Sejarah Perkembangan Unsur dalam Kimia

A. Triede Dobereiner. Pada permulaan abad ke-19 setelah teori atom Dalton disebarluaskan massa atom relatif merupakan sifat yang digunakan untuk membedakan suatu unsur dari unsur yang lain.

Johann W. Dobereiner adalah orang pertama yang menemukan adanya hubungan antara sifat unsur dan massa atom relatif. Pada tahun 1817, menemukan beberapa kelompok tiga unsur  yang mempunyai kemiripan sifat yang ada hubungannya dengan massa atom relatif, seperti

Litium

Kalsium

Klor

Natrium

Stronsium

Brom

Kalium

Barium

Iod

Kelompok tiga unsur ini disebut triade. Dobereiner mengamati bahwa massa atom relatif (A_r) brom adalah 80 yang kira-kira sama dengan setengah dari jumlah massa atom relatif klor (35) dan Iod (127).

Massa atom relatif B = ½ (35 + 127) = 81

Meskipun triade ini masih jauh dari sempurna namun penemuannya mendorong orang untuk menyusun daftar unsur-unsur yang sesuai dengan sifatnya.

B. Hukum Oktaf Newlands

Pada tahun 1865, John Newlands menemukan hubungan lain antara sifat unsur dan massa atom relatif, sesuai dengan hukum yang disebutnya Hukum Oktaf. Ia menyusun unsur dalam kelompok tujuh unsur, dan setiap unsur kedelapan mempunyai sifat mirip dengan unsur pertama dari kelompok sebelumnya (sama halnya dengan Oktaf dalam nada musik).

                        Li         Be        B         C         N         O         F

                        Na       Mg       Al        Si         P          S          Cl

                        K         Ca        Cr        Ti         Mn       Fe

Meskipun ada hal yang tidak dapat diterima, misalnya Cr tidak mirip dengan Al, Mn tidak mirip dengan P, Fe tidak mirip dengan S, tetap usahanya telah menuju ke usaha yang tepat untuk menyusun suatu daftar unsur.

C. Daftar Mondeleev

Dalam waktu tiga tahun setelah Newlands mengumumkan “Hukum Oktaf”, Lothar Meyer dan Dimitri Ivanovich Mendelev yang bekerja di tempat terpisah menemukan hubungan yang lebih terperinci antara massa atom relatif dengan sifat unsur. Kedua sarjana ini menemukan keperiodikan unsur-unsur jika unsur-unsur tersebut diatur menurut kenaikan massa atom relatif. Dalam mempelajari kepriodikan unsur-unsur, Meyer lebih menekankan perhatiannya pada sifat-sifat fisika. Ia membuat grafik dengan mengeluarkan volume atom unsur terhadap massa atom relatif. Volume atom unsur diperoleh dengan cara membagi massa atom relatif terhadap kerapatan unsur. Grafik menunjukkan unsur-unsur yang sifatnya mirip, terletak di titik-titik atau ditempat tertentu dalam setiap bagian grafik yang mirip bentuknya. Misalnya unsur-unsur alkali (Na, K, Rb) terdapat di puncak grafik; ini menunjukkan bahwa ada hubungan antara sifat unsur dengan massa atom relatif.

Pada tahun 1869, Mendelev berhasil menyusun suatu daftar terdiri atas 65 unsur yang telah dikenal pada waktu itu. Selain dari sifat fisika, ia menggunakan sifat-sifat kimia untuk menyusun daftar unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatif. Mendeleev mengungkapkan suatu hukum yang dikenal sebagai hukum periodik yang berbunyi : sifat unsur-unsur merupakan fungsi berkala massa atom relatif. Beberapa perbaikan yang dilakukan Mendeleev adalah sebagai berikut :

1. Jalur khusus disediakan untuk unsur-unsur yang dikenal sebagai unsur transisi.
2. Beberapa tempat dikosongkan untuk unsur-unsur yang belum ditemukan pada waktu itu yang mempunyai massa atom 44, 68, 72 dan 100.
3. Harga massa atom relatif yang dianggap tidak tepat dikoreksi, misalnya massa atom relatif Cr bukan 43,3 tetapi 52,0.
4. Sifat unsur-unsur yang belum dikenal, misalnya sifat-sifat ekasilikon (Ge) diramalkan.

Keuntungan dari daftar Mendelev dalam memahami sifat unsur adalah :

1. Sifat fisika dan kimia unsur berubah secara teratur dalam satu golongan.
2. Valensi tertinggi yang dapat dicapai oleh unsur-unsur dalam golongan sama dengan nomor golongan unsur.
3. Perubahan sifat yang mendadak dari unsur halogen yang sangat elektronegatif ke unsur alkali yang sangat elektropositif menunjukkan adanya sekelompok unsur yang tidak bersifat elektronegatif maupun elektropositif.
4. Mendeleev meramalkan sifat unsur yang belum ditemukan yang akan mengisi tempat yang kosong dalam daftar.

D. Sistem Periodik Modern

Daftar unsur disusun berdasarkan konfigurasi electron dari atom untuk unsur. Unsur-unsur dengan konfigurasi electron yang mirip mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip. Jadi sifat unsur ada hubungannya dengan konfigurasi electron. Hubungan ini dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Electron-elektron tersusun dalam orbital
2. Hanya dua electron saja yang dapat mengisi setiap orbital
3. Orbital-orbital dikelompokkan dalam kulit
4. Hanya n² orbital yang dapat mengisi kulit ke-n
5. Ada berbagai macam orbital dengan bentuk yang berbeda. Orbital s : satu orbital setiap kulit, Orbital p : tiga orbital setiap kulit, Orbital d : lima orbital setiap kulit, dan Orbital f : tujuh orbital setiap kulit
6.  Electron bagian terluar dari atom yang paling menentukan sifat kimia. Electron ini yang disebut electron valensi. Reaksi kimia menyampaikan elektron terluar.
7. Unsur dalam suatu jalur vertikal mempunyai struktur elektron yang sama, oleh karena ini mempunyai sifat kimia yang mirip ini disebut golongan.
8. Pada umumnya dalam satu golongan sifat unsur berubah secara teratur.
9. Perubahan teratur sifat kimia dalam satu jalur horizontal dalam sistem periodik disebut periode.

Golongan Unsur

Berdasarkan struktur elektron, unsur-unsur dalam susunan berkala dalam empat blok :

Unsur-unsur blok s ns^1,2

Unsur-unsur blok p ns²np^1…..6

Unsur-unsur blok d (n-1)d^1….10 ns²

Unsur-unsur blok f (n-2)f^1…..14 (n-1)d¹ ns²

Baca juga Aplikasi Radioisotop pada Analisis Kimia