Unsur Era Ke Empat Kimia
Bab I
Pendahuluan
1.1 Latar belakang
Unsur transisi yaitu unsur yang sanggup memakai elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain.
Unsur transisi periode keempat umumnya mempunyai elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menimbulkan unsur transisi periode keempat mempunyai beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama, menyerupai sifat magnetik, warna ion, acara katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).
1.2 Tujuan Pembahasan
Berdasarkan latar belakang di atas, maka tujuan penulisan ini adalah:
1. Kita sanggup mengetahui banyak hal yang terkait dengan Unsur Transisi Priode ke-4
2. Dapat mengetahui manfaat serta kegunaan Unsur Priode ke-4
Bab II
Pembahasan
A. Pengertian Unsur Priode ke-4
Dalam goresan pena ini, kita akan mempelajari perihal sifat unsur transisi periode keempat, reaksi kimia dan pengolahan unsur transisi periode keempat, pemanfaatan unsur transisi periode keempat dalam kehidupan sehari-hari, sifat senyawa kompleks yang terbentuk dari aneka macam unsur transisi periode keempat, serta penulisan nama senyawa kompleks yang terbentuk.
Unsur transisi periode keempat umumnya mempunyai elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menimbulkan unsur transisi periode keempat mempunyai beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama, menyerupai sifat magnetik, warna ion, acara katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).)
Unsur transisi yaitu unsur yang sanggup memakai elektron pada kulit terluar dan kulit pertama terluar untuk berikatan dengan unsur-unsur yang lain.
Unsur transisi periode keempat umumnya mempunyai elektron valensi pada subkulit 3d yang belum terisi penuh (kecuali unsur Seng (Zn) pada Golongan IIB). Hal ini menimbulkan unsur transisi periode keempat mempunyai beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh unsur-unsur golongan utama, menyerupai sifat magnetik, warna ion, acara katalitik, serta kemampuan membentuk senyawa kompleks. Unsur transisi periode keempat terdiri dari sepuluh unsur, yaitu Skandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Kromium (Cr), Mangan (Mn), Besi (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), dan Seng (Zn).
Dalam kehidupan sehari-hari,kita sering mendengar kata-kata sepeti tembaga,besi, emas dan perak. Bagaimana posisi unsur-unsur tersebut dalam tabel periodik? Unsur-unsur tersebut terletak pada golongan transisi periode ke empat dan ke lima. Disini kami hanya menjelaskan tentang unsur-unsur transisi periode ke empat.
1. Skandium ( Sc )
Skandium merupakan unsur transisi yang berada paling ujung pada gugusan unsur transisi. Unsur ini mempunyai massa atom relative sebanyak 21.
2. Titanium ( Ti )
Tentunya kalian mempunyai jam tangan bukan? Ada jam yang terbuat dari logam, tidak berat dikala dipakai, tidak berkarat dikala kena air, dan tetap mengilap walaupun sudah usang dipakai.
Pernahkah kalian perhatikan dari logam apakah jam itu? Salah satu materi yang digunakan dalam pembuatan jam tangan yaitu titanium.
3. Vanadium ( V )
Vanadium yaitu logam abu-abu yang keras dan tersebar luas dikulit bumi sekitar 0,02 % massa.
4. Kromium ( Cr )
Kromium, terletak pada golongan VI B periode keempat dan merupakan salah satu logam yang penting.
5. Mangan ( Mn )
Bijih mangan yang utama yaitu pirolusit (MnO2).
6. Besi ( Fe )
Besi bersifat logam dan terletak pada golongan VIII B periode empat dalam tabeln periodic. Besi di dunia, dengan produksi tahunan mendekati satu miliar ton merupakan logam penting dalam peradaban modern.
7. Kobalt ( Co )
Kobalt di alam diperoleh sebagai bijih smaltit (CoAs2) dan kobaltit (CoAsS) yang biasanya berasosiasi dengan Ni dan Cu.
8. Nikel ( Ni )
Bijih nikel di alam banyak ditemukan dalam mineral petlantdit [(Fe,Ni)9S8) dan garnirit [(Ni, Mg)SiO3. nH2O].
9. Tembaga ( Cu )
Tentunya kalian sering melihat kawat tembaga bukan ? kawat tembaga yang berwarna kuning dan digunakan untuk kawat listrik.
10. Zink ( Zn )
Zink di alam merupakan senyawa yang tersebar luas sebagai bijih tambang. Umumnya senyawa tersebut yaitu zink blende (ZnS) dan calamine (ZnCO3).
B. Sifat Fisis Dan Kimia Unsur-Unsur Periode Ke Empat
1. Sifat Logam
Semua unsure transisi periode keempat bersifat logam, baik dalam sifat kimia maupun dalam sifat fisis. Harga energy ionisasi yang relative rendah (kecuali seng yang agak tinggi), sehingga, gampang membentuk ion positif. Demikian pula, harga titik didih dan titik lelehnya relative tinggi (kecuali Zn yang membentuk TD dan TL relative rendah). Hal ini disebabkan orbital subkulit d pada unsure transisi banyak orbital yang kosong atau tersisi tidak penuh. Adanya orbital yang kosong memungkinkan atom-atom membentuk ikatan kovalen (tidak permanen) disamping ikatan logam. Orbital subkulit 3d pada seng terisi penuh sehingga titik lelehnya rendah. Bandingkan dengan unsure utama yang titik didih dan titik lelehnya juga relative rendah.
| Unsur | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn |
| Jari-jari atom (nm) | 0,16 | 0,15 | 0,14 | 0,13 | 0,14 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 |
| Titik leleh (0C) | 1540 | 1680 | 1900 | 1890 | 1240 | 1540 | 1500 | 1450 | 1080 | 420 |
| Titik didih (0 C) | 2370 | 3260 | 3400 | 2480 | 2100 | 3000 | 2900 | 2730 | 2600 | 910 |
| Kerapatan (g/cm3) | 3,0 | 4,5 | 6,1 | 7,2 | 7,4 | 7,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 7,1 |
| E ionisasi I (kJ/mol) | 630 | 660 | 650 | 650 | 720 | 760 | 760 | 740 | 750 | 910 |
| E ionisasi II (kJ/mol) | 1240 | 1310 | 1410 | 1590 | 1510 | 1560 | 1640 | 1750 | 1960 | 1700 |
| E ionisasi III (kJ/mol) | 2390 | 2650 | 2870 | 2990 | 3260 | 2960 | 3230 | 3390 | 3560 | 3800 |
| E0 red M2+ (aq) | - | - | -1,2 | -0,91 | -1,19 | -0,44 | -0,28 | -0,25 | +0,34 | 0,76 |
| E0 red M3+ (aq) | -2,1 | -1,2 | -0,-86 | -0,74 | -0,28 | -0,04 | +0,44 | - | - | - |
| Kekerasan ( skala mohs) | - | - | - | 9,0 | 5,0 | 4,5 | - | - | 3,0 | 2,5 |
C. BILANGAN OKSIDASI UNSUR TRANSISI
Senyawa- senyawa unsur transisi alam ternyata mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu. Adnya bilok lebih dari satu ini lantaran mudahnya melepaskan elektron valensinya. dengan demikian energi ionisasi pertama, kedua dan seterusnya relative lebih kecil daripada golongan utama.
| NOMOR ATOM | LAMBANG UNSUR | KONFIGURASI ELEKTRON | NOMOR GOLONGAN PADA TABEL PERIODIK |
| 21 | Sc | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 | III B |
| 22 | Ti | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 | IV B |
| 23 | V | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2 | V B |
| 24 | Cr | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 | VI B |
| 25 | Mn | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2 | VII B |
| 26 | Fe | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 | VIII B |
| 27 | Co | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 | VIII B |
| 28 | Ni | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2 | VIII B |
| 29 | Cu | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 | I B |
| 30 | Zn | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 | II B |
2. Sifat Magnet
Adanya electron-elektron yang tidak berpasangan pada sub kulit d menimbulkan unsur-unsur transisi bersifat paramagnetic (sedikit ditarik ke dalam medan magnet). Makin banyak electron yang tidak berpasangan, maka makin berpengaruh pula sifat paramagnetknya. Pada seng dimana orbital pada sub kulit d terisi penuh, maka bersifat diamagnetic (sedikit ditolak keluar medan magnet).
3. Membentuk Senyawa-Senyawa Berwarna
Senyawa unsure transisi (kecuali scandium dan seng), memperlihatkan bermacam warna baik padatan maupun larutannya. Warna senyawa dari unsure transisi juga berkaitan dengan adanya orbital sub kulit d yang terisi tidak penuh. Peralihan electron yang terjadi pada pengisian subkulit d (sehingga terjadi perubahan bilangan oksidasi) menimbulkan terjadinya warna pada senyaa logam transisi.
Senyawa dari Sc3+ dan Ti4+ tidak berwarna lantaran subkulit 3d-nya kosong, serta senyawa dari Zn2+ tidak berwarna lantaran subkulit 3d-nya terisi penuh, sehingga tidak terjadi peralihan electron.
Warna senyawa logam transisi dengan aneka macam bilangan oksidasi
| Unsure | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 |
| Sc | - | - | Tb | - | - | - | - |
| Ti | - | - | ungu | Tb | - | - | - |
| V | - | Ungu | Hijau | biru | Merah | - | - |
| Cr | - | Biru | Hijau | - | - | Jingga | - |
| Mn | - | Merah muda | Coklat | Coklat tua | Biru | Hijau | Ungu |
| Fe | - | Hijau | Kuning | - | - | - | - |
| Co | - | Merah muda | Ungu | - | - | - | - |
| Ni | - | Hijau | - | - | - | - | - |
| Cu | Tb | Biru | - | - | - | - | - |
| Zn | - | Tb | - | - | - |
4. Mempunyai Beberapa Tingkat Oksidasi
Kecuali Sc dan Zn, unsure-unsur transisi periode keempat mempunyai beberapa tingkat oksidasi. Bilangan oksidasi yang mungkin bergantung pada bilangan oksidasi yang sanggup dicapai kestabilannya.
Kestabilan senyawa logam transisi diantaranya bergantung pada jenis atom yang mengikat logam transisi, senyawa berbentuk Kristal atau larutan, PH dalam air. Kestabilan bilangan oksidasi yang tinggi sanggup dicapai melalui pembentukan senyawa dengan oksoaniaon, fluoride, dan oksofluorida.
5. Banyak Di Antaranya Dapat Membentuk Ion Kompleks
Ion kompleks yaitu ion yang terdiri atas atom sentra dan ligan. Biasanya atom sentra merupakan logam transisi yang bersifat elektropositif dan sanggup menyediakan orbital kosong sebagai daerah masuknya ligan. Contohnya ion besi (III) membentuk ion kompleks [Fe(CN)6].
6. Beberapa Diantaranya Dapat Digunakan Sebagai Katalisator
Salah satu sifat penting unsur transisi dan senyawanya, yaitu kemampuannya untuk menjadi katalis-katalis reaksi-reaksi dalam tubuh. Katalis yaitu zat yang sanggup mempercepat reaksi. Di dalam tubuh, terdapat enzim sitokrom oksidase yang berperan dalam mengoksidasi makanan. Enzim ini sanggup bekerja jikalau terdapat ion Cu2+.
Beberapa logam transisi atau senyawanya telah digunakan secara komersial sebagai katalis pada proses industry menyerupai TiCl3 (Polimerasasi alkena pada pembuatan plastic), V2O5(proses kontak pada pembuatan margarine), dan Cu atau CuO (oksidasi alcohol pada pembuatan formalin).
D. Kegunaan Unsur-Unsur Periode Keempat
1. Kegunaan Titanium
Ø Sebagai materi kontruksi, lantaran mempunyai sifat fisik :
1. Rapatannya rendah (logam ringan)
2. Kekuatasn struktrurnya tinggi
3. Tahan panas
4. Tahan terhadap korosi
Ø Sebagai tubuh pesawat terbang dan pesawat supersonic
Ø Sebagai pigmen putih, materi pemutih kertas, kaca, keramik, dan kosmetik
2. Kegunaan Vanadium
Ø Banyak digunakan dalam industri-industri:
- Untuk menciptakan peralatan yang membutuhkan kekuatan dan kelenturan yang tinggi menyerupai per kendaraan beroda empat dan alat mesin berkecepatan tinggi
- Untuk menciptakan logam campuran
3. Kegunaan Kromium
Ø Logam kromium banyak digunakan dalam bidang industry :
- Logam kromium sanggup dicampur dengan besi agresif membentuk baja yang bersifat kerasdan permukaannya tetap mengkilap.
- Kromium digunakan untuk penyepuhan, lantaran indah, mengkilap, dan tidak kusam
Ø Larutan kromium (III) oksida, dalam asam sulfat pekat, yaitu oksidator berpengaruh yangbiasanya digunakan untuk mencuci alat-alat laboratorium.
4. Kegunaan Mangan
Ø Untuk produksi baja
Ø Menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh pengotor besi
Ø Banyak tersebar dalam tubuh yang merupakan unsure yang penting untuk penggunaan vitamin B1.
5. Kegunaan Besi
Ø Membuat baja
Ø Banyak digunakan di dalam pembuatan alat-alat keperluan sehari-hari seperti, cangkul, pisau, sabit, paku, mesin, dan sebagainya.
6. Kegunaan kobalt
Ø Sebagai aloi Ø Larutan Co2+ digunakan sebagai tinta belakang layar untuk mengirim pesan dan juga dalam system peramalan cuaca
7. Kegunaan Nikel
Ø Pembuatan aloi, electrode baterai, dan keramik
Ø Zat perhiasan pada besi tuang dan baja, semoga gampang ditempa dan tahan karat
Ø Pelapis besi (pernekel)
Ø Sebagai katalis
8. Kegunaan Tembaga
Ø Bahan kabel listrik
Ø Bahan uang logam
Ø Untuk materi mesin tenaga uap
Ø Dan untuk aloi
9. Kegunaan Zink
Ø Bahan cat putih
Ø Pelapis lampu TL
Ø Layar TV dan monitor computer
Ø Campuran logam dengan metal lain
Bab III
Penutup
Kesimpulan
1. Beberapa sifat logam:
Sifat logam sangat keras, tahan panas, elektropositif, dan penghantar listrik yang baik. Pengecualian untuk Cu merupakan logam yang lembut dan elastis.
- Banyak di antaranya sanggup membentuk ion – ion berwarna yang berubah – ubah berdasarkan keadaan bilangan oksidasinya.
- Mempunyai bilangan oksidasi yang harganya 0 atau positif.
- Dapat membentuk senyawa kompleks.
- Memiliki elektron tidak berpasangan yang menjadikan titik didih atau titik leleh tinggi, bersifat paramagnetik,berwarna dan bersifat katalis.
2. Kegunaan unsure-unsur periode keempat :
a.Skandium digunakan pada lampu intensitas tinggi
b.Titanium digunakan pada industri pesawat terbang dan industri kimia.
c.Vanadium digunakan untuk menciptakan per kendaraan beroda empat dan sebagai katalis pembuatan belerang.
d.Kromium digunakan untuk materi pembuatan baja, nikrom, stanless steel.
e.Mangan digunakan untuk materi pembuatan baja, manganin dalam pembuatan alat-alat listrik dan sebagai alloy mangan-besi atau ferromanganese.
f.Besi digunakan untuk pembuatan baja, perangkat elektronik, memori komputer, dan pita rekaman.
g.Kobalt digunakan untuk menciptakan aliansi (paduan logam)
h.Nikel digunakan untuk melapisi logam supaya tahan karat dan paduan logam
i.Tembaga digunakan untuk kabel – kabel, pipi – pipa, kaleng masakan dan untuk alat-alat elektronik.
j. Seng digunakan sebagai logam pelapis antikarat, paduan logam, pembuatan materi cat putih, dan antioksidan dalam pembuatan ban mobil.
Daftar Pustaka
Alsono,M. dan Edward J. Finn.1990.fundamental university physics. New York: Addison-Wesley publishing Company, inc.
Benson, H.1991. university physics. Toronto: John Wiley and Sons.
Fat, C.K.2000.science anventure for secondary 1. Singapore: Federal Publications.
Fowler. 1997.electricity. new York: Mc Graw-Hill, Inc.
Giancoli, D.C. 1996.PHYSICS.new York: prentice Hall, inc.
Halliday, D. dan Robert Resnick, ahlibahasa silaban,P.1992.kimia SMU. Jakarta: yudishtira.