Mengapa jari-jari atom dalam satu golongan semakin kebawah semakin besar jelaskan?

Jari-jari atom

A.    Pengertian

Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit terluar. Biasanya jarak tersebut diukur dalam satuan pikometer atau angstrum. Dikarenakan elektron-elektron senantiasa bergerak, maka untuk mengukur jarak dari inti atom kepadanya amatlah sulit. Untuk itu digunakan beberapa cara yang lebih akurat seperti dijelaskan pada bagian selanjutnya. Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari – jari atom semakin besar.  

1. Dalam satu golongan dari atas ke bawah, kulit atom bertambah (jumlah kulit sama dengan nomor periodik), sehingga jari-jari atom juga akan bertambah besar. Sebab jumlah kulit yang dimiliki atim makin banyak, sehingga kulit terluar makin jauh dari inti atom.

1. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, jari-jari atom semakin kecil. Dari kiri ke kanan, jumlah kulit tetap tetapi muatan inti (nomor atom) dan jumlah elektron pada kulit bertambah. Hal tersebut mengakibatkan gaya tarik-menarik antara inti dengan kulit elektron semakin besar sehingga jari-jari atom makin kecil.

B.     Jenis-jenis jari-jari atom

Terdapat beberapa jenis jari-jari atom yang digunakan untuk menyatakan jarak dari inti atom ke lintasan stabil terluar dari elektronnya, di antaranya adalah jari-jari kovalen, jari-jari logam dan jari-jari van der Waals. Ketiganya dipilih disebabkan oleh perbedaan dari sifat-sifat elemen yang akan diukur.

1.      Jari-jari Kovalen

Jari-jari atom diukur menggunakan jari-jari kovalen untuk elemenelemen yang memiliki jenis ikatan kovalen. Umumnya elemen-elemen ini merupakan elemen-elemen non-logam. Secara teknis jarak yang diukur adalah setengah dari jarak internuklir antara dua atom bertetangga terdekat dalam kisi-kisi kristal. Jari-jari kovalen untuk elemen-elemen yang tidak dapat berikatan dapat diperkirakan dengan melakukan kombinasi jari-jari dari elemenelemen yang dapat berikatan dalam molekul untuk atom-atom yang berbeda.

2.      Jari-jari Logam

Jari-jari atom diukur menggunakan jari-jari logam untuk elemenelemen yang termasuk dalam elemen-elemen logam. Jari-jari logam adalah setengah jarak dari jarak internuklir terdekat dari atom-atom dalam kristal logam.

3.      Jari-jari Van Der Waals

Jari-jari atom diukur menggunakan jari-jari van der Waals untuk elemen yang atom-atomnya tidak dapat saling berikatan. Contoh dari kelompok ini adalah gas mulia, di mana dikatakan bahwa atom-atom dari elemen ini tak termampatkan atau terpadatkan (unsquashed).

Kecenderungan jari-jari atom dalam periode

Dari kiri ke kanan dalam tabel periodik, nomor atom meningkat. Elektron dalam kulit tidak melindungi satu sama lain dari tarikan proton. Karena jumlah proton juga meningkat dari kanan, muatan efektif inti (Zef) akan meningkat dalam satu periode. Hal ini menyebabkan

penurunan jari-jari atomik. Dalam periode, ukuran atom dibatasi oleh orbital-orbital dalam volume kulit yang sama besarnya. Unsur-unsur periode 2 mempunyai kon

gurasi elektronik 2s(1-2) 2p(1-6). Ukuran atom ditentukan oleh besarnya muatan efektif inti yang dirasakan elektron-elektron dalam orbital yang bersangkutan yaitu 1s, 2s dan 2p. Naiknya nomor berarti naiknya Zef yang dirasakan oleh setiap elektron dalam orbital yang bersangkutan, orbital-orbital ini mengalami kontraksi ke arah inti atom yang semakin besar dan akibatnya akan nampak semakin kecil.

Kecenderungan jari-jari atom dalam golongan

Dari atas ke bawah dalam tabel periodik, jumlah elektron dan kulit yang terisi elektron meningkat, tetapi jumlah elektron valensi tetap sama. Elektron terluar dalam sebuah golongan mempunyai muatan efektif inti (Zef) yang sama, tetapi posisi elektron jauh dari inti yang menyebabkan kulit yang terisi energi menurun. Dengan demikian, jari-jari atom meningkat. Ukuran ditentukan oleh ukuran orbital terluar. Unsur-unsur dalam golongan ditandai dengan valensi yang sama. Golongan utama yaitu s dan p, mempunyai kongurasi elektronik (1-7)sx, dan (1-7)s2 (1-7)px. Naiknya nomor atom berarti bertambahnya kulit elektron bertambahnya elektron "dalam" dan bertambahnya ukuran orbital terluar sehingga elektron mengalami "perlindungan" (shielding) oleh elektron-elektron "dalam" yang semakin efektif pengaruh tarikan inti, dan akibatnya atom akan nampak semakin besar.

Perlu diingat bahwa inti atom merupakan bagian atom yang sangat kecil, jari-jari kovalen oksigen yang panjangnya ~70 pm, jari-jari atomnya hanya 0,0015 pm. Jadi dalam hal keseluruhan atom, inti atom hanya mewakili sekitar 10-11 bagian.

Jika dalam suatu atom terdapat satu elektron di luar subkulit yang cocok, ini cenderung mudah lepas supaya mempunyai konfigurasi seperti gas mulia.

Contoh: atom C (golongan IVA)dan atom H (golongan IA)  –>  gas mulia

Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari suatu atom netral dalam wujud gas. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron kedua disebut energi ionisasi kedua dan seterusnya. Bila tidak ada keterangan khusus maka yang disebut energi ionisasi adalah energi ionisasi pertama. Ionisasi terdiri dari dua tipe: Ionisasi sekuensial dan ionisasi non-sekuensial. Pada fisika klasik, hanya ionisasi sekuensial yang dapat terjadi sehingga disebut ionisasi klasik. Ionisasi non-sekuensial melawan beberapa hukum fisika klasik dan akan dijelaskan di bagian ionisasi kuantum.

Dapat disimpulkan keperiodikan energi ionisasi sebagai berikut.

a.       Dalam satu golongan dari atas ke bawah energi ionisasi semakin berkurang.

b.      Dalam satu periode dari kiri ke kanan energi ionisasi cenderung bertambah.

Kecenderungan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

a.       Dari atas ke bawah dalam satu golongan jari-jari atom bertambah sehingga daya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil. Elektron semakin mudah dilepas dan energi yang diperlukan untuk melepaskannya makin kecil.

b.      Dari kiri ke kanan dalam satu periode, daya tarik inti terhadap elektron semakin besar sehingga elektron semakin sukar dilepas. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron tentunya semakin besar.

Energi Ionisasi Pertama Unsur-unsur dalam Tabel Periodik Unsur (kJ/mol)

Grafik kecenderungan energi ionisasi unsur-unsur

Keelektronegatifan didefinisikan sebagai kecenderungan suatu atom alam molekul untuk menarik pasangan elektron yang digunakan pada ikatan ke arah atom bersangkutan. Keelektronegatifan adalah suatu bilangan yang menyatakan kecenderungan suatu unsur menarik elektron dalam suatu molekul senyawa. Elektronegativitas tidak bisa dihitung secara langsung, melainkan harus dikalkulasi dari sifat-sifat atom dan molekul lainnya. Beberapa metode kalkulasi telah diajukan. Walaupun pada setiap metode terdapat perbedaan yang kecil dalam nilai numeris elektronegativitasnya, semua metode memiliki tren periode yang sama di antara unsur-unsur. Elektronegativitas merupakan salah satu sifat periodisitas unsur, selain afinitas elektron, jari-jari atom, dan energi ionisasi.

a.       Dalam satu golongan dari atas ke bawah keelektronegatifan semakin berkurang.

b.      Dalam satu periode dari kiri ke kanan keelektronegatifan semakin bertambah.

Penjelasan:

a.       Tidak ada sifat tertentu yang dapat diukur untuk menetukan atau membandingkan keelektronegatifan unsur-unsur.

b.      Semakin besar daya tarik elektron semakin besar energi ionisasi, juga semakin besar (semakin negatif) afinitas elektron. Jadi, suatu unsur (misalnya fluor) yang mempunyai energi ionisasi dan afinitas elektron yang besar akan mempunyai keelektronegatifan yang besar.

Skala Elektronegativitas Unsur-Unsur dalam Tabel Periodik Unsur

Semakin besar keelektronegatifan, unsur cenderung makin mudah membentuk ion negatif. Semakin kecil keelektronegati fan,  unsur cenderung makin sulit membentuk ion negatif, dan cenderung semakin mudah membentuk ion positif.

Metode yang umumnya sering digunakan adalah metode Pauling. Hasil perhitungan ini menghasilkan nilai yang tidak berdimensi dan biasanya dirujuk sebagai skala Pauling dengan skala relatif yang berkisar dari 0,7 sampai dengan 4,0 (hidrogen = 2,2). Bila metode perhitungan lainnya digunakan, terdapat sebuah konvensi (walaupun tidak diharuskan) untuk menggunakan rentang skala yang sama dengan skala Pauling: hal ini dikenal sebagai elektronegativitas dalam satuan Pauling.

Elektronegativitas bukanlah bagian dari sifat atom, melainkan hanya merupakan sifat atom pada molekul. Sifat pada atom tunggal yang setara dengan elektronegativitas adalah afinitas elektron. Elektronegativitas pada sebuah unsur akan bervariasi tergantung pada lingkungan kimiawi, namun biasanya dianggap sebagai sifat yang terpindahkan, yaitu sebuah nilai elektronegativitas dianggap akan berlaku pada berbagai situasi yang bervariasi.

Keelektonegatifan skala Pauling