Kimia unsur golongan utama

1. Chen Meng, juara tenis meja putri olympiade
Tokyo 2020

2. KD 3.7 Menganalisis kelimpahan, kecenderungan sifat fisik
dan sifat kimia, manfaat, dampak, proses pembuatan
unsur-unsur golongan utama (gas mulia, halogen,
alkali, dan alkali tanah)

3. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
3.7.1 Menyebutkan nama mineral yang mengandung unsur golongan utama
3.7.2 Mengidentifikasi sifat fisik unsur golongan utama
3.7.3 Mengidentifikasi sifat kimia unsur golongan utama
3.7.4 Mendiskripsikan manfaat unsur /senyawa golongan utama (gas mulia,
halogen, alkali, dan alkali tanah)
3.7.5 Mendiskripsikan dampak unsur /senyawa golongan utama (gas mulia,
halogen, alkali, dan alkali tanah)
3.7.6 Menjelaskan proses pembuatan unsur-unsur golongan utama (gas
mulia, halogen, alkali, dan alkali tanah)

4. GAS MULIA
Gas mulia di dalam sistem periodik unsur terdapat pada golongan
VIIIA atau golongan 0 (nol)

5. Faktor yang mempengaruhi kestabilan gas mulia :
Konfigurasi elektron gas
mulia (kecuali He)
berakhir pada ns2 np6.
Konfigurasi tersebut
merupakan konfigurasi
elektron yang stabil
karena semua elektron
pada subkulitnya sudah
berpasangan.
Energi ionisasi yang
tinggi menyebabkan gas
mulia sukar membentuk
ion positif.
Afinitas elektron yang
rendah menyebabkan
gas mulia tidak dapat
mengikat elektron
untuk menjadi ion
negatif.
Ciri khas :
✓ Unsur-unsur golongan VIIIA (18).
✓ Tidak ditemukan satupun senyawa alami dari gas mulia.
✓ Disebut mulia karena unsur-unsur ini sangat stabil (sangat sukar bereaksi).
✓ Senyawa yang ada merupakan senyawa hasil sintesis (misal XePtF6).

6. SIFAT-SIFAT UNSUR GAS MULIA
Sifat
Fisis

7. Balon udara
berisi Helium
SIFAT-SIFAT UNSUR GAS MULIA
Sifat Kimia
❖Kereaktifan gas mulia bertambah besar sesuai dengan pertambahan jari-
jari atomnya.
❖Walaupun senyawa gas mulia telah berhasil dibuat, tetap harus diakui
bahwa unsur gas mulia lebih stabil dari semua golongan lainnya.
❖Unsur gas mulia hanya dapat berikatan dengan unsur yang sangat
elektronegatif, seperti fluorin dan oksigen.
shutterstock.com

8. Pemanfaatan gas mulia pada industri :
Helium digunakan
sebagai pengisi balon gas
Neon digunakan sebagai
gas pengisi lampu dan
memberikan warna
merah yang terang.
Argon digunakan untuk
atmosfer pengelasan
logam.
Kripton dan xenon
digunakan untuk mengisi
lampu iklan yang
berwarna-warni.
Campuran 10% Xe, 89%
Ar, dan 1% F2 digunakan
sebagai lampu emisi
untuk menghasilkan
sinar laser.
www.shutterstock.com /irina Kiyuchnikova

9. HALOGEN
Halogen merupakan unsur yang sangat reaktif. Dalam sistem periodik unsur,
halogen terdapat pada golongan VIIA atau golongan 17. Unsur-unsur
halogen meliputi fluorin, klorin, bromin, iodin, dan astatin.
Dokumen Penerbit

10. SIFAT-SIFAT UNSUR HALOGEN
Ciri khas :
✓ Halogen = pembentuk garam.
✓ Unsur-unsur halogen mempunyai 7 elektron valensi pada subkulit ns2 np5.
✓ Sangat reaktif.
✓ Cenderung menyerap satu elektron membentuk ion bermuatan negatif satu.
Sifat Fisis
❖ Struktur, Molekul diatomik (X2)
❖ Wujud, Pada suhu kamar, fluorin dan klorin
(gas), bromin (cair), iodin (padat).
❖ Warna, Fluorin (kuning), Klorin (Hijau), Bromin
(merah), Iod (hitam, uapnya ungu).
❖ Aroma, berbau tajam dan menusuk.
❖ Kelarutan, karena bersifat nonpolar, halogen
lebih mudah larut dalam pelarut nonpolar
seperti karbon tetraklorida (CCl4) atau
kloroform (CHCl3). Kelarutan dalam air
berkurang dari fluorin ke iodin.
Iodin larut dalam KI membentuk KI3 ( I3
-)

11. SIFAT-SIFAT UNSUR HALOGEN
Sifat Fisis

12. Sifat Kimia
R
e
a
k
t
i
f
Reaksi-reaksi halogen
a) Reaksi dengan Logam (menghasilkan halida logam dengan
biloks tinggi)
2Al + 3X2 → 2AlX3
b) Reaksi dengan Hidrogen (membentuk hidrogen halida)
H2 + X2 → 2HX
c) Reaksi dengan nonlogam
Si + 2X2 → SiX4
2B + 3X2 → 2BX3
d) Reaksi dengan air (reaksi disproporsionasi)
X2 + H2O → HX + HXO
e) Reaksi dengan basa (reaksi disproporsionasi dalam basa)
Suhu rendah :
Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(l)
Suhu tinggi :
3Cl2(g) + 6NaOH(aq) → 5NaCl(aq) + NaClO3(aq) +3H2O (l)
f. Reaksi antar halogen
X2 + nY2 → 2XYn
Y: halogen yang lebih
elektronegatif
n : bilangan ganjil 1, 3, 5, atau 7

13. Sifat Kimia Daya Oksidasi
Oksidator terkuat : F2
Reduktor terkuat : I-

14. Senyawa hidrogen halida
Reaksi halogen ( X2) dengan gas hidrogen ( H2) membentuk senyawa hidrogen halida ( HX) yang
berwujud gas. Larutan HX dalam air membentuk asam halida
Kekuatan asam halida : HF < HCl < HBr < HI
Titik didih asam halida( HX )

15. Senyawa Oksi halogen
Contoh senyawa oksi halogen :
HClO – HClO2- HClO3-HClO4
+1 +3 +5 +7
Kekuatan sifat asam oksihalogen
HClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO
Anion ClO4
- lebih stabil dari ClO3
- ,
ClO2
-, dan ClO-

16. Pemanfaatan Halogen pada industri
Fluorin. Senyawa fluorokarbon lebih banyak dimanfaatkan, misalnya tetrafluoroetena (teflon)
untuk plastik, freon (CCl2F2, CClF3) untuk cairan pendingin dan propelan.
Klorin. Klorin banyak digunakan untuk menyintesis senyawa-senyawa kimia, misalnya plastik.
Senyawa klorin, terutama senyawa oksi, misalnya kaporit (Ca(ClO)2) dan kapur klorin (CaOCl2)
digunakan sebagai pemutih (pengelantang) dan disinfektan pada air minum dan kolam renang.
Bromin. Bromin banyak digunakan dalam sintesis senyawa-senyawa karbon, misalnya dietil
bromida yang ditambahkan pada bensin untuk menangkap Pb dari TEL.
Iodin. Larutan iodin dalam alkohol (iodium tinctuur) digunakan sebagai antiseptik, terutama
untuk obat luka baru karena sifatnya yang dapat membakar jaringan kulit.

17. klorin dipisahkan dari
senyawanya dengan
cara elektrolisis lelehan NaCl
(proses Down) atau dengan
elektrolisis larutan NaCl (sel
diafragma).
Dokumen Penerbit

18. Contoh lain
kegunaan
gas halogen

19. LOGAM ALKALI
Logam alkali merupakan
logam yang sangat
reaktif.
Dalam sistem periodik,
unsur-unsur logam alkali
terdapat pada golongan
IA, dengan anggotanya
adalah litium (Li),
natrium (Na), kalium (K),
rubidium (Rb), sesium
(Cs), dan fransium (Fr).

20. Logam alkali merupakan logam reaktif. Hal ini didukung oleh beberapa faktor,
yaitu sebagai berikut.
Potensial elektrodenya yang rendah menunjukkan bahwa logam alkali adalah reduktor yang sangat
kuat.
Energi ionisasinya yang relatif rendah mengakibatkan logam alkali akan sangat mudah melepaskan
elektron valensinya untuk membentuk ion +1.
Konfigurasi elektron valensi logam alkali adalah ns1

21. LOGAM ALKALI
Ciri khas :
✓ Unsur-unsur golongan IA kecuali hidrogen.
✓ Alkali=abu, air abu bersifat basa.
✓ Paling reaktif (bersifat ionik dan mudah larut air)
Sifat
Fisis
Sifat
Kimia
a) Reaksi dengan Air (membentuk basa
dan gas hidrogen)
2L(s) + 2H2O(l) → 2LOH(aq) + H2(g)
b) Reaksi dengan Hidrogen (membentuk
hidrida)
2L(s) + H2(g) → 2LH(s)
c) Reaksi dengan oksigen (membentuk
oksida, peroksida, dan superoksida)
Oksida (O2–), Peroksida (O2
2–),
Superoksida (O2
–)
d) Reaksi dengan halogen (membentuk
garam halida)
2L(s) + X2 → 2LX(s)
natrium dengan air
bereaksi dahsyat
menghasilkan H2
commons.wikimedia.org/©Tony Mach

22. REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI
Reaksi dengan air
2L(s) + 2H2O(l) → 2LOH(aq) + H2(g)
Logam Li Logam Na Logam K Logam Rb Logam Cs
Sifat
Kimia

23. ALKALI
Reaksi dgn H2
2L(s)+ H2(g) → 2LH(s)
Reaksi dgn
Air
Reaksi dgn Halogen
Reaksi dgn Oksigen
2L(s)+ 2H2O(l) → 2LOH(aq) + H2(g)
2L(s)+ X2(g) → 2LX(s)
4L(s) + O2(g) → 2L2O(s)
L(s) + O2(g) → LO 2(d) utk L = K,Rb,Cs

24. Pemanfaatan
senyawa
alkali pada
industri
Oksida. kalium dapat membentuk superoksida (K2O2). Superoksida digunakan sebagai zat
penghasil oksigen pada tabung penyelam karena dapat terurai menghasilkan oksigen, serta
K2O yang dapat menyerap CO2 dari udara pernapasan.
Hidroksida. Natrium hidroksida atau soda kaustik dimanfaatkan dalam berbagai industri, di
antaranya seperti mengendalikan keasaman atau pH, produksi bubur kertas, mengatasi pipa
limbah yang tersumbat
Halida. KCl digunakan untuk pupuk kalium dan diperoleh dari penguapan air laut.
Karbonat. Natrium karbonat (Na2CO3) dikenal dengan soda abu dan digunakan sebagai bahan
baku pada pembuatan kaca (gelas).
Sulfat. Natrium sulfat sering disebut dengan garam Glauber dan digunakan sebagai penyimpan
panas matahari sehingga dapat mempertahankan suhu di dalam rumah agar tetap hangat.

25. Dokumen Penerbit
Natrium diproduksi secara besar-
besaran dengan menggunakan sel
Down. Proses ini dilakukan dengan
elektrolisis lelehan NaCl
yang dicampur dengan CaCl2.
Penambahan CaCl2 berfungsi untuk
menurunkan titik lelehnya (dari 800°C
menjadi 580°C). Anode terbuat dari
grafit dan katode dari baja.

26. LOGAM ALKALI TANAH
Logam alkali tanah banyak
tersebar di air laut dan
mineral (batuan) dalam
bentuk senyawa dengan
bilangan oksidasi +2.
Logam alkali tanah dalam
sistem periodik unsur terletak
pada golongan IIA, terdiri
atas berilium (Be),
magnesium (Mg), kalsium
(Ca), stronsium (Sr), barium
(Ba), dan radium (Ra).

27. Beberapa hal yang dapat dijelaskan dari sifat umum logam alkali tanah
sebagai berikut.
Semua sifat logam
alkali tanah
mempunyai
kecenderungan
yang teratur dari
Be ke Ba.
Konfigurasi
elektronnya
menunjukkan
bahwa logam alkali
tanah mempunyai
elektron valensi
ns2.
Meskipun energi
ionisasinya tinggi,
karena energi
hidrasi ion M2+
logam alkali tanah
lebih besar
daripada energi
hidrasi ion M+
logam alkali
Jari-jari atomnya
yang kecil dan
muatan intinya
yang lebih besar

28. 4. ALKALI TANAH
Ciri khas :
✓ Unsur-unsur golongan IIA.
✓ Umumnya ditemukan di tanah berupa senyawa yang tidak larut.
✓ Bersifat basa namun lebih lemah dari alkali.
Sifat
Fisis
a) Reaksi dengan Air (membentuk basa
dan gas hidrogen)
M(s) + 2H2O(l)→ M(OH)2(aq) + H2(g)
b) Reaksi dengan Udara (membentuk
oksida, memberi warna nyala tertentu)
2M(s) + O2(g) → 2MO(s)
3M(s) + N2(g) → M3N2(s)
c) Reaksi dengan asam-basa (membentuk
garam dan hidrogen)
M(s) + 2HCl(aq) → MCl2(aq) + H2(g)
Be(s) + 2NaOH(aq) + 2H2O(l) →
Na2Be(OH)4(aq) + H2(g)
d) Reaksi dengan halogen (membentuk
garam halida)
M(s) + X2(g) → MX2(s)
Sifat
Kimia
Magnesium
dan oksigen
bereaksi
memberi
warna
nyala yang
khas
shutterstock.com

29. Kelarutan Senyawa Logam Alkali Tanah
• 5ml ion logam alkali tanah
0.05M dengan 5ml ion
hidroksida 0.05M
• 5ml ion logam alkali tanah
0.05M dengan 5ml ion
sulfat 0.05M
Mg2+ Ba2+
Ca2+ Sr2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+

30. Pemanfaatan alkali tanah pada industri :
Tembaga beril dengan
kompisisi Be dan Cu
digunakan pada
pembuatan per, roda
gigi, dan kabel listrik
Mg(OH)2 sebagai obat
maag
CaSO4.2H2O untuk gips
pada tulang yang patah
www.shutterstock.com /Alexandr
www.shutterstock.com / fahroni
www.shutterstock.com / nikkyfok

31. AIR SADAH
Merupakan air yang mengandung ion kalsium dan magnesium dalam jumlah yang cukup banyak,
dikarenakan alkali tanah umumnya sukar larut air.
Penyebab
air sadah
Kesadahan sementara dapat hilang karena
pemanasan karena mengandung garam
hidrogen karbonat .
Ca(HCO3)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)
Keuntungan dan kerugian
✓ Sumber kalsium
✓ Memiliki rasa yang lebih baik
✓ Tidak melarutkan timbal
X Lebih boros sabun (membentuk scum)
X Scum meninggalkan noda pakaian
X Membentuk kerak pada pipa
Scum yang
terbentuk
karena air sadah
shutterstock.com