Konfigurasi elektron untuk :

₁₈Ar : 2, 8, 8

₅₄Xe : 2, 8, 18, 18, 8

Berdasarkan konfigurasi elektron di atas dapat disimpulkan bahwa Ar dan Xe memiliki elektron valensi yang sama yakni 8. Hal ini juga menunjukkan bahwa Ar dan Xe terletak pada golongan yang sama yakni golongan VIIIA atau disebut juga golongan gas mulia.

H. G. Moseley, mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat.

• Baris-baris horizontal (dari kiri ke kanan) disebut periode. Unsur yang jumlah kulitnya sama, terletak pada periode yang sama.
• Baris-baris vertikal (dari atas ke bawah) disebut golongan. Unsur yang struktur elektron terluarnya (elektron valensi) sama terletak pada golongan yang sama.

Penentuan Periode dan Golongan Berdasarkan Konfigurasi Sub Kulit

Sistem periodik modern disusun berdasarkan konfigurasi elektron (nomor atom) yang dituangkan dalam bentuk tabel. Tabel periodik terdiri atas baris dan kolom. Baris disebut dengan periode sedangkan kolom disebut golongan. Unsur yang jumlah kulitnya sama diletakkan pada periode yang sama.

nomor periode = jumlah kulit

Unsur-unsur yang pengisian elektron terluar (elektron valensi) sama diletakkan pada golongan yang sama. Karena sifat kimia ditentukan struktur elektron valensi maka unsur-unsur dalam satu golongan mempunyai sifat yang mirip.

Unsur Utama (A)

Unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit s atau subkulit p. Struktur elektron valensi golongan utama.

ns^x atau ns² np^y ⟶ n = periode

x = nomor golongan atau 2 + y = nomor golongan

Pengecualian:

₁H : 1s¹ : tidak mempunyai golongan

₂He: 1s² : termasuk gas mulia (VIIIA)

P  : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴ ⟶ Berakhir di subkulit p ⟶ Unsur golongan utama (A)    

elektron valensinya 3s² 3p⁴ ⟶ jumlah elektron valensi = 6 ⟶ golongan VIA

R  : 1s² ⟶ no. atom 2 ⟶ unsur He ⟶ golongan VIIIA

Q  : 1s² 2s² 2p⁴ ⟶ Berakhir di subkulit p ⟶ Unsur golongan utama (A)    

elektron valensinya 2s² 2p⁶ ⟶ jumlah elektron valensi = 6⟶ golongan VIA

S  : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² ⟶ Berakhir di subkulit s ⟶ Unsur golongan utama (A)    

eletron valensinya 3s² ⟶ jumlah elektron valensi = 2⟶ golongan IIA

Jadi pasangan unsur dalam soal yang terletak dalam satu golongan adalah P dan Q.

Penentuan Periode dan Golongan Berdasarkan Konfigurasi Subkulit

Sistem periodik modern disusun berdasarkan konfigurasi elektron (nomor atom) yang dituangkan dalam bentuk tabel. Tabel periodik terdiri atas baris dan kolom. Baris disebut dengan periode, sedangkan kolom disebut golongan. Unsur yang jumlah kulitnya sama diletakkan pada periode yang sama.

Untuk konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ ⟶ Berakhir di subkulit p ⟶ Unsur golongan utama (A).

Unsur utama (A) adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit s atau subkulit p. Struktur elektron valensi golongan utama.

ns^x atau ns² np^y

⟶ n = periode

⟶ x = nomor golongan atau 2 + y = nomor golongan

Elektron valensinya: 3s² 3p⁶

⟶ jumlah elektron valensi = 2 + 6 = 8 ⟶ golongan VIIIA.

⟶ jumlah kulit = periode = 3

Jadi, unsur pada soal terletak pada golongan VIIIA dan periode 3.

Teori Oktaf Newlands (1864)

Susunan Newland menunjukkan bahwa apabila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya, maka unsur pertama mempunyai kemiripan sifat dengan unsur kedelapan, unsur kedua sifatnya mirip dengan unsur kesembilan, dan seterusnya. Penemuan Newland ini dinyatakan sebagai Hukum Oktaf Newland. Pada saat daftar Oktaf Newland disusun, unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) belum ditemukan. Gas Mulia ditemukan oleh Rayleigh dan Ramsay pada tahun 1894. Unsur gas mulia yang pertama ditemukan ialah gas argon. Hukum Oktaf Newland hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah.

• Pilihan jawaban A (beberapa unsur tidak disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya), B (valensi unsur yang lebih dari satu sulit diramalkan dari golongannya) dan E (anomali unsur hidrogen dari unsur yang lain tidak dijelaskan) merupakan kelemahan dari sistem periodik Mendeleev
• Pilihan jawaban C (kemiripan sifat tidak hanya terjadi pada tiga unsur dalam setiap kelompok) merupakan kelemahan dari Triade Dobereiner
• Pilihan jawaban D (hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah) merupakan kelemahan dari sistem periodik A. R. Newlands

Jadi kelemahan metode penggolongan unsur dengan teori oktaf Newlands adalah hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah.

Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom dalam menarik pasangan elektron yang digunakan bersama dalam membentuk ikatan. Semakin besar harga keelektronegatifan suatu atom, maka semakin mudah menarik pasangan elektron untuk membentuk ikatan, atau gaya tarik elektronnya makin kuat. Keelektronegatifan unsur ditentukan oleh muatan inti dan jari-jari atomnya.

Keelektronegatifan unsur-unsur dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin kecil, sedangkan unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin besar. Menurut Pauling, keelektronegatifan unsur gas mulia adalah nol. Artinya, gas mulia tidak mempunyai kemampuan untuk menarik elektron.

Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa keelektronegatifan terbesar akan dimiliki oleh golongan paling kanan (selain gas mulia karena tidak memiliki keelektronegatifan) dan periode paling kecil.

Natrium (Na) ⟶ Golongan IA / periode 3

Kalsium (Ca) ⟶ Golongan IIA / periode 4

Helium (He) ⟶ Golongan VIIIA / periode 1

Fluorin (F) ⟶ Golongan VIIA / periode 2

Klorin (Cl) ⟶ Golongan VIIA / periode 3

Jadi, unsur yang mempunyai keelektronegatifan terbesar pada pilihan jawaban adalah fluorin.

Teori Oktaf Newland (1864)

Susunan Newland menunjukkan bahwa apabila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya, maka unsur pertama mempunyai kemiripan sifat dengan unsur kedelapan, unsur kedua sifatnya mirip dengan unsur kesembilan, dan seterusnya. Penemuan Newland ini dinyatakan sebagai Hukum Oktaf Newland. Pada saat daftar Oktaf Newland disusun, unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) belum ditemukan. Gas Mulia ditemukan oleh Rayleigh dan Ramsay pada tahun 1894. Unsur gas mulia yang pertama ditemukan ialah gas argon. Hukum Oktaf Newland hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah.

Jadi penggolongan unsur kimia disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya dimana unsur ke-1 mempunyai sifat yang sama dengan unsur ke-8 dikemukakan oleh A. R. Newlands.

PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK

Lavoisier, mengelompokkan unsur-unsur menjadi logam dan non logam

Triade Dobereiner (1829)

Dobereiner melihat adanya kemiripan sifat di antara beberapa unsur, lalu mengelompokkan unsur-unsur tersebut menurut kemiripan sifatnya. Ternyata tiap kelompok terdiri dari tiga unsur sehingga disebut triade.

Sistem Periodik Mendeleev (1869)

Sistem periodik Mendeleev disusun berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat.

Sistem Periodik Modern oleh Henry G. J. Moseley (1914)

Sistem periodik modern Moseley bisa dikatakan sebagai penyempurnaan sistem periodik Mendeleev. Sistem periodik modern dikenal juga sebagai sistem periodik bentuk panjang, disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat.

Sistem periodik unsur disusun dengan memperhatikan sifat-sifat unsur. Sifat-sifat periodik unsur adalah sifat-sifat yang berubah secara beraturan sesuai dengan kenaikan nomor atom unsur.

Jari-Jari Atom

Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit elektron terluar yang ditempati elektron. Panjang pendeknya jari-jari atom tergantung pada jumlah kulit elektron dan muatan inti atom. Makin banyak jumlah kulit elektron maka jari-jari atom semakin panjang. Jika jumlah kulit atom sama banyak, maka yang berpengaruh terhadap panjangnya jari-jari atom ialah muatan inti. Semakin banyak muatan inti atom, makin besar gaya tarik inti atom terhadap elektronnya, sehingga elektron lebih dekat ke inti. Jadi, semakin banyak muatan inti, maka semakin pendek jari-jari atomnya.

Unsur-unsur yang satu golongan, dari atas ke bawah memiliki jari-jari atom yang semakin besar karena jumlah kulit yang dimiliki atom semakin banyak. Unsur-unsur yang seperiode, dari kiri ke kanan jari-jari atomnya semakin kecil. Hal itu disebabkan unsur-unsur dari kiri ke kanan memiliki jumlah kulit yang sama, tetapi muatan intinya semakin besar.

Jadi, jari-jari atom unsur dalam satu golongan semakin besar karena jumlah kulit atom semakin banyak.

Penentuan Periode dan Golongan Berdasarkan Konfigurasi Sub Kulit

Sistem periodik modern disusun berdasarkan konfigurasi elektron (nomor atom) yang dituangkan dalam bentuk tabel. Tabel periodik terdiri atas baris dan kolom. Baris disebut dengan periode sedangkan kolom disebut golongan. Unsur yang jumlah kulitnya sama diletakkan pada periode yang sama.

nomor periode = jumlah kulit

Unsur-unsur yang pengisian elektron terluar (elektron valensi) sama diletakkan pada golongan yang sama. Karena sifat kimia ditentukan struktur elektron valensi maka unsur-unsur dalam satu golongan mempunyai sifat yang mirip.

Unsur Utama (A)

Unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit s atau subkulit p. Struktur elektron valensi golongan utama.

ns^x atau ns² np^y ⟶ n = periode

x = nomor golongan atau 2 + y = nomor golongan

Pengecualian:

₁H : 1s¹ : tidak mempunyai golongan

₂He: 1s² : termasuk gas mulia (VIIIA)

Atom unsur X dengan massa atom relatif 30 memiliki 12 neutron

Jumlah proton = jumlah elektron

Massa atom = p + n ⟶ elektron = 30 - 12 = 18

Konfigurasi elektron untuk atom yang memiliki jumlah elektron 18 adalah :

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ ⟶ Berakhir di subkulit p ⟶ Unsur golongan utama (A)

Elektron valensinya 3s² 3p⁶⟶ jumlah elektron valensi = 8 ⟶ golongan VIIIA dan periode 3

Jadi atom X pada soal terletak pada golongan gas mulia dan periode 3.

Menurut Teori Atom Bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada jalur-jalur lintasan tertentu yang disebut kulit (tingkat energi).

Jumlah maksimum elektron yang dapat menempati satu kulit harus memenuhi rumus 2n² (n = nomor kulit).

Konfigurasi elektron, golongan dan periode unsur-unsur dalam soal adalah sebagai berikut.

₁₁Na = 2, 8, 1 ⟶ Golongan IA / Periode 3

₁₂Mg = 2, 8, 2 ⟶ Golongan IIA / Periode 3

₁₃Al = 2, 8, 3 ⟶ Golongan IIIA / Periode 3

₂₀Ca = 2, 8, 8, 2 ⟶ Golongan IIA / Periode 4

₃₁Ga = 2, 8, 18, 3 ⟶ Golongan IIIA / Periode 4

Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan atom untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari suatu atom atau ion dalam wujud gas. Harga energi ionisasi dipengaruhi oleh besarnya nomor atom dan ukuran jari-jari atom. Makin besar jari-jari atom, maka gaya tarik inti terhadap elektron terluar makin lemah. Hal itu berarti elektron terluar akan lebih mudah lepas, sehingga energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terluar makin kecil. Energi ionisasi unsur-unsur dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin kecil, sedangkan unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin besar.

Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa unsur yang memiliki energi ionisasi paling besar adalah unsur yang terletak paling atas (periode kecil) dan paling kanan (golongan besar).

Jadi, unsur pada soal yang memiliki energi ionisasi terbesar adalah unsur ₁₃Al.

Penentuan Periode dan Golongan Berdasarkan Konfigurasi Subkulit

Sistem periodik modern disusun berdasarkan konfigurasi elektron (nomor atom) yang dituangkan dalam bentuk tabel. Tabel periodik terdiri atas baris dan kolom. Baris disebut dengan periode, sedangkan kolom disebut golongan. Unsur yang jumlah kulitnya sama diletakkan pada periode yang sama.

X³⁺ = 1s² 2s² 2p⁶

X³⁺ ⟶ X yang melepas 3 e^- , maka konfigurasi untuk atom X adalah:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ ⟶ Berakhir di subkulit p ⟶ Unsur golongan utama (A).

Unsur utama (A) adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit s atau subkulit p.

Struktur elektron valensi golongan utama.

ns^x atau ns² np^y

⟶ n = periode

⟶ x = nomor golongan atau 2+y = nomor golongan

Elektron valensinya 3s² 3p¹

⟶ jumlah elektron valensi = 2 + 1 = 3, maka golongan IIIA

⟶ jumlah kulit = periode = 3

Jadi, atom X pada soal terletak pada golongan IIIA dan periode 3.