Unsur Halogen dan Gas Mulia "Ichii, Mank, Chime, Fire, Gerii, Sussi"

Unsur Gas Mulia
Pada tahun 1898, Huge Erdmann mengambil nama Gas Mulia (Noble Gas) dari bahasa Jerman Edelgas untuk menyatakan tingkat kereaktifan Gas Mulia yang sangat rendah. Nama Noble dianalogikan dari Noble Metal (Logam Mulia), emas, yang dihubungkan dengan kekayaan dan kemuliaan.
Gas Mulia pertama ditemukan pada tanggal 18 Agustus 1868 oleh Pierre Janssen dan Joseph Horman Lockyer. Ketika sedang meneliti gerhana matahari total mereka menemukan sebuah garis baru di spektrum sinar matahari. Mereka menyakini bahwa itu adalah lapisan gas yang belum diketahui sebelummnya, lalu mereka menamainya Helium.

Berikut ini adalah asal-usul mana unsur-unsur Gas Mulia, yaitu:
  1. Helium à ήλιος (ílios or helios) = Matahari
  2. Neon à νέος (néos) = Baru
  3. Argon à αργός (argós) = Malas
  4. Kripton à κρυπτός (kryptós) = Tersembunyi
  5. Xenon à ξένος (xénos) = Asing
  6. Radon (pengecualian) diambil dari Radium

Nama-nama di atas diambil dari bahasa Yunani. Pada awalnya, Gas Mulia dinyatakan sebagai gas yang inert tetapi julukan ini disanggah ketika ditemukan senyawa Gas Mulia.
Definisi Golongan Gas Mulia
Gas Mulia adalah golongan yang paling stabil dalam sistem periodik unsur. Unsur-unsurnya adalah He (Helium), Ne (Neon), Ar (Argon), Kr (Kripton), Xe (Xenon), dan Rn (Radon) yang bersifat radioaktif. Elektron valensi kulit terluar unsur-unsur golongan Gas Mulia dianggap “penuh” sehingga unsur-unsur Gas Mulia menjadi unsur yang stabil. Karena sifat stabilnya, unsur-unsur Gas Mulia ditemukan di alam dalam bentuk monoatomik. Konfigurasi elektron unsur-unsur Gas Mulia adalah ns2np6, kecuali He 1s2.
Dalam satu golongan, Jari-jari atom unsur-unsur Gas Mulia dari atas ke bawah semakin besar karena bertambahnya kulit yang terisi elektron. Energi Ionisasi dari atas ke bawah semakin kecil karena gaya tarik inti atom terhadap elektron terluar semakin lemah. Afinitas Elektron unsur-unsur Gas Mulia sangat kecil sehingga hampir mendekati nol.
Titik didih unsur-unsur Gas Mulia berbanding lurus dengan kenaikan massa atom. Titik lebur unsur-unsur Gas Mulia mengikuti sifat titik didih.
Sifat kereaktifan unsur-unsur Gas Mulia berurut Ne > He > Ar > Kr > Xe. Rn radioaktif. Konfigurasi elektron Gas Mulia dijadikan sebagai acuan bagi unsur-unsur lain dalam sistem periodik. Contoh,
|o| 11Na : [Ne] 3s1 untuk Ne : 1s2 2s2 2p6
|o| 35Br : [Ar] 4s2 3d10 4p5 untuk Ar : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Elektron valensi Gas Mulia sangat stabil karena memenuhi kaidah duplet (untuk Hidrogen dan Helium) dan oktet. Sehingga Gas Mulia dijadikan acuan bagi unsur-unsur lain dalam sistem periodik untuk stabil. Contoh,
|o| Na : 2 8 (1)    elektron valensi Na = 1
Na harus memenuhi kaidah oktet. Jadi untuk stabil Na harus melepas 1 elektron menjadi Na+
|o| Cl : 2 8 (7)     elektron valensi Cl = 7
Cl harus memenuhi kaidah oktet. Jadi untuk stabil Cl harus menerima 1 elektron menjadi Cl-
Cl- + e = Cl
Keberadaan di Alam
Unsur-unsur Gas Mulia, kecuali Radon, melimpah jumlahnya karena terdapat dalam udara bebas. Argon terdapat di udara bebas dengan kadar 0,93%, Neon 1,8×10-3%, Helium 5,2×10-4%, Kripton 1,1×10-4%, dan Xenon 8,7×10-6%. Helium adalah unsur terbanyak jumlahnya di alam semesta karena Helium adalah salah satu unsur penyusun bintang.
Unsur-unsur Gas Mulia
Helium (He)
Helium adalah suatu unsur kimia dalam sistem periodik yang memiliki lambang He dan nomor atom 2. Tidak berwarna dan lebih ringan dari udara. Setelah Hidrogen, Helium adalah unsur kedua paling melimpah di alam semesta. Helium juga tidak beracun.
Nomor Atom : 2
Perioda : 1
Blok : s
Penampilan : Tak Berwarna
Massa Atom : 4,003 g/mol
Konfigurasi elektron : 1s2
Jumlah elektron di tiap kulit : 2
Elektron valensi : 2
Jari-jari Atom : 31 pm
Kovalen : 32 pm
Van der Waals : 140 pm
Keelektronegatifan : -
Energi Ionisasi : Pertama 2372,3 kJ·mol-1
Struktur Kristal : Heksagonal Tertutup
Fase : Gas
Massa jenis : (0 oC; 101,325 kPa) 0,1786 g/L
Titik lebur : (pada 2,5 Mpa) 0,95K (-272,93 oC, -458,0 oF)
Titik didih : 4,22 K (-268,93 oC, -452,07 oF)
Kapasitas kalor : (25 oC) 20,786 J/(mol.K)
Helium memiliki sifat lainnya, yaitu sebagai satu-satunya benda cair yang tidak diubah bentuknya menjadi benda padat hanya dengan menurunkan suhu. Helium tetap dalam bentuknya yang cair sampai 0oK pada tekanan normal, tetapi akan segaer berbentuk padat jika tekanan udara dinaikan. Helium bisa didapat dari hasil disintegrasi 88Rd (Radium).
88Rd → 86Rn + 2He
Ditemukan juga dari logam Uranium.
Kegunaan helium
  • Untuk menggelas.
  • Sebagai gas pelindung alam dalam penumbuhan kristal-kristal silikon dan germanium juga dalam memproduksi titanium dan zikronium.
  • Sebagai pendingin reaktor nuklir.
  • Sebagai gas yang digunakan di lorong angin.
  • Memberi tekanan pada bahan bakar roket.
  • Sebagai pengisi balon-balon raksasa yang memasang berbagai iklan.
  • Adapun campuran Helium dan Oksigen dapat digunakan sebagai udara buatan untuk para penyelam dan para pekerja lainnya yang bekerja di bawah tekanan udara tinggi.  Ada juga kegunaan dari perbandingan antara Helium (He) dan Oksigen (O2) yang berbeda-beda adalah untuk kedalaman penyelam yang berbeda-beda.
Neon (Ne)
Neon adalah suatu unsur kimia dalam sistem periodik yang memiliki lambang Ne dan nomor atom 10. Neon termasuk unsur Gas Mulia yang tak berwarna dan lembam (inert).
Nomor Atom : 10
Perioda : 2
Blok : p
Penampilan : Tak Berwarna
Massa Atom : 20,1797 g/mol
Konfigurasi elektron : [He] 2s2 2p6
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8
Elektron valensi : 8
Jari-jari Atom : 38 pm
Kovalen : 69 pm
Van der Waals : 154 pm
Keelektronegatifan : -
Energi Ionisasi : Pertama 2080,7 kJ·mol-1
Struktur Kristal : Kubus
Fase : Gas
Massa Jenis : (0 0C ; 101,325 kPa) 0,9002 g/L
Titik Lebur : 24,56 K (-248,59 0C, -415,46 0F)
Titik Didih : 27,07 K (-246,08 0C, -410,94 0F)
Kapasitas Kalor : (25 0C) 20,78 J/mol K
Kerapatan : (25 0C) 1,207 g/ml
Tekanan Uap
P / Pa
1
10
100
1 K
10 K
100 K
Pada T / K
12
13
15
18
21
27
Pengolahan
Menggunakan proses pemisahan udara (proses destilasi udara cair). Pada tahap awal, CO2 dan uap air dipisahkan terlebih dahulu. Kemudian udara diembunkan dengan memberikan tekanan 200 atm diikuti pendinginan cepat. Sebagian besar udara akan membentuk cair dengan kandungan Gas Mulia yang lebih banyak, yaitu 60% Gas Mulia (Ar, Kr, Xe) dan sisanya 30% O2 dan 10% N2.
Sisa udara yang mengandung He dan Ne tidak mengembun karena titik didih kedua gas tersebut sangat rendah. Gas He dan Ne akan terkumpul dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak terionisasi (tidak mencair).
Kegunaan
  • Neon dapat digunakan untuk pengisi bola lampu di landasan pesawat terbang. Karena Ne menghasilkan cahaya terang dengan intensitas tinggi apabila dialiri arus listrik.
  • Neon cair digunakan sebagai zat pendingin.
  • Neon digunakan sebagai penangkal petir dan pengisi tabung-tabung televisi.
Argon (Ar)
Argon adalah suatu unsur kimia dalam sistem periodik yang memiliki lambang Ar dan nomor atom 18. Argon adalah unsur terbanyak pertama di udara bebas (udara kering) dan ketiga paling melimpah di alam semesta. Sekitar 1% dari atmosfer bumi adalah Argon. Argon adalah unsur yang tak berwarna dan tak berbau. Jumlah unsur ini terus bertambah sejak bumi terbentuk karena Kalium yang radioaktif berubah menjadi Argon.
Sifat
Nomor Atom : 18
Perioda : 3
Blok : p
Penampilan : Tak Berwarna
Massa Atom : 39,948 g/mol
Konfigurasi elektron : [He] 3s2 3p6
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 8
Elektron valensi : 8
Jari-jari Atom : 71 pm
Kovalen : 97 pm
Van der Waals : 188 pm
Keelektronegatifan  : -
Energi Ionisasi : Pertama 1520,6 kJ·mol-1
Struktur Kristal : Kubus
Fase : Gas
Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 1.784 g/L
Titik Lebur : 83,80 K (-189,35 °C, -308,83 °F)
Titik Didih : 87,30 K (-185,85 °C, -302,53 °F)
Kapasitas Kalor : (25 °C) 20,786 J·mol-1·K-1
Tekanan Uap
P / Pa
1
10
100
1 K
10 K
100 K
Pada T / K

47
53
61
71
87
Argon diproduksi dengan metode destilasi udara cair, sebuah proses yang memisahkan nitrogen cair yang bertitik didih 77,3 K dari Argon yang bertitik didih 87,3 K dan oksigen yang bertitik didih 90,2 K. Kegunaan Argon :
  • Pengisi bola lampu, karena Argon tidak bereaksi dengan filamen walaupun pada temperatur tinggi.
  • Pengisi tabung pemadam kebakaran.
Kripton (Kr)
Kripton  adalah suatu unsur kimia dalam sistem periodik yang  memiliki lambang Kr dan nomor atom 36. Gas tak berwarna, tak berbau, dan tak berasa. Sifat -sifat kripton :
Nomor Atom : 36
Perioda : 4
Blok : p
Penampilan : Tak Berwarna
Massa Atom : 83,798(2) g/mol
Konfigurasi elektron : [Ar] 3d10 4s2 4p6
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 8
Struktur Kristal : Kubus
Elektronegativitas : 3,00 (skala Pauling)
Energi Ionisasi (detil) : 1350,8 kJ/mol
Jari-jari Atom : 88 pm
Kovalen : 110 pm
Van der Waals : 202 pm
Fase : Gas,
Massa Jenis : (0 °C; 101,325 kPa) 3,749 g/L
Titik Lebur : 115,79 K
Titik Didih : 119,93 K
Titik Kritis : 209,41 K, 5,50 Mpa
Kapasitas Kalor : (25 °C), 20,786 J/(mol·K)
Tekanan uap
P / Pa
1
10
100
1 K
10 K
100 K
Pada T / K
59
65
74
84
99
120
Didapat dari hasil destilasi udara cair. Argon akan ditemukan terpisah dari gas-gas lain. Kripton digunakan :
  • Pengisi bola lampu blitz pada kamera.
  • Kripton dapat digabungkan dengan gas lain untuk membuat sinar hijau kekuningan yang dapat digunakan sebagai kode dengan melemparkannya ke udara.
  • Dicampurkan dengan Argon untuk mengisi lampu induksi/
Xenon (Xe)
Xenon adalah suatu unsur dalam sistem periodik yang memiliki lambang Xe dan nomor atom 54. Tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak beracun. Sifat-sifat xenon :
Nomor Atom : 54
Perioda : 5
Blok : p
Penampilan : Tak Berwarna
Massa Atom : 131,293(6) g/mol
Konfigurasi elektron : [Kr] 5s2 4d10 5p6
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 18 8
Elektron valensi : 8
Struktur Kristal : Kubus
Elektronegativitas : 2,6 (skala Pauling)
Energi Ionisasi : 1170,4 kJ·mol-1
Jari-jari Atom : 108 pm
Kovalen : 130 pm
Van der Waals : 216 pm
Fase : Gas
Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 5,894 g/L
Titik Lebur : (101,325 kPa) 161,4 K (-111,7 °C, -169,1 °F)
Titik Didih : (101,325 kPa) 165,03 K (-108,12 °C, -162,62 °F)
Kapasitas Kalor : (100 kPa, 25 °C) 20,786 J·mol-1·K-1
Xenon diperoleh dari destilasi udara cair. Xenon digunakan :
  • Xenon biasa digunakan untuk  mengisi lampu blizt pada kamera.
  • Isotop-nya dapat digunakan sebagai reaktor nuklir.
Radon (Rn)
Radon adalah suatu unsur kimia dalam sistem periodik yang memiliki nomor atom 86. Radon  termasuk Gas Mulia dan radioaktif. Radon adalah gas yang paling berat dan berbahaya bagi kesehatan. Sifat-sifat radon :
Nomor Atom : 86
Perioda : 6
Blok : p
Penampilan : Tak Berwarna
Massa Atom : (222) g/mol
Konfigurasi elektron : [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 32 18 8
Elektron valensi : 8
Struktur Kristal : Kubus
Elektronegativitas : 2,2 (skala Pauling)
Energi Ionisasi : 1037 kJ·mol-1
Jari-jari Atom : 120 pm
Kovalen : 145 pm
Fase : Gas
Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 5,894 g/L
Titik Lebur  : 202 K (-71.15 °C, -96 °F)
Titik Didih : 211.3 K (-61.85 °C, -79.1 °F)
Kapasitas Kalor : (25 °C) 20.786 J·mol-1·K-1
Radon didapat dari disintergrasi Radium.
88Ra → 86Rn+2He
Radon terkadang digunakan oleh beberapa rumah sakit untuk kegunaan terapeutik. Radon juga digunakan dalam pendidikan hidrologi, yang mengkaji interaksi antara air bawah tanah dan sungai  pengikatan radon dalam air sungai merupakan petunjuk bahwa terdapat sumber air bawah tanah.

Kereaktifan gas mulia

Gas mulia dalam keadaan dasarnya memenuhi kondisi (1)-(3) untuk kestabilan kimia (1) tidak memiliki elektron yang tidak berpasangan, (2) energi ionisasi sangat besar dan (3) afinitas elektronnya negatif dan dengan demikian kereaktifannya sangat rendah. Akan tetapi, beberapa reaksi dapat terjadi jika kondisinya sebagian tidak dipenuhi. Meskipun energi ionisasi untuk atom gas mulia besar, nilainya menurun dalam urutan sebagai berikut, He (24.6 eV), Ne (21.6 eV), Ar (15.8 eV), Kr (14.0 eV) dan ionisasi energi untuk Xe adalah 12.1 eV, yang lebih kecil dari energi ionisasi untuk atom hidrogen (13.6 eV). Hal ini memberikan indikasi bahwa kondisi (2) tidak berlaku untuk Xe. Dengan mencatat kecenderungan ini, N. Bartlet melakukan sintesis XePtF6 dari Xe dan PtF6 pada tahun 1962 dan juga N. H. Clasen memperoleh XeF4 melalui reaksi termal antara Xe dan F2 pada tahun 1962. Selanjutnya, XeF2, XeF6, XeO3, XeO4 dan beberapa senyawa gas mulia lainnya telah berhasil disintesis dan mengakibatkan hipotesis bahwa gas mulia adalah gas yang tidak reaktif ditolak.
Ion-ion dan atom-atom gas mulia yang tereksitasi (He*, Ne*, Ar*, Kr*, Xe:) tidak memenuhi kondisi (1)-(3) untuk kestabilan kimia dan mengakibatkan reaksi berikut dapat terjadi.
Dalam reaksi (a), He+ berlaku sebagai sebuah penerima elektron yang sangat kuat. Produk reaksi (b) disebut sebagai eksimer (excimer, excited dimers) yang digunakan sebagai osilasi laser. Reaksi dalam (c) adalah reaksi ionisasi yang berkaitan dengan tumbukan antara sebuah atom tereksitasi dan sebuah molekul yang disebut sebagai ionisasi Penning.
Unsur Unsur Halogen

Unsur-unsur halogen merupakan unsure golongan VII A (yang berelektron valensi 7). Unsur-unsur halogen akan stabil bila menangkap satu electron.
  1. Sifat-sifat Halogen
  1. Sifat Fisis
-          Dalam system periodic unsur, semakin ke bawah dalam satu golongan (periode/kulit atom semakin besar) titik didih dan titik leleh akan semakin tinggi.
-          Dalam system periodic, semakin ke bawah dalam satu golongan kelarutan halogen dalam air semakin berkurang.

  1. Sifat Kimia
-          Unsure halogen selalu dalam bentuk molekul diatomic yang sangat reaktif terhadap unsur logam (garam) dan unsur nonlogam (senyawa logam).
-          Mempunyai bilangan oksidasi -1.
-          Dalam system periodic semakin ke atas dalam satu golongan akan semakin mudah menangkap electron(oksidator yang kuat).

  1. Pembuatan senyawa Halogen
  1. Di laboraturium
Pembuatan senyawa halogen untuk skala laboraturium dapat digunakan dengan cara mengoksidasi senyawa halide dengan MnO2 atau KMnO4 dalam asam (H2SO4 pekat).

  1. Industri
Pembuatan senyawa halogen dalam industri sebagai berikut.
    1. F2
F2 dibuat melalui proses elektrolisis. KHF2 dilarutkan dengan HF cair, lalau dtambahkan LiF(untuk menurunkan suhunya sampai 100 C dalam bejana baja)
    1. klorin
-          proses Downs
pada proses ini dilakukan dengan cara menurunkan titik lebur dari 800 C hingga 600 C. caranya dengan sedikit mengelektrolisis leburan NaCl dengan NaF.
-          proses gibbs
dilakukan dengan cara mengelektrolisis larutan NaCl.


    1. Bromin
Diperoleh dengan cara mereaksika campuran udara dan gas Cl2 yang dialirkan melalui air laut (air laut banyak mengandung ion Br-).
    1. Iodin
Di alam, senyawa iodine yang terbayak ialah NaNIO3 yang bercampur dengan NaNO3.
Untuk mendapatkan iodine, pisahkan NaNIO3 dengan NaNO3 dengan mengkristalkan NaNO3. kemudian ditambahkan reduktor, NaHSO3. kemudian endapan I2 disaring dan dimurnikan.
  1. Asam Halida
  1. Sifat Asam halida
  1. Dalam system periodic, semakin ke bawah, dalam satu golongan, jari-jari atom akan semakin besar, sehingga daya tarik inti akan semakin berkurang. Akibatnya, sebagai berikut.
-          Ikatan terhadap atom H akan melemah atau mudah terlepas, sehingga semakin banyak H+ yang terlepas.
-          Semakin sulit menangkap electron atau sulit direduksi, karena reduktor semakin kuat.
  1. Dalam satu golongan system periodic, semakin kebawah, Mr akan semakin besar, sehingga titik didih akan seamakin besar kecuali HF yang mempunyai Mr paling kecil, dan titik didih paling tinggi, karena ikatan hydrogen yang sangat kuat antar molekul HF.

  1. Kegunaan Asam halide
1.      Fluorin
-          Na2SiF6 dicampur dengan pasta gigi untuk menguatkan gigi.
-          NaF bias digunakan sebagai pengawet kayu.
-          Gas F2 digunakan dalam proses pengolahan isotop uranium, yakni bahan baker reaksi nuklir.
-          CF2Cl2 (Freon- 12), sebagai pendingin kulkas dan AC.
-          Telfon, bahan plastic tahan panas.

2.      Klorin
-          Cl2 digunakan sebagai desinfektor untuk membunuh kuman-kuman yang bisa menyebabkan berbagai penyakit.
-          NaCl digunakan sebagai garam dapur.
-          KCl digunakan untuk pupuk.
-          NH4Cl digunakan sebagai elektrolit pengisi batu baterei.
-          NaClO bersifat dapat mengoksidasi zat warna, sehingga bias digunakan sebagai bleaching agent, yakni zat pengoksidasi zat warna.
-          Kaporit Ca(OCl)2 bisa digunakan sebagai desinfeksi pada air.

3.      Bromin
-          NaBr digunakan sebagai obat penenang saraf.
-          AgBr digunakan untuk flim fotografi.
-          CH3Br digunakan sebagai bahan campuran zat pemadam kebakaran.

4.      Iodine
-          I2 dalam alcohol (tingtur yodium) digunakan sebagai antiseptic luka agar tidak terkena infeksi.
-          KIO3 digunakan sebagai tambahan iodine dalam garam dapur.


Mohon Maaf sumber lupa tertulis... Ini adalah makalah kelas XII tahun 2009

No comments:

Post a Comment