Halaman ini membahas tentang
kecenderungan-kecenderungan pada beberapa sifat fisik dan sifat atom dari
unsur-unsur Golongan 1 - lithium, natrium, kalium, rubidium dan cesium. Berikut
disajikan secara terpisah beberapa bagian yang membahas tentang
kecenderungan-kecenderungan jari-jari atom, energi ionisasi pertama,
keelektronegatifan, titik lebur dan titik didih, dan berat jenis.
Anda disarankan membaca seluruh
halaman ini, meskipun anda belum tertarik untuk mempelajari pokok bahasan yang
disajikan sebab beberapa pembahasan pada halaman ini cenderung berulang
sepanjang pembahasan mengenai sifat-sifat atom dan penjelasan terdahulu akan
membantu anda dalam memahami penjelasan-penjelasan selanjutnya.
Kecenderungan Jari-Jari Atom
Pada gambar di atas anda bisa melihat bahwa semakin ke bawah Golongan,
jari-jari atom semakin meningkat.
Penjelasan meningkatnya jari-jari
atom
Jari-jari atom dipengaruhi oleh
- jumlah kulit elektron di sekitar inti
- tarikan yang dialami elektron dari inti.
Bandingkan antara lithium dan
natrium:
Li
|
|
1s22s1
|
Na
|
|
1s22s22p63s1
|
Pada masing-masing unsur, elektron terluarnya
mengalami tarikan sebesar 1+ dari inti. Muatan positif pada inti berkurang
akibat kenegatifan elektron-elektron terdalam.
.
Ini juga berlaku bagi atom-atom lain dalam Golongan 1. Anda bisa membuktikan
untuk unsur Kalium jika anda merasa kurang yakin.
Dengan demikian, satu-satunya faktor yang akan mempengaruhi ukuran atom
adalah jumlah kulit elektron terdalam yang harus terdapat di sekitar atom.
Jadi, semakin banyak kulit elektron, maka semakin banyak ruang yang diisi
karena elektron saling menolak satu sama lain. Ini berarti bahwa atom-atom
semakin kebawah Golongan akan semakin besar.
.
Ini juga berlaku bagi atom-atom lain dalam Golongan 1. Anda bisa membuktikan
untuk unsur Kalium jika anda merasa kurang yakin.
Dengan demikian, satu-satunya faktor yang akan mempengaruhi ukuran atom
adalah jumlah kulit elektron terdalam yang harus terdapat di sekitar atom.
Jadi, semakin banyak kulit elektron, maka semakin banyak ruang yang diisi
karena elektron saling menolak satu sama lain. Ini berarti bahwa atom-atom
semakin kebawah Golongan akan semakin besar.
Penjelasan menurunnya energi ionisasi pertama
Energi ionisasi dipengaruhi oleh
·
muatan pada inti,
·
jumlah screening/penyaringan oleh elektron
terdalam,
·
jarak antara elektron terluar dengan inti
Semakin kebawah Golongan, peningkatan muatan inti pasti diimbangi dengan
peningkatan jumlah elektron terdalam. Seperti pada pembahasan tentang jari-jari
atom sebelumnya, pada masing-masing unsur dalam Golongan ini, elektron-elektron
terluar mengalami tarikan sebesar 1+ dari inti.
Akan tetapi, semakin ke bawah Golongan, jarak antara inti dan elektron
terluar semakin meningkat sehingga elektron-elektron tersebut semakin mudah
terlepas, akibatnya energi ionisasi berkurang.
Kecenderungan Keelektronegatifan
Kelektronegatifan merupakan ukuran kecenderungan sebuah atom untuk menarik
sepasang elektron ikatan. Keelektronegatifan biasanya diukur dalam skala
Pauling, dimana pada skala ini unsur yang paling elektronegatif (fluorine)
diberi nilai kelektronegatifan 4,0.
Semua unsur pada gambar di atas memiliki kelektronegatifan yang sangat
rendah. (Ingat bahwa unsur yang paling elektronegatif, fluorine, memiliki nilai
kelektronegatifan 4,0.). Perhatikan bahwa keelektronegatifan akan berkurang
semakin ke bawah Golongan. Atom-atom semakin berkurang gaya tariknya untuk
pasangan-pasangan elektron ikatan.
Penjelasan berkurangnya keelektronegatifan
Coba anda bayangkan sebuah ikatan yang terbentuk antara satu atom natrium
dengan satu atom klorin. Anggap ikatan ini terbentuk sebagai ikatan kovalen -
yaitu memiliki satu pasang elektron bersama. Pasangan elektron ini akan
tertarik ke arah klorin karena terdapat tarikan yang jauh lebih besar dari inti
klorin dibanding dari inti natrium.
Pasangan elektron ini tertahan pada jarak yang begitu dekat ke klorin
sehingga terjadi transfer satu elektron ke klorin - ion-ion terbentuk.
Tarikan besar dari inti klorin inilah yang menyebabkan mengapa klorin jauh
lebih elektronegatif dibanding natrium.
Sekarang bandingkan ikatan di atas dengan ikatan antara lithium dan klorin.
Tarikan dari masing-masing ujung ikatan sama seperti pada ikatan sebelumnya
antara natrium dan klorin, tapi perlu diingat bahwa atom lithium lebih kecil
dari atom natrium. Ini berarti bahwa pasangan elektron akan lebih dekat ke muatan
1+ dari ujung lithium, dan dengan demikian lebih kuat tertarik ke lithium.
.
Pada beberapa senyawa lithium, sering terdapat sebuah karakteristik ikatan
kovalen yang tidak ditemukan pada senyawa unsur-unsur lain dalam Golongan ini.
Sebagai contoh, lithium iodida dapat larut dalam pelarut organik, sedangkan ini
merupakan sebuah ciri khas dari senyawa-senyawa kovalen. Ini disebabkan karena
atom iodin dalam senyawa lithium iodida cukup besar sehingga tarikan dari inti
iodin terhadap pasangan elektron relatif lemah, sehingga tidak terbentuk ikatan
ionik sempurna.
Ringkasan kecenderungan unsur-unsur semakin ke bawah Golongan
Apabila atom-atom logam menjadi lebih besar, setiap pasangan elektron ikatan
akan terus menjauh dari inti logam, sehingga kurang kuat tertarik ke inti logam
tersebut. Dengan kata lain, semakin ke bawah golongan, unsur-unsur menjadi
semakin kurang elektronegatif.
Terkecuali beberapa senyawa lithium, unsur-unsur dalam Golongan 1 ini
semuanya membentuk senyawa-senyawa yang dianggap sebagai senyawa ionik
sempurna. Unsur-unsur ini memiliki keelektronegatifan yang sangat lemah
sehingga kita berasumsi bahwa pasangan-pasangan elektron tertarik begitu jauh
ke arah klorin (atau unsur lain yang membentuk ikatan dengan unsur-unsur ini)
sehingga ion-ion terbentuk.
Kecenderungan Titik lebur dan Titik Didih
Dari gambar di atas kita bisa melihat bahwa baik titik lebur maupun titik
didih semakin ke bawah Golongan, semakin berkurang.
Penjelasan kecenderungan titik lebur dan titik didih
Jika anda meleburkan logam manapun dari Golongan 1, ikatan logamnya akan
menjadi cukup lemah sehingga atom-atomnya bisa bergerak bebas, dan kemudian
ikatannya menjadi putus apabila logam dididihkan.
Penurunan titik lebur dan titik didih berarti menunjukkan penurunan kekuatan
ikatan logam.
Atom-atom dalam sebuah logam dipertahankan oleh gaya tarik inti terhadap
elektron-elektron yang terdelokalisasi. Ketika atom menjadi lebih besar, inti
semakin menjauh dari elektron-elektron terdelokalisasi tersebut, sehingga gaya
tarik berkurang. Ini berarti bahwa atom-atom lebih mudah terpisah untuk
membentuk wujud cair dan pada akhirnya membentuk wujud gas.
Seperti yang telah dibahas sebelumnya, masing-masing atom ini memiliki
tarikan dari inti sebesar 1+. Muatan yang meningkat pada inti semakin ke bawah
Golongan diimbangi dengan bertambanya jumlah elektron screening/penyekat. Yang
terpenting adalah jarak antara inti dengan elektron-elektron ikatan.
Kecederungan Berat Jenis
Jenis
Perlu diketahui bahwa logam-logam pada Golongan 1 ini adalah logam-logam
ringan - bahkan tiga logam pertama dalam Golongan ini lebih kecil berat
jenisnya daripada air (kurang dari 1 g cm
-3). Ini berarti bahwa tiga
logam pertama akan mengapung dalam air, sedangkan yang lainnya akan tenggelam.
Berat jenis/kepadatan semakin ke bawah Golongan cenderung semakin meningkat
(kecuali untuk kalium yang mengalami fluktuasi).
Penjelasan kencederungan berat jenis
Cukup sulit untuk memberikan sebuah penjelasan sederhana tentang
kecenderungan berat jenis ini, karena berat jenis tergantung pada dua faktor,
dimana kedua faktor ini semakin ke bawah golongan akan mengalami perubahan.
Semua logam pada Golongan 1 memiliki tatanan atom yang sama dalam
molekulnya, sehingga yang harus dipertimbangkan adalah berapa banyak atom yang
bisa termuat dalam sebuah volume tertentu, dan berapa massa masing-masing atom.
Banyaknya atom yang bisa dimuat tentu saja tergantung pada volumenya - dan
volume ini tergantung pada jari-jari atomnya.
Semakin ke bawah Golongan, jari-jari atom semakin meningkat, sehingga volume
atom juga meningkat. Ini berarti bahwa jumlah atom natrium yang sama banyaknya
dengan jumlah atom lithium tidak bisa dimuat pada volume tertentu yang sama.
Akan tetapi, semakin ke bawah Golongan, massa atom semakin meningkat. Ini
berarti bahwa dalam jumlah yang sama, atom natrium memiliki massa yang lebih
berat dibanding atom lithium.
Jadi 1 cm
3 natrium akan mengandung lebih sedikit atom dibanding 1
cm
3 lithium, meski setiap atom natrium memiliki massa yang lebih
berat. Lalu pengaruh apa yang akan ditimbulkan oleh sifat ini terhadap berat
jenis? Tidak mungkin mengetahuinya tanpa melakukan sedikit