Blok tabel periodik

Blok tabel periodik adalah kumpulan unsur yang disatukan oleh orbital atom dari elektron valensi atau kekosongannya.^[1] Istilah ini tampaknya pertama kali digunakan oleh Charles Janet.^[2] Setiap blok diberi nama berdasarkan orbital karakteristiknya: blok-s, blok-p, blok-d, dan blok-f.

Nama blok (s, p, d, dan f) berasal dari notasi spektroskopi untuk nilai bilangan kuantum azimut elektron: sharp (0), principal (1), diffuse (2), atau fundamental (3). Notasi berikutnya dilanjutkan dalam urutan abjad, seperti g, h, dll., meskipun unsur-unsur yang termasuk ke dalam blok tersebut belum ditemukan.

Karakteristik

Pembagian menjadi blok dibenarkan oleh sifat khasnya: s dicirikan oleh logam yang sangat elektropositif, kecuali H dan He; p oleh berbagai logam dan nonlogam yang sangat khas, banyak di antaranya penting bagi kehidupan; d oleh logam dengan beberapa bilangan oksidasi; f oleh logam yang sangat mirip sehingga pemisahannya bermasalah. Pernyataan yang berguna tentang unsur-unsur ini dapat dibuat berdasarkan blok tempat mereka berada dan posisinya di dalamnya, misalnya bilangan oksidasi tertinggi, kerapatan, titik lebur… Elektronegativitas agak terdistribusi secara sistematis melintasi dan di antara blok-blok ini.

PJ Stewart
Dalam Foundations of Chemistry, 2017^[3]

Ada korespondensi perkiraan antara nomenklatur blok ini, berdasarkan konfigurasi elektron, dan kumpulan elemen berdasarkan sifat kimia. Blok-s dan blok-p biasanya dianggap sebagai unsur golongan utama, blok-d sesuai dengan logam transisi, dan blok-f mencakup hampir semua lantanida (seperti lantanum) dan aktinida (seperti aktinium). Tidak semua orang setuju pada keanggotaan yang tepat dari setiap set unsur. Misalnya, unsur-unsur golongan 12 seperti seng, kadmium, dan raksa sering dianggap sebagai golongan utama, daripada golongan transisi, karena secara kimiawi dan fisik mereka lebih mirip dengan unsur-unsur blok-p daripada unsur-unsur blok-d lainnya. Unsur-unsur golongan 3 kadang-kadang dianggap sebagai unsur golongan utama karena kemiripannya dengan unsur blok-s. Golongan (kolom) pada blok-f (antara golongan 2 dan 3) tidak diberi nomor.

Helium adalah unsur blok-s, dengan elektron terluarnya (dan satu-satunya) berada di orbital atom 1s, meskipun sifat kimianya lebih mirip dengan gas mulia blok-p di golongan 18 karena kulitnya yang penuh.

Blok-s

…Na, Mg, K, dan Ca sangat penting dalam sistem biologis. Beberapa…unsur blok-s lainnya digunakan dalam pengobatan (misalnya Li dan Ba) dan/atau terjadi sebagai kontaminan kecil tetapi berguna dalam bio-mineral Ca, misalnya Sr…Logam ini hanya menampilkan satu bilangan oksidasi stabil [+1 atau +2]. Ini memungkinkan ion [mereka]…bergerak di sekitar sel tanpa…bahaya teroksidasi atau tereduksi.

Wilkins RG dan Wilkins PC (2003)
The role of calcium and comparable cations in animal behaviour, RSC, Cambridge, hlm. 1

Blok-s berada di sebelah kiri tabel periodik standar dan terdiri dari unsur-unsur dari dua kolom pertama ditambah satu unsur di kolom paling kanan, nonlogam hidrogen dan helium, logam alkali (dalam golongan 1) serta logam alkali tanah (golongan 2). Konfigurasi elektron umum mereka adalah ns^1–2. Helium adalah unsur blok-s, tetapi hampir selalu ditemukan di kolom paling kanan dalam bersama dengan golongan 18, di atas unsur blok-p neon. Setiap baris tabel memiliki dua unsur blok-s.

Logam blok-s (dari periode kedua dan seterusnya) sebagian besar lunak dan umumnya memiliki titik leleh dan titik didih yang rendah. Sebagian besar dari mereka memberi warna pada nyala api.

Secara kimia, semua unsur blok-s kecuali helium sangat reaktif. Logam dari blok-s sangat elektropositif dan sering membentuk senyawa ionik dengan nonlogam, terutama dengan nonlogam halogen yang sangat elektronegatif.

Blok-p

Blok-p berada di sebelah kanan tabel periodik standar dan mencakup unsur-unsur dalam golongan 13 sampai 18. Konfigurasi elektron umum mereka adalah ns² np^1–6. Helium, meskipun merupakan unsur pertama dalam golongan 18, tidak termasuk dalam blok-p. Setiap baris tabel memiliki tempat untuk enam unsur blok-p kecuali untuk baris pertama (karena tidak memiliki satupun).

Aluminium (logam), nomor atom 13

Silikon (metaloid), nomor atom 14

Fosforus (nonlogam), nomor atom 15

Blok ini adalah satu-satunya blok yang memiliki ketiga jenis unsur: logam, nonlogam, dan metaloid. Unsur-unsur blok-p dapat dijelaskan berdasarkan kelompok demi kelompok sebagai: golongan 13, ikosagen; 14, kristalogen; 15, pniktogen; 16, kalkogen; 17, halogen; dan 18, golongan helium, yang terdiri dari gas mulia (tidak termasuk helium) dan oganeson. Alternatifnya, blok-p dapat dideskripsikan mengandung logam pasca-transisi; metaloid; nonlogam reaktif termasuk halogen; dan gas mulia (tidak termasuk helium).

Unsur-unsur blok-p disatukan oleh fakta bahwa elektron valensi (terluar) mereka berada di orbital-p. Orbital-p terdiri dari enam bentuk lobus yang berasal dari titik pusat pada sudut yang berjarak sama. Orbital-p dapat menampung maksimal enam elektron, sehingga ada enam kolom di blok-p. Unsur-unsur dalam golongan 13, kolom pertama blok-p, memiliki satu elektron orbital-p. Unsur-unsur dalam golongan 14, kolom kedua dari blok-p, memiliki dua elektron orbital-p. Tren ini terus berlanjut hingga golongan 18, yang memiliki enam elektron orbital-p.

Baris pertama blok ini merupakan benteng dari aturan oktet, tetapi unsur-unsur di baris berikutnya sering menampilkan hipervalensi. Unsur-unsur blok-p menunjukkan bilangan oksidasi variabel yang biasanya berbeda dengan kelipatan dua. Reaktivitas unsur-unsur dalam suatu golongan umumnya menurun ke bawah. (Helium mematahkan tren ini di golongan 18 dengan menjadi lebih reaktif daripada neon, tetapi karena helium sebenarnya adalah unsur blok-s, bagian blok-p dari tren ini tetap utuh.)

Oksigen dan halogen cenderung membentuk lebih banyak senyawa ionik dengan logam; nonlogam reaktif yang tersisa cenderung membentuk lebih banyak senyawa kovalen, meskipun ionisitas dimungkinkan ketika perbedaan keelektronegatifan cukup tinggi (misalnya Li₃N). Metaloid cenderung membentuk senyawa kovalen atau paduan dengan logam.

Blok-d

Unsur-unsur ... menunjukkan kesamaan horizontal dalam sifat fisik dan kimianya serta hubungan vertikal yang biasa. Kesamaan horizontal ini begitu mencolok sehingga kemistri dari ... deret pertama ... sering dibahas secara terpisah dari deret kedua dan ketiga, yang lebih mirip satu sama lain daripada deret pertama.

Kneen WR, Rogers MJW, dan Simpson P 1972
Chemistry: Facts, patterns, and principles, Addison-Wesley, London, hlm. 487−489

Blok-d berada di tengah tabel periodik dan mencakup unsur-unsur dari golongan 3 sampai 12; ini dimulai pada periode ke-4. Periode dari yang keempat dan seterusnya memiliki ruang untuk sepuluh unsur blok-d. Sebagian besar atau semua unsur ini juga dikenal sebagai logam transisi karena mereka menempati zona transisi dalam sifat, antara logam yang sangat elektropositif dari golongan 1 dan 2, dan logam yang elektropositif lemah dari golongan 13 sampai 16. Golongan 3 atau golongan 12, yang masih dihitung sebagai logam blok-d, kadang-kadang tidak dihitung sebagai logam transisi karena tidak menunjukkan sifat kimia yang khas dari logam transisi pada umumnya, misalnya, bilangan oksidasi ganda dan senyawa berwarna.

Semua unsur blok-d merupakan logam dan sebagian besar memiliki satu atau lebih elektron orbital-d yang aktif secara kimia. Karena ada perbedaan yang relatif kecil dalam energi elektron orbital-d yang berbeda, jumlah elektron yang berpartisipasi dalam ikatan kimia dapat bervariasi. Unsur-unsur blok-d memiliki kecenderungan untuk menunjukkan dua atau lebih bilangan oksidasi, biasanya berbeda dengan kelipatan satu. Bilangan oksidasi yang paling umum adalah +2 dan +3. Kromium, besi, molibdenum, rutenium, wolfram, dan osmium dapat memiliki bilangan oksidasi formal serendah −4; iridium memiliki perbedaan tunggal karena mampu mencapai bilangan oksidasi +9.

Orbital-d (empat diantaranya berbentuk seperti semanggi berdaun empat, dan yang kelima berbentuk seperti dumbel dengan cincin di sekelilingnya) dapat berisi hingga lima pasang elektron.

Blok-f

Karena struktur elektroniknya yang kompleks, efek korelasi elektron yang signifikan, dan kontribusi relativistik yang besar, unsur-unsur blok-f mungkin merupakan blok unsur yang paling menantang untuk teori struktur elektronik.

Dolg M 2015 (ed.)
Computational methods in lanthanide and actinide chemistry, John Wiley & Sons, Chichester, hlm. xvii

Periode dari yang keenam dan seterusnya memiliki tempat untuk empat belas unsur blok-f. Blok-f muncul sebagai catatan kaki dalam tabel standar 18-kolom tetapi terletak di kiri tengah tabel lebar penuh 32-kolom. Meskipun unsur-unsur ini umumnya tidak dianggap sebagai bagian dari golongan mana pun, beberapa penulis menganggapnya sebagai bagian dari golongan 3. Mereka kadang-kadang disebut logam transisi dalam karena mereka menyediakan transisi antara blok-s dan blok-d pada baris (periode) ke-6 dan ke-7, dengan cara yang sama seperti logam transisi blok-d menyediakan jembatan transisi antara blok-s dan blok-p pada baris ke-4 dan ke-5.

Unsur-unsur blok-f memiliki dua seri, periode 6 dan 7. Semuanya merupakan logam. Elektron orbital-f kurang aktif dalam kimia unsur-unsur blok-f periode 6, meskipun mereka memberikan beberapa kontribusi:^[4] ini agak mirip satu sama lain. Mereka lebih aktif pada unsur-unsur blok-f periode 7 awal, di mana energi kulit 5f, 7s, dan 6d mereka cukup mirip; akibatnya unsur-unsur ini cenderung menunjukkan variabilitas kimia sebanyak analog logam transisinya. Unsur-unsur blok-f selanjutnya berperilaku lebih seperti pasangan mereka di periode 6.

Unsur-unsur blok-f disatukan dengan sebagian besar memiliki satu atau lebih elektron dalam orbital-f bagian dalam. Dalam orbital-f, enam diantaranya memiliki masing-masing enam lobus, dan yang ketujuh terlihat seperti dumbel dengan donat dengan dua cincin. Mereka dapat berisi hingga tujuh pasang elektron sehingga blok ini menempati empat belas kolom dalam tabel periodik. Mereka tidak diberi nomor golongan, karena tren periodik vertikal tidak dapat dilihat dalam "golongan" dua unsur.

Dua baris 14-anggota dari elemen blok-f kadang-kadang dibingungkan dengan lantanida dan aktinida, yang merupakan nama untuk himpunan unsur berdasarkan sifat kimia lebih daripada konfigurasi elektron. Lantanida adalah golongan yang berisi 15 unsur dari lantanum (La) hingga lutesium (Lu); aktinida adalah golongan yang berisi 15 unsur dari aktinium (Ac) hingga lawrensium (Lr).

Blok-g

Blok-g diperkirakan akan dimulai di sekitar unsur 121. Meskipun orbital-g diperkirakan tidak akan mulai mengisi keadaan dasar sampai sekitar unsur 124–126, energi mereka kemungkinan sudah cukup rendah untuk mulai berpartisipasi secara kimia dalam unsur 121,^[5] mirip dengan situasi orbital 4f dan 5f.

Jika tren baris sebelumnya berlanjut, maka blok-g akan memiliki delapan belas unsur. Namun, perhitungan memprediksi bahwa ada pengaburan periodisitas yang sangat kuat pada periode kedelapan, sampai-sampai blok individu menjadi sulit untuk digambarkan. Kemungkinan periode kedelapan tidak akan cukup mengikuti tren baris sebelumnya.^[6]

Simetri

Keempat blok ini dapat diatur ulang sedemikian rupa sehingga pas, berjarak sama, di dalam tetrahedron biasa.^[7]^{[butuh klarifikasi]}

Lihat pula

Referensi

^ Jensen, William B. (21 Maret 2015). "The positions of lanthanum (actinium) and lutetium (lawrencium) in the periodic table: an update". Foundations of Chemistry. 17: 23–31. doi:10.1007/s10698-015-9216-1.
^ Charles Janet, La classification hélicoïdale des éléments chimiques, Beauvais, 1928
^ Stewart, P. J. (7 November 2017). "Tetrahedral and spherical representations of the periodic system". Foundations of Chemistry. 20 (2): 111–120. doi:10.1007/s10698-017-9299-y  .
^ Gschneidner Jr., Karl A. (2016). "282. Systematics". Dalam Jean-Claude G. Bünzli; Vitalij K. Pecharsky. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. 50. hlm. 12–16. ISBN 978-0-444-63851-9.
^ Umemoto, Koichiro; Saito, Susumu (1996). "Electronic Configurations of Superheavy Elements". Journal of the Physical Society of Japan. 65 (10): 3175–9. Bibcode:1996JPSJ...65.3175U. doi:10.1143/JPSJ.65.3175. Diakses tanggal 14 Juni 2022.
^ Scerri, Eric (2020). "Recent attempts to change the periodic table". Philosophical Transactions of the Royal Society A. 378 (2180). Bibcode:2020RSPTA.37890300S. doi:10.1098/rsta.2019.0300. PMID 32811365.
^ Stewart, P. (2018). "Amateurs and professionals in chemistry: The case of the periodic table". Dalam Scerri, E.; Restrepo, G. From Mendeleev to Oganesson: A Multidisciplinary Perspective on the Periodic Table. New York: Oxford University Press. hlm. 66–79 (76–77). ISBN 978-0-190-66853-2.

Pranala luar

Tabel periodik unsur tetrahedral. Animasi ini menunjukkan transisi dari tabel konvensional menjadi tetrahedron.

Portal Kimia

[Jensen2015-1] Jensen, William B. (21 Maret 2015). "The positions of lanthanum (actinium) and lutetium (lawrencium) in the periodic table: an update". Foundations of Chemistry. 17: 23–31. doi:10.1007/s10698-015-9216-1.

[2] Charles Janet, La classification hélicoïdale des éléments chimiques, Beauvais, 1928

[3] Stewart, P. J. (7 November 2017). "Tetrahedral and spherical representations of the periodic system". Foundations of Chemistry. 20 (2): 111–120. doi:10.1007/s10698-017-9299-y  .

[4] Gschneidner Jr., Karl A. (2016). "282. Systematics". Dalam Jean-Claude G. Bünzli; Vitalij K. Pecharsky. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. 50. hlm. 12–16. ISBN 978-0-444-63851-9.

[5] Umemoto, Koichiro; Saito, Susumu (1996). "Electronic Configurations of Superheavy Elements". Journal of the Physical Society of Japan. 65 (10): 3175–9. Bibcode:1996JPSJ...65.3175U. doi:10.1143/JPSJ.65.3175. Diakses tanggal 14 Juni 2022.

[recentattempts-6] Scerri, Eric (2020). "Recent attempts to change the periodic table". Philosophical Transactions of the Royal Society A. 378 (2180). Bibcode:2020RSPTA.37890300S. doi:10.1098/rsta.2019.0300. PMID 32811365.

[7] Stewart, P. (2018). "Amateurs and professionals in chemistry: The case of the periodic table". Dalam Scerri, E.; Restrepo, G. From Mendeleev to Oganesson: A Multidisciplinary Perspective on the Periodic Table. New York: Oxford University Press. hlm. 66–79 (76–77). ISBN 978-0-190-66853-2.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]