Hukum-Hukum Dasar Kimia

1. 1.HUKUM-HUKUM KEKEKALAN MASSA (HUKUM LAVOISIER)

Kimiawan Prancis yang dijuluki bapak kimia modern inilah yang menumbangkan teori gas flogiston dengan menjelaskan hukumnya dengan mengesankan, yaitu "massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama". ia juga yang mengusulkan tata nama kimia pertama, serta ia pula yang mula-mula mengetahui betapa pentingnya oksigen bagi pernapasan dan pembakaran.

2. HUKUM PERBANDINGAN TETAP (HUKUM PROUST)
"perbandingan massa unsur-unsur dalam seiap senyawa selalu tetap"

3. HUKUM PERBANDINGAN BERGANDA (HUKUM DALTON)
"jika dua unsur membentuk dua macam senyawa atau lebih, untuk massa salah satu unsur sama banyaknya, massa unsur kedua dalam senyawa-senyawa itu akan berbanding sebagai bilangan bulat sederhana.

4. HUKUM PERBANDINGAN VOLUME (HUKUM GAY-LUSSAC)
Kimiawan Prancis yang juga salah seorang perintis meteorologi, penemu sianogen,hidrometer, alkoholmeter dan pelopor penelitian sifat-sifat gas ini mengemukakan bahwa :
"volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas hasil reaksi, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, berbanding lurus sebagai bilangan-bilangan bulat dan sederhana"

5. HUKUM AVOGADRO
meski pada awalnya pendapat kimiawan yang lahir di italia ini kurang mendapat tanggapan, tapi akhirnya setelah ia meninggal hukumnya baru diakui, yaitu "pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul sama"

Jenis-jenis reaksi

Beragamnya reaksi-reaksi kimia dan pendekatan-pendekatan yang dilakukan dalam mempelajarinya mengakibatkan banyaknya cara untuk mengklasifikasikan reaksi-reaksi tersebut, yang sering kali tumpang tindih. Di bawah ini adalah contoh-contoh klasifikasi reaksi kimia yang biasanya digunakan.

• Isomerisasi, yang mana senyawa kimia menjalani penataan ulang struktur tanpa perubahan pada kompoasisi atomnya
• Kombinasi langsung atau sintesis, yang mana dua atau lebih unsur atau senyawa kimia bersatu membentuk produk kompleks:

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

• Dekomposisi kimiawi atau analisis, yang mana suatu senyawa diurai menjadi senyawa yang lebih kecil:

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

• Penggantian tunggal atau substitusi, dikarakterisasikan oleh suatu unsur digantikan oleh unsur lain yang lebih reaktif:

2 Na(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl(aq) + H₂(g)

• Metatesis atau Reaksi penggantian ganda, yang mana dua senyawa saling berganti ion atau ikatan untuk membentuk senyawa yang berbeda:

NaCl(aq) + AgNO₃(aq) → NaNO₃(aq) + AgCl(s)

• Reaksi asam basa, secara luas merupakan reaksi antara asam dengan basa. Ia memiliki berbagai definisi tergantung pada konsep asam basa yang digunakan. Beberapa definisi yang paling umum adalah:
  • Definisi Arrhenius: asam berdisosiasi dalam air melepaskan ion H₃O⁺; basa berdisosiasi dalam air melepaskan ion OH^-.
  • Definisi Brønsted-Lowry: Asam adalah pendonor proton (H⁺) donors; basa adalah penerima (akseptor) proton. Melingkupi definisi Arrhenius.
  • Definisi Lewis: Asam adalah akseptor pasangan elektron; basa adalah pendonor pasangan elektron. Definisi ini melingkupi definisi Brønsted-Lowry.
• Reaksi redoks, yang mana terjadi perubahan pada bilangan oksidasi atom senyawa yang bereaksi. Reaksi ini dapat diinterpretasikan sebagai transfer elektron. Contoh reaksi redoks adalah:

2 S₂O₃²⁻(aq) + I₂(aq) → S₄O₆²⁻(aq) + 2 I⁻(aq)

Yang mana I₂ direduksi menjadi I^- dan S₂O₃^2- (anion tiosulfat) dioksidasi menjadi S₄O₆^2-.

• Pembakaran, adalah sejenis reaksi redoks yang mana bahan-bahan yang dapat terbakar bergabung dengan unsur-unsur oksidator, biasanya oksigen, untuk menghasilkan panas dan membentuk produk yang teroksidasi. Istilah pembakaran biasanya digunakan untuk merujuk hanya pada oksidasi skala besar pada keseluruhan molekul. Oksidasi terkontrol hanya pada satu gugus fungsi tunggal tidak termasuk dalam proses pembakaran.

C₁₀H₈+ 12 O₂ → 10 CO₂ + 4 H₂O

CH₂S + 6 F₂ → CF₄ + 2 HF + SF₆

• Disproporsionasi, dengan satu reaktan membentuk dua jenis produk yang berbeda hanya pada keadaan oksidasinya.

2 Sn²⁺ → Sn + Sn⁴⁺

• Reaksi organik, melingkupi berbagai jenis reaksi yang melibatkan senyawa-senyawa yang memiliki karbon sebagai unsur utamanya.

Tata Nama Senyawa Sederhana

1). Tata Nama Senyawa Molekul ( Kovalen ) Biner. 

Senyawa biner adalah senyawa yang hanya terdiri dari dua jenis unsur.

Contoh : air (H ₂ O), amonia (NH ₃ )

a). Rumus Senyawa

Unsur yang terdapat lebih dahulu dalam urutan berikut, ditulis di depan.

B-Si-C-Sb-As-P-N-H-Te-Se-S-I -Br-Cl-O-F 
Contoh : ………(lengkapi sendiri) 

b). Nama Senyawa

Nama senyawa biner dari dua jenis unsur non logam adalah rangkaian nama kedua jenis unsur tersebut dengan akhiran –ida (ditambahkan pada unsur yang kedua).

Contoh : ………(lengkapi sendiri) 
Catatan : 

Jika pasangan unsur yang bersenyawa membentuk lebih dari sejenis senyawa, maka senyawa-senyawa yang terbentuk dibedakan dengan menyebutkan angka indeks dalam bahasa Yunani.

1 = mono 2 = di 3 = tri 4 = tetra 

5 = penta 6 = heksa 7 = hepta 8 = okta 

9 = nona 10 = deka

Angka indeks satu tidak perlu disebutkan, kecuali untuk nama senyawa karbon monoksida.

Contoh : ……….(lengkapi sendiri)

c). Senyawa yang sudah umum dikenal, tidak perlu mengikuti aturan di atas.

Contoh : ………(lengkapi sendiri) 

2). Tata Nama Senyawa Ion.

Kation = ion bermuatan positif (ion logam)

Anion = ion bermuatan negatif (ion non logam atau ion poliatom)

a). Rumus Senyawa

Unsur logam ditulis di depan.

Contoh : ………(lengkapi sendiri)

Rumus senyawa ion ditentukan oleh perbandingan muatan kation dan anionnya.

Kation dan anion diberi indeks sedemikian rupa sehingga senyawa bersifat netral ( jumlahmuatan positif = jumlah muatan negatif).

b). Nama Senyawa

Nama senyawa ion adalah rangkaian nama kation (di depan) dan nama anionnya (di belakang); sedangkan angka indeks tidak disebutkan.

Contoh : ………(lengkapi sendiri) 
Catatan : 

Ø Jika unsur logam mempunyai lebih dari sejenis bilangan oksidasi, maka senyawa-senyawanya dibedakan dengan menuliskan bilangan oksidasinya (ditulis dalam tanda kurung dengan angka Romawi di belakang nama unsur logam itu).

Contoh : ………(lengkapi sendiri)

Ø Berdasarkan cara lama, senyawa dari unsur logam yang mempunyai 2 jenis muatan dibedakan dengan memberi akhiran –o untuk muatan yang lebih rendah dan akhiran – iuntuk muatan yang lebih tinggi.

Contoh : ………(lengkapi sendiri)

Cara ini kurang informatif karena tidak menyatakan bilangan oksidasi unsur logam yang bersangkutan.

3). Tata Nama Senyawa Terner.

Senyawa terner sederhana meliputi : asam, basa dan garam.

Reaksi antara asam dengan basa menghasilkan garam.

a). Tata Nama Asam.

Asam adalah senyawa hidrogen yang di dalam air mempunyai rasa masam.

Rumus asam terdiri atas atom H (di depan, dianggap sebagai ion H ⁺ ) dan suatu anion yang disebut sisa asam .

Catatan : perlu diingat bahwa asam adalah senyawa molekul, bukan senyawa ion.

Nama anion sisa asam = nama asam yang bersangkutan tanpa kata asam.

Contoh : H ₃ PO ₄

Nama asam = asam fosfat

Rumus sisa asam = PO _{4 3-} (fosfat)

b). Tata Nama Basa.

Basa adalah zat yang jika di dalam air dapat menghasilkan ion OH-

Pada umumnya, basa adalah senyawa ion yang terdiri dari kation logam dan anion

Nama basa = nama kationnya yang diikuti kata hidroksida .

Contoh : ………(lengkapi sendiri) 

c). Tata Nama Garam.

Garam adalah senyawa ion yang terdiri dari kation basa dan anion sisa asam .

Rumus dan penamaannya = senyawa ion.

Contoh : ………(lengkapi sendiri) 

4). Tata Nama Senyawa Organik.

Senyawa organik adalah senyawa-senyawa C dengan sifat-sifat tertentu.

Senyawa organik mempunyai tata nama khusus, mempunyai nama lazim atau nama dagang ( nama trivial ).

Syarat Pembentukan Ikatan Kovalen dan Muatan Formal

A. Syarat pembentukan ikatan kovalen

Aturan pembentukan ikatan kovalen yaitu:

1. Orbital-orbital atom-atom yang berikatan harus saling tumpang tindih.

2. Setiap ikatan kovalen terbentuk dari dua buah elektron yang berpasangan dengan spin berlawanan

3. Unsur-unsur pada periode dua , bila pada valensi atom pusat seperti C, N, O, dan F terdapat 4 atau lebih elektron , maka berlaku aturan oktet.

4. Untuk unsur-unsur periode dua, bila pada kulit valensi atom pusat seperti pada Li, Be dan B, terdapat 4 elektron, aturan oktet tidak mesti harus terpenuhi.

5. Bila atom pusat mempunyai orbital d yang terisi elektron, maka pada pembentukan ikatan kovalen jumlah elektron pada kulit valensi atom pusat dapat lebih dari 8 elektron.

B. Muatan formal

Muatan formal adalah muatan yang dimiliki oleh atom-atom yang terdapat di dalam suatu molekul atau ion poliatomik apabila atom-atom tersebut dianggap memiliki keelektronegatifan yang sama.

Besarnya muatan formal (Q_F) dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Dimana : N_A = Jumlah electron valensi

N_LP = Jumlah pasangan electron bebas

N_BP = jumlah pasangan electron ikatan

Contoh 1 H₂O 

 

Muatan formal atom O : Q_F (O) = 6 – 4 - ½ x4 = 0

Muatan formal atom H : Q_F (H) = 1 - ½ x 2 = 0

Contoh 2 : SCN^- 

 

Muatan formal atom S : Q_F (S) = 6 – 4 - ½ x 4 = 0

Muatan formal atom C : Q_F (C) = 4 – ½ x 8 = 0

Muatan formal atom S : Q_F (S) = 5 – 4 - ½ x 4 = -1

Beberapa Sifat Periodik Unsur-Unsur

1.	Jari jari atom adalah jarak dari inti atom ke lintasan elektron terluar.
	-	Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan jari jari atom berkurang.
	-	Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jari-jari atom bertambah.
	-	Jari-jari atom netral lebih besar daripada jari-jari ion positifnya tetapi lebih kecil dari jari-jari ion negatifnya. Contoh: jari-jari atom Cl < jari-jari ion Cl- jari-jari atom Ba > jari-jari ion Ba2+
2.	Potensial ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang paling lemah/luar dari atom suatu unsur atau ion dalam keadaan gas.
	-	Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan potensial ionisasi bertambah.
	-	Dalam satu golongan, dari atas ke bawah potensial ionisasi berkurang.
3.	Affinitas elektron adalah besarnya energi yang dibebaskan pada saat atom suatu unsur dalam keadaan gas menerima elektron.
	-	Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan affinitas elektron bertambah.
	-	Dalam satu golongan, dari atas ke bawah affinitas elektron berkurang.
4.	Keelektronegatifan adalah kemampuan atom suatu unsur untuk menarik elektron ke arah intinya dan digunakan bersama.

SECARA DIAGRAMATIS SIFAT-SIFAT INI DAPAT DISAJIKAN SEBAGAI BERIKUT
1. Jari-jari atom
2. Sifat logam
3. Sifat elektropositif
4. Reduktor
5. Sifat basa/oksida basa

makin besar/kuat

1. Sifat elektronegatif
2. Oksidator
3. Potensial ionisasi
4. Affinitas elektron
5. Keelektronegatifan

Keterangan: tanda-tanda panah di atas mempunyai arti sebagai berikut

®	: artinya, dalam satu periode dari kiri ke kanan
¬	: artinya, dalam satu periode dari kanan ke kiri
¯	: artinya, dalam satu golongan dari atas ke bawah
á	: artinya, dalam satu golongan dari bawah ke atas

BAB II SISTEM PERIODIK UNSUR

Perkembangan sistem periodik

1. Triade Dobereiner
Pada tahun 1829, Johan Wolfgang Dobereiner mempelajari sifat-sifat beberapa unsur yang sudah diketahui pada saat itu. Dobereiner melihat adanya kemiripan sifat di antara beberapa unsur, lalu mengelompokkan unsur-unsur tersebut menurut kemiripan sifatnya. Ternyata tiap kelompok terdiri dari tiga unsur sehingga disebut triade. Apabila unsur-unsur dalam satu triade disusun berdasarkan kesamaan sifatnya dan diurutkan massa atomnya, maka unsur kedua merupakan rata-rata dari sifat dan massaatom dari unsur pertama dan ketiga.

2. Teori Oktaf Newland
Pada tahun 1864, John Alexander Reina Newland menyusun daftar unsur yang jumlahnya lebih banyak. Susunan Newland menunjukkan bahwa apabila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya, maka unsur pertama mempunyai kemiripan sifat dengan unsur kedelapan, unsur kedua sifatnya mirip dengan unsur kesembilan, dan seterusnya. Penemuan Newland ini dinyatakan sebagai Hukum Oktaf Newland.

Pada saat daftar Oktaf Newland disusun, unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) belum ditemukan. Gas Mulia ditemukan oleh Rayleigh dan Ramsay pada tahun 1894. Unsur gas mulia yang pertama ditemukan ialah gas argon. Hukum Oktaf Newland hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah.

3. Sistem Periodik Mendeleev
Pada tahun 1869, tabel sistem periodik mulai disusun. Tabel sistem periodik ini merupakan hasil karya dua ilmuwan, Dmitri Ivanovich Mendeleev dari Rusia dan Julius Lothar Meyer dari Jerman. Mereka berkarya secara terpisah dan menghasilkan tabel yang serupa pada waktu yang hampir bersamaan. Mendeleev menyajikan hasil kerjanya pada Himpunan Kimia Rusia pada awal tahun 1869, dan tabel periodik Meyer baru muncul pada bulan Desember 1869.

Mendeleev yang pertama kali mengemukakan tabel sistem periodik, maka ia dianggap sebagai penemu tabel sistem periodik yang sering disebut juga sebagai sistem periodik unsur pendek. Sistem periodik Mendeleev disusun berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat. Sistem periodik Mendeleev pertama kali diterbitkan dalam jurnal ilmiah Annalen der Chemie pada tahun 1871.

Hal penting yang terdapat dalam sistem periodik Mendeleev antara lain sebagai berikut:
a. dua unsur yang berdekatan, massa atom relatifnya mempunyai selisih paling kurang dua atau satu satuan;
b. terdapat kotak kosong untuk unsur yang belum ditemukan, seperti 44, 68, 72, dan 100;
c. dapat meramalkan sifat unsur yang belum dikenal seperti ekasilikon;
d. dapat mengoreksi kesalahan pengukuran massa atom relatif beberapa unsur, contohnya Cr = 52,0 bukan 43,3.

a. Kelebihan sistem periodik Mendeleev
1) Sifat kimia dan fisika unsur dalam satu golongan mirip dan berubah secara teratur.
2) Valensi tertinggi suatu unsur sama dengan nomor golongannya.
3) Dapat meramalkan sifat unsur yang belum ditemukan pada saat itu dan telah mempunyai tempat yang kosong.

b. Kekurangan sistem periodik Mendeleev
1) Panjang periode tidak sama dan sebabnya tidak dijelaskan.
2) Beberapa unsur tidak disusun berdasarkan kenaikanmassa atomnya, contoh : Te (128) sebelum I (127).
3) Selisih massa unsur yang berurutan tidak selalu 2, tetapi berkisar antara 1 dan 4 sehingga sukar meramalkanmassa unsur yang belum diketahui secara tepat.
4) Valensi unsur yang lebih dari satu sulit diramalkan dari golongannya.
5) Anomali (penyimpangan) unsur hidrogen dari unsur yang lain tidak dijelaskan.

4. Sistem Periodik Modern
Pada tahun 1914, Henry G. J. Moseley menemukan bahwa urutan unsur dalam tabel periodik sesuai dengan kenaikan nomor atom unsur. Moseley berhasil menemukan kesalahan dalam tabel periodik Mendeleev, yaitu ada unsur yang terbalik letaknya. Penempatan Telurium dan Iodin yang tidak sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya, ternyata sesuai dengan kenaikan nomor atom.

NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA
Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas satu sama lain. Dengan penemuan partikel
penyusun atom dikenal istilah nomor atom (Z) dan nomor massa (A).
NOMOR ATOM (Z)
Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom yang diberikan lambang Z. Nomor
atom ini merupakan ciri khas suatu unsur, karena atom bersifat netral maka jumlah proton
sama dengan jumlah elektronnya. Sehingga nomor atom juga menunjukan jumlah elektron.
Elektron inilah yang nantinya paling menentukan sifat suatu unsur. Nomor atom ditulis agak
ke bawah sebelum lambang unsur. Atom oksigen mempunyai 8 proton dan 8 elektron
sehingga nomor atomnya 8.
NOMOR MASSA (A)
Seperti diuraikan sebelumnya massa elektron sangat kecil, dianggap nol. Sehingga massa
atom ditentukan oleh inti atom yaitu proton dan neutron.

Nomor massa ditulis agak ke atas sebelum lambang unsur. Atom oksigen mempunyai nomor
atom 8 dan nomor massa 16, sehingga atom oksigen mengandung 8 proton dan 8 neutron.

Penulisan lambang atom unsur menyertakan nomor atom dan nomor massa