EMPAT UNSUR KIMIA TERBARU

Menanggapi klaim penemuan empat unsur baru, yaitu unsur dengan nomor atom 113, 115, 117, dan 118, penemu keempat unsur dari tiga negara, yaitu Jepang, Rusia, dan Amerika Serikat telah diundang untuk mengajukan nama unsur-unsur baru tersebut. Unsur tersebut sebelumnya diberi nama ununtrium (Uut), ununpentium (Uup), ununseptium (Uus), dan ununoktium (Uuo). Melewati proses serta pengkajian yang panjang, pertimbangan oleh publik (public review) selama kurang lebih 5 bulan, dan ditutup pada 8 November 2016, akhirnya Divisi Kimia Anorganik IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) telah menyepakati nama-nama baru bagi keempat unsur tersebut, yaitu:

> nihonium (Nh), untuk unsur ke-113

moscovium (Mc), untuk unsur ke-115

tennessine (Ts), untuk unsur ke-117

oganesson (Og), untuk unsur ke-118.

Sesuai dengan tradisi dan aturan dari IUPAC, unsur yang baru saja ditemukan dapat diberi nama yang berasal dari:

1.     karakter atau konsep mitologi (termasuk objek astronomi),

2.     nama mineral atau senyawa yang mirip,

3.     nama tempat atau daerah,

4.     sifat dari unsur, atau

5.     nama peneliti/saintis.

Nama dari semua unsur baru juga harus memiliki akhiran yang mengikuti golongannya. Unsur baru yang berada pada golongan 1-16 memiliki akhiran ‘-ium‘ seperti unsur ke-113, nihonium, dan ke-115, moscovium, akhiran ‘-ine‘ untuk unsur golongan 17 (halogen), yaitu unsur ke-117, tennessine, dan akhiran ‘-on‘ untuk unsur golongan 18 (gas mulia), yaitu unsur ke-118, oganesson. Selain itu, penamaan dari unsur tersebut dalam bahasa Inggris harus mudah diterjemahkan ke dalam bahasa-bahasa lain di dunia yang umum digunakan.

Untuk unsur dengan nomor atom 113, penemu di RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science (Jepang) mengusulkan nama nihonium dengan lambang Nh. Nihon adalah salah satu dari dua cara untuk mengatakan kata ‘Jepang’ dalam bahasa Jepang yang memiliki arti ‘tanah tempat matahari terbit’. Nama ini diajukan untuk menyatakan secara langsung bahwa unsur baru tersebut ditemukan di Jepang. Unsur ke-113 ini adalah unsur pertama yang ditemukan oleh negara di benua Asia. Ketika mempresentasikan ajuan ini, tim penemu berharap kebanggaan dan kepercayaan masyarakat akan sains akan menggantikan kepercayaan yang hilang pada para korban bencana reaktor nuklir Fukushima pada tahun 2011 silam.

Untuk unsur dengan nomor atom 115, nama yang diajukan adalah moscovium dengan lambang Mc, dan untuk unsur ke-117, diajukan nama tennessine dengan lambang Ts. Penamaan ini sejalan dengan tradisi menghormati tempat penemuan unsur dan diajukan bersama-sama oleh penemu di Joint Institute for Nuclear Research, Dubna (Rusia), Oak Ridge National Laboratory (Amerika Serikat), Vanderbilt University (Amerika Serikat), dan Lawrence Livermore National Laboratory (Amerika Serikat). Nama moscovium berasal nama kota Moscow dan dipilih dalam rangka menghormati daerah tersebut sebagai tempat dari Joint Institute for Nuclear Research, tempat dilakukannya eksperimen penemuan unsur ke-115 menggunakan Dubna Gas-Filled Recoil Separator dengan kombinasi peralatan akselerator ion berat dari Flerov Laboratory of Nuclear Reactions. Adapun nama tennessine berasal dari daerah Tennessee, Amerika Serikat yang berkontribusi dalam penemuan unsur ke-117 ini, yang didalamnya terdapat Oak Ridge National Laboratory, Vanderbilt University, dan University of Tennessee at Knoxville, serta pada penemuan unsur-unsur superberat lainnya, termasuk produksi dan pemisahan kimia dari material target aktinida untuk sintesis unsur superberat di  ORNL’s High Flux Isotope Reactor (HFIR) dan Radiochemical Engineering Development Center (REDC).

Untuk unsur ke-118, tim hasil kolaborasi peneliti dari Joint Institute for Nuclear Research, Dubna (Rusia) dan Lawrence Livermore National Laboratory (Amerika Serikat) mengajukan nama oganesson dan lambang Og. Nama ini diajukan untuk menghormati seorang saintis, Profesor Yuri Oganessian (lahir 1933) sebagai pionir dalam penelitian unsur transaktinida. Banyak pencapaian yang telah dilakukannya, termasuk penemuan unsur superberat dan membuktikan island of stability pada pita kestabilan inti secara eksperimen.

Setelah unsur-unsur periode ke-7 lengkap ditemukan, kini laboratorium di dunia sudah mulai bekerja untuk menemukan unsur-unsur pada periode ke-8 dalam tabel periodik. Selain itu, para peneliti juga bekerja bersama untuk mengidentifikasi lebih lanjut unsur nomor atom 112, copernicium (Cn) dan unsur superberat lainnya yang sebelumnya telah ditemukan.

Sumber: amisca.chem.itb.ac.id

ENERGI PENGIONAN ATOM-ATOM DALAM POSISI DIAGONAL

Untuk menjelaskan perbandingan sifat keperiodikan unsur dalam satu golongan dan periode tentulah sangat mudah, karena sitar tersebut memiliki keteraturan namun bagaimana cara untuk membandingkan jika berada pada posisi diagonal seperti membandingkan antara atom Na dan Ca?

berikut ini penjelasan singkat dari bapak Muhammad Abdulkadir Martoprawiro yang di sadur dari halaman AGKI:

1. Selama ini kita diajarkan, semakin ke kanan dalam periode yang sama, muatan inti semakin besar, jari-jari semakin kecil, karena tarikan inti terhadap elektron semakin kuat, yang menyebabkan elektron lebih sulit dilepaskan. Energi pengionan semakin besar. Jadi, faktor penentunya adalah muatan inti. 

Sedangkan dalam satu golongan, semakin ke bawah, jari-jari semakin besar, akibat jumlah kulit elektron semakin banyak, sehingga elektron semakin jauh dari inti, yang menyebabkan elektron lebih mudah dilepaskan. Energi pengionan semakin kecil. Jadi, faktor penentunya adalah pertambahan jumlah kulit elektron. 

(Energi pengionan = energi ionisasi)

2. Nah, Ca dan Na tidak dalam satu perioda, tidak juga dalam satu golongan. Dari penjelasan kiri-kanan, energi pengionan Ca mestinya lebih besar. Tapi Na-Ca tidak dalam satu periode. Dari penjelasan atas-bawah, energi pengionan Ca mestinya lebih kecil. Tapi Na-Ca tidak dalam satu golongan.

Bisa diperhatikan, penjelasan kiri-kanan, bertentangan dengan penjelasan atas-bawah. Pertanyaannya, mana yang lebih dominan, pengaruh penambahan muatan inti, yang menyebabkan energi pengionan semakin besar? Atau pengaruh penambahan kulit elektron, yang menyebabkan elektron terluar lebih jauh dan energi pengionan semakin kecil?

Pertanyaan semacam ini tidak termasuk yang dapat dijawab secara sederhana. Siswa SMA tidak dituntut untuk bisa menjawabnya. Yang dituntut dari siswa SMA misalnya kemampuan untuk bisa membedakan energi pengionan Na dan Mg (satu periode), atau antara Mg dan Ca (satu gologan). 

3. Atau kalau dalam arah diagonal, siswa SMA juga semestinya bisa menjawab pertanyaan mana yang lebih besar energi pengionannya antara Na dan Be, atau antara K dan Mg. Mengapa? Karena untuk kasus ini, penjelasan kiri-kanan dalam tabel periodik, sejalan dengan penjelasan atas-bawah. 

Untuk menjelaskan kasus diagonal semacam ini, siswa dipersilakan melihat tabel periodik. Bisa ditunjukkan, arah diagonal Na-Ca, berbeda dengan arah diagonal K-Mg. 

4. Jadi, kita tidak bisa meramalkan mana yang lebih besar energi pengionannya antara Na dan Ca. Kita perlu melihat dulu data percobaan, lalu berusaha menjelaskannya, apakah perbedaan jumlah kulit lebih dominan pengaruhnya dibandingkan penambahan muatan inti. 

Dari percobaan, ternyata energi pengionan Na adalah 496 kJ/mol sedangkan energi pengionan Ca adalah 590 kJ/mol. Dari data ini ternyata pengaruh penambahan muatan inti lebih menentukan dibandingkan pengaruh penambahan jumlah kulit. 

5. Tapi kesimpulan ini tidak bisa digebyah uyah atau digeneralisasi. Pada kasus yang lain, bisa terjadi pengaruh penambahan jumlah kulit lebih dominan dibandingkan pengaruh penambahan muatan inti. 

Kita ambil contoh lain dengan posisi diagonal yang serupa, yaitu antara nikel dan perak. Energi pengionan Ni adalah 737 kJ/mol sedangkan energi pengionan Ag adalah 731 kJ/mol. 

6. Coba tengok tabel periodik, ternyata dalam posisi diagonal yang serupa, energi pengionan Na < Ca, sedangkan energi pengionan Ni > Ag. Tidak ada konsistensi. 

Pada kasus Na dan Ca, yang dominan adalah pengaruh penambahan muatan inti. Muatan inti Ca lebih besar dari muatan inti Na, sehingga energi pengionan Ca lebih besar. 

Tetapi dalam kasus Ni dan Ag, walaupun muatan inti Ag lebih besar dari muatan inti Ni, energi pengionan Ag justru lebih kecil dari energi pengionan Ni. Di sini yang lebih dominan adalah pengaruh jumlah kulit. Elektron terluar Ag berada pada nomor kulit yang lebih besar, sehingga energi pengionannya lebih kecil. 

Semoga penjelasan panjang ini bisa memberi kejelasan, bahwa untuk diagonal menurun dari kiri ke kanan, kita tidak bisa meramalkan mana yang energi pengionannya lebih besar. Tapi dalam diagonal menanjak dari kiri ke kanan, dalam banyak kasus kita bisa meramalkannya. 

7. Sebagai penutup, perlu diingatkan adanya kekecualian dalam perubahan energi pengionan dalam periode yang sama. Dari golongan IIA (2) ke golongan IIIA (13), juga dari golongan VA (15) ke golongan VIA (16), walau ke kanan, energi pengionannya turun.

STRUKTUR ATOM

Nilai ke empat bilangan kuantum Al

Untuk unsur Al dengan nomor atom 13, kombinasi bilangan kuantum yang mungkin untuk elektron _terluar_ pada keadaan dasar adalah
1). n = 3, 𝓁 = 1, m = +1 dan s = +1/2

(2) n = 3, 𝓁 = 3, m = +1 dan s = +1/2

(3) n = 3, 𝓁 = 1, m = -2 dan s = -1/2

(4) n = 3, 𝓁 = -1, m = +1 dan s = +1/2

(5) n = 3, 𝓁 = 1, m = +1 dan s = +1/2

Setelah melihat soal di atas dari textbook atau soal di negara lain, seorang guru/dosen di Indonesia bertanya dalam hati: kok soalnya gampang sekali? Karena dirasa terlalu gampang, dibuatlah soal yang dianggapnya lebih baik, yaitu: 

Unsur Al dengan nomor atom 13, kombinasi bilangan kuantum elektron terakhir yang mungkin adalah 

2). n = 3, 𝓁 = 1, m = +1 dan s = -1/2

3). n = 3, 𝓁 = 1, m = 0 dan s = +1/2

4). n = 3, 𝓁 = 1, m = 0 dan s = -1/2

5). n = 3, 𝓁 = 1, m = -1 dan s = +1/2

6). n = 3, 𝓁 = 1, m = -1 dan s = -1/2

Padahal soal yang dianggapnya lebih baik karena _tidak terlalu gampang_ tsb. mengandung kesalahan prinsip yang fatal. Tidak mungkin elektron bisa diatur untuk masuk ke px dulu, atau ke py dulu, atau ke pz dulu, karena tingkat energinya sama. Kalau tingkat energinya berbeda, barulah elektron akan memilih yang tingkat energinya lebih rendah.

Kesalahan fatal yang lain, tidak mungkin elektron diatur agar spin-up dulu, karena spin-down sama energinya dengan spin-up. Kalau sudah spin-down, barulah elektron berikutnya spin-down lagi di orbital lain yang setara energinya. Menurut aturan Hund, kalau satu elektron sudah spin-down di salah satu orbital 2p, maka elektron kedua di subkulit itu akan spin-down lagi, tapi di orbital lain.

Karena kesalahan fatal ini, maka semua jawaban di atas, dari (1) hingga (6), betul SEMUA.

Soal yang KELIRU di atas, masih mengandung kekeliruan tambahan. Seharusnya ditambah kata-kata "pada keadaan dasar". Tanpa kata-kata itu, maka konfigurasi elektron Al adalah:

(a)   1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹

(b)  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3d¹

(c)   1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ 3p²

(d)  1s² 2s² 2p⁶ 3s⁰ 3p³

(e)  1s¹ 2s¹ 2p⁶ 3s¹ 3p⁴

(disadur dari grup Asosiasi guru kimia Indonesia)