Makalah ini membahas karbon dan silikon, termasuk kelimpahan, isolasi, sifat fisik, reaktivitas, pembentukan senyawa, dan ikatan kimia. Karbon merupakan unsur terpenting dalam kehidupan dan terdapat dalam berbagai bentuk seperti grafit dan intan. Silikon adalah unsur terbanyak kedelapan di alam semesta. Karbon dapat diisolasi melalui proses seperti pembakaran hidrokarbon atau reaksi coke

1. MAKALAH KARBON SILIKON
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Karbon dan Silikon merupakan unsur dari unsur-unsur yang terdapat dalam golongan IV A dan
merupakan unsure penting dalam kehidupan sehari-hari. Karbon adalah suatu unsur kimia yang
memiliki lambang C dan nomor atom 6. Karbon merupakan salah satu unsur dari unsur-unsur
yang terdapat dalam golongan IV A dan merupakan salah unsur terpenting dalam kehidupan
sehari-hari karena terdapat lebih banyak senyawaan yang terbentuk dari unsur karbon.
Keistimewaan karbon yang unik adalah kecenderungannya secara alamiah untuk mengikat
dirinya sendiri dalam rantai-rantai atau cincin-cincin,tidak hanya dengan ikatan tunggal, C - C ,
tetapi juga mengandung ikatan ganda C = C, serta rangkap tiga,C≡C.Akibatnya, jenis senyawa
karbon luar biasa banyaknya. kini diperkirakan terdapat sekitar dua juta jenis senyawa
karbon,dan jumlah itu makin meningkat dengan laju kira-kira lima persen per tahun.Alasan bagi
kestabilan termal rantai-rantai karbon adalah kekuatan hakiki yang tinggi dari ikatan tunggal C -
C.
Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Si dan nomor
atom 14. Silikon merupakan elemen terbanyak kedelapan di alam semesta dari segi massanya,
tapi sangat jarang ditemukan dalam bentuk murni di alam. Silikon paling banyak terdistribusi
pada debu, pasir, planetoid, dan planet dalam berbagai bentuk seperti silikon dioksida atau
silikat.

2. Berdasarkan hal-hal tersebut maka dilakukan disusun makalah mengenai “Karbon dan Silikon”
yang membahas kelimpahan dialam, cara pemurnian atau isolasi karbon, sifat fisik dan
reaktivitas, pembentukan senyawa dengan unsur lain, jenis ikatan dalam senyawa, serta sifat-sifat
lainnya.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah, sebagai berikut:
1. Bagaimana kelimpahan unsur karbon dan silikon di alam?
2. Bagaiaman cara pemurnian atau isolasi unsur karbon dan silikon?
3. Apa saja sifat fisik dan bagaimana reaktivitas unsur karbon dan silikon?
4. Bagaimana pembentukan senyawa dengan unsur lain pada unsur karbon dan silikon?
5. Apa saja jenis ikatan pada unsur karbon dan silikon dalam senyawa?
6. Apa saja sifat-sifat lainnya dari unsur karbon dan silikon?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari makalah ini adalah, sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui kelimpahan unsur karbon dan silikon di alam
2. Untuk mengetahui cara pemurnian atau isolasi unsur karbondan silikon
3. Untuk mengetahui sifat fisik dan reaktivitas unsur karbon dan silikon
4. Untuk mengetahui pembentukan senyawa dengan unsur lain pada unsur karbon dan silikon
5. Untuk mengetahui jenis ikatan pada unsur karbon dan silikon dalam senyawa
6. Untuk mengetahui sifat-sifat lainnya dari unsur karbon dan silikon

3. BAB II
ISI
A. Karbon
1. Kelimpahan Unsur Karbon Di Alam
Karbon adalah salah satu unsur yang terdapat dialam dengan symbol dalam sistem periodik
adalah “C”. Karbon merupakan unsur ke-19 yang paling banyak terdapat di kerak bumi yaitu
dengan prosentase berat 0,027%, dan menjadi unsur paling banyak ke-4 terdapat jagat raya
setelah hydrogen, helium, dan oksigen. Ditemukan baik di air, darat, dan atmosfer bumi, dan
didalam tubuh makhluk hidup. Karbon membentuk senyawaan hampir dengan semua unsur
terutama senyawa organic yang banyak menyusun dan menjadi bagian dari makhluk hidup.
Keberadaan karbon di alam terjadi dalam dua wujud, yang pertama dalam wujud mineral dan
yang kedua dalam wujud grafit. Intan merupakan wujud mineral dari karbon. Ini disebabkan satu
atom karbon berikatan kovalen dengan empat atom karbon lain sehingga membentuk geometri
molekul tetrahedral, molekul berkembang ke segala arah menjadi molekul yang sangat keras.
Arang, wujud grafit dari karbon, juga terikat dengan empat atom kabon yang lain, tetapi
geometri molekulnya tidak membentuk tetrahedral, karena hanya ada tiga ikatan yang berikatan
kovalen tetap sedangkan yang satu ikatan lagi membentuk ikatan kovalen sesaat dengan atom
karbon lapisan atas dan bawah secara bergantian.

4. Selain itu, unsur karbon di alam juga terdapat di dalam kerak bumi dalam bentuk unsur bebas
dan senyawa. Senyawa alamiah karbon yang utama adalah zat-zat organik, misalnya senyawa
organik dalam jaringan tubuh makhluk hidup baik tumbuhan maupun hewan. Selain itu, dalam
bahan yang berasal dari benda hidup seperti arang dan minyak bumi. Juga terdapat dalam
senyawa organik komersial, misalnya senyawa asam asetat (CH3COOH) dan freon (CFC).
Senyawa karbon lainnya adalah senyawa karbon anorganik, yaitu senyawa karbondioksida (CO2)
dan batuan karbonat (CO3) yang dikenal sebagai mineral seperti karbonat dari unsur IIA
(MgCO3, SrCO3, dan BaCO3). Juga kebanyakan terdapat dalam senyawa karbonat dan
bikarbonat, misalnya senyawa natrium karbonat (Na2CO3) dan natrium bikarbonat (NaHCO3).
Di dalam kehidupan sehari-hari, karbon memang sangat berperan, terutama pada mahluk hidup.
Sebagian besar mahluk hidup mengandung atom karbon, ini dapat diketahui jika mahluk hidup
tersebut dibakar maka akan menyisakan zat yang berwarna hitam, seperti kayu dibakar, binatang
dibakar atau bahkan manusia yang terbakar. Zat hitam sisa dari pembakaran itu adalah karbon.
2. Cara Pemurnian Atau Isolasi Karbon
a. Karbon dibuat dengan mereaksikan coke dengan silica SiO2
Karbon terdapat dialam sebagai grafit . Grafit buatan dengan mereaksikan coke dengan silica
SiO2 dengan reaksi sebagai berikut:
SiO2 + 3C (2500°C) SiC + Si (g) + C(graphite)
b. Pembuatan karbon aktif
Karbon aktif merupakan bahan kimia yang saat ini banyak digunakan dalam industri yang
menggunakan proses absorbsi dan purifikasi. Karbon aktif adalah nama dagang untuk arang yang
mempunyai porositas tinggi, dibuat dari bahan baku yang mengandung zat arang.
1. Pembutan karbon aktif dari kulit singkong
Kulit singkong mengandung karbon sekitar 59%. Proses pembuatan karbon aktif ini terdiri dari
dua tahapan yaitu aktivasi dan karbonasi.
a) tahap aktivasi
Kulit singkong kering diaktivasi secara kimia menggunakan KOH 0,3 N selama 1 jam pada suhu
500 oC di dalam mixer kemudian dikeringkan.
b) tahap karbonisasi

5. Karbonasi dilakukan di dalam furnace elektrik (oksigen terbatas) pada suhu (3000, 4500, 6000,
dan 7500)oC selama 1, 2, dan 3 jam.
Uji kualitas dan kuantitas karbon aktif meliputi uji kadar abu, kadar air, uji daya serap karbon
aktif, dan yield (hasil). Bilangan iodine optimal terbentuk pada temperatur karbonisasi 3000 oC
dan lamanya waktu karbonisasi 2 jam yaitu 606,589 mg/g dengan total kandungan kadar abu
4,934%, kadar air 1,419%, dan yield 40,083% serta daya serap tinggi.
2. Pembutan karbon aktif dari tempurung kelapa
Pemilihan tempurung kelapa sebagai bahan baku karbon aktif atas dasar kualitas yang dihasilkan
lebih baik dari bahan lain. Proses pembuatan karbon aktif dari bahan baku tempurung kelapa
terbagi menjadi dua tahapan utama yaitu karbonisasi dan aktivasi.
a) Proses pembuatan arang dari tempurung kelapa (karbonisasi)
Tempurung kelapa dipanaskan tanpa udara dan tanpa penambahan zat kimia. Tujuan karbonisasi
adalah untuk menghilangkan zat terbang. Proses karbonisasi dilakukan pada temperature 400-
600 0C.
Hasil karbonisasi adalah arang yang mempunyai kapasitas penyerapan rendah. Untuk mendapat
karbon aktif dengan penyerapan yang tinggi maka harus dilakukan aktivasi terhadap arang hasil
karbonisasi.
b) Proses pembuatan karbon aktif dari arang (aktivasi)
Proses aktivasi dilakukan dengan tujuan membuka dan menambah pori-pori pada karbon aktif.
Bertambahnya jumlah pori-pori pada karbon aktif akan meningkatkan luas permukaan karbon
aktif yang mengakibatkan kapasitas penyerapannya menjadi bertambah besar. Proses aktivasi
dapat dilakukan dengan dua metode yaitu teknik aktivasi fisik dan teknik aktivasi kimia.
i. Teknik aktivasi fisik
Di lakukan dengan cara mengalirkan gas pengaktif melewati tumpukan arang tempurung kelapa
hasil karbonisasi yang berada dalam suatu tungku.
ii. Teknik aktivasi kimia
Di lakukan dengan menambahkan bahan baku dengan zat kimia tertentu pada saat karbonisasi.
Zat itu seperti ZnCl2, NaOH, KOH, H3PO4.
Ada tiga jenis karbon aktif yang terbuat dari tempurung kelapa yang banyak dipasaran yaitu:
a) Bentuk serbuk. Karbon aktif berbentuk serbuk dengan ukuran lebih kecil dari 0,18 mm.
Terutama digunakan dalam aplikasi fasa cair dan gas. Digunakan pada industry pengolahan air

6. minum, industry farmasi, terutama untuk pemurnian monosodium glutamate, penghalus gula,
pemurnian asam sitrat, pemurnian glukosa dan pengolahan zat pewarna kadar tinggi.
b) Bentuk Granular. Karbon aktif bentuk granular/tidak beraturan dengan ukuran 0,2 -5 mm.
Jenis ini umumnya digunakan dalam aplikasi fasa cair dan gas. Beberapa aplikasi dari jenis ini
digunakan untuk: pemurnian emas, pengolahan air, air limbah dan air tanah, pemurni pelarut dan
penghilang bau busuk. Karbon aktif itu mampu menyerap 99,98 persen kandungan tembaga
dalam air limbah.
c) Bentuk Pellet. Karbon aktif berbentuk pellet dengan diameter 0,8-5 mm. Kegunaaan
utamanya adalah untuk aplikasi fasa gas karena mempunyai tekanan rendah, kekuatan mekanik
tinggi dan kadar abu rendah. Di gunakan untuk pemurnian udara, control emisi, penghilang bau
kotoran dan pengontrol emisi pada gas buang.
c. Karbon dibuat dari pembakaran hidrokarbon atau coal
Karbon juga dapat dibuat dari pembakaran hidrokarbon atau coal, atau yang lainnya dengan
kondisi udara yang terbatas sehigga terjadi pembakaran yang tidak sempurna.
Di dalam tubuh makhluk hidup terdapat unsur karbon. Hal ini dapat dibuktikan secara sederhana
dengan membakar bahan-bahan yang berasal dari makhluk hidup, misalnya kayu, beras, dan
daging. Ketika dibakar, bahan-bahan tersebut akan menjadi arang (karbon)
3. Sifat Fisik Dan Reaktivitas Unsur Karbon
Fasa pada suhu kamar : padat
Bentuk kristalin : intan dan grafit
Massa jenis : 2,267 g/cm³ (grafit) dan 3,513 g/cm³
Titik leleh : 4300-4700 K
Titik didih : 4000 K
Densitas : 2,267 g/cm3 (grafit) 3,515 g/cm3
Kalor lebur : 100 kJ/mol (grafit ) dan 120 kJ/mol
Kalor uap : 355,8 kJ/mol
Kalor jenis : 8,517 J/molK (grafit) dan 6,115 J/molK
Karbon merupakan unsur dasar segala kehidupan di Bumi. Walaupun terdapat berbagai jenis
senyawa yang terbentuk dari karbon, kebanyakan karbon jarang bereaksi di bawah kondisi yang

7. normal. Di bawah temperatur dan tekanan standar, karbon tahan terhadap segala oksidator
terkecuali oksidator yang terkuat. Karbon tidak bereaksi dengan asam sulfat, asam
klorida, klorin, maupun basa lainnya. Pada temperatur yang tinggi, karbon dapat bereaksi dengan
oksigen, menghasilkan karbon oksida dalam suatu reaksi yang mereduksi oksida logam menjadi
logam. Reaksi ini bersifat eksotermik dan digunakan dalam industri besi dan baja untuk
mengontrol kandungan karbon dalam baja:
Fe3O4 + 4 C(s) → 3 Fe(s) + 4 CO(g)
Pada temperatur tinggi, karbon yang dicampur dengan logam tertentu akan menghasilkan karbida
logam, seperti besi karbida sementit dalam baja, dan tungsten karbida yang digunakan secara
luas sebagai abrasif.
4. Pembentukan Senyawa Dengan Unsur Lain
a.Karbon monoksida(CO)
Karbon monoksida dapat dibuat secara komersil dengan hidrogen melalui pembentukan uap
kembali atau pembakaran sebagian hidrokarbon dengan reaksi:
CO2 + H2 → CO + H2O
Gas ini tidak berwarna dan mempunyai titik didih -190. Dapat digunakan sebagai bahan bakar
industri melalui reaksi:
2CO(g) +O2(g)→2CO2(g)
Gas CO juga dapat trjadi sebagai hasil samping pembakaran senyawa organik dalam ruang
kurang oksigen.
C8H18 +6O2(g) → 8CO +4H2O
Secara besar-besaran dapat dibuat dengan reaksi:
C(S) + H2O → CO +H2
Gas CO sangat berbahaya bagi manusia maupun hewan, karena CO berikatan kuat dengan
hemoglobin darah. Hemoglobin berfungsi mengedarkan oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh.
Orang yang mengisap CO akan kekurangan oksigen dan dapat berakibat fatal.
b. Karbon Dioksida(CO2)
Karbon dioksida mempunyai struktur molekul linier dan bersifat non polar. Gas ini larut dalam
air.terdapat diudara dan sangat penting bagi tumbuhan sebagai bahan fotosintesis serta

8. merupakan komponen nafas yang dikeluarkan oleh hewan ataupun manusia, karena dihasilkan
dari oksidasi makanan dalam tubuh.
CO2 dapat dibuat dengan membakar karbon senyawa hidrokarbon, atau gas CO dengan oksigen
yang cukup.
C + O2 → CO2
CH4 + 2O2 → CO2 + H2O
2CO + O2 → 2CO2
Dilaboratorium gas CO2 dapat dibuat dengan mereaksikan garam karbonat dengan asam seperti :
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Gas CO2 tidak beracun,tetapi konsentrasi yang terlalu tinggi dalam udara adalah tidak sehat,
karena merendahkan konsentrasi O2 dan menimbulkan efek fisikologis yang membahayakan.
Jumlah CO2 yang sangat besar sekali. dihasilkan oleh aktifitas manusia, meningkatnya gas CO2
dikhawatirkan atmosfer mungkin menjadi begitu panas, sehingga akan muncul perubahan suhu
yang serius yang sering juga disebut efek rumah kaca.
c.Karbonat dan Bikarbonat
Sebagai senyawaan karbon anorganik yang paling melimpah, karbonat dan bikarbonat adalaha
zat yang berguna serta terkenal. Kebanyakan karbonat hanya sedikit larut dalam air, misalnya
kalsium karbonat, CaCO3, barium karbonat, BaCO3, magnesium karbonat, MgCO3, dan timbal
karbonat, PbCO3. Banyak bikarbonat hanya stabil dalam larutan ai. Contohnya kalskum
bikarbonat Ca(HCO3)2, dan magnesium bikarbonat Mg(HCO3)2.
Karbon dan bikarbonat bereaksi dengan kebanyakan asam, menghasilkan CO2. Reaksi ini sangat
cepat dan gas itu dengan mudah terlepas. Misalnya, barium karbonat bereaksi dengan asam
bromide.
BaCO3 + 2HBr BaBr2 + H2O + CO2
Bikarbonat adalah zat amfoter, yaitu, ia dapat bereaksi baik dengan asam maupun basa.
Bikarbonat tidak stabil; bila dipanaskan, ia terurai membentuk karbonat. Kalium bikarbonat
bubuk digunakan dalam alat pemadam kebakaran karena ia mudah terurai dengan menghasilkan
karbon dioksida.
2KHCO3 K2CO3 + H2O + CO2

9. d. Senyawaan dengan ikatan-ikatan C – S
a). Karbon disulfida, CS2
Cairan yang sangat beracun ini biasanya berwarna kuning pucat, dibuat dengan skala besar
dengan interaksi metana dan sulfur diatas katalis silika atau alumina pada ̴ 1000º.
CH4 +4 S → CS2 + 2H2S
CS2 adalah suatu molekul yang sangat teaktif dan mempunyai kimiawi yang luas, banyak darinya
adalah bersifat organik. Ia digunakan untuk membuat karbon tetraklorida dalam industri:
CS2 + 3Cl2 → CCl4 + S2Cl2
b)Dithiokarbomat
Biasanya dibuat sebagai garam Na olek reaksi amina primer dan sekunder pada CS2 dengan
adanya NaOH. Dithiokarbomat dari Zn, Mn, dan Fe digunakan sebagai fungisida pertanian, dan
garam-garam Zn digunakan sebagai pemercepat dalam vulkanisasi karet.
e. Senyawaan dengan Ikatan-Ikatan C-N
a) Sianogen ( CN)2
Gas yang mudah menyala ini (titik didih -21º) stabil disamping fakta bahwa ia sangat endotermis
(ΔHfº298 = 297 Kj mol-1). Ia dapat diperolah dengan oksidasi katalitik fase gas HCN oleh NO2.
2HCN + NO2 → (CN)2 + NO + H2O
NO + ½ O2 → NO2
Sianogen dapat pula diperoleh dari CN- dengan oksidasi dengan air menggunakan Cu2+
Cu2+ + 2CN- → CuCN + ½ (CN)2
Atau peroksodisulfat yang diasamkan. (CN)2 kering dapat dibuat
dengan reaksi:
Hg(CN)2 + HgCl2 → Hg2Cl2 + (CN)2
b) Hidrogen Sianida
HCN, seperti halida-halida higrogen, adalah zat molekular yang kovalen, namun mampu
terdisosiasi dalam larutan akua. Ia adalah gas yang sangat beracun, tidak berwarna dan terbentuk
bila sianida direaksikan dengan asam.
Hidrogen sianida dibuat dalam industri dari CH4 dan NH3 dengan reaksi-reaksi:

10. 2CH2 + 3O2 + 2NH3 → 2HCN +6H2O ΔH= -475 Kj mol-1
CH4 + NH3 → HCN + 3H2 ΔH= +240 kJ mol-
c) Sianida
Natrium sianida dihasilkan dipabrik dengan peleburan kalsium sianamida dengan karbon dan
natrium karbonat:
CaCN2 + C + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaCN
Sianida logam elektropositif larut dalam air, namun sianida dari AgI, HgI, dan PbII sangat tidak
larut. Ion sianida sangat penting sebagai ligan dan banyak komplek siano logam transisi, Zn, Cd,
Hg, dsb. Kompleksnya kadang-kadang mirip kompleks halogeno, misalnya, Hg(CN)4
- dan
HgCl4
2-, namun ada jenis lainnya peleburan alkali sianida dengan sulfur menghasilkan ion
thiosianat, SCN-.
Sianida logam elektropositif larut dalam air, namun sianida dari AgI, HgI, dan PbII sangat tidak
larut. Ion sianida sangat penting sebagai ligan dan banyak komplek siano logam transisi, Zn, Cd,
Hg, dsb. Kompleksnya kadang-kadang mirip kompleks halogeno, misalnya, Hg(CN)4
- dan
HgCl4
2-, namun ada jenis lainnya peleburan alkali sianida dengan sulfur menghasilkan ion
thiosianat, SCN-.
5. Jenis Ikatan Karbon Dalam Senyawa
Unsur karbon dapat membentuk ikatan-ikatan kimia yang kuat, baik sebagai ikatan tunggal,
ikatan rangkap atau sebagai ganda tiga. Ini terbukti dari besarnya energi ikatan yang dapat kita
lihat di bawah ini :
Ikatan tunggal : C - C dengan enegi ikatan : + 356 kJ 1/mol
Ikatan rangkap: C=C dengan energi ikatan + 598kJ 1/mol
Ikatan ganda tiga: C=C dengan energi ikatan: + 813 Kj 1/mol
Ikatan tunggal: C - H dengan energi ikatan : + 416 kJ 1/mol
Umumnya senyawa - senyawa karbon bila terkena udara menjadi tidak stabil. Hal ini terbukti
bila senyawa - senyawa karbon terkena langsung terbakar dengan reaksi yang eksoterm. Jadi
secara kinetik senyawa karbon adalah stabil, tetapi belum tentu stabil secara energetik, karena
apabila suatu senyawa karbon terkena udara maka ia langsung bereaksi. Ada pengecualian
yaitu bila metana yang berasal dari gas bumi bila terkena udara tidak langsung terbakar, tetapi
harus dipanaskan terlebih dahulu, karena untuk reaksi ini dibutuhkan energi aktivasi yang tinggi.

11. Jadi campuran itu tidak akan bereaksi sebelum diberi energi dengan cara memanaskannya lebih
dulu.
Atom karbon dapat membentuk empat ikatan kovalen, sebab memiliki n4 elektron valensi.
Dalam senyawanya atom C membentuk ikatan dengan hibridasi sp 3 dengan ikatan tunggal,
tetapi tidak untuk senyawa yang berisi ikatan ganda.
6. Sifat-Sifat Lainnya.
Alotrop adalah sifat sejumlah tertentu unsur dimana unsur ini mampu berada dalam dua atau
lebih bentuk, pada setiap alotrop atom-atom unsur tersebut berikatan dengan cara yang berbeda
sehingga membentuk modifikasi struktur yang berbeda pula. Berbagai macam alotrop karbon
adalah:
1. Diamond
Diamond adalah salah satu contoh alotrop yang terbaik dari karbon dan memiliki nilai ekonomi
yang tinggi, dimana sifatnya yang keras dan memiliki optikal optis sehingga banyak dipakai
dalam berbagai industri dan untuk bahan baku perhiasan. Diamond menjadi mineral alami
terkeras yang pernah ada, tidak ada unsur alam yang dapat memotong diamond maupun menarik
(merenggangkan) diamond.
Setiap karbon yang terdapat dalam diamond berikatan secara kovalen pada empat atom karbon
yang lain dalam bentuk geometri tetrahedarl. Dan tetrahedarl ini membentuk 6 cincin karbon
seperti sikloheksana dalam bentuk konformasi “kursi” sehingga hal ini mengakibatkan tidak
adanya sudut ikatan yang mengalami ketegangan. Jalinan struktur kovalen yang stabil inilah
membuat sifat diamond menjadi keras.
Panjang ikatan tunggal pada diamond adalah 0,154 nm. Dengan struktur kristal kubus perbusat
muka dan densitasnya sekitar 3,51 g/cm3. Diamond yang murni memiliki indeks refraktori
sebesar 2,465 pada 397 nm, 2.427 at 527 nm, 2.417 at 589 nm, 2.408 at 670 nm, and 2.402 at
763 nm.
2. Grafit

12. Grafit berstruktur lapisan yang terdiri atas cincin atom karbon beranggotakan 6 yang mirip cincin
benzen yang terkondensasi tanpa atom hidrogen (Gambar 4.4). Jarak karbon-karbon dalam
lapisan adalah 142 pm dan ikatannya memiliki karakter ikatan rangkap analog dengan senyawa
aromatik. Karena jarak antar lapisan adalah 335 pm dan lapis-lapis tersebut diikat oleh ikatan
yang relatif lemah yakni gaya van der Waals, lapisan-lapisan ini dengan mudah akan saling
menggelincir bila dikenai gaya. Hal inilah yang merupakan asal mula sifat lubrikasi grafit.
Berbagai molekul, seperti logam alkali, halogen, halida logam, dan senyawa organik dapat
menginterkalasi lapisan grafit dan membentuk senyawa interkalasi. Grafit memiliki sifat semi-
logam, konduktivitasnya (10-3 Ωcm paralel dengan lapisan dan hantarannya sekitar 100 kali
lebih kecil dalam arah tegak lurus
lapisan).
Grafit lebih reaktif dibandingkan dengan karbon, disebabkan reaktan dapat menetrasi diantara
lapisan heksagonal grafit. Tidak bereaksi dengan asam encer atau basa dan dapat dioksidasi oleh
asam kromat menjadi CO2.
Grafit tidak mencair akan tetapi mengalami sublimasi pada suhu 3500 C. Kristal grafit memiliki
dua bentuk yaitu alfa-grafit dengan bentuk heksagonal dan beta grafit dengan bentuk
rombohedral.
3. Grafena
Grafena merupakan lapisan tunggal dari grafit dengan ikatan karbon sp2 membentuk susunan
seperti sarang lebah (monolayer grafit). Ikatan karbon-karbon memiliki panjang 0,142 nm.
Grafena merupakan struktur dasar dari grafit, karbon nano, dan fuleren, dan dapat didiskripsikan
sebagai lapisan molekul aromatic.
4. Karbon Amorfos
Karbon amorfos atau disebut sebagai karbon reaktif, merupakan alotop karbon dimana tidak
memiliki struktur kristalin.
Karbon amorfos biasa disingkat sebagai aC untuk karbon amorfos yang biasa, C-H untuk karbon
amorfos yang terhidrogenasi, dan C untuk tetrahedral karbon amorfos (seperti diamond). Dalam

13. bidang mineralogy, karbon amorfos biasa digunakan untuk istilah coal dan jenis karbon yang tak
murni selain grafit dan diamond.
B. Silikon
1. Kelimpahan Unsur Karbon Di Alam
Silikon membentuk 28% kerak bumi dalam jumlah berat, dan merupakan unsur terbanyak kedua,
setelah oksigen. Silikon tidak ditemukan bebas di alam. Silikon terdapat dalam bentuk senyawa
oksida silika SiO2, dan mineral yang disebut silikat.
Kristal SiO2 murni mudah kita jumpai yang dikenal dengan nama pasir atau kuarsa, sedangkan
Kristal SiO2 yang tidak murni (dengan runutan bahan kotoran, di antaranya adalah agata (akik),
oniks, opal, batu kecubung (ametis), dan flint. Granit, hornblende, asbestos, feldspar, tanah liat,
mica, dsb merupakan contoh beberapa mineral silikat.
Silikon memiliki 14 isotop yang setengah-hidup diketahui, dengan nomor massa 22-36. Dari
jumlah tersebut, tiga yang stabil, yaitu 28Si (92.23%), 29Si (4.67%), dan 30Si (3.10%). Sebab
spin intinya I = 1/2, 29Si digunakan dalam studi NMR senyawa silikon organik atau silikat (NMR
padatan).
2. Cara Pemurnian Atau Isolasi Karbon
Silikon dapat dibuat dari silika dengan cara sebagai berikut:
SiO2(s) + 2Mg(s) ⟶ 2MgO(s) + Si(s)
Dalam bentuk kristalnya, silikon adalah abu-abu atau hitam.
Silikon dibuat dari silika dengan kokas sebagai reduktor. Campuran silika dan kokas dipanaskan
dalam suatu tanur listrik pada suhu sekitar 30000 C.
SiO2(s) + C(s) ⟶ Si(l) + 2CO(g)
Pembuatan silikon ultra murni dilakukan sebagai berikut. Mula-mula silikon biasa direaksikan
dengan klorin sehingga terbentuk silikon tetraklorida, suatu zat cair yang mudah menguap (titik
didih = 580C)

14. Si(s) + 2Cl2(g) → SiCl4(l)
SiCl4 kemudian dimurnikan dengan distilasi bertingkat. Selanjutnya, SiCl4 direduksi dengan
mengalirkan campuran uap SiCl4 dengan gas H2 melalui suatu tabung yang dipanaskan. Dengan
cara ini dapat diperoleh silikon ultra murni yang pengotornya hanya sekitar 10 %. Reaksinya
adalah sebagai berikut.
SiCl4(g) + 2H2(g) ⟶ Si(s) + 4HCl(g)
Padatan Si yang terbentuk berupa batangan yang perlu dimurnikan dengan cara pemurnian zona
(zona refining), seperti pada gambar pemurnian zona silikon. Pada pemurnian zona batangan
silikon tidak murni secara perlahan dilewatkan ke bawah melalui kumparan listrik pemanas yang
terdapat pada zona lebur. Karena pemanasan maka batang silikon tidak murni akan mengalami
peleburan.
Seperti pada sifat koligatif larutan tentang pemurnian titik lebur larutan dimana titik lebut larutan
adalah lebih rendah dibandingkan titik lebur pelarut murni. Pemurnian silikon anolog dengan hal
tersebut, silikon murni di anggap sebagai pelarut sedangkan leburan silikon yang mengandung
pengotor dianggap sebagai larutan. Berdasarkan sifat koligatif larutan maka titik lebur silikon
murni akan akan lebih tinggi dibanding titik lebur silikon yang tidak murni (bagian yang
mengandung pengotor).

15. Hal ini menyebabkan pengotor cenderung mengumpul disilikon yang mengandung pengotor
(bagian atas pada zona peleburan). Selama permurnian zona berlangsung maka bagian bawah
yang merupakan silikon murni akan bertambah banyak sedangkan bagian atas semakin sedikit.
Pengotor yang ada akan terkonsentrasi pada bagian yang sedikit tersebut.
Setelah leburan mengalami pembekuan maka akan diperoleh suatu batangan dimana salah satu
ujung merupakan silikon paling murni sedangkan silikon yang lain merupakan silikon yang
dipenuhi dengan pengotor atau bagian silikon yang paling tidak murni. Walaupun demikian
terkadang bagian yang paling murni dari silikon ada pada bagian atas sedangkan bagian yang
paling tidak murni berada pada bagian bawah. Bagian yang tidak murni dan tidak murni dapat
dipisahkan dengan cara pemotongan.
3. Sifat Fisik Dan Reaktivitas Unsur Silikon
Konfigurasi : [Ne] 3S23P2
Fase (suhu kamar) : Solid
Massa Jenis : 2,33 g/cm3
Titik leleh : 1687 K (14100 C, 5909 0F)
Titik didih : 3538 K (2355 0C, 5909 0F)
Kalor Lebur : 50,21 kJ/mol
Kalor Penguapan : 359 kJ/mol
Energi Pengionan : 8,2 eV/atm
Jari-jari kovalen atom : 790 (1,17A)
Jari-jari ion : 0,41 A (Si4+)
Keelektronegatifan : 1,8
Berat atom standar : 28,085 g.mol-1

16. Kereaktifan silikon sama halnya dengan boron dan karbon yaitu sangat tak reaktif pada suhu
biasa. Bila silikon bereaksi, tak ada kecendrungan dari atom-atom silikon untuk kehilangan
elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana seperti Si4+, karena ion-ion kecil ini
akan mempunyai rapatan muatan begitu tinggi. Namun atom-atom ini biasanya bereaksi dengan
persekutuan antara elektron mereka membentuk ikatan kovalen. Bila dipanaskan dalam udara,
unsur-unsur itu bereaksi dengan oksigen dalam reaksi pembakaran yang sangat eksotermik untuk
membentuk oksida SiO2 yang bersifat asam.
4. Pembentukan Senyawa Dengan Unsur Lain
1. Senyawaan dengan Oksigen
a. Silika
SiO2 murni terdapat dalam dua bentuk, kuarsa dan kristobalit. Si selalu terikat secara tetrahedral
kepada empat atom oksigen namun ikatan – ikatannya mempunyai sifat cukup ionik. Dalam
kristobalit, atom – atom silikon ditempatkan seperti halnya atom – atom karbon dalam intan,
dengan atom atom oksigen berada berada di tangah dari setiap pasangan. Dalam kuarsa, terdapat
heliks, sehingga terjadi enansiomorf dan hal ini dapat dengan mudah dikenali dan dipisahkan
secara mekanik.
Kuarsa dan kristobalit dapat saling dipertukarkan bila dipanaskan. Proses ini lambat karena
dibutuhkan pemutusan dan pembentukan kembali ikatan – ikatan dan energi pengaktifan tinggi.
Walaupun demikian, kecepatan perubahan amat sangat dipengaruhi oleh adanya pengotor atau
oleh kehadiran oksida – oksida logam alkali.
Pendinginan lambat dari lelehan SiO2 atau pemanasan bentuk padatan pada suhu yang lebih
hangat memberikan bahan amorf yang nampak seperti gelas dan benar – benar gelas dalam arti
umum, yaitu suatu bahan yang tidak mempunyai order beranah panjang tetapi merupakan suatu
deretan cincin polimer, lembaran – lembaran, atau satuan – satuan tiga dimensi yang teratur.
Silika relatif tidak reaktif terhadap Cl2, H2, asam – asam dan sebagian besar logam pada suhu 25o
atau walaupun pada suhu yang agak tinggi, tapi dapat diserang oleh F2, HF aqua, hidroksida
alkali, dan leburan karbonat – karbonat.
HF aqua memberikan larutan yang mengandung fluorosilikat, misalnya SiF6
2-. Peleburan
karbonat yang larut dalam air, dijual sebagai cairan sirup yang mempunyai banyak kegunaan
[SiO2(OH)2]2- tetapi terdapat pula spesies terpolimer yang bergantung pada pH dan konsentrasi.

17. Kebasaan dioksida bertambah, SiO2 menjadi benar – benar asam, GeO2 kurang asam, SnO2
amfoter, dan PbO2 dapat dikatakan lebih basis. Bilamana SnO2 dibuat pada suhu tinggi atau
dengan melarutkan Sn dalam asam ntrat pekat panas, seperti halnya PbO2, adalah inert terhadap
penyerangan.
Hanya timbal yang membentuk suatu oksida yang larut mengandung PbII dan PbIV yaitu Pb3O4,
yang berupa bubuk berwarna merah terang dan dikenal secara komersial sebagai timbal merah.
Ia dibuat dengan pemanasan PbO bersama – sama dengan PbO2 pada 250o. meskipun ia
berperilaku kimiawi sebagai suatu campuran PbO dan PbO2, kristalnya mengandung PbIVO6
yang terikat secara octahedral dalam rantai – rantai dengan pemakaian bersama sisi yang
berlawanan. Rantai – rantai itu terikat dengan atom – atom PbII masing – masing terikat dengan 3
atom O.
Tidak ada hidroksida yang benar dan hasil hidrolisis hidrida atau halida, dan sejenisnya, yang
paling baik dianggap sebagai oksida terhidrat.
b. Silikon dioksida
adalah padatan tahan panas berbentuk kristal; mineral yang paling umum adalah quartz. Pada
mineral quartz, setiap atom silikon dikelilingi oleh empat atom oksigen yang menjembatani atom
silikon lainnya untuk membentuk kisi tiga dimensi.[24] Silika dapat larut dalam air pada suhu
tinggi untuk membentuk senyawa asam monosilikat, Si(OH)4.
2. Senyawaan dengan Hidrogen
a. Hidrida , MH4
Hidrida ini adalah senyawa yang tidak berwarna. Hanya monosilan , SiH4 yang penting . gas
yang menyala secara spontan ini di buat oleh reaksi LiAlH4 pada SiO2 pada 150-170o, atau
dengan reduksi SiCl4 dengan LiAlH4 dalam eter. Meskipun stabil terhadap air dan asam encer,
hidolisis basa secara cepat memberikan SiO2 terhidrat dan H2.
Silan yang tersubtitusi dengan gugus organik cukup penting, seperti halnya beberpa senyawaan
timah yang berhubungan erat. Reaksi yang paling penting dari senyawaan dengan ikatan Si – H,
seperti HsiCl3 atau HsiCH3, adalah reaksi speier atau hidroksilasi alkena :
RCH = CH2 + SiHCl3 RCH2CH2SiCl

18. Reaksi ini, yang menggunakan asam klooprlatina sebagai katalis, penting secara komersial bagi
sintesis prekursor untuk silikon.
b. Silana, SiH4,
Silana adalah gas firoforik dengan struktur tetrahedral mirip dengan metana, CH4. Senyawa
murninya sendiri tidak bereaksi dengan air ataupun asam lemah, tapi jika bereaksi dengan alkali
maka langsung akan terjadi hidrolisis. Ada kelompok silikon hidrida terkatenasi yang
membentuk senyawa yang homolog, SinH2n+2 dengan n berkisar 2–8. Semua senyawa ini mudah
terhidrolisis dan tidak stabil, terutama pada senyawa suku tinggi
3. Senyawaan dengan Halida
Tetrahalida, SiX4
Tetrahalida adalah senyawa yang dapat dibentuk dengan semua halogen. Silikon tetraklorida,
misalnya, dapat bereaksi dengan air, tak sama dengan homolognya, karbon tetraklorida. Silikon
dihalida dapat dibentuk dengan reaksi dengan suhu tinggi antara silikon dan tetrahalida; dengan
struktur yang serupa dengan karbena sehingga senyawa ini adalah senyawa reaktif. Silikon
difluorida terkondensasi untuk membentuk senyawa polimer(SiF2)n.
4. Senyawaan Kompleks Silikon
Kebanyakan spesies kompleks mengandung ion – ion halida atau ligan – ligan donor yang
berupa senyawaan O, N, S atau P.
Kompleks Anion. Silikon hanya membentuk anion – anion fluoro, biasanya SiF6
2- dengan
tetapan pembentukan yang tinggi, diperhitungkan untuk hidrolisis tak sempurna SiF4 dalam air
2SiF4 + 2H2O SiO2 + SiF6
2- + 2H+ + 2HF
Ionnya biasanya dibuat dengan melarutkan SiO2 dalam larutan HF dan stabil meskipun dalam
larutan basa. Pada kondisi yang dipilih dan dengan ion – ion yang ukurannya tepat, ion SiF5-
dapat diisolasi misalnya :
SiO2 + HF(aq) + R4N+Cl CH3OH [R4N][SiF5]
Sebaliknya dengan SiF6
2-, ion – ion GeF6
2- dan SnF6
2- dihidrolisis dengan basa, ion PbF6
2-
terhidrolisis meskippun dengan air.

19. Walaupun Si tidak, unsur – unsur lainnya membentuk anion – anion kloro, dan seluruh unsur
membentuk ion – ion oksalato [Mox3]2-.
Kompleks Kation. Yang paling penting adalah dengan ligan pengkelat yang mengandung
oksigen dan bernuatan negatif satu seperti asetil asetonat , misalnya [Geacac3]+.
Adduct. Tetrahalida bertindak sebagai asam lewis, SnCl4 adalah katalis Friedel – Craft yang baik.
Adductnya 1:1 atau 1:2 namun tidak selalu jelas dengan adanya pembuktian dengan sinar-X,
apakah mereka netral, yaitu MX4L2 ataukah berupa garam misalnya [MX2L2]X2. Yang terdifinisi
paling baik adalah adduct piridin, misalnya trans – Py2SiCl4.
5. Senyawaan lain Silikon
Silikon membentuk senyawa biner yang disebut dengan silisida dengan banyak elemen logam
yang nantinya menghasilkan senyawa dengan sifat yang beragam, misalnya magnesium silisida,
Mg2Si yang sangat reaktif sampai senyawa tahan panas seperti molibdenum disilisida, MoSi2.
Silikon karbida, SiC (karborundum) adalah padatan keras, tahan panas.
Disilena, senyawa yang berisi ikatan rangkap dua silikon-silikon (mirip alkena) dan secara meski
senyawanya berbentuk non-linear, ikatannya tidak sama dengan alkuna.
Dengan kondisi yang sesuai, asam monosilikat dapat terpolimer untuk membentuk asam silikat
yang lebih kompleks, muali dari senyawa kondensasi paling sederhana, asam disilikat (H6Si2O7)
sampai struktur kompleks yang menjadi basis banyak mineral silikat yang disebut asam
polisilikat {Six(OH)4–2x}n.
5. Jenis Ikatan Unsur Silikon Dalam Senyawa
Senyawa Kovalen raksasa adalah senyawa kovalen yang memiliki struktur molekul cukup besar.
Sifat senyawa kovalen raksasa sangat dipengaruhi oleh struktur molekulnya. Senyawa ini
memiliki titik didih dan titik leleh yang sangat tinggi,sedangkan daya hantar dan kekerasanya
sangat bervariasi.
Contoh dari senyawa kovalen raksasa adalah gravit, intan dan silikon. Ikatan kovalen yang
terbentuk pada senyawa senyawa ini sangat kiat sehingga intan dan silikon mempunyai sifat
keras (grafit tetap rapuh). Sifat intan yang keras dimanfaatkan untuk berbagai keperluan,
misalnya alat bor dalam pertambangan minyak dan pemoting batu atau kaca.
Pada saat dipanaskan, diperlukan energi yang sangat besar untuk memutuskan ikatan kovalen
raksasa yang sangat kuat. Faktor inilah yang menyebabkan titik didih dan titik leleh senyawa
kovalen raksasa sangat besar.Intan dan silikon sama sama tidak dapat menghantarkan arus listrik

20. karena seluruh atomnya tidak memiliki elektron bebas.Adapun pada grafit, hanya 3 elektron
valensi yang berikatan dan struktur yang terbentuk berupa lapisan lapisan. Satu elektron valensi
lagi digunakan untuk menghubungkan antar lapisan. Elektron elektron dapat bergerak bebas
dalam lorong lorong diantara lapisan sehingga dapat menghantarkan arus listrik. Struktur grafit
tersebut juga menyebabkan grafit bersifat rapuh karena ikatan antar lapisan yang sangat lemah
sehingga mudah bergeser jika dikenakan suatu gaya.
Molekul Titik didih
(°C)
Titik leleh
(°C)
Keisolatoran Kekerasan
Intan
Grafit
Silikon
4.830
4.200
2.230
3.550
-
1.500
Tidak dapat
Dapat
Tidak dapat
Sangat keras
Lunak,mudah
rapuh
Sangat keras
Berdasarkan pada data diatas dapat diketahui bahwa titik didih dan titik leleh molekul kovalen
raksasa lebih tinggi daripada molekul kovalen sederhana. Adapun sifat lainya ada yang sama dan
ada pula yang berbeda. Hal tersebut dapat terjadi karena perbedaan struktur kimianya.
6. Sifat-Sifat Unsur Silikon Lainnya

21. Silikon merupakan metaloid, siap untuk memberikan atau berbagi 4 atom terluarnya, sehingga
memungkinkan banyak ikatan kimia. Meski silikon bersifat relatif inert seperti karbon, silikon
masih dapat bereaksi dengan halogen dan alkali encer. Kebanyakan asam (kecuali asam nitrat
dan asam hidrofluorat) tidak bereaksi dengan silikon. Silikon dengan 4 elektron valensinya
mempunyai kemungkinan untuk bergabung dengan elemen atau senyawa kimia lainnya pada
kondisi yang sesuai.
Bubuk Silikon
Silikon yang eksis di alam terdiri dari 3 isotop yang stabil, yaitu silikon-28, silikon-29, dan
silikon-30, dengan silikon-28 yang paling melimpah (92% kelimpahan alami). Out of these, only
silicon-29 is of use in NMR and EPR spectroscopy. Dua puluh radioisotop telah diketahui,
dengan silikon-32 sebagai yang paling stabil dengan paruh waktu 170 tahun dan silikon-31
dengan waktu paruh 157,3 menit. Sisa isotop radioaktif lainnya mempunyai paruh waktu kurang
dari 7 detik dan kebanyakan malah kurang dari 0,1 detik. Silikon tidak mempunyai isomer
nuklir.
Isotop dari silikon mempunyai nomor massa berkisar antara 22 sampai 44. Bentuk peluruhan
paling umum dari 6 isotop yang nomor massanya dibawah isotop paling stabil (silikon-28)
adalah β+, utamanya membentuk isotop aluminium (13 proton) sebagai produk peluruhannya.
Untuk 16 isotop yang nomor massanya diatas 28, bentuk peluruhan paling umumnya adalah β−,
utamanya membentuk isotop fosfor (15 proton) sebagai produk peluruhan.

23. BAB III
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah. Sebagai berikut:
1. Karbon merupakan unsur utama dalam senyawa organik dan anorganik yang begitu banyak
jumlah dan jenisnya. Keberadaan karbon di alam terjadi dalam dua wujud, yang pertama dalam
wujud mineral dan yang kedua dalam wujud grafit. Intan merupakan wujud mineral dan arang
merupakan wujud grafit.
2. Teknik ekstraksi unsur karbon dapat dibuat dengan mereaksikan coke dengan silica SiO2 pada
suhu 2500oC, karbon aktif dibuat dengan kulit singkong dan tempurung kelapa dengan proses
aktivasi dan karbonisasi.
3. Karbon sangat tidak reaktif, karbon jarang bereaksi di bawah kondisi yang normal.
4. Pembentukan senyawa unsur karbon dengan unsur lain yaitu karbon monoksida(co), karbon
dioksida(co2), karbonat dan bikarbonat, senyawaan dengan ikatan-ikatan c – s, senyawaan
dengan ikatan-ikatan c-n
5. Unsur karbon dapat membentuk ikatan-ikatan kimia yang kuat, baik sebagai ikatan tunggal,
ikatan rangkap atau sebagai ganda tiga. Atom karbon juga dapat membentuk empat ikatan
kovalen, karena atom karbon memiliki 4 elektron valensi.
6. Sifat kimia yang lain dari karbon berdasarkan bentuk alotrop antara lain dimond, grafit, grafena,
dan karbon amorfos.
7. Silikon membentuk 28% kerak bumi dalam jumlah berat, dan merupakan unsur terbanyak
kedua, setelah oksigen.

24. 8. Silikon dikulit bumi terdapat dalam berbagai bentuk silikat, yaitu senyawa silikon
dengan oksigen
9. Kereaktifan silikon sama halnya dengan boron dan karbon yaitu sangat tak reaktif
pada suhu biasa.