MATERI KIMIA KELS XII (KIMIA UNSUR - TRANSISI PERIODE 4) 8

A.       Unsur Transisi Periode ke-4

1.       Unsur – Unsur Transisi Periode ke-4

Unsur transisi dapat didefinisikan sebagai unsur – unsur yang memiliki subkulit d atau subkulit  f  yang terisi  sebagian. Unsur transisi periode keempat terdiri atas skandium (₂₁Sc) ; titanium ( ₂₂Ti ) ; vanadium (₂₃V) ; krom (₂₄Cr) ; mangan (₂₅Mn) ; besi (₂₆Fe) ; kobalt (₂₇Co); nikel (₂₈Ni) ; tembaga (₂₉Cu) ; dan seng (₃₀Zn).

a.      Sifat – Sifat Unsur Transisi

·         Sifat Umum

1.       Berupa logam dan sebagai reduktor .

2.       Memiliki beberapa bilangan oksidasi yaitu : Fe = +2 ; +3; Cu = +1; +2; Cr = +2;+3;+6; Mn = +2; +3; +5; +7, kecuali : Sc = +3 ; Zn = +2.

3.       Umumnya ion atau senyawanya berwarna, kecuali Sc dan Zn. Hal ini disebabkan elektronnya mudah tereksitasi.

4.       Paramagnetik/dapat ditarik oleh magnet karena adanya elektron yang tidak berpasangan .

Contoh            : 26Fe : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

                           

5.       Dapat digunakan sebagai katalis.

6.       Dapat membentuk ion kompleks.

·         Sifat Logam unsur transisi periode ke-4

Sifat	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn
Jari-jari atom (Å) Jari-jari ion M2+ (Å) Titik leleh (oC) Titik didih (oC) Rapatan (g/cm3) Kekerasan (Skala Mohs) Energi ionisasi (kJ/mol) Keelektronegatifan Eo red M2+(aq) (volt)	1,44 - 1,541 2.831 3,0 - 631 1,3 -	1,32 1,00 1.660 3.287 4,5 - 658 1,5 -	1,22 0,93 1.890 3.380 6,0 - 650 1,6 -1,20	1,18 0,87 1.857 2.672 7,2 9,0 652 1,6 -0,91	1,17 0,81 1.244 1.962 7,2 5,0 717 1,5 -1,19	1,17 0,75 1.535 2.750 7.9 4,5 759 1,8 -0,44	1,16 0,79 1.495 2.870 8,9 - 758 1,8 -0,28	1,15 0,83 1.453 2.732 8,9 - 737 1,8 -0,25	1,17 0,87 1,083 2.567 8,9 3,0 745 1,9 +0,34	1,25 0,88 420 907 7,1 2,5 906 1,6 -0,76

Keterangan :

semua unsur transisi periode ke-4 mempunyai energi ionisasi yang relatif rendah (< 1.000 kj/mol) kecuali zink yang energi ionisasinya agak besar. Nilai keelektronegatifannya rendah ( <2). Pada kenyataannya,

unsur transisi periode ke-4 membentuk kation tunggal dengan bilangan oksidasi +1, +2, atau +3. Pada tingkat oksidasi yang rendah, senyawa unsur transisi bersifat ionik.

b.      Kegunaan Unsur Transisi

Kebanyakan digunakan untuk aliasi (paduan logam) karena dapat memberikan campuran yang kuat dan tahan karat.

Contoh :

1.       Stainless steel         : campuran dari Fe, Ni, dan Cr.          

2.       Perunggu                : campuran dari Cu dan Sn.

3.       Kuningan                : campuran dari Cu dan Zn

4.       Magnet                    : campuran dari Fe, Al, Ni, dan Cu.

5.       Nikrom    : campuran dari Ni dan cr.

2.       Ion Komplek

Ion komplek adalah ion yang terdiri atas ion pusat (biasanya unsur transisi) dan dikelilingi oleh ligan (gugus pengeliling). Ion pusat adalah ion dari unsur-unsur transisi dan bermuatan positif.

a.        Ligan

Ligan adalah molekul atau ion yang mempunyai pasangan elektron bebas. Ligan sebagai penyumbang pasangan elektron sedangkan ion pusat menyiapkan orbital kosong. Ligan yang menyumbangkan satu pasang elektron (mempunyai satu  atom  donor ) di sebut ligan unidentat, yang menyumbangkan dua pasang elektron di sebut bidentat, dan yang menyumbangkan lebih dari dua pasang  elektron di sebut polidentat. Sontoh ligan : Cl^-, NH₃, CN^-,H₂0, F^-, OH^-, dan S₂O₃^2-.

b.       Bilangan koordinasi

Jumlah ligan sederhana atau jumlah ikatan koordinasi  yang dibentuk oleh satu ion pusat di sebut bilangan koordinasi. Biasanya bilangan koordinasi suatu ion pusat sama dengan dua kali bilangan oksidasinya. Bilangan koordinasi yang umum adalah 2, 4, dan 6.

Contoh ion kompleks :

·         [Ni (CN)₄ ]^2-

Atom pusat            : Ni²⁺

Ligan                       : CN^-

Bil.koordinasi         : 4

·         [Co (NH₃)₆]³⁺

Atom pusat            : Co³⁺

Ligan                       : NH₃

Bil.koordinasi         : 6

c.        Penamaan Ion Kompleks

Urutan : jumlah ligan – nama ligan – nama atom pusat

 

                        

1.       Jumlah ligan : bila 1 = mono; 2 = di; 3 = tri; 4 = tetra; 5 = penta; 6 = heksa; 7 = hepta; 8 = okta.

2.       Nama ligan, semua berakhiran “o”, kecuali NH₃ = amin, yang lainnya yaitu sebagai berikut.

F^-              = fluoro                  NO^2-        = nitro

Cl^-             = kloro                                    CO₃^2-       = karbonato

Br^-            = bromo                 C2O₄^2-     = oksalato

 l^-              = iodo                                     S2O₃^2-        = tiosulfato

OH^-           =hidrokso                               H₂O         = aquo

CN^-           = siano

3.       Nama atom pusat

a.        Bila ion kompleks negatif, nama atom pusat diberi akhiran at. Contoh : ferrat; cuprat; dan seterusnya.

b.       Bila ion kompleks positif, nama atom pusat diberi nama indonesiannya . contoh : fe = besi; Cu = tembaga; dan seterusnya.

4.       Bila ligan lebih dari satu, harus diurutkan sesuai adjadnya.

Contoh :

a.        Fe(CN)₆^3- = ion heksasiano ferrat (II)

b.       Zn(NH₃)₄²⁺= ion tetraamin seng(II)

c.        [Co(H₂O)₄(OH)₂]⁺ = ion tetraaquodihidrokso kobalt(III)

d.       [Cr(CN)₄(NH₃)₂]^-   = ion diamintetrasiano(III)

e.        Senyawa Kompleks

Yaitu senyawa yang dalam air terionisasi menghasilkan ion kompleks.

Contoh            : K₄Fe(CN)₆ ; Cu(NH₃)₄SO₄ ; [Co(NH₃)₄Cl₂]Cl

                            K₄Fe(CN)_6(aq) " 4K⁺_(aq) + Fe(CN)₆^4-_(aq)

                            Cu(NH₃)₄SO_4(aq) " Cu(NH₃)₄²⁺ + SO₄^2-

3.       Bentuk Molekul Ion Kompleks

Terjadi karena adanya overlapping antara atom pusat yang memiliki orbital kosong dengan ligan yang memiliki pasangan elektron bebas. Bentuk molekul dipengaruhi oleh dua hal berikut ini.

a.        Proses hibridisasi ( penyetaraan tingkat energi). Subkulit – subkulit yang terlibat dalam proses ini adalah 3d, 4s, 4p, dan 4d.

b.       Ligan ( gugus pengeliling), ada dua macam, yaitu sebagai berikut.

1.       Ligan medannya kuat, contoh : NH₃ ; CN^- ; dan SCN^-, mampu mendesak elektron yang tidak berpasangan supaya menjadi berpasangan.

2.       Ligan medannya lemah, contoh : H₂O ; OH^- ; Cl^- ; F^- ; Br^-; dan I^-, tidak mampu mendesak elektron untuk berpasangan.

Berikut ini bentuk molekul, hibridisasi, dan bilangan koordinasi.

No	Bilangan koordinasi	Hibridisasi	Bentuk molekul
1.	2	sp	Linear
2.	4	sp3 dsp2	Tetrahedral Bujur sangkar
3.	6	sp3d2 d2sp3	Oktahedral

B.       Bahaya Unsur  - Unsur Kimia

A.       Karbon

a.        Dalam bentuk CO2 menyebabkan terjadinya efek rumah kaca.

b.       Dalam bentuk CFC menyebabkan penipisan lapisan ozon.

c.        Dalam bentuk CCl4 menyebabkan kerusakan hati dan ginjal.

d.       Dalam bentuk CS2 bersifat racun.

e.        Dalam bnetuk CO menyebabkan darah kekurangan oksigen.

B     Nitrogen

Campuran NO dan NO2 menyebabkan terjadinya hujan asam dan kabut yang mengakibatkan iritasi pada mata dan tumbuhan menjadi kering. Selain itu hujan asam dapat merusak pH, perairan, dan bangunan.

C.       Silikon

Silikon yang digunakan untuk kecantikan wajah dapat menyebabkan kerusakan bentuk wajah dan melumpuhkan beberapa otot wajah.

D.       Fosfor

Jika biji fosfor diolah menjadi menjadi fosfat dan larutan dalam air akan menyebabkan terjadinya limbah radio aktif.

E.       Belerang

Dalam belerang dalam bentuk H₂S sangat beracun dan dapat menyebabkan kematian, sedangkan dalam bentuk H₂SO₄ dapat merusak kulit dan menyebabkan korosi.

F.     Radon

Jika radon terhirup, akan tertinggal di paru-paru dan menyebabkan kanker paru-paru.

G.       Aluminium

Dalam aluminium dapat merusak kulit , dalam bentuk bubuk dapak meledak di udara jika dipanaskan, dan dalam bentuk Al₂O₃ jika direaksikan dengan karbon akan menyebabkan pemanasan global.

H.       Krom

Krom sangat beracun dan dapat menyebabkan kanker.

I.        Mangan

Pada pengelasan baja dengan logam Mn akan dihasilkan asap, yang bersifat racun dan dapat mengganggu sistem saraf pusat.

J.         Logam tembaga

Pada penambangan tembaga terdapat pasir sisa yang masih mengandung logam CO. Jika pasir sisa ini dibuang ke perairan, maka akan membahayakan bagi organisme-organisme perairan.