Jenis-Jenis Isomer Pada Senyawa Hidrokarbon

Isomeri terbagi menjadi dua bagian besar, yaitu isomeri struktur dan isomeri ruang. Isomeri struktur terbagi lagi menjadi isomeri rangka, isomeri posisi, dan isomeri fungsional. Adapun isomeri ruang terbagi menjadi isomeri geometri (cis-trans) dan isomeri optis aktif.

Di kelas XI ini, kita hanya akan membahas isomeri rangka, posisi, dan geometri. Adapun isomeri fungsional dan isomeri optis aktif akan dibahas di kelas XII.

1. Isomeri Rangka

Isomeri rangka adalah isomeri yang terjadi karena perbedaan rangkanya, biasanya terjadi antara senyawa rantai lurus dengan senyawa yang memiliki cabang, bisa pula antar senyawa yang memiliki cabang, namun berbeda pada posisi dan jumlah cabang.

Contoh : butana memiliki dua isomer yaitu, normal butana (n-butana) dan isobutana (2-metilpropana)

 

2. Isomeri Posisi

Isomeri posisi adalah isomeri yang terjadi karena perbedaan posisi ikatan rangkap. Isomeri ini hanya terjadi pada senyawa hidrokarbon tak jenuh (alkena dan alkuna).

Contoh : butena memilki dua isomer posisi yaitu, 1-butena dan 2-butena

3. Isomeri Geometri

Isomeri geometri adalah isomeri yang disebabkan oleh perbedaan penataan ruang atom-atom dalam molekul. Isomeri ini berbeda dengan isomeri sebelumnya, karena isomeri jenis ini hanya terjadi pada senyawa yang memiliki ikatan yang kaku dengan dua sisi yang berlainan. Isomeri geometri hanya terjadi pada senyawa alkena.

Bagaimana penjelasannya ?

Molekul di alam tidaklah diam atau statis, namun melakukan banyak gerakan, diantara gerakan yang paling umum adalah translasi (gerak lurus), rotasi (memutar), dan vibrasi (bergetar). Salah satu gerak yang akan kita tinjau adalah gerak rotasi. Pada senyawa alkana, dimana ikatan antar karbon adalah ikatan tunggal, maka molekul akan dapat berputar pada sumbunya dengan putaran yang bebas. Perhatikan, kita ambil contoh senyawa butana (CH₃-CH₂-CH₂-CH₃):

Kedua struktur diatas adalah struktur dari senyawa yang sama, meskipun gugus –CH₃ sepertinya berlainan tempat, namun karena molekul dapat berputar, maka struktur tersebut dapat kembali ke struktur semula, dan ini dapat terjadi dalam waktu yang sangat cepat.

Adapun untuk senyawa yang mengandung ikatan rangkap (seperti alkena), ikatan rangkap tersebut akan bersifat kaku sehingga tidak dapat berputar. Nah, karena ikatan rangkap ini tidak dapat berputar, maka ketika ada dua senyawa yang memiliki struktur berbeda, itu artinya kedua senyawa tersebut memang merupakan dua senyawa yang berbeda sifat. Dengan kata lain, dua senyawa tersebut adalah isomer satu sama lain. Perhatikan perbandingan di bawah ini :

 

Pasangan senyawa pada contoh nomor 2 diatas masuk dalam kategori isomeri geometri atau nama lainnya isomeri cis-trans. Jadi, isomeri geometri atau isomeri cis-trans terjadi karena gugus-gugus berada pada satu sisi atau pada sisi yang berlawanan terhadap letak ikatan rangkap dua. Dalam hal ini, ikatan rangkap membentuk semacam jembatan yang memiliki dua cabang. Syarat terjadinya isomeri geometri adalah harus adanya dua gugus yang berbeda yang terikat pada atom C yang sama. Isomer cis terjadi jika gugus yang sama terletak sesisi (melewati jembatan), sedangkan isomer trans terjadi jika gugus yang sama terletak berseberangan.

Contoh : 2-butena (CH₃–CH=CH–CH₃) memiliki dua isomer geometri, yaitu :

 Jadi sekali lagi, Syarat terjadinya isomeri cis-trans adalah :

- ada ikatan rangkap dua

- ada dua jenis gugus yang berbeda yang terikat pada atom C yang sama

Sehingga, senyawa propena (CH₂=CH-CH₃) tidak memiliki isomeri geometri karena tidak terpenuhinya syarat kedua. Perhatikan gambar berikut :

Inilah sekilas tentang jenis-jenis isomeri pada senyawa hidrokarbon. Semoga memberikan tambahan wawasan kepada sobat chem sekalian. 

Selamat Belajar

@IF'38

Read More

Cara Mengurutkan Titik Didih Senyawa Hidrokarbon

Sobat chem terutama kelas XI, terkadang kalian diminta untuk menentukan hidrokarbon mana yang memiliki titik didih yang lebih tinggi. Jika itu dalam deret homolog yang sama, maka tinggal perhatikan saja nilai Mr-nya. Semakin besar Mr, maka semakin tinggi pula titik didihnya. (Sebagai pengingat, Mr adalah massa molekul relatif, yaitu massa total atom-atom penyusun suatu molekul (dalam satuan sma atau gram/mol)).

Tapi jika Mr-nya sama namun bentuk molekulnya berbeda (senyawa-senyawa isomer), terus bagaimana cara menentukan senyawa yang memiliki titik didih yang lebih tinggi ?

Nah, untuk kasus ini, maka kita harus menentukan mana senyawa yang cabangnya paling sedikit. Senyawa yang cabangnya paling sedikit akan memiliki titik didih paling tinggi. 

Karena semua isomer memiliki jumlah atom dan rumus molekul yang sama, maka otomatis senyawa yang cabangnya paling sedikit artinya rantainya paling panjang. Coba perhatikan kembali pada bagian cara membuat isomer yang sudah dibahas sebelumnya di sini.

Jadi, singkatnya, untuk menentukan mana yang titik didihnya lebih besar, ada dua hal yang harus diperhatikan :

1. M_r (massa molekul relatif)
   M_r semakin besar, titik didih semakin tinggi
2. Panjang rantai
   Rantai semakin panjang, titik didih semakin tinggi

Contoh : Urutkan titik didih senyawa-senyawa berikut ini, dari yang paling kecil ke yang paling besar :

• n-butana (C₄H₁₀) ; Mr = 58
• 2-metilbutana (C₅H₁₂) ; Mr = 72
• n-pentana (C₅H₁₂) ; Mr = 72

Jawab : n-butana memiliki Mr paling kecil, sehingga titik didihnya paling rendah. Sementara itu, 2-metilbutana dan n-pentana memiliki Mr yang sama. Maka, karena n-pentana memiliki rantai yang paling panjang, tentunya titik didihnya paling besar. Jadi, urutannya adalah :

n-butana < 2-metilbutana < n-pentana

Soal di atas termasuk soal yang mudah, bagaimana jika pertanyaannya seperti ini :

Urutkan titik didih senyawa-senyawa berikut ini, dari yang paling kecil ke yang paling besar :

• n-butana (C₄H₁₀)
• 2,2-dimetilpropana (C₅H₁₂)
• n-pentana (C₅H₁₂)

Apa yang membuat sulit ? Perhatikan gambar struktur molekul dari ketiga senyawa tersebut :

Jika kita amati, n-butana rantainya lebih panjang daripada 2,2-dimetilpropana. Akan tetapi, n-butana Mr-nya lebih kecil daripada 2,2-dimetilpropana. Terus mana yang titik didihnya lebih tinggi ?

Jawab :

Ternyata, dari penelusuran pustaka :

http://en.wikipedia.org/wiki/Butane dan http://en.wikipedia.org/wiki/Neopentane

Panjang rantai tidak memberikan pengaruh yang terlalu signifikan. Jika ada kondisi seperti di atas, maka massa molekul relatif lebih diutamakan daripada panjang rantai. Senyawa yang memiliki Mr lebih tinggi, titik didihnya lebih besar daripada senyawa yang Mr-nya lebih rendah meskipun rantainya lebih panjang.

Jadi, aturan penentuan titik didih di atas (lihat Mr kemudian baru lihat panjang rantai) adalah urutan yang harus diikuti dan tidak bisa dibalik. Sepanjang apapun rantainya, jika Mr-nya lebih kecil, maka titik didihnya lebih kecil pula.

Sehingga, urutan titik didihnya adalah

n-butana < 2,2-dimetilpropana < n-pentana

Demikian, semoga bermanfaat 


@IF'38

Read More

Ikatan Kimia (bag. 1) : Cara membuat ikatan ionik

Ikatan kimia merupakan ikatan yang terjadi antar atom unsur-unsur di alam. Ikatan inilah yang bertanggung jawab pada terbentuknya berjuta macam molekul dan senyawa. Ikatan kimia mampu mengukuhkan unsur-unsur untuk tetap dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain. Senyawa kimia adalah konsekwensi dari adanya ikatan kimia.

Berikut ini konfigurasi elektron dari unsur-unsur gas mulia

Helium	: 2
Neon	: 2 . 8
Argon	: 2 . 8 . 8
Kripton	: 2 . 8 . 18 . 8
Xenon	: 2 . 8 . 18 . 18 . 8
Radon	: 2 . 8 . 18 . 32 . 18 . 8

Nah, karena tidak semua unsur memiliki 8 buah elektron valensi, maka unsur-unsur tersebut berusaha mencari kekurangan elektron atau melepaskan kelebihan elektronnya agar mencapai konfigurasi elektron seperti gas mulia. Lewis berprinsip bahwa, atom membentuk ikatan dengan melepas, atau menarik, atau berbagi sejumlah elektron untuk mencapai struktur elektron terluar dari gas mulia terdekat. Konsepnya, atom cenderung untuk mengambil jalan tersingkat untuk menempuh konfigurasi gas mulia.

Artinya : Atom Hidrogen dan Litium cenderung menginginkan elektron terluarnya berjumlah 2 buah (mirip dengan atom helium). Sementara atom unsur-unsur lain ingin agar konfigurasi elektron terluarnya berjumlah 8 buah (mirip dengan gas mulia yang lain).

Ikatan kimia yang dibentuk dapat berupa ikatan ionik, dan dapat berupa ikatan kovalen. Selain kedua ikatan ini, ada juga ikatan logam yang tidak membentuk senyawa, namun ikatan ini mempertahankan atom-atom logam agar tidak bercerai-berai.

1. Ikatan Ionik

Bagaimana proses terbentuknya ikatan ionik ? ikatan ionik terjadi karena serah terima elektron antara satu unsur dengan unsur yang lain. Ikatan ionik terjadi antara dua jenis atom yang memiliki perbedaan keelektronegatifan yang sangat besar, atom yang satu melepaskan elektron, sedangkan yang lainnya menarik elektron. Sehingga, ikatan ionik hampir semuanya merupakan persenyawaan logam dengan nonlogam.

Secara umum, unsur-unsur yang jumlah elektron valensinya 1, 2, atau 3 buah, cenderung melepaskan elektron, sementara unsur-unsur yang jumlah elektron valensinya 4, 5, 6, atau 7 buah, cenderung menarik elektron.

Catatan :

Meskipun Hidrogen (₁H) memiliki 1 buah elektron valensi, dan boron (₅B) memiliki 3 buah elektron valensi, mereka cenderung menarik elektron

Senyawa yang terbentuk dari ikatan ionik disebut senyawa ionik atau garam. Dalam senyawa ionik pasti selalu ada kation (ion positif) dan anion (ion negatif).

Berikut ini tahap-tahap pembentukan senyawa ionik (kita pakai contoh natrium (₁₁Na) dengan klorin (₁₇Cl) membentuk natrium klorida) :

• Konfigurasi elektron Natrium = 2 . 8 . 1 ; jumlah elektron valensi = 1 buah. Konfigurasi elektron Klorin = 2 . 8 . 7 ; jumlah elektron valensi = 7 buah. Agar stabil, Natrium melepaskan 1 elektron supaya memiliki konfigurasi elektron dari gas mulia terdekat yaitu neon (2 . 8), sedangkan klorin menarik 1 elektron supaya memiliki konfigurasi elektron dari gas mulia terdekat yaitu argon (2 . 8 . 8).
• Karena melepaskan 1 buah elektron, maka natrium berubah menjadi ion positif (Na⁺), sementara klorin, karena menerima 1 buah elektron, maka dia berubah menjadi ion negatif (Cl^-).
• Karena adanya dua ion yang berbeda muatan (positif dan negatif), maka terjadilah gaya tarik menarik yang menyebabkan keduanya bersatu dan saling terikat. Gaya tarik ini dinamakan gaya elektrostatik. Gaya tersebut sangatlah kuat, sehingga ikatannya sulit diputuskan kecuali dengan memberikan suhu yang sangat tinggi.

Ada setidaknya tiga aturan penting dalam penulisan rumus kimia dalam senyawa ionik, yaitu:

• Ion positif ditulis terlebih dahulu dalam penulisan rumus kimia (Ini bukanlah keharusan, namun hanya aturan untuk memudahkan)
• Subscript pada rumus kimia harus menghasilkan rumus kimia yang secara listrik netral. (Ini keharusan)
• Subscript harus dalam keadaan perbandingan terkecil.

Contoh Soal :

Tentukan senyawa yang akan terbentuk dari reaksi antara unsur-unsur di bawah ini :

1. ₁₉K dengan ₁₆S
2. Ca (gol. IIA) dengan N (gol. VA)

Jawab :

Langkahnya adalah menentukan elektron valensi untuk mengetahui jumlah elektron yang dibutuhkan atau dilepaskan. Kemudian “mengawinkan” ion positif dengan ion negatif supaya menghasilkan senyawa yang netral (tidak bermuatan). (Ket : arah tanda panah keluar menunjukkan elektron dilepaskan, arah tanda panah ke dalam menunjukkan elektron diterima atau ditarik).

1. Kita buat konfigurasi elektron masing-masing unsur untuk menentukan jumlah elektron valensinya sehingga dapat diketahui jumlah elektron yang dilepaskan dan yang dibutuhkan 

Supaya terbentuk senyawa netral, maka untuk sebuah atom S, harus ada 2 buah atom K. Jadi, rumus kimia senyawanya adalah :

2 K ¹⁺ + S^2- = K₂S

2. Seperti biasa, kita tentukan elektron valensinya, kemudian kita hitung berapa elektron yang dilepaskan atau dibutuhkan

Supaya terbentuk senyawa netral, maka kita lakukan perkalian silang, sehingga :

Nah, itulah beberapa cara untuk membuat ikatan ionik. Cara manapun yang dipakai, hasilnya akan sama. Masing-masing cara di atas memiliki keunggulan dan kekurangan. Satu-satunya cara yang paling efektif dan paling jitu adalah dengan banyak berlatih dan belajar. Semakin sering kita berlatih, semakin mahir kita dalam membuat ikatan kimia. 
Semoga yang sedikit ini bisa membantu sobat chem sekalian untuk lebih mudah memahami ikatan kimia Jika mau lebih lengkap dan lebih jelas, silahkan download bukunya di sini.
Pada edisi selanjutnya, insya allah kita akan membahas tentang cara membuat ikatan kovalen dan cara membedakan ikatan kovalen dengan ikatan ionik.
Semoga bermanfaat

@IF'38

Read More

Cara Menyetarakan Persamaan Reaksi Redoks (bag. 1)

Penyetaraan persamaan reaksi redoks berbeda dengan penyetaraan reaksi biasa yang lengkap, karena biasanya dalam reaksi redoks, hanya diberikan spesi-spesi yang mengalami perubahan bilangan oksidasi saja, sehingga tugas kita adalah menambahkan spesi lain yang dapat melengkapi persamaan reaksi redoks tersebut sehingga lebih sempurna.

Metode penyetaraan persamaan reaksi redoks ada dua macam yaitu metode perubahan bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi. Berikut ini akan dibahas masing-masing.

1. Metode Perubahan Bilangan Oksidasi (PBO)

Metode ini merupakan metode yang relatif lebih praktis, akan tetapi membutuhkan ketelitian yang tinggi. Metode perubahan bilangan oksidasi didasarkan pada pengertian bahwa total penambahan bilangan oksidasi dari reduktan sama dengan total pengurangan bilangan oksidasi dari oksidan.

Karena reaksi kimia dapat dilangsungkan dalam suasana asam dan basa, maka metode penyetaraan pun harus mempertimbangkan suasana larutannya. Jadi, kita akan menyetarakan reaksi redoks dalam dua jenis suasana (asam dan basa).

Berikut ini langkah-langkah yang harus ditempuh dalam penyetaraan reaksi dengan metode perubahan bilangan oksidasi :

1. Tentukan bilangan oksidasi masing-masing unsur (biasanya selain H dan O)
2. Setarakan unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
3. Tentukan jumlah total bilangan oksidasi masing-masing unsur, dan tentukan perubahan bilangan oksidasinya
4. Samakan jumlah bilangan oksidasi yang naik dan yang turun dengan menggunakan nilai KPK-nya, dan jadikan faktor pengalinya sebagai koefisien bagi unsur yang bersangkutan
5. Hitung muatan total masing-masing lajur. Tambahkan ion H⁺ pada lajur yang kelebihan muatan negatif (suasana asam). Atau tambahkan ion OH^- pada lajur yang kekurangan ion negatif (suasana basa).
6. Tambahkan H₂O pada lajur yang kekurangan atom H (hidrogen)

Sebagai contoh, setarakan persamaan reaksi berikut ini :

MnO + PbO₂ —> MnO₄^- + Pb²⁺

Tentukan bilangan oksidasi unsur-unsur yang berubah biloksnya (biasanya selain H dan O). Kita dapatkan :

Setarakan unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. Karena sudah setara, kita kasih aja masing-masing koefisien 1. Jika berbeda, maka setarakan terlebih dahulu seperti penyataraan reaksi biasa. Ingat, hanya unsur-unsur yang berubah biloksnya yang disetarakan, yang tidak berubah biloksnya tidak perlu disetarakan pada langkah ini.

Tentukan jumlah bilangan oksidasi total masing-masing unsur, dan tentukan perubahan bilangan oksidasinya

Samakan jumlah bilangan oksidasi yang naik dan yang turun dengan menggunakan nilai KPK-nya, dan jadikan faktor pengalinya sebagai koefisien bagi unsur yang bersangkutan

Hitung muatan total masing-masing lajur. Di sebelah kiri, semua spesinya tidak bermuatan, maka muatan totalnya adalah nol, sedangkan di sebelah kanan, ada yang bermuatan -1, dan ada yang bermuatan +2. Masing-masing spesi dikalikan koefisiennya, kemudian dihitung muatan totalnya, maka didapat :

Tambahkan ion H⁺ pada lajur yang kelebihan muatan negatif (suasana asam). 

Tambahkan H₂O pada lajur yang kekurangan atom H (hidrogen)

Selesai sampai di sini untuk suasana asam.
Untuk suasana basa, ada banyak cara. Cara yang terbaik adalah dengan membuat cara asam terlebih dahulu seperti contoh di atas, kemudian tambahkan OH^- sejumlah H⁺ yang ada pada masing-masing lajur

H⁺ + OH^- = H₂O

eliminasi H₂O di kedua lajur. Hasilnya seperti ini

Nah, itulah cara penyetaraan persamaan reaksi redoks menggunakan metode PBO. Mungkin bagi yang belum terbiasa terasa sulit awalnya, namun jika kita banyak berlatih dengan berbagai variasi soal, maka lama-lama akan terasa mudah. 
Untuk melatih kemampuan, silahkan coba contoh soal berikut ini :
Cr₂O₇^2- + C₂O₄^2- —> Cr³⁺ + CO₂

Pada edisi selanjutnya, insya allah kita akan membahas cara menyetarakan persamaan reaksi redoks menggunakan metode setengah reaksi atau ion elektron.
 
@IF'38

Read More

Mengapa Arsenik Beracun ?

Pada tanggal 7 September 2004, seorang pejuang HAM, Munir said Thalib meninggal dunia dalam perjalanannya menuju Amsterdam Negeri Belanda. Kematian yang tiba-tiba ini menimbulkan tanda tanya besar bagi masyarakat Indonesia. Usut punya usut, ternyata Munir diracun menggunakan racun Arsenik. Sampai sekarang, dalang dari aksi pembunuhan tersebut masih bebas berkeliaran di Indonesia. Sepuluh tahun setelah kematiannya, para aktivis HAM mendesak pemerintah untuk kembali membuka kasus Munir dan menggulung para pelakunya ke penjara. 

Kita tidak akan panjang lebar membahas peristiwa di atas, karena itu bukan ranah kita. Yang akan kita bahas adalah mengapa arsenik bisa menjadi racun yang sangat mematikan.

Arsenik adalah unsur dengan nomor atom 33 dalam tabel periodik. Simbol arsenik adalah As dengan massa atom relatif 75.

Arsenik merupakan salah satu racun tertua yang pernah dikenal manusia. Sudah diketahui bersama bahwa menurut sebagian orang, Napoleon raja Perancis meninggal karena keracunan arsenik yang datang dari pewarna hijau yang terdapat pada wallpaper kamarnya. Perlu diperhatikan, bahwa bahkan sejumlah kecil arsenik pun dapat menimbulkan kematian, atau setidaknya sakit yang menahun dan tidak menyenangkan.

Sifat racun dari arsenik (As) terdapat pada kemampuannya untuk menangkap dan melepaskan elektron. Sebagaimana diketahui, sistem syaraf manusia “diperintah” oleh otak dan diatur oleh siklus penerima elektron yang melepaskan dan menangkap elektron. Nah, karena kemampuan arsenik dalam melepaskan dan menangkap elektron, maka elektron yang dilepaskan atau ditangkap oleh arsenik ini, menyebabkan terganggunya aliran elektron normal di atas. Akibat dari kacaunya aliran elektron ini, maka fungsi syaraf sebagai “pengatur” menjadi terganggu. Jika sistem syaraf gagal, maka paru-paru tidak lagi “diperintah” untuk bekerja, jantung tidak “diminta” untuk berdetak, dan lain sebagainya. Akibatnya, kematian akan segera terjadi dalam waktu cepat.

Yang lebih parah lagi, Arsenik termasuk ke dalam golongan VA segolongan dengan Nitrogen (N) dan Fosfor (P). Kedua unsur ini merupakan unsur-unsur yang sangat dibutuhkan oleh tubuh. Nitrogen terdapat pada protein, sedangkan fosfor terdapat pada ATP (penghasil energi). Sebagaimana kita ketahui, unsur-unsur yang segolongan memiliki sifat yang mirip, dan arsenik memiliki sifat yang mirip dengan nitrogen dan fosfor. Dengan kemiripan sifat ini, maka ketika arsenik masuk ke dalam tubuh, sistem pertahanan tubuh tidak menyadari keberadaannya karena arsenik bisa dengan mudah menggantikan posisi nitrogen maupun fosfor dalam jaringan tubuh.

Jadi, mengapa arsenik bersifat toksik adalah karena dia telah “membodohi” tubuh sehingga tubuh tidak berfikir bahwa arsenik adalah racun.

Sumber : Physical Chemistry, Understanding Our Chemical World

@IF'38

Read More

Perkembangan Tabel Periodik Unsur

Sejak awal berkembangnya ilmu kimia, para ahli kimia sudah mengenal bahwa unsur-unsur tertentu memiliki sifat yang mirip. Sebagai contoh, logam dapat berikatan dengan oksigen membentuk senyawa yang bersifat basa (berasa pahit), sedangkan nonlogam dapat berikatan dengan oksigen membentuk senyawa yang bersifat asam (berasa masam).

Pada tahun 1829, atau 3 tahun setelah penemuan iodin di tahun 1826, Johan W. Dobereiner menemukan bahwa unsur ini memiliki banyak kemiripan dengan dua unsur yang sebelumnya telah ditemukan, yaitu klorin dan bromin. Salah satu yang menonjol adalah bahwa jika ketiga unsur ini disusun, maka massa atom unsur yang kedua akan merupakan setengah kali dari massa atom unsur pertama ditambah massa atom unsur ketiga.

Perhatikan : karena massa atom klorin, bromin, dan iodin berturut-turut adalah 35,5 ; 81 ; dan 127, maka untuk menyatakan keteraturannya, kita hitung massa unsur yang tengah yaitu bromin, mengunakan massa klorin dan iodin. Sehingga :

Jadi, hasilnya adalah sama seperti yang sudah ditemukan oleh para ahli. Selanjutnya, Dobereiner juga mencari unsur-unsur lain yang memiliki sifat sama dan menghitung massa atom relatifnya. Dan ternyata dia menemukan ada setidaknya 5 kelompok yang berprilaku sama. Akhirnya, dia mencetuskan teorinya, dan dinamakan dengan triad Dobereiner.

Tahun 1865, A.R. Newlands (1837 – 1898), seorang ahli kimia berkebangsaan Inggris, menyusun 60 unsur yang sudah dikenali waktu itu, berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Dia menemukan bahwa jika unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya dalam 7 kolom, maka sifat unsur ke-8 mirip dengan sifat unsur pertama, juga sifat unsur ke-9 mirip dengan sifat unsur ke-2, dst. Newlands mengumumkan penemuannya ini dalam forum ilmiah dan menamai hukum ini dengan Hukum Oktaf, karena mirip dengan notasi lagu (do re mi fa so la ti). Ilmuwan Inggris pada waktu itu mengolok-oloknya, dan menanyakan kepadanya apa yang akan terjadi jika unsur disusun berdasarkan alfabet.

Sebenarnya penemuan Newlands ini tidaklah salah total. Hal yang kurang dari tabel buatan Newlands adalah dia tidak memberikan tempat bagi unsur-unsur yang belum ditemukan sehingga seolah-olah unsur kimia hanya terbatas pada 60 unsur saja. Selain itu, adanya dua unsur dalam satu kotak yang sama menjadikan tabelnya kurang mendapat respon dari para ahli kimia pada waktu itu.

Akan tetapi, meskipun banyak kekurangannya, tabelnya ini merupakan langkah maju menuju penyempurnaan sistem periodik unsur.

Tahun 1869, Dimitri Ivanovich Mendeleev (1834 – 1907), seorang ahli kimia dari Rusia, menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya. Konsepnya hampir sama dengan yang dilakukan Newlands, namun dia tidak menghubungkannya dengan musik. Namun lagi-lagi, upayanya ini tidak menarik perhatian dunia ilmiah, sampai kemudian seorang ahli kimia dari Jerman, Lothar Meyer (1830 – 1895) mempublikasikan penemuannya tentang sistem periodik yang mirip dengan apa yang dilakukan oleh Mendeleev, dan dia mengakui bahwa Mendeleev telah mendahuluinya dalam ide tersebut.

Mendeleev dan Meyer mengelompokkan unsur berdasarkan sudut pandang yang berbeda. Mendeleev menyusun unsur-unsur berdasarkan pada kesamaan sifat kimia, sedangkan Meyer menyusun unsur-unsur berdasarkan pada sifat fisikanya. Hasilnya sungguh menakjubkan, keduanya memberikan hasil yang sama, yaitu sifat unsur-unsur akan berubah secara periodik seiring dengan kenaikan massa atom.

Dalam hal ini, Mendeleev dan Meyer memiliki dua pendapat dan keyakinan yang sama yaitu:

- Daftar unsur yang ada waktu itu belum lengkap dan sempurna

- Diharapkan sifat unsur bervariasi secara sistematis dan periodik, sehingga sifat unsur yang belum ditemukan dapat diprediksi.

Dengan keyakinan ini, Mendeleev bahkan berani memprediksikan unsur-unsur baru yang akan mengisi tabel periodiknya, lengkap dengan sifat-sifatnya. Dia memprediksikan unsur yang bernama eka-alumunium yaitu unsur yang memiliki kesamaan sifat dengan alumunium (berada dalam satu golongan) namun memiliki massa lebih berat.

Pada tahun 1875, seorang kimiawan Perancis Paul Boisbaudran menemukan unsur galium yang tidak lain adalah eka-alumunium yang diprediksi oleh Mendeleev. Unsur lain yang diprediksi oleh Mendeleev adalah eka-silikon, yaitu unsur yang segolongan dengan silikon dan memiliki kemiripan sifat dengan silikon. Lagi-lagi prediksinya ini tepat setelah ditemukannya Germanium oleh Alexander Winkler. Berikut ini perbandingan sifat eka-silikon hasil prediksi Mendeleev dengan Germanium :

Hukum Mendeleev berbunyi : “Bila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat unsur akan berulang secara periodik”. Mendeleev menempatkan unsur-unsur yang memiliki sifat yang mirip dalam satu lajur vertikal (golongan), dan menempatkan unsur-unsur yang sifat dan massanya mengalami perubahan secara teratur, dalam satu lajur horizontal (periode). Tabel periodik rancangan Mendeleev ini merupakan cikal bakal dari sistem periodik modern. Di beberapa tempat dalam tabelnya, Mendeleev mengosongkan beberapa tempat dan memprediksikan unsur-unsur yang pantas mengisi tempat yang kosong tersebut. Berikut ini tabel periodik usulan Mendeleev.

Tabel periodik Mendeleev ini merupakan langkah maju dan merupakan tabel periodik yang relatif lebih sempurna dibandingkan pendahulunya. Meskipun begitu, ada beberapa kelemahan dari tabel periodik usulan Mendeleev ini, yaitu :

- Jika aturan kenaikan massa atom ini diikuti dengan konsisten, maka sebagian unsur tidak pas untuk ditempatkan pada tempat tersebut. Jadi, posisi Te (Ar = 127,61) dan J (atau Iodin ; Ar = 126,91) harus ditukar.

- Unsur-unsur yang sedang ditemukan, seperti Holmium dan Samarium, ternyata tidak mendapat tempat pada tabel periodiknya Mendeleev. Ini merupakan hal yang cukup memalukan

- Unsur-unsur yang terdapat pada satu golongan terkadang memiliki kereaktifan kimia yang berbeda. Hal ini bisa dilihat pada golongan I yang mencakup unsur-unsur paling reaktif (alkali) dan unsur-unsur logam mulia (Cu, Ag, Au) yang sangat tidak reaktif.

Kelemahan tabel periodik Mendeleev ini juga dikarenakan belum ditemukannya gas mulia dan ternyata dia tidak dapat memprediksikan keberadaan gas mulia. Setelah ditemukannya gas-gas mulia pada tahun 1894, masalah lain datang, Argon dan Kalium “mengikuti jejak” Te dan I. Massa atom Ar (39,95) lebih besar daripada massa atom K (39,10). Jika kedudukannya dibalik, maka tentunya tidak akan sesuai dengan kesamaan sifat dalam satu golongan. Selanjutnya, ternyata massa atom tidak cukup sebagai dasar pengelompokkan unsur, harus ada besaran lain yang lebih akurat dalam mengelompokkan unsur.

Pada tahun 1913, Henry G.J. Moseley (1887 – 1915), seorang fisikawan bangsa Inggris, melakukan percobaan dengan menembakkan sinar X energi tinggi pada suatu padatan unsur murni. Akibat penembakan ini, maka atom unsur tersebut memancarkan sinar X dengan panjang gelombang tertentu. Sinar X yang dihasilkan oleh unsur tersebut direkam secara fotografi. Setiap gambar mengandung seri garis-garis yang merepresentasikan sinar X pada panjang gelombang yang bervariasi. Setiap unsur menghasilkan panjang gelombangnya masing-masing. Panjang gelombang setiap unsur memendek seiring dengan penambahan massa atom dengan beberapa pengecualian. 

Kemudian dia pun menyimpulkan bahwa panjang gelombang sinar X berhubungan dengan nomor atom. Dia mengatakan “Setiap unsur berbeda dari unsur sebelumnya dengan penambahan satu buah muatan positif pada intinya”. Dan kita tahu, muatan positif pada inti adalah proton, dan jumlah proton disebut dengan nomor atom.

Berdasarkan penemuan ini, maka Moseley menyusun unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atomnya, dan ternyata hasilnya hampir sama dengan tabel periodik Mendeleev namun tentunya lebih tepat dan lebih sempurna.

Tabel periodik usulan Moseley inilah yang kemudian disetujui oleh IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) dan kita pakai sekarang. Sehingga, dapat kita simpulkan bahwa sifat unsur adalah fungsi periodik dari nomor atomnya.

Sistem periodik Moseley bisa dikatakan hanyalah penyempurnaan dari tabel periodik Mendeleev. Dalam tabel Mendeleev, kita melihat bahwa Tellurium (Te) berada pada golongan VI mendahului Iodin (J) yang berada pada golongan VII. Hal ini tentunya tidak pas jika kita menggunakan kenaikan massa atom, karena massa atom Te = 127,6 lebih besar daripada massa atom I (126,9). Alasan mengapa Mendeleev menyusun seperti itu adalah karena kesamaan sifat antara Te dengan unsur-unsur diatasnya, sebagaimana I memiliki sifat yang mirip unsur-unsur diatasnya.

Dengan menggunakan tabel periodik usulan Moseley ini, maka masalah ini bisa dipecahkan, karena sesuai dengan kenaikan nomor atom, Te yang memiliki nomor atom 52, mendahului I yang memiliki nomor atom 53. Begitu pula dengan Ar (nomor atom 18) dan K (nomor atom 19).

Tak lama kemudian setelah penemuannya, Moseley termasuk ke dalam daftar orang yang wajib ikut berperang dalam perang dunia I. Dia terbunuh dalam pertempuran berdarah di Gallipoli pada tahun 1915 pada usia 27 tahun!. Para ahli percaya, seandainya Moseley hidup lebih lama, maka dia akan menjadi salah seorang Kimiawan terbesar abad XX. Sayangnya, Moseley tidak mendapat penghargaan yang baik atas karyanya. Tidak ada Nobel yang diberikan padanya, dan tidak ada pula unsur yang diberi nama atas namanya.

@IF'38

Read More