj/ma)
|
495,8
|
737,7
|
577,6
|
786,4
|
1011,7
|
999,6
|
1251,1
|
1520,4
|
Keelektronegatifan
|
0,93
|
1,31
|
1,61
|
1,90
|
2,19
|
2,58
|
3,16
|
-
|
Berdasarkan tabel tersebut, anda dapat mengetahui bahwa dari kiri ke kanan, jumlah elektron valensi semakin banyak, sedangkan jumlah kulitnya tetap. Akibatnya, jari-jari atom semakin kecil sehingga semakin sukar melepaskan elektron (ionisasinya semakin besar).
2. Sifat Fisik Unsur Periode KeTiga
Table 3.14 titik leleh dan titik didih unsure periode ke tiga
Sifat Senyawa
|
Na
|
Mg
|
Al
|
Si
|
P
|
S
|
Cl
|
Ar
|
Titik leleh (0C)
|
97,81
|
648,8
|
660,37
|
1,410
|
44,1
|
119,0
|
-100,98
|
-189,2
|
Titik didih
|
903,8
|
1,105
|
2467
|
2,355
|
280
|
44,67
|
-34,6
|
-185,7
|
Berdasarkan tabel di atas telah diketahui bahwa unsur Na, Mg, Al, Si, P, S berwujud padat pada suhu kamar karena unsur-unsur tersebut memiliki harga (t.l) dan (t.d) di atas suhu ruangan (di atas 250C). Sedangkan unsur Cl dan Ar berwujud gas karena memiliki (t.l) dan (t.d) di bawah suhu ruangan.
Dalam periode ketiga, letak logam disebelah kiri, makin ke kiri sifat logam semakin reaktif, Na >Mg> Al. Jadi Na paling reaktif. Bukan logam terletak sebelah kanan makin ke kanan sifat bukan logamnya makin kuat, a> 5> P> Si. Klor paling reaktif dan Si paling tidak reaktif. Jadi , unsur periode ketiga dari Na ke Cl sifat logamnya makin bertambah.
3. Sifat Kimia Unsur Periode Ketiga
Unsur – unsur periode ketiga memiliki keteraturan sifat secara berurutan dari kiri kekanan sebagai berikut :
- Sifat preduksi berkurang dan sifat pengoksidasi bertambah
- Sifat logam semakin lemah dan sifat nonlogam semakin kuat
- Sifat basa semakin lemah dan sifat asam semakin kuat
A.Sifat Pereduksi dan Sifat Pengoksidasi
Sifat pereduksi semakin bertambah, sedangkan sifat pengoksidasi unsure-unsur periode ke tiga ini dapat anda lihat dari harga potensial reduksinya.
Table 3.15 potensial reduksi standart unsur-unsur periode ketiga.
Sifat Senyawa
|
Na
|
Mg
|
Al
|
Si
|
P
|
S
|
Cl
|
Ar
|
-2,711
|
-2,375
|
-1,706
|
-0,13
|
-0,276
|
-0,508
|
+1,358
|
-
|
Dari kiri ke kanan unsur periode ketiga memiliki harga potensial reduksi 5 standart yang semakin positif sehingga sifat pereduksinya semakin berkurang dan sifat pengoksidasinya semakin bertambah.
Natrium merupakan pereduksi yang reaktif terhadap air. Sifat pereduksi magnesium lebih lemah dibandingkan natrium. Sehingga logam Mg hanya dapat bereaksi dengan air panas.
Contoh :
2Na (5) + 2H O (l) 2Na OH (ag) + H2 (g)
Mg (5) + H2O (l) (tidak bereaksi)
Mg (5) + 2H2O (l) panas Mg (OH)2 + H2 (g)
Al (5) + H2O (l) (tidak bereaksi)
2Al (5) + 3H2O (g) panas Al2 O3 (5) + 3H2 (g)
Sedangkan silicon memiliki sifat pereduksi lebih lemah dibandingkan aluminium sehingga silicon yang bereaksi dengan oksidator kuat, seperti oksigen dan klorin.
Contoh :
Si (5) + O2 (g) Si O2 (5)
Si (5) + 2Cl2 (g) Si Cl4 (l)
B. Sifat Logam dan Nonlogam
Unsur-unsur periode ketiga, seperti Na, Mg, dan Al merupakan unsur logam, sedangkan unsur-unsur P, S, dan Cl merupakan unsur nonlogam. Adapun Si merupakan unsur yang memiliki sifat peralihan antara unsur logam dan nonlogam sehingga disebut unsur metalloid (semi logam). Argon (Ar) termasuk golongan gas mulia yang bersifat insert (sulit bereaksi) sehingga tidak dibahas lebih lanjut dalam bab ini.
C. Sifat Asam-Basa
Sifat asam berkaitan dengan sifat non logam,sedangkan sifat basa berkaitan dengan logam. Sifat basa atau sifat asam dari suatu unsure bergantung pada konfigurasi electron dan harga ionisasi unsure-unsur tersebut.
- Sifat Basa
Dari kiri ke kanan, unsur-unsur periode ketiga memiliki harga ionisasi yang semakin besar sehingga semakin sukar melepas electron. Penyebabnya electron Dari unsur tersebut akan kurang tertarik kea rah atau oksigen sehingga kecenderungan untuk membentuk ion OH menjadi berkurang.
Contoh :
M – OH M+ + OH-
Jadi, dari kiri kekanan sifat basa usnur periode ketiga semakin lemah.
- Sifat Asam
Energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin besar sehingga semakinmudah menarik electron dari atom oksigen. Jadi dari kiri ke kana sifat asam unsur periode ketiga semakin kuat.
Contoh :
M – OH MO- + H+
Senyawa asam unsur periode ketiga, yaitu : asam siukat (H2SiO3) asam fosfat (H3DO4) asam sinfat (H2SO4) dan asam paklorat (HCO4). Senyawa H2SiO3 merupakan asam sangat lemah sehingga mudah terurai menjadi senyawa SiO2 dan H2O1
Sifat-sifat Oksida-oksida Unsur Periode 3
Ikhtisar kecenderunganOksida
Oksida-oksida dari unsur-unsur periode 3:
Na2O
|
MgO
|
Al2O3
|
SiO2
|
P4O10
|
SO3
|
Cl2O7
|
P4O6
|
SO2
|
Cl2O
|
Oksida-oksida pada barisan pertama dikenal sebagai oksida-oksida tertinggi dari tiap unsur. Oksida-oksida ini adalah saat di mana unsur-unsur periode 3 berada pada keadaan oksidasi tertinggi. Pada oksida-oksida ini, semua elektron terluarnya terlibat dalam pembentukkan ikatan mulai dari natrium yang hanya memiliki satu elektron terluar hingga klor dengan 7 elektron terluar.
Struktur
Kecenderungan pada struktur adalah dari oksida logam mengandung struktur ionik raksasa pada bagian kiri periode, oksida kovalen raksasa (silikon dioskida) pada bagian tengah dan oksida molekuler di bagian kanan periode.
Titik leleh dan titik didih
Struktur raksasa (oksida logam dan silikon dioksida) memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena dibutuhkan energi yang besar untuk memutuskan ikatan yang kuat (ionik atau kovalen) yang bekerja pada tiga dimensi.
Oksida-oksida fosfor, sulfur dan klor terdiri dari molekul-molekul individual, beberapa diantaranya kecil dan sederhana, dan yang lainya berupa polimer.
Oksida-oksida ini cenderung menjadi gas, cairan atau padatan dengan titik leleh rendah.
Daya hantar arus listrik
Tidak ada diantara oksida-oksida ini yang memiliki elektron bebas atau yang dapat bergerak. Ini berarti bahwa tidak ada satupun dari oksida-oksida ini yang dapat menghantarkan arus listrik dalam keadaan padatnya.
Oksida-oksida ini dapat mengalami elektrolisis jika dicairkan. Oksida-oksida ini dapat menghantarkan arus listrik karena adanya pergerakan ion-ion menuju elektroda dan pelepasan muatan ion-ion saat mencapai elektroda.
Oksida-oksida logam
Struktur
Oksida-oksida natrium, magnesium dan alumunium terdiri dari struktur raksasa yang mengandung ion-ion logam dan ion-ion oksida. Magnesium oksida memiliki struktur seperti NaCl. Dua yang lainnya memiliki struktur yang lebih rumit yang berada di luar cakupan silabus pada tingkat ini.
Titik leleh dan titik didih
Terdapat
Daya hantar arus listrik
Tidak ada satupun dari oksida-oksida logam periode 3 dapat menghantarkan arus listrik pada keadaan padatnya, tapi elektrolisis mungkin dilakukan jika dicairkan. Cairannya dapat menghantarkan arus listrik karena adanya pergerakan dan perubahan muatan ion-ion yang ada.
Contoh pentingnya adalah elektrolisis alumunium oksida dalam pembuatan alumunium. Apakah kita dapat mengelektrolisis cairan natrium oksida itu tergantung pada cairan / lelehannya apakah menyublim atau terurai pada keadaan biasa atau tidak. Jika menyublim, maka tak akan didapatkan cairan untuk dielektrolisis.
Magnesium dan alumunium oksida memiliki titik leleh yang sangat tinggi sehingga sulit untuk dielektrolisis dalam laboratorium sederhana.
Silikon dioksida (silikon (IV) oksida)
Struktur
Elektronegatifitas / keelektronegatifan dari unsur-unsur meningkat sepanjang periode dari kiri ke kanan, dan pada silikon, beda elektronegatifitas antara silikon dan oksigen tidak cukup besar untuk membentuk ikatan ionik. Silikon dioksida memiliki struktur kovalen raksasa..
Terdapat tiga bentuk silikon dioksida yang berbeda. Yang paling mudah diingat dan digambarkan adalah struktur yang mirip intan.
Kristal silikon memiliki struktur yang sama dengan intan. Untuk mengubahnya menjadi silikon dioksida, perlu dilakukan perubahan struktur silikon dengan menyisipkan beberapa atom oksigen.
Titik leleh dan titik didih
Silikon dioksida memiliki titik leleh yang tinggi, bermacam-macam tergantung pada strukturnya (ingat bahwa hanya satu dari tiga struktur yang mungkin), tapi angkanya sekitar 1700 °C. Ikatan kovalen silikon-oksigen yang sangat kuat harus diputuskan terlebih dahulu sebelum meleleh. Silikon dioksida mendidih pada suhu 2230°C.
Karena kita membicarakan tentang perbedaan bentuk ikatan, tidak berarti bila membandingkan nilai ini dengan oksida logam yang lain. Lebih baik menyatakan bahwa karena oksida logam dan silikon dioksida memiliki struktur raksasa, maka titik leleh dan titik didihnya tinggi.
Daya hantar arus listrik
Silikon dioksida tidak memiliki elektron-elektron atau ion-ion yang dapat bergerak sehingga tidak dapat menghantarkan arus listrik, baik dalam bentuk padatan maupun cairannya.
Oksida molekuler
Fosfor, sulfur dan klor semuanya membentuk oksida yang terdiri dari molekul-molekulnya. Beberapa dari molekul-molekul ini sederhana dan lainnya merupakan polimer. Kita hanya akan membahas molekul sederhana.
Titik leleh dan titik didih dari oksida-oksida ini akan lebih rendah dari oksida logam dan silikon dioksida.
Tak satupun dari oksida-oksida ini yang menghantarkan arus listrik baik sebagai padatan maupun cairannya. Tak satupun yang mengandung ion-ion atau elektron-elektron bebas.
Oksida-oksida fosfor
Fosfor memiliki dua oksida yang umum, fosfor (III) oksida, P4O6, dan fosfor (V) oksida, P4O10.
Fosfor (III) oksida
Fosfor (III) oksida adalah padatan putih, meleleh pada 24 °C dan mendidih pada 173 °C.
Struktur dari molekul ini paling baik disusun dari molekul-molekul P4 yang tetrahedral.
Fosfor (V) oksida
Fosfor (V) oksida juga berupa padatan putih yang dapat menyublim (berubah dari padat ke gas) pada suhu 300°C. Dalam kasus ini, fosfor menggunakan semua elektron terluar untuk berikatan.
Padatan fosfor (V) oksida berada dalam beberapa bentuk berbeda, beberapa diantaranya berbentuk polimer. Kita akan membahas bentuk molekuler sederhana dan ini juga berada dalam keadaan gas.
Ini mudah digambarkan dengan menggambar P4O6 terlebih dahulu. Empat atom oksigen yang lain diikatkan pada empat atom fosfor melalui ikatan rangkap.
Sulfur membentuk dua oksida yang umum, sulfur dioksida (sulfur (IV) oksida), SO2, dan sulfur trioksida (sulfur (VI) oksida), SO3.
Sulfur dioksida
Sulfur dioksida adalah gas yang tak berwarna pada suhu ruangan yang mudah dikenal dengan bau yang khas / mencekik. Ini terdiri dari molekul sederhana SO2 .
Sulfur trioksida
Sulfur trioksida murni merupakan padatan putih dengan titik leleh dan titik didih yang rendah. Sulfur trioksida bereaksi cepat dengan uap air di udara membentuk asam sulfat. Ini berarti bahwa jika kita membuatnya di laboratorium, maka akan tampak sebagai padatan dengan asap di udara (membentuk kabut asam sulfat).
Sulfur trioksida dalam keadaan gas, terdiri dari molekul sederhana SO3 di mana semua elektron terluar dari sulfur terlibat dalam pembentukkan ikatan.
Klor oksida
Klor membentuk beberapa oksida. Disini kita hanya membahas dua diantaranya yaitu klor (I) oksida, Cl2O dan klor (VII) oksida, Cl2O7.
Klor (I) oksida
Klor (I) oksida adalah gas berwarna merah kekuningan pada suhu ruangan. Ini terdiri dari molekul ionik sederhana.
Klor (VII) oksida
Dalam klor (VII) oksida, klor menggunakan 7 elektron terluarnya untuk membentuk ikatan dengan oksigen. Ini menghasilkan molekul yang lebih besar sehingga dapat diperkirakan bahwa titik leleh dan titik didihnya lebih tinggi dari pada klor (I) oksida.
Klor (VII) oksida adalah cairan seperti minyak yang tak berwarna pada suhu ruangan.
Pada diagram, digambarkan rumus struktur yang standar. Pada kenyataannya, bentuknya adalah tetrahedral di sekitar kedua Cl dan berbentuk V di sekitar oksigen pusat.
Sifat-sifat Atomik dan Sifat-sifat Fisik Unsur-unsur Periode 3
Struktur/konfigurasi elektronik
Pada periode 3 dalam tabel periodik, orbital 3s dan 3p terisi oleh elektron. Hanya sekedar mengingatkan, berikut versi singkat konfigurasi elektron untuk delapan unsur periode 3 adalah:
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
|
Energi ionisasi pertama
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.
Pola perubahan energi ionisasi pertama unsur-unsur sepanjang periode 3.
Penjelasan pola
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.
Dalam semua unsur-unsur periode 3, elektron terluar berada pada kulit orbital ke-3. Semuanya memiliki jarak yang sama dari inti / nukleus dan diperisai oleh elektron yang sama yaitu elektron pada kulit pertama dan kedua.
Perbedaan yang paling utama adalah meningkatnya jumlah proton dalam inti mulai dari natrium hingga argon. Hal inilah yang menyebabkan tarikan inti terhadap elektron terluarnya makin besar sehingga meningkatkan energi ionisasi.
Pada kenyataannya meningkatnya muatan di dalam inti juga akan menarik elektron terluar menjadi lebih dekat ke inti. Peningkatan energi ionisasi makin besar sepanjang periode dari kiri ke kanan.
Penurunan pada alumunium
Anda dapat memperkirakan bahwa ukuran alumunium lebih besar dari pada magnesium karena jumlah proton yang lebih banyak. Mengimbangi fakta bahwa elektron terluar dari alumunium berada pada orbital 3p bukannya 3s.
Elektron pada orbital 3p sedikit lebih jauh dari inti dari pada elektron pada orbital 3s, dan sebagian mendapatkan pemerisaian dari elektron 3s sebagai elektron yang lebih dalam. Kedua faktor inilah yang mengimbangi jumlah proton yang lebih banyak.
Penurunan pada sulfur
Pada fosfor ke sulfur, sesuatu yang lebih harus mengimbangi pengaruh proton yang lebih banyak.
Pemerisaian yang sama pada fosfor dan sulfur (dari elektron yang lebih dalam, pada beberapa tingkat dari elektron 3s), dan elektron yang akan dilepaskan berasal dari orbital yang sama.
Perbedaannya adalah bahwa pada sulfur, elektron yang akan dilepaskan berasal dari salah satu elektron yang berpasangan pada orbital 3px2. Tolakan antara 2 elektron yang berada dalam orbital yang sama menunjukkan bahwa elektron lebih mudah dikeluarkan dari pada elektron yang tidak berpasangan.
Jari-jari atom
Kecenderungan
Diagram di bawah ini menunjukkan bagaimana perubahan jari-jari atom pada unsur-unsur periode 3.
Gambaran yang digunakan untuk membuat diagram ini adalah berdasarkan pada:
- Jari-jari metalik / ionik untuk Na, Mg dan Al;
- Jari-jari kovalen untuk Si, P, S dan Cl;
- Jari-jari van der Waals untuk Ar, karena Ar tidak dapat membentuk ikatan yang kuat.
Kecenderungan secara umum menunjukkan atom makin kecil sepanjang periode TERKECUALI pada argon. Anda tidak dapat membandingkan hal yang tidak sejenis. Sebaiknya kita mengabaikan argon pada diskusi selanjutnya.
Penjelasan kecenderungan
Jari-jari metalik dan kovalen menunjukkan jarak dari inti ke pasangan elektron ikatan. Jika tidak yakin dengan hal itu, kembali dan ikuti link sebelumnya.
Dari natrium hingga klor, elektron ikatan semuanya berada di kulit ke-3, akan diperisai oleh elektron pada kulit pertama dan kedua. Peningkatan jumlah proton dalam inti sepanjang perioda akan meningkatkan tarikan elektron ikatan menjadi lebih dekat ke inti. Jumlah pemerisaian sama untuk semua unsur
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.
Kecenderungan
Kecenderungan sepanjang periode diperlihatkan grafik di bawah ini:
Penjelasan kecenderungan
Kecenderungan dijelaskan dengan cara yang sama seperti kecenderungan pada jari-jari atom. Sepanjang periode, elektron ikatan selalu berada pada kulit yang sama yaitu kulit ke-3, dan selalu diperisai oleh elektron dalam yang sama.
Semuanya berbeda dalam hal jumlah proton yang terus meningkat dan tarikan pasangan elektron ikatan makin mendekati inti.
Sifat-sifat Fisik
Bagian ini akan membahas daya hantar listrik serta titik leleh dan titik didih unsur-unsur periode 3. Untuk memahami hal ini, hal yang harus Anda pahami adalah struktur dari masing-masing unsur.
Struktur-struktur unsur
Struktur unsur-unsur berubah sepanjang periode 3. Tiga pertama merupakan metalik, silikon adalah kovalen raksasa dan sisanya berupa molekul sederhana.
Tiga struktur metalik
Natrium, magnesium dan alumunium semuanya memiliki struktur metalik.
Dalam natrium hanya ada satu elektron yang terlibat dalam ikatan metalik- satu elektron 3s. Dalam magnesium, kedua elektron terluarnya terlibat, sedangkan pada alumunium ketiga elektron terluarnya terlibat.
Sodium, magnesium and aluminium all have metallic structures.
Perbedaan lain yang harus diperhatikan adalah cara penyusunan atom-atomnya dalam kristal logam. Natrium mengalami koordinasi-8 di mana masing-masing atom natrium bersentuhan dengan 8 atom natrium yang lain.
Magnesium dan alumunium mengalami koordinasi-12 (meskipun dengan cara yang berbeda). Ini adalah cara yang lebih efisien dalam menyusun atom-atom. Baik untuk mengurangi pemborosan tempat / space dalam struktur logam dan ikatan logam yang lebih kuat.
Struktur kovalen raksasa
Silikon memiliki struktur kovalen raksasa seperti intan. Bagian terkecil dari struktur dapat dilihat seperti di bawah ini:
Empat struktur molekuler sederhana
Struktur fosfor dan sulfur bermacam-macam tergantung pada jenis fosfor yang sedang dibicarakan. Untuk fosfor kita anggap sebagai fosfor putih. Dan untuk sulfur kita anggap salah satu dari bentuk kristal monoklin dan rombis.
Dalam keadaan cair atau padat, molekul-molekulnya terikat satu sama lain dengan
Daya hantar arus listrik
- Natrium, magnesium dan alumunium semuanya merupakan penghantar / konduktor arus listrik yang baik;
- Silikon merupakan semikonduktor;
- Sisanya bukan merupakan konduktor.
Pada kasus silikon, penjelasan bagaimana silikon dapat menjadi semikonduktor berada di luar cakupan tingkat ini. Dengan hanya mengetahui strukturnya seperti intan, kita tidak dapat memperkirakan silikon dapat menghantarkan arus listrik, tapi silikon memang dapat menghantarkan arus listrik.
Sisanya tidak menghantarkan arus listrik karena merupakan senyawa dengan molekul sederhana. Tidak ada elektron yang dapat bebas bergerak.
Titik leleh dan titik didih
Grafik di bawah menunjukkan bagaimana titik leleh dan titik didih unsur-unsur periode 3 berubah sepanjang periode. Gambar diplot dalam Kelvin bukannya °C untuk menghindari nilai yang negatif.
Struktur metalik
Titik didih dan titik leleh meningkat sepanjang tiga logam pertama karena meningkatnya kekuatan ikatan metalik.
Jumlah elektron pada masing-masing atom menyumbang untuk meningkatkan delokalisasi “lautan elektronâ€. Atom-atom juga menjadi lebih kecil dan memiliki jumlah proton yang lebih banyak dari natrium hinggga magnesium dan alumunium.
Tarikan dan titik leleh serta titik didih meningkat karena:
- Inti atom memiliki muatan positif yang semakin besar;
- Lautan elektron makin bermuatan negatif;
- Lautan elektron makin dekat ke inti dan tertarik makin kuat.
Silikon memiliki titik leleh dan titik didih yang lebih tinggi karena memiliki struktur kovalen raksasa. Kita harus memutuskan ikatan kovalen yang kuat itu sebelum akhirnya meleleh atau mendidih.
Karena yang kita bicarakan adalah tentang jenis ikatan yang berbeda, lebih baik jangan membendingkan langsung titik leleh dan titik didih silikon dengan titik leleh dan titik didih alumunium.
Empat unsur molekuler
Fosfor, sulfur, klor dan argon adalah senyawa molekuler sederhana yang hanya dipengaruhi
Ukuran titik leleh dan titik didih dipengaruhi oleh ukuran molekul.
Ingat struktur molekul:
Fosfor mengandung molekul P4. Untuk molekul fosfor, anda tidak dapat memecahkan ikatan kovalennya, hanya
Sulfur
Sulfur terdiri dari atom S8 yang berbentuk cincin. Molekulnya lebih besar dari pada molekul fosfor dan
Klor
Klor, Cl2, adalah molekul yang lebih kecil dengan
Argon
Molekul argon hanya terdiri dari satu atom argon, Ar. Jangkauan
Sifat-Sifat Hidroksida Periode 3
Natrium dan magnesium hidroksida
Keduanya mengandung ion hidroksida, dan merupakan hidroksida basa sederhana.
Aluminium hidroksida
Aluminium hidroksida, seperti halnya aluminium oksida, bersifat mfoter – memiliki sifat basa sekaligus asam.
"Hidroksida-hidroksida" lain
Semuanya mempunyai gugus -OH yang berikatan kovalen dengan atom dari periode 3. Semua senyawa ini bersifat asam – berkisar dari asam silikat yang sangat lemah (salah satu yang ditunjukkan di bawah) sampai asam sulfat dan asam klor(VII) yang sangat kuat.
Menambahkan beberapa detail
Natrium dan magnesium hidroksida
Keduanya bersifat basa karena mengandung ion-ion hidroksida – suatu basa kuat.Keduanya bereaksi dengan asam membentuk garam. Sebagai contoh, dengan asam klorida encer, anda mendapatkan larutan natrium klorida yang tak berwarna atau magnesium klorida.
Aluminium hidroksida merupakan senyawa amfoter.
Seperti natrium atau magnesium hidroksida, akan bereaksi dengan asam. Ini menunjukkan sisi sifat basanya.
Dengan asam klorida encer, terbentuk larutan aluminium klorida yang tak berwarna.
Tetapi aluminium hidroksida juga mempunyai sifat asam. Dalam hal ini akan bereaksi dengan larutan natrium hidroksida menghasilkan larutan natrium tetrahidroksoaluminat yang tak berwarna.
"Hidroksida-hidroksida" lain
Sedikit mengingatkan apa yang kita bahas di sini:
Tetapi kekuatannya bervariasi:
· Asam ortosilikat merupakan asam yang sangat lemah.
· Asam fosfor(V) merupakan asam lemah – meskipun sedikit lebih kuat daripada asam organik sederhana seperti asam etanoat.
· Asam sulfat dan asam klor(VII) merupakan asam yang sangat kuat.
Faktor utama dalam menentukan kekuatan asam adalah seberapa stabil anionnya (ion negatif) jika satu hidrogen dilepaskan. Ini tergantung pada seberapa banyak muatan negatif dapat disebarkan di sekitar ion yang tersisa.Jika seluruh muatan negatif berada pada atom oksigen dari gugus -OH, oksigen akan menarik kembali ion hidrogen. Ion hidrogen yang telah dilepaskan akan dengan mudah diambil kembali dan menjadi asam yang lemah.
Pada bagian lain, jika muatan dapat disebarkan (terdelokalisasi) ke seluruh bagian ion, ion tidak akan menarik kembali hidrogen dengan mudah. Asam akan menjadi kuat.
Kemungkinan, muatan negatif terdelokalisasi oleh interaksi dengan oksigen ikatan rangkap dua.
Sebagai contoh, pada asam klor(VII), ion yang dihasilkan adalah ion klor(VII) (juga dikenal sebagai ion perklorat), ClO4-.
Struktur ionnya tidak tetap seperti ini:
Catatan: asam sulfat, tentu saja, dapat kehilangan ion hidrogen kedua dari gugus -OH dan membentuk ion sulfat. Bagaimanapun, itu sedikit sulit. Jika anda kehilangan hidrogen kedua, anda dapat menggunakan keempat oksigen untuk delokalisasi muatan – tetapi sekarang anda mendelokalisasikan dua muatan negatif bukan hanya satu. Ion hidrogen sulfat bukanlah asam kuat. Kekuatannya sama dengan asam fosfor(V).
Pada asam ortosilikat, tidak ada ikatan rangkap silikon-oksigen untuk mendelokalisasikan muatan. Itu artinya ion yang terbentuk oleh hilangnya ion hidrogen tidak stabil, dan akan merebut kembali hidrogennya.
Sifat-Sifat Klorida Unsur Periode 3
Klorida
Klorida yang akan dibahas adalah:
NaCl
|
MgCl2
|
AlCl3
|
SiCl4
|
PCl5
|
S2Cl2
|
PCl3
|
Seperti yang akan anda lihat nanti, aluminium klorida dalam beberapa kondisi berupa dimer, Al2Cl6.
Struktur
Natrium klorida dan magnesium klorida merupakan molekul ionik (berikatan ion) dan terdiri dari kisi-kisi ion raksasa pada temperatur kamar.Aluminium klorida dan fosfor(V) klorida rumit! Keduanya mengalami perubahan struktur dari ionik menjadi kovalen pada saat padatannya berubah menjadi cair atau uap.
Titik leleh dan titik didih
Natrium dan magnesium klorida merupakan padatan dengan titik leleh dan titik didih yang tinggi karena banyaknya panas yang dibutuhkan untuk memecah daya tarik ionik yang kuat.Sisanya (selain natrium dan magnesium klorida) merupakan cairan atau padatan dengan titik leleh yang rendah. Kita lewati aluminium klorida dan fosfor(V) klorida yang cukup rumit, molekul yang lain mempunyai daya tarik intermolekuler yang lebih lemah seperti
Konduktivitas elektrik
Natrium dan magnesium klorida merupakan molekul ionik dan leburannya dapat mengalami elektrolisis pada saat meleleh. Sifat listriknya disebabkan oleh gerakan ion-ion dan muatannya pada elektroda.Pada contoh aluminium klorida dan fosfor(V) klorida, padatannya tidak dapat menghantarkan listrik karena ion-ionnya tidak dapat bergerak bebas. Dalam bentuk cair (bentuk ini dapat diperoleh – keduanya menyublim pada tekanan normal), keduanya berubah menjadi bentuk kovalen, yang juga tidak menghantarkan listrik.
Klorida-klorida yang lain tidak dapat menghantarkan listrik baik sebagai padatan maupun leburan karena tidak memiliki ion ataupun elektron yang dapat bergerak.
Reaksi dengan air
Sebagai perkiraan, klorida ionik sederhana (natrium dan magnesium klorida) larut dalam air.Klorida-klorida lain bereaksi dengan air dengan berbagai cara yang masing-masing akan dijelaskan. Reaksi dengan air dikenal dengan hidrolisis.
Masing-masing klorida
Natrium klorida, NaCl
Natrium klorida merupakan senyawa ionik sederhana yang terdiri dari susunan raksasa ion natrium dan klorida.Gambaran kecil dari kisi natrium klorida terlihat seperti ini:
Natrium klorida dalam bentuk padatan tidak dapat menghantarkan listrik karena tidak memiliki elektron dan ion-ion yang dapat bergerak bebas. Namun demikian lelehannya dapat mengalami elektrolisis.
Natrium klorida mudah larut dalam air menghasilkan larutan netral.
Magnesium klorida, MgCl2
Magnesium klorida juga merupakan senyawa ionik, tetapi dengan pengaturan ion-ion yang lebih rumit karena jumlah ion kloridanya dua kali lebih banyak dari ion magnesium.Sama dengan natrium klorida, panas yang dibutuhkan untuk mengatasi daya tarik diantara ion-ion juga besar, sehingga titik leleh dan titik didihnya juga tinggi.
Magnesium klorida padat bukan konduktor listrik karena ion-ionnya tidak bergerak bebas. Namun demikian, dapat mengalami elektrolisis jika ion-ionnya menjadi bebas karena meleleh.
Magnesium klorida larut dalam air menghasilkan larutan asam lemah (pH = kira-kira 6).
Jika ion magnesium dipecah dari kisi padatannya dan berubah menjadi larutan, ada daya tarik yang cukup antara ion-ion 2+ dan molekul air untuk membentuk ikatan koordinasi (kovalen dativ) antara ion magnesium dan pasangan elektron bebas di sekitar molekul air.
Ion heksaakuamagnesium terbentuk, [Mg(H2O)6]2+.
Ion ini bersifat asam – tingkat keasamannya tergantung pada berapa banyak elektron dalam molekul air yang didorong ke arah logam sebagai ion pusat. Hidrogen menjadi lebih positif dan lebih mudah ditarik oleh basa.
Pada contoh magnesium, banyaknya perubahan sangat kecil, dan hanya dalam proporsi yang kecil dari atom hidrogen yang diambil oleh basa – pada contoh ini, oleh molekul air dalam larutan.
Catatan: alasan penanda warna adalah untuk mencoba menghindari kekeliruan antara molekul air yang menempel pada ion dengan molekul air dalam larutan.
Anda dapat juga mengubah persamaan terakhir dalam bentuk yang disederhanakan:
Ion-ion hidrogen dalam larutan merupakan ion-ion hidroksonium. Jika anda menggunakan bentuk ini, perlu dituliskan bentuk/wujudnya.
Aluminium klorida, AlCl3
Elektronegativitas meningkat dalam satu periode, sampai pada aluminium perbedaan elektronegativitas antara aluminium dan klorida tidak cukup untuk membentuk ikatan ion sederhana.Menjadi lebih sulit karena struktur aluminium klorida berubah dengan naiknya temperatur.
Pada temperatur kamar, aluminium dalam aluminium klorida berkoordinasi 6. Artinya tiap aluminium dikelilingi oleh 6 klor. Strukturnya merupakan kisi ionik – meskipun dengan banyak karakter kovalen.
Pada tekanan atmosfer normal, aluminium klorida menyublim (berubah dari padat menjadi uap) pada sekitar 180°C. Jika tekanan dinaikkan 2 atmosfer, akan meleleh pada temperatur 192°C.
Kedua temperatur tersebut, tentu saja, sangat tidak tepat untuk senyawa ionik – terlalu rendah. Daya tarik antar molekulnya lemah – tidak sekuat daya tarik antar ion.
Koordinasi aluminium berubah pada temperatur ini. Berubah menjadi koordinasi 4 – tiap aluminium dikelilingi 4 klor bukan 6.
Yang terjadi adalah berubahnya kisi awal menjadi molekul Al2Cl6. Jika anda telah membaca halaman pada ikatan koordinasi yang telah disebutkan di atas, anda akan mendapatkan strukturnya sebagai berikut:
Terdapat kesetimbangan antara dimer-dimer dan molekul sederhana AlCl3. Jika temperatur naik lebih jauh lagi, posisi kesetimbangan bergeser lebih ke kanan.
Ringkasan
· Pada temperatur kamar, aluminium klorida padat mempunyai kisi ionik dengan banyak karakter kovalen.
· Pada temperatur sekitar 180 – 190°C (tergantung pada tekanannya), aluminium klorida berubah menjadi bentuk molekul, Al2Cl6. Ini menyebabkannya meleleh atau menguap karena daya tarik intermolekulernya melemah.
· Dengan sedikit kenaikan temperatur akan pecah menjadi molekul sederhana AlCl3.
Aluminium klorida padat tidak menghantarkan listrik pada suhu kamar karena ion-ionnya tidak bergerak bebas. Leburan aluminium klorida (hanya mungkin dengan menaikkan tekanan) tidak menghantarkan listrik karena tidak adanya ion.Reaksi aluminium klorida dengan air menarik. Jika anda meneteskan air pada aluminium klorida padat, anda mendapatkan reaksi yang hebat menghasilkan awan dari uap gas hidrogen klorida.
Jika anda menambahkan aluminium klorida padat ke dalam air yang berlebih, ini masih belum jelas, selain menghasilkan gas hidrogen klorida, anda mendapatkan terbentuknya larutan asam. Suatu larutan aluminium klorida pada konsentrasi normal (sekitar 1 mol dm-3, sebagai contoh) akan mempunyai pH sekitar 2 -3. Larutan yang lebih pekat pH-nya akan lebih rendah lagi.
Aluminium klorida bereaksi dengan air lebih dari sekedar larut. Pada contoh pertama, ion heksaakuaaluminium terbentuk bersama dengan ion klorida.
Anda akan melihat bahwa hal ini sama dengan persamaan magnesium klorida yang diberikan di atas – perbedaannya hanya pada muatan ionnya.
Muatan tambahan itu mendorong elektron dari molekul air tertarik oleh aluminium dengan kuat. Yang menyebabkan hidrogen lebih positif dan lebih mudah dihilangkan dari ion. Dengan kata lain, ion ini lebih asam dibandingkan pada magnesium.
Kesetimbangan ini (yang manapun yang anda tulis) lebih cenderung ke kanan, dan larutan yang terbentuk lebih asam – ada ion hidroksonium yang lebih banyak.
Atau, lebih sederhananya:
Hidrogen klorida tidak dapat terbentuk jika tidak ada air yang cukup.
Semua itu terjadi karena panas yang dihasilkan oleh reaksi dan konsentrasi larutan yang terbentuk, ion hidrogen dan ion klorida pada campuran bergabung sebagai molekul hidrogen klorida yang berupa gas. Dengan air yang sangat berlebih, temperatur tidak akan terlalu tinggi untuk terjadinya hal tersebut – ion-ion tetap berada dalam larutan.
Silikon tetraklorida, SiCl4
Silikon tetraklorida merupakan kovalen klorida sederhana. Perbedaan elektronegativitas antara silikon dan klor tidak cukup untuk membentuk ikatan ion.Pada temperatur kamar silikon tetraklorida berupa cairan yang tak berwarna yang berubah menjadi gas dalam udara lembab. Daya tarik antar molekul yang ada hanya
Silikon tetraklorida tidak menghantarkan listrik karena tidak memiliki ion atau elektron yang dapat bergerak.Pada udara yang lembab membentuk gas karena bereaksi dengan air dari udara menghasilkan hidrogen klorida. Jika anda menambahkan air ke dalam silikon tetraklorida, ada reaksi yang hebat yang menghasilkan silikon dioksida dan gas hidrogen klorida. Pada air yang sangat berlebih, hidrogen klorida, pasti, akan terlarut menghasilkan larutan asam kuat yang mengandung asam korida.
Klorida-klorida fosfor
Fosfor(III) klorida (fosfor triklorida), PCl3
Senyawa ini merupakan klorida kovalen lain yang sederhana – juga berupa gas/asap cair pada temperatur kamar.Senyawa ini merupakan cairan karena hanya ada
Fosfor(III) klorida bereaksi hebat dengan air. Anda akan mendapatkan asam fosfit, H3PO3, dan gas hidrogen klorida (atau larutan yang mengandung asam klorida jika digunakan air dalam jumlah banyak).
Fosfor(V) klorida (fosfor pentaklorida), PCl5
Sayang sekali, struktur fosfor(V) klorida lebih rumit.
Fosfor(V) klorida merupakan padatan putih yang menyublim pada 163°C. Pada temperatur yang lebih tinggi lagi, lebih banyak fosfor(V) klorida yang terdissosiasi (terpecah secara reversibel) menghasilkan fosfor(III) klorida dan klor.
Fosfor(V) klorida padat mengandung ion – inilah mengapa fosfor(V) klorida berwujud padat pada temperatur kamar. Pembentukan ion melibatkan dua molekul PCl5.
Ion klorida beralih dari molekul awal yang satu ke molekul awal lainnya, menghasilkan ion positif, [PCl4]+, dan ion negatif, [PCl6]-.
Fosfor(V) klorida padat tidak menghantarkan listrik karena ion-ionnya tidak bergerak bebas.
Fosfor(V) klorida bereaksi hebat dengan air menghasilkan gas hidrogen klorida. Seperti klorida kovalen lain, jika terdapat cukup air, ia akan terlarut menghasilkan larutan yang mengandung asam klorida.
Reaksi terjadi dalam dua langkah. Pertama, dengan air dingin, dihasilkan fosfor oksiklorida, POCl3, dengan HCl.
Keseluruhan persamaan pada air mendidih hanya kombinasi dari ini:
Disulfur diklorida, S2Cl2
Disulfur diklorida merupakan salah satu dari tiga klorida sulfur, hanya satu yang dibahas pada silabus tingkat A di
Disulfur diklorida merupakan cairan kovalen sederhana – oranye dan berbau tak sedap!
Bentuk ini sulit untuk digambarkan dengan pasti! Semua atom bergabung dalam suatu garis – tetapi terpilin:
Bentuk cairnya akan memiliki
Dalam disulfur diklorida tidak ada ion-ion dan elektron yang dapat bergerak/berpindah – sehingga tidak dapat menghantarkan listrik.
Disulfur diklorida bereaksi lambat dengan air menghasilkan hidrogen sulfida dan berbagai sulfur – mengandung asam dan anion (ion negatif).
Baca Juga Yang Ini, Seru Loo!!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar