LOGAM TRANSISI DERET PERTAMA A. Pendahuluan
Unsur-unsur yang terletak di tengah table periodik unsur-unsur di antara golongan utama (II A dan IIIA) dikenal dengan unsur-unsur logam transisi. Unsur-unsur ini semua bersifat logam. Unsur-unsur transisi sering didefinisikan sebagai unsur-unsur dengan orbital d atau f yang belum terisi penuh (Cotton, 19!). Unsur-unsur blok "d mempunyai tiga deret yang sering disebut deret pertama, kedua, dan ketiga (untuk masing-masing periode ke-#, ke-$, dank e-% dalam sitem periodi&). Unsur-unsur transisi dalam men&ak men&akup up unsur unsur deret deret lantan lantanida ida dan deret aktani aktanida da yakni yakni dalam dalam dua deret deret dengan dengan pan'ang 1# yang diletakkan di baah bodi utama dari tabel periodi&. eperti unsur-unsur golongan golongan utama kebanyakan kebanyakan unsur-un unsur-unsur sur blok "d segolongan segolongan (*erti&al) mempunya mempunyaii kemiripan sifat kimia dan fisika sehingga ditandai dengan golongan + yaitu golongan II+, I+..III+, I+ dan II+. ifa ifat-s t-sif ifat at yang yang khas khas dari dari unsu unsurr tran transi sisi si adal adalah ah memp mempun unya yaii berb berbag agai ai bila bilang ngan an oksidasi, oksidasi, kebanyakan kebanyakan senyaaanny senyaaannyaa bersifat bersifat paramagneti& paramagneti&,, kebanyaan kebanyaan senyaaanny senyaaannyaa berarna, unsur transisi dapat membentuk senyaa kompleks.
Unsur-unsur transisi
keba kebany nyak akan an kuat kuat,, keras keras,, meng mengha hant ntar ar pana panass dan dan list listrik rik deng dengan an baik baik.. eba ebany nyak akan an membentuk senyaa-senyaa komplek berarna dan bersifat magnit yang berkaitan dengan ketidakpenuhan pengisian ele&tron orbital "d atau "f. +eberapa sifat unsur-unsur logam transisi deret pertama dis'ikan dalam tabel berikut/
1
emua logam transisi deret pertama keras dan memiliki titik leleh yang tinggi ke&uali tembaga yang agak lunak. 0angan dan besi reaktif pada suhu kamar, sedangkan yang lain &ukup tahan (kurang reaktif). emua logam bereaksi dengan halogen, belerang dan unsur non logam lainnya 'ika dipanaskan. 0eskipun beberapa karakter logam transisi berbeda, tetapi mempunyai kemiripan sifat umum seperti/ 1. ebanyakan mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu dengan hanya beberapa perke&ualian. . +anyak dari senyaanya bersifat paramagneti& 2. +anyak senyaanya berarna #. 0emiliki ke&enderungan kuat untuk membentuk ion kompleks. B. Konfigurasi Elekronik !nsur"unsur Transisi
onfigurasi elektronik suatu atom dapat dituliskan se&ara lebih sederhana yaitu dengan menuliskan lambing atom gas mulia terdekat yaitu mempunyai nomor atom lebih ke&il, kemudian diikuti dengan konfigurasu elektroni 3 kekurangannya4, ini berarti baha pada bagian dalam atom itu dibangun oleh konfigurasi elketronik gas mulia sebelumnya. 5leh karena gas mulia bersifat stabil dalam arti sukar mengadakan perubahan, maka konfigurasi elektronik 3kekurangannya4 ini sa'alah yang 'ustru men'adi penting. onfigurasi elektronik dua taom unsur pertama untuk periode #, yaitu
& dan
1
6i,
masing-masing dapat dituliskan &/ 7 1Ar8 2d1 #s dan 6i/ 7 1Ar8 2d #s. 0enurut diagram aufbau, ele&tron selan'utnya tentu mengisi orbital 2d se&ara berkelan'utan, yaitu 2d 1-2d1, untuk atom-atom unsur &-:n. +erdasarkan aturan membangun dari Auf#au , pengisian elektron dalam orbital d mulai ter'adi setelah elektron menghuni orbital # s2 atau setelah atom kalsium, Ca/ 7Ar8 # s2. 5leh karena itu, unsur-unsur transisi dimulai pada periode keempat dalam tabel periodik, sesuai dengan bilangan kuantum utama terbesar (# s 2d ). 5leh karena orbital d maksimum dihuni oleh sepuluh elektron maka akan terdapat sepuluh unsur pada periode keempat, yaitu mulai dari & dengan konfigurasi elektron 7Ar8 2d 1 # s2 sampai dengan :n dengan konfigurasi elektron 7Ar8 2d 1 # s.
2
Ta#el. onfigurasi ;lektron Unsur-Unsur 6ransisi
=ambang
onfigurasi ;lektron
kandium
1&
71Ar8 2d1 #s
6itanium
6i
anadium romium
Unsur
0angan
Ion yang Umum
6ingkat 5ksidasi
>olongan
&2?
?2
III+
71Ar8 2d #s
6i#?
?,?2,?#
I+
2
71Ar8 2d2 #s
2?
?,?2,?#,?$
+
#Cr
71Ar8 2d$ #s1
Cr 2?
?,?2,?%
I+
0n
71Ar8 2d$ #s
0n?
?,?2,?#,?%,?!
II+
$
+esi
%
@e
71Ar8 2d% #s
@e?,@e2?
?,?2
III+
obalt
!Co
71Ar8 2d! #s
Co?,Co2?
?,?2
III+
i
71Ar8 2d #s
i?
?
III+
?1,?
I+
?
II+
ikel
6embaga
9
Cu
71Ar8 2d1 #s1
Cu?,Cu?
:ink
2:n
71Ar8 2d1 #s
:n?
0enurut aturan Aufbau, konfigurasi elektron krom adalah 71Ar8 2d# #s, tetapi faktanya bukan demikian melainkan 71Ar8 2d$ #s1. Bemikian 'uga pada konfigurasi elektron atom tembaga, yaitu 7 1Ar8 2d1 #s 1. al ini disebabkan oleh kestabilan subkulit d yang terisi penuh atau setengah penuh. emua unsur transisi merupakan unsur-unsur logam. ulit terluar dari unsur-unsur transisi hanya mengandung satu atau dua elektron pada orbital # s sehingga mudah melepaskan elektron pada kulit terluarnya. ifat logam dari unsur-unsur transisi lebih kuat 'ika dibandingkan dengan sifat logam dari golongan utama. al ini disebabkan pada unsur-unsur transisi terdapat lebih banyak elektron bebas dalam orbital d yang tidak berpasangan. emakin banyak elektron bebas dalam suatu atom logam memungkinkan ikatan antaratom semakin kuat sehingga sifat logam dari unsur itu 'uga semakin kuat.
artinya tidak dipengaruhi oleh medan magnet. Unsur-unsur transisi baik sebagai unsur bebas maupun senyaanya pada umumnya memiliki elektron tidak berpasangan sehingga banyak unsur dan senyaa transisi bersifat paramagnetik. emakin banyak elektron yang tidak berpasangan, semakin kuat sifat magnetnya. etiap elektron memiliki spin yang menghasilkan momen magnet. 0omen magnet ini berperilaku seperti magnet. Dika semua elektron berpasangan maka momen magnet elektron akan saling meniadakan sesuai aturan Pauli ('ika elektron berpasangan, spinnya harus berlaanan) sehingga atom bersifat diamagnetik. Dika elektron tidak berpasangan maka spin elektron yang menghasilkan momen magnet tidak ada yang meniadakan sehingga atom akan memiliki momen magnet dan bersifat paramagnetik. Ta#el. arakteristik =ogam Unsur 6ransisi
Unsur Dari-'ari atom (nm) 6itik leleh (C) 6itik didih ( C) erapatan (gE&m2) ; ionisasi I (kDEmol) ; ionisasi II (kDEmol) ; ionisasi III (kDEmol) ; red 0? (aF) ; red 02? (aF) ekerasan ( skala mohs)
&
6i
Cr
0n
@e
Co
i
Cu
:n
,1%
,1$
,1#
,12
,1#
,12
,12
,12
,12
,12
1$# 2!
1% 2%
19 2#
19 #
1# 1
1$# 2
1$ 9
1#$ !2
1 %
# 91
2,
#,$
%,1
!,
!,#
!,9
,9
,9
,9
!,1
%,2
%%
%$
%$
!
!%
!%
!#
!$
91
1#
121
1#1
1$9
1$1
1$%
1%#
1!$
19%
1!
29
%$
!
99
2%
9%
22
229
2$%
2
-,1
-1,
-1, -,-%
-,91 -1,19 -,## -, -,!# -, -,# ?,##
-,$ ?,2# -
,!% -
-
-
-
9,
-
,$
$,
#,$
-
2,
Dari-'ari atom menentukan sifat-sifat unsur, penurunan 'ari-'ari atom ini akibat dari kenaikan muatan inti yang menarik elektron *alensi lebih kuat.
$. Ke%adaan !nsur Transisi
4
epadatan dari unsur transisi umumnya lebih tinggi, (ke&uali untuk skandium), dari kepadatan logam blok s umumnya rendahG terutama golongan I. epadatan setiap atom meningkat ta'am di periode karena dipengaruhi oleh penurunan 'ari-'ari atom sedangkan massa atom meningkat. olongan IA dan IIA yang lebih besar atom dikemas dalam struktur tubuh berpusat dengan koordinasi nomor . esuai dengan keperiodikan sifat unsur se&ara umum, dari kiri ke kanan dalam satu periode 'ari-'ari atom unsur semakin ke&il.
6itik leleh logam transisi umumnya tinggi (H 1$C), ke&uali untuk seng. 6itik leleh blok s umumnya rendah, terutama untuk golongan I. 6itik lebur merupakan perkiraan yang ditun'ukkan dari kekuatan ikatan antara partikel. Ikatan yang kuat ter'adi pada logam transisi di mana 'ari-'ari atom ke&il dan struktur atom-padat.
C), ke&uali untuk seng,
dibandingkan dengan logam blok-s, yang umumnya rendah. Ini adalah alasan yang sama seperti halnya untuk titik leleh, penguapan memisahkan partikel sepenuhnya. 5
Dika dibandingkan dengan unsur alkali dan alkali tanah, unsur transisi pada periode pertama memiliki elektronegati*itas yang lebih besar. Akibatnya, unsur-unsur ini lebih sulit untuk bereaksi dibandingkan dengan unsur alkali dan alkali. ampir semua elemen dalam kelompok transisi, periode empat mudah teroksidasi (memiliki ; red negatif) ke&uali Cu mudah tereduksi. ini berarti baha se&ara teoritisG hampir semua elemen dari empat periode dapat bereaksi dengan asam kuat untuk menghasilkan gas hidrogen. amun pada kenyataannya, unsur-unsur transisi periode empat lambat untuk bereaksi dengan asam kuat. al ini disebabkan oleh pembentukan lapisan oksida yang men&egah reaksi lebih lan'ut. Balam peiode ini, antara unsur-unsur yang berdekatan, perbedaan energi ionisasi tidak terlalu besar. 0eskipun ada fluktuasi, dapat disimpulkan ada peningkatan energi ionisasi dari & ke :n. eduanya ter'adi karena keunikan tertentu dalam elektron mengisi kulit 2s sub kulit dan 2p, pengisian tidak melan'utkan ke sub kulit 2d melainkan langsung ke #s dan sub kulit #d. Dadi ketika ada logam perubahan ion, elektron pada sub kulit #s adalah terionisasi pertama. ampir semua elektron di orbital d dari unsur transisi dapat digunakan bersama-sama dengan elektron dalam orbital s dalam membentuk senyaa.
Ta#el. eadaan 5ksidasi logam transis
+ilangan
&
6i
Cr
0n
@e
Co
i
Cu
:n
6
?2
5ksidasi
?
?1
?
?
?
?
?
?1
?2
?
?2
?2
?2
?2
?2
?
?#
?2
?%
?%
?%
?
?# ?$
emua elektron dari skandium mangan dalam orbital d yang mana elektronnya tidak berpasangan sehingga relatif mudah untuk menghapus. al ini mengakibatkan atom &enderung untuk men&apai oksidasi maksimal.
BA@6AN
7
aryasa, I.O. (1#). Inorganic Chemistry 2: Chemistry of Metal Elements. ingara'a/ Undiksha
8
