Sistem Periodik

A.    Perkembangan Sistem Periodik.

Unsur-unsur kimia dikelompokkan berdasarkan sifat suatu zat. Sifat suatu zat bermanfaat untuk menjelaskan, mengidentifikasi, memisahkan, dan mengelompokkan. Menjelaskan suatu zat berdasarkan sifatnya, mirip dengan cara Anda ketika menjelaskan seseorang. Ada dua jenis sifat zat, yaitu sifat fisika dan sifat kimia. Sifat fisika menjelaskan bentuk fisik zat tersebut, misalnya warna, kerapuhan, kelenturan, konduktivitas listrik, massa jenis, sifat magnet, kekerasan, nomor atom, kalor penguapan, titik leleh, dan titik didih. Adapun sifat kimia menjelaskan bagaimana suatu zat bereaksi, dengan zat apa dapat bereaksi, dan zat yang dihasilkan dari suatu reaksi. Sifat kimia suatu zat juga meliputi bagaimana suatu zat dapat bereaksi dengan zat lainnya. Misalnya, kecepatan reaksi jika bereaksi dengan zat lain, jumlah panas yang dihasilkan dari suatu reaksi dengan zat lain, dan suhu ketika terjadi reaksi.

1.      Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan Kemiripan Sifat Zat.

Antoine Lavoisier hidup pada abad ke-17. Selain mempelajari ilmu Kimia, "bapak kimia modern" ini juga mempelajari ilmu lain seperti Botani, Astronomi, dan Matematika. Lavoisier telah menghasilkan banyak teori kimia di antaranya teori mengenai pengelompokan unsur-unsur kimia. Menurut Lavoisier, unsur kimia adalah zat yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana. Unsur kimia yang sudah ditemukan pada saat itu berjumlah 33 unsur. Pengelompokan unsur-unsur kimia oleh Lavoisier dipublikasikan dalam bukunya yang berjudul Traité Élémentaire de Chimie pada 1789. Buku tersebut merupakan buku teks kimia modern yang pertama. Lavoisier mengelompokkan ke-33 unsur kimia tersebut ke dalam 4 kelompok berdasarkan sifat kimianya, yaitu kelompok gas, kelompok nonlogam, kelompok logam, dan kelompok tanah. Tabel berikut menunjukkan pengelompokan unsur kimia menurut Lavoisier.

Tabel : Pengelompokan Unsur Kimia oleh Lavoisier

Kelompok

Unsur

Gas Nonlogam Logam Tanah

Cahaya, kalor, oksigen, azote (nitrogen), hidrogen Sulfur, fosfor, karbon, radikal muriatik (asam klorida), radikal florin (asam florida), radikal boracid (asam borak) Antimon, perak, arsenik, bismuth, kobalt, tembaga, timah, besi, mangan, raksa, molibdenum, nikel, emas, platina, timbal, tungsten, seng Kapur, magnesia (magnesium oksida), barit (barium oksida), alumina (aluminium oksida), silika (silikon oksida)

2.      Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan Massa Atom

a.       Triade Dobereiner.

Pada 1803, John Dalton mengumumkan teori atom. Menurut Dalton:

1.      semua zat terdiri atas atom yang tidak bisa dibagi lagi;

2.      semua atom dalam suatu unsur memiliki massa dan sifat yang sama;

3.      unsur yang berbeda memiliki atom yang berbeda jenisnya dan berbeda massanya; dan

4.      atom tidak bisa dihancurkan, tetapi susunannya dapat berubah karena suatu reaksi kimia.

Berdasarkan teori atom tersebut, Dalton membuat daftar massa suatu atom. Pada 1828, Jons Jakob Berzelius mengembangkan teori atom yang dikemukakan Dalton. Dengan diketahuinya massa suatu atom, unsur-unsur kimia mulai dikelompokkan berdasarkan massa atomnya. Ilmuwan yang kali pertama mengelompokkan unsur kimia berdasarkan massa atom adalah Johann Dobereiner. Pada 1829, ia mengelompokkan unsur-unsur kimia ke dalam suatu kelompok yang terdiri atas 3 unsur yang sifatnya sama. Ketika diselidiki lebih lanjut, unsur yang kedua memiliki massa atom yang jumlahnya setengah dari penjumlahan massa atom unsur pertama dan unsur ketiga. Dobereiner menamakan pengelompokan unsurnya dengan nama Triade. Kelompok unsur-unsur tersebut, yaitu: litium, natrium, dan kalium; kalsium, stronsium, dan barium; belerang, selenium, dan tellurium; klorin, bromin, dan iodin. Benarkah pernyataan yang dikemukakan Dobereiner? Untuk membuktikannya, ujilah teori Triade Dobereiner tersebut menggunakan tabel massa atom berikut.

Tabel : Massa Atom Beberapa Unsur

No	Unsur	Massa Atom
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	Litium Natrium Kalium Kalsium Stronsium Barium Klorin Bromin Iodin Belerang Selenium Tellurium	7 23 39 40 88 137 35 80 127 32 79 128

b.      Hukum Oktaf Newlands.

Kimiawan Inggris, John Newlands, menyusun 62 unsur yang saat itu diketahui berdasarkan kenaikan massa atom pada 1864. Unsur-unsur kimia diurutkan dari kiri ke kanan. Dibawah ini menunjukkan susunan unsur-unsur kimia yang dikelompokkan Newlands.

1H	7Li	9Be	11B	12C	14N	16O
19F	23Na	24Mg	27Al	28Sg	31P	32S
35Cl	39K	40Ca	52Cr	48Ti	55Mn	56Fe

Ternyata, kelompok unsur-unsur yang mirip terulang setiap 8 unsur. Jika hitungan diawali dari Li, unsur kedelapan adalah unsur Na dan unsur keenambelas adalah K. Unsur Li, Na, dan K memiliki sifat yang mirip. Begitu juga dengan unsur Be, Mg, dan Ca. Pengelompokan unsur yang dilakukan Newlands pada 1864 tersebut dikenal dengan nama Hukum Oktaf. Akan tetapi, teorinya ini dianggap hal yang konyol oleh banyak orang. Sampai lima tahun kemudian, Dmitri Mendeleev memperkenalkan suatu bentuk tabel periodik berdasarkan massa atom.

c.       Tabel Periodik Mendeleev.

Pada 1869, ilmuwan Rusia, Dmitri Ivanovic Mendeleev mempublikasikan hasil penelitiannya mengenai pengelompokan unsur-unsur kimia. Unsur-unsur kimia dikelompokkan Mendeleev ke dalam 12 kelompok menurut kenaikan massa atom. Berikut ini adalah tabel periodik Mendeleev

Gambar : Tabel priodik unsur Dmitri Ivanovic Mendeleev.

Pada 1871, Mendeleev memperbaiki tabel periodiknya. Ia memutar 90° posisi tabelnya sehingga menjadi seperti tabel berikut.

Tabel : Tabel Periodik yang Diputar 90° oleh Mendeleev

Unsur-unsur kimia dalam tabel periodik Mendeleev dikelompokkan ke dalam 8 kolom dan 12 baris. Unsur-unsur satu kolom dan satu baris memiliki sifat kimia yang mirip. Pada tabel tersebut, Mendeleev menyediakan kotak kosong untuk unsur-unsur yang menurut dugaannya akan ditemukan pada masa mendatang. Mendeleev memberi nama unsur-unsur tersebut dengan istilah eka-aluminium (nomor atom 44), eka-boron (nomor atom 68), daneka-silikon (nomor atom 72).

Dugaan Mendeleev terbukti. Pada bulan November 1875, ilmuwan Prancis Lecoq de Boisbaudran menemukan unsur yang sifatnya sama dengan eka-aluminium, ia menamakan unsur tersebut galium. Perhatikan tabel berikut untuk mengetahui persamaan antara prediksi Mendeleev dan penemuan de Boisbaudran

Tabel : Persamaan Sifat antara Eka-aluminium Menurut Mendeleev dan Galium Menurut de Boisbaudran

Sifat	Eka-aluminium (Ea)	Galium
Massa atom Massa jenis Titik leleh Valensi Metode penemuan Sifat oksida	Sekitar 68 6,0 g/cm3 Rendah 3 Kemungkinan dari bentuk spektrumnya Rumus: Ea2O3, larut dalam asam dan basa	69,72 5,9 g/cm3 29,78 °C 3 Spektroskopi Rumus: Ga2O3, larut dalam asam dan basa

Sama halnya dengan eka-aluminium, dua unsur lain yang diprediksi Mendeleev (eka-boron dan eka-silikon) ternyata diketahui memiliki sifat yang sama dengan skandium dan germanium. Sifat unsur skandium yang ditemukan ilmuwan Swedia, Lars Nilson pada 1879 mirip dengan eka-boron, sedangkan sifat unsur germanium yang ditemukan ilmuwan Jerman, Clemens Winkler pada 1886 mirip dengan eka-silikon.

d.      Tabel Periodik Meyer.

Hampir mirip dengan sistem periodik yang dikemukakan Mendeleev, Lothar Meyer mengusulkan sistem periodik berdasarkan massa atom. Menurut Meyer, volume atom suatu unsur yang diplotkan dengan massa atom tersebut akan membentuk grafik yang berperiodik secara teratur. Tabel 1.5 Tabel Periodik Meyer yang Berdasarkan pada Grafik antara Volume dan Massa Atom

Amati kembali tabel periodik Meyer. Unsur-unsur kimia dalam tabel periodik Meyer disusun berdasarkan kenaikan massa atom secara vertikal. Unsur-unsur yang sifatnya mirip ditempatkan dalam baris yang sama

3.      Pengelompokan Unsur Kimia Berdasarkan Nomor Atom

a.       Tabel Periodik Moseley.

Pada 1911, Ernest Rutherford berhasil menemukan salah satu partikel dasar penyusun atom, yaitu proton. Dua tahun kemudian, Henry Moseley meneliti hubungan antara sifat suatu atom dan jumlah protonnya (nomor atom) menggunakan spektroskopi sinar-X. Ia memplotkan frekuensi sinar-X dan kenaikan nomor atom. Kemudian, Moseley menyusun unsur-unsur tersebut dalam bentuk tabel periodik sebagai berikut

Tabel : Unsur-Unsur Kimia dalam Bentuk Tabel Periodik yang Disusun Moseley

Tabel periodik Moseley berhasil memperbaiki kelemahan tabel periodik Mendeleev. Dalam tabel periodik Mendeleev, penempatan telurium (massa atom 128) dan iodin (nomor atom 127) tidak sesuai dengan kenaikan massa atomnya. Namun, berdasarkan tabel periodik Moseley, penempatan unsur Te dan I sesuai dengan kenaikan nomor atomnya.

b.      Tabel Periodik Modern.

Hingga pertengahan abad ke-20, tabel periodik Moseley diakui sebagai tabel periodik modern. Pada 1940, Glenn Seaborg berhasil menemukan unsur transuranium, yaitu unsur dengan nomor atom 94–102. Penemuan tersebut menimbulkan masalah mengenai penempatan unsur-unsur transuranium dalam tabel periodik. Masalah itu akhirnya terpecahkan dengan cara membuat baris baru sehingga tabel periodik modern berubah menjadi seperti gambar berikut.