Logam transisi: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan |
|||
Baris 1:
[[Logam transisi]] adalah kelompok [[unsur kimia]] yang berada pada golongan 3 sampai 12 (IB sampai VIIIB pada sistem lama). Kelompok ini terdiri dari 38 unsur. Semua [[logam transisi]] adalah unsur blok-d yang berarti bahwa [[elektron]]nya terisi sampai orbit
Dalam ilmu kimia, '''logam transisi''' mempunyai dua pengertian:
* Definisi dari [[IUPAC]]<ref> IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "transition element</ref> mendefinisikan logam transisi sebagai "sebuah unsur yang mempunyai subkulit ''d'' yang tidak terisi penuh atau dapat membentuk kation dengan subkulit ''d'' yang tidak terisi penuh"
* Sebagian besar ilmuwan mendefinisikan "logam transisi" sebagai semua elemen yang berada pada [[blok-''d'']] pada [[tabel periodik]] (semuanya adalah [[logam]]) yang memasukkan golongan 3 hingga 12 pada tabel periodik. Dalam kenyataan, barisan blok-''f'' [[lantanida]] dan [[aktinida]] juga sering dianggap sebagai logam transisi dan disebut "logam transisi dalam".
Jensen<ref>Jensen, William B. (2003). "The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table". Journal of Chemical Education 80 (8): 952–961. Bibcode:2003JChEd..80..952J. doi:10.1021/ed080p952.</ref> meninjau ulang asal usul penamaan "logam transisi" atau blok-''d''. Kata ''transisi'' pertama kali digunakan untuk mendeskripsikan unsur-unsur yang sekarang dikenal sebagai unsur blok-d oleh kimiawan asal Inggris bernama Charles Bury pada tahun 1921, yang merujuk pada peralihan/transisi pada perubahan subkulit elektron (contohnya pada n=3 pada baris ke-4 tabel periodik) dari subkulit dengan 8 ke 18, atau 18 ke 32.<ref>Bury, C. R. (1921). "Langmuir's theory of the arrangement of electrons in atoms and molecules". J. Amer. Chem. Soc. 43 (7): 1602–1609. doi:10.1021/ja01440a023.</ref>
== Penggolongan ==
Bentuk konfigurasi elektron pada atom logam transisi dapat ditulis sebagai []''ns<sup>2</sup>(n-1)d<sup>m</sup>'' di mana subkulit ''d'' mempunyai energi yang lebih besar daripada subkulit valensi ''s''. Pada ion dengan dua dan tiga elektron valensi, yang terjadi adalah sebaliknya dengan subkulit ''s'' mempunyai tingkat energi yang lebih besar. Dampaknya, ion seperti Fe<sup>2+</sup> tidak mempunyai elektron pada subkulit ''s'': ion tersebut memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d<sup>6</sup> dibandingkan dengan elektron konfigurasi pada atom Fe, yaitu [Ar]4s<sup>2</sup>3d<sup>6</sup>.
Unsur pada golongan 3 hingga 12 sekarang secara umum dikenal sebagai unsur logam transisi, meskipun unsur-unsur dari La-Lu, Ac-Lr, dan golongan 12 (dahulu disebut IIB) mempunyai definisi yang berbeda pada penulis yang berbeda.
# Banyak buku teks kimia dan tabel periodik yang mencantumkan La dan Ac sebagai unsur golongan 3 dan termasuk golongan logam transisi, dikarenakan atom-atom tersebut mempunyai konfigurasi elektron terluar s<sup>2</sup>d<sup>1</sup> seperti Sc dan Y. Elemen dari Ce-Lu dimasukkan ke dalam baris [[lantanida]] ( atau "lanthanoid" menurut [[IUPAC]] dan Th-Lr dalam baris [[aktinida]]. Kedua baris tersebut bersama-sama digolongkan dalam unsur blok-''f'' atau (pada buku-buku lama) sebagai "unsur transisi dalam".
# Beberapa buku teks kimia memasukkan La ke dalam lantanida dan Ac ke dalam aktinida. Klasifikasi ini didasarkan pada kemiripan sifat-sifat kimia, dan mendefinisikan kelima belas elemen pada masing-masing baris ke dalam blok-''f'' meskipun mereka mengakui bahwa blok-''f'' hanya dapat diisi oleh 14 unsur saja.
# Klasifikasi ketiga mendefinisikan bahwa unsur-unsur blok-''f'' terdiri atas La-Yb dan Ac-No dan meletakkan Lu dan Lr pada golongan 3. Hal ini didasarkan pada [[aturan Aufbau]] (atau aturan Madelung) dalam pengisian subkulit elektron, di mana 4f diisi sebelum 5d (atau 5f sebelum 6d), sehingga subkulit ''f'' sudah terisi penuh pada unsur Yb (dan No) sedangkan Lu (dan Lr) mempunyai konfigurasi []s<sup>2</sup>f<sup>14</sup>d<sup>1</sup>. Meskipun demikian, La dan Ac adalah pengecualian pada aturan Aufbau dengan konfigurasi elektron []s<sup>2</sup>d<sup>1</sup> (bukan []s<sup>2</sup>f<sup>1</sup> seperti prediksi aturan aufbau) sehingga tidaklah pasti dari konfigurasi elektronnya apakah La atau Lu (Ac atau Lr) yang seharusnya diklasifikasikan dalam logam transisi.
== Ciri dan Sifat ==
Ada beberapa ciri yang dimiliki bersama oleh unsur transisi yang tidak dimiliki unsur-unsur lain, yang disebabkan oleh terisinya sebagian dari subkulit ''d''. Di antaranya adalah:
# pembentukan senyawa yang warnanya disebabkan oleh transisi elektron ''d-d''
# pembentukan senyawa dengan banyak [[bilangan oksidasi]], dikarenakan kereaktifan yang relatif rendah pada elektron subkulit ''d'' yang tidak berpasangan
# pembentukan beberapa senyawa [[paramagnetik]] disebabkan oleh adanya elektron subkulit ''d'' yang tidak berpasangan. Beberapa senyawa dari unsur golongan utama juga merupakan paramagnetik (seperti [[nitrogen oksida]] dan [[oksigen]]).
=== Senyawa berwarna ===
Warna pada senyawa yang mengandung logam transisi pada umumnya disebabkan oleh transisi elektron dalam dua tipe:
* transfer muatan kompleks. Sebuah elektron dapat melompat dari orbit ligan ke orbit logam, membentuk ''ligant to metal charge transfer'' (LMCT). Hal ini dapat dilihat dengan mudah jika logam sedang pada bilangan oksidasi yang tinggi. Sebagai contoh, warna pada ion [[kromat]], [[dikromat]], dan [[permanganat]] termasuk tipe ini. Conton lainnya adalah pada raksa(II) iodida yang berwarna merah larena transisi LMCT.
Transisi ''metal to ligand charge transfer'' (MLCT) terjadi ketika logam dalam bilangan oksidasi yang rendah sehingga ligan dengan mudah tereduksi.
* transisi ''d-d''. Sebuah elektron melompat dadi satu orbit ''d'' ke orbit yang lain. Pada senyawa logam transisi yang kompleks, antarorbit ''d'' tidak mempunyai tingkat energi yang sama. Pola pemisahan orbit ''d'' dapat dihitung dengan [[teori medan kristal]]. Tingkat pemisahan tergantung pada jenis logam, bilangan oksidasi, dan sifat dari ligan. Tingkat energi yang sebenarnya ditunjukkan oleh diagram Tanabe-Sugano.
Pada kompleks yang sentrosimetrik, seperti oktahedral, transisi ''d-d'' melanggar [[aturan Laporte]] dan hanya terjadi karena penggabungan vibronik di mana getaran molekul terjadi bersamaan dengan transisi ''d-d''. Kompleks tetrahedral mempunyai warna yang lumayan terang karena perpaduan subkulit ''d'' dan ''p'' dimungkinkan jika tidak ada pusat simetri, sehingga transisi tidak murni ''d-d''.
=== Bilangan oksidasi ===
Salah satu ciri logam transisi adalah di mana unsur-unsur tersebut mempunyai lebih dari satu bilangan oksidasi. Contohnya, pada senyawa vanadium diketahui mempunyai bilangan oksidasi mulai -1 pada V(CO)<sub>6</sub><sup>-</sup> hingga +5 pada VO<sub>4</sub><sub>3-</sub>.
Bilangan oksidasi maksimum pada logam transisi baris pertama sama dengan jumlah elektron valensi seperti [[titanium]] (+4) dan [[mangan]] (+7) namun berkurang pada unsur-unsur selanjutnya. Pada baris kedua dan ketiga ada [[ruthenium]] dan [[osmium]] dengan bilangan oksidasi +8. Pada senyawa seperti [Mn0<sub>4</sub>]<sup>-</sup> dan OsO<sub>4</sub>, unsur logam transisi memperoleh oktet yang stabil dengan membentuk empat [[ikatan kovalen]].
Bilangan oksidasi terendah ada pada senyawa Cr(CO)<sub>6</sub> (bilangan oksidasi nol) dan Fe(CO)<sub>4</sub><sup>2-</sup> (bilangan oksidasi -2) di mana aturan 18 elektron dipatuhi. Senyawa tersebut juga merupakan kovalen.
[[Ikatan ion]] biasanya terbentuk pada bilangan oksidasi +2 atau +3. Pada senyawa yang terlarut, ion tersebut biasanya berikatan dengan enam molekul air yang tersusun secara oktahedral.
=== Kemagnetan ===
Senyawa pada logam transisi biasanya bersifat paramagnetik apabila terdapat satu atau lebih elektron tak berpasangan pada subkulit ''d''. Pada senyawa oktahedral dengan elektron antara empat hingga tujuh pada subkulit ''d'', spin tinggi dan spin rendah mungkin terjadi. Senyawa tetrahedral seperti [FeCl<sub>4</sub>]<sup>2-</sup> bersifat spin tinggi dikarenakan pemisahan [[medan kristal]] yang rendah sehingga energi yang diperoleh dari elektron yang berada pada tingkat energi yang lebih rendah selalu lebih kecil daripada energi yang diperlukan untuk memasangkan [[spin]]. Beberapa senyawa bersifat [[diamagnetik]]. Yang termasuk golongan ini adalah senyawa oktahedral, spin rendah, ''d<sup>6</sup>'', dan ''d<sup>8</sup>'' yang berbentuk [[segi empat planar]].
[[Feromagnetisme]] terjadi jika atom tunggal bersifat paramagnetik dan arah spin tersusun sejajar satu sama lain pada bahan kristal. Logam besi dan campuran alniko adalah contoh senyawa logam transisi yang bersifat feromagnetik. Anti-feromagnetisme adalah contoh sifat kemagnetan yang terbentuk dari susunan khusus dari spin tunggal pada benda padat.
=== Sifat katalitik ===
Logam transisi dan senyawanya diketahui mempunyai aktivitas katalitik sifat homogen dan heterogen. Aktivitas ini berasal dari kemampuan logam transisi untuk mempunyai lebih dari satu bilangan oksidasi dan kemampuan membentuk senyawa kompleks. Sebagai contoh [[Vanadium]] (V) oksida dikenal dapat memisahkan besi (pada proses Haber) dan nikel (pada hidrogenasi katalitik). [[Katalis]] pada permukaan bidang padat menyertakan pembentukan ikatan antara molekul reaktan dan atom pada permukaan katalis. Hal ini mempunyai pengaruh meningkatnya konsentrasi reaktan pada permukaan katalis dan memperlemah ikatan pada molekul yang bereaksi (menurunkan energi aktivasi reaksi). Dan juga karena unsur logam transisi dapat mengubah bilangan oksidasinya, sehingga efektif sebagai katalis.
=== Sifat Lain ===
Sesuai namanya, semua logam transisi adalah [[logam]] dan merupakan [[konduktor listrik]].
Secara umum, logam transisi mempunyai [[massa jenis]] yang tinggi serta [[titik leleh]] dan [[titik didih]] yang tinggi. Hal tersebut dikarenakan adanya [[ikatan logam]] dengan elektron yang mudah berpindah, yang menyebabkan [[kohesi]] yang meningkatkan jumlah elektron bersama. Meskipun demikian, logam golongan 12 mempunyai titik didih dan titih leleh yang lebih rendah karena subkulit ''d'' unsur tersebut mencegah ikatan ''d-d''. [[Air raksa]] mempunyai titik leleh -38.83°C (-37.89°F) dan merupakan zat cair pada suhu ruang.
Logam transisi dapat berikatan membentuk bermacam-macam [[ligan]].
== Pranala luar ==
| |||