Unsur golongan 3: Perbedaan antara revisi

{{Tabel periodik (golongan 3)}}

 

Tiga unsur golongan 3 terjadi secara alami: skandium, yttrium, dan lantanum atau lutetium. Lanthanum melanjutkan tren perilaku kimia umum yang dimulai oleh dua anggota yang lebih ringan, sementara perilaku lutetium lebih mirip yttrium. Sementara pilihan lutetium akan sesuai dengan tren logam transisi [[unsur periode 6|periode 6]] untuk berperilaku lebih mirip dengan tetangga atas mereka pada tabel periodik, pilihan lantanum sesuai dengan tren pada [[blok-s]], yang secara kimiawi lebih mirip dengan unsur golongan 3. Mereka semua adalah logam putih keperakan di bawah kondisi standar. Unsur keempat, baik aktinium atau lawrencium, hanya memiliki [[isotop]] radioaktif. Actinium, yang hanya ada dalam [[Radioisotop renik|jumlah renik]], melanjutkan kecenderungan perilaku kimia logam yang membentuk ion tripositif dengan konfigurasi [[gas mulia]]; lawrencium [[unsur sintetis|sintetis]] menunjukkan lebih mirip dengan lutetium dan yttrium. Sejauh ini, tidak ada percobaan yang dilakukan untuk [[unsur sintetis|mensintesis]] unsur yang bisa menjadi unsur golongan 3 berikutnya. [[Unbiunium|Unbiunium (Ubu)]], yang dapat dianggap sebagai unsur golongan 3 jika didahului oleh lantanum dan aktinium, dapat disintesis dalam waktu dekat, hanya tiga spasi dari unsur terberat yang ada saat ini, [[oganesson]].

Pada tahun 1787, kimiawan paruh waktu Swedia, [[Carl Axel Arrhenius]], menemukan sebuah batu hitam yang berat di dekat desa [[Ytterby]], Swedia (bagian dari [[Kepulauan Stockholm]]).<ref>{{cite web|last = van der Krogt|first = Peter|title = 39 Yttrium – Elementymology & Elements Multidict|url = http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Y|accessdate = 2008-08-06|publisher=Elements.vanderkrogt.net}}</ref> Ia berpikir bahwa itu adalah mineral tak dikenal yang mengandung unsur [[tungsten]] yang baru ditemukan,<ref name="Emsley496">[[#Emsley2001|Emsley 2001]], p. 496</ref> dia menamainya dengan [[ytterbite]].<ref group=note>Diberi nama ''Ytterbite'' sesuai nama desa dekat tempat ditemukannya, ditambah akhiran -ite untuk menunjukkan bahwa itu adalah mineral.</ref> Ilmuwan Finlandia [[Johan Gadolin]] mengidentifikasi oksida baru atau "[[Tanah (kimia)|tanah]]" dalam sampel Arrhenius pada tahun 1789, dan menerbitkan analisis lengkapnya pada tahun 1794;<ref>{{cite journal|first= Johan|last = Gadolin|authorlink = Johan Gadolin|title = Undersökning af en svart tung Stenart ifrån Ytterby Stenbrott i Roslagen|journal = Kongl. Vetenskaps Academiens Nya Handlingar|volume = 15|year= 1794|pages= 137–155|language=sv}}</ref> pada 1797, oksida baru tersebut dinamakan ''yttria''.<ref name="Greenwood1997p944">{{cite book|last = Greenwood|first = N. N.|last2=Earnshaw|first2=A. |title = Chemistry of the Elements|edition = 2nd|publisher = Butterworth-Heinemann|location = Oxford|year = 1997 |isbn = 0-7506-3365-4|ref = CITEREFGreenwood1997|page=944}}</ref> Beberapa dasawarsa setelah ilmuwan Prancis [[Antoine Lavoisier]] mengembangkan definisi [[unsur kimia]] modern yang pertama, diyakini bahwa tanah dapat direduksi menjadi unsur-unsurnya, yang berarti bahwa penemuan tanah baru setara dengan penemuan unsur yang diandungnya, yang dalam hal ini adalah ''yttrium''.<ref group="note">Tanah diberi akhiran -a dan unsur baru biasanya diberi akhiran -ium.</ref>. Sampai awal 1920an, simbol kimia "Yt" digunakan untuk unsur tersebut, setelah itu "Y" mulai digunakan secara umum.<ref>{{cite journal|journal = Pure Appl. Chem.|volume = 70|issue = 1|pages = 237–257|year = 1998|first = Tyler B.|last = Coplen|last2=Peiser|first2=H. S.|title = History of the Recommended Atomic-Weight Values from 1882 to 1997: A Comparison of Differences from Current Values to the Estimated Uncertainties of Earlier Values (Technical Report)|publisher = [[IUPAC Inorganic Chemistry Division|IUPAC's Inorganic Chemistry Division]] Commission on Atomic Weights and Isotopic Abundances|doi = 10.1351/pac199870010237}}</ref> Logam yttrium pertama kali diisolasi pada tahun 1828 ketika [[Friedrich Wöhler]] memanaskan [[yttrium(III) klorida]] anhidrat dengan [[kalium]] untuk membentuk logam yttrium dan [[kalium klorida]].<ref>{{cite book|last = Heiserman|first = David L.|title = Exploring Chemical Elements and their Compounds|location = New York|publisher = TAB Books|isbn = 0-8306-3018-X|chapter = Element 39: Yttrium|pages = 150–152|year = 1992}}</ref><ref>{{cite journal|journal = Annalen der Physik|volume = 89|issue = 8|pages = 577–582|title = Über das Beryllium und Yttrium|first = Friedrich|last = Wöhler|authorlink = Friedrich Wöhler|doi = 10.1002/andp.18280890805|year = 1828|bibcode = 1828AnP....89..577W |language=de}}</ref>

 

 

Pada tahun 1751, ahli mineral asal Swedia [[Axel Fredrik Cronstedt]] menemukan mineral berat dari tambang di [[Bastnäs]], yang kemudian dinamai [[cerite]]. Tiga puluh tahun kemudian, anak laki-laki berusia lima belas tahun [[Vilhelm Hisinger]], dari keluarga yang memiliki tambang tersebut, mengirim sampelnya ke [[Carl Scheele]], yang tidak menemukan unsur baru di dalamnya. Pada tahun 1803, setelah Hisinger menjadi seorang ahli besi, dia kembali ke mineral tersebut bersama [[Jöns Jacob Berzelius]] dan mengisolasi sebuah oksida baru yang mereka namakan ''ceria'' sesuai nama [[planet kerdil]] [[Ceres (planet kerdil)|Ceres]], yang telah ditemukan dua tahun sebelumnya.<ref>{{cite web|url=http://www.vanderkrogt.net/elements/rareearths.php |title=The Discovery and Naming of the Rare Earths |publisher=Elements.vanderkrogt.net |accessdate=23 June 2016}}</ref> Ceria was simultaneously independently isolated in Germany by [[Martin Heinrich Klaproth]].<ref name=Greenwood1424>Greenwood and Earnshaw, p. 1424</ref> Antara tahun 1839 dan 1843, ceria yang merupakan campuran oksida dibuktikan oleh ahli bedah dan kimiawan Swedia [[Carl Gustaf Mosander]], yang tinggal di rumah yang sama dengan Berzelius: ia memisahkan dua oksida lain yang dinamakannya ''lanthana'' dan ''[[didymium|didymia]]''.<ref name="Weeks">{{cite journal | doi = 10.1021/ed009p1231 | last = Weeks | first = Mary Elvira |authorlink=Mary Elvira Weeks| title = The Discovery of the Elements: XI. Some Elements Isolated with the Aid of Potassium and Sodium:Zirconium, Titanium, Cerium and Thorium | journal = The Journal of Chemical Education | date = 1932 | volume = 9 | issue = 7 | pages = 1231–1243 |bibcode = 1932JChEd...9.1231W }}</ref> Dia melakukan dekomposisi parsial terhadap sampel [[serium nitrat]] dengan memanggangnya di udara dan kemudian mengolah oksida yang dihasilkan dengan [[asam nitrat]].<ref>Lihat:

 

Lutetium [[Penemuan unsur kimia|ditemukan]] secara terpisah pada tahun 1907 oleh ilmuwan Prancis [[Georges Urbain]],<ref>{{cite journal|title = Un nouvel élément, le lutécium, résultant du dédoublement de l'ytterbium de Marignac|journal = Comptes rendus|volume = 145|year = 1908|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3099v/f759.table|pages = 759–762|author = Urbain, M. G. |language=fr}}</ref> ahli mineral Austria Baron [[Carl Auer von Welsbach]], dan kimiawan Amerika [[Charles James (chemist)|Charles James]]<ref>{{cite web | title = Separation of Rare Earth Elements by Charles James | work = National Historic Chemical Landmarks | publisher = American Chemical Society | url = http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/earthelements.html | accessdate = 2014-02-21 }}</ref> sebagai pengotor mineral [[ytterbia]], yang dianggap oleh kebanyakan ahli kimia hanya terdiri dari [[ytterbium]]. Welsbach mengusulkan nama ''cassiopeium'' untuk unsur 71 (sesuai konstelasi [[Cassiopeia (konstelasi)|Cassiopeia]]) dan ''aldebaranium'' (sesuai bintang [[Aldebaran]]) untuk nama baru ytterbium namun usulan penamaan ini ditolak, walaupun banyak ilmuwan Jerman pada tahun 1950an menyebut unsur 71 sebagai cassiopeium. Urbain memilih nama ''neoytterbium'' ([[bahasa Latin]] yang berarti "ytterbium baru") untuk ytterbium dan ''lutecium'' (dari bahasa Latin Lutetia, yang berarti Paris) untuk unsur baru tersebut. Perselisihan tentang prioritas penemuan ini didokumentasikan dalam dua artikel di mana Urbain dan von Welsbach saling menuduh penerbitan hasilnya dipengaruhi oleh penelitian yang dipublikasikan.<ref>{{cite journal|title = Die Zerlegung des Ytterbiums in seine Elemente|journal = Monatshefte für Chemie|volume = 29|issue = 2|year = 1908|doi = 10.1007/BF01558944|pages = 181–225|author1=von Welsbach |author2=Carl Auer |language=de}}</ref><ref>{{cite journal|title = Lutetium und Neoytterbium oder Cassiopeium und Aldebaranium – Erwiderung auf den Artikel des Herrn Auer v. Welsbach|year = 1909|journal = Monatshefte für Chemie|volume = 31|issue = 10|doi = 10.1007/BF01530262|author = Urbain, G. |pages = I|language=de}}</ref> Komisi Massa Atom, yang bertanggung jawab atas pengaitan nama untuk unsur baru, menyelesaikan perselisihan tersebut pada tahun 1909 dengan memberikan prioritas kepada Urbain dan mengadopsi namanya sebagai nama resmi. Keputusan ini jelas bermasalah mengingat Urbain adalah satu dari empat anggota komisi tersebut.<ref>{{cite journal|title = Bericht des Internationalen Atomgewichts-Ausschusses für 1909|year = 1909|journal = Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft

 

[[André-Louis Debierne]], seorang kimiawan Prancis, mengumumkan penemuan aktinium pada tahun 1899. Dia memisahkannya dari residu [[uraninit|pitchblende]] yang ditinggalkan oleh [[Marie Curie|Marie]] dan [[Pierre Curie]] setelah mereka mengekstraksi [[radium]]. Pada tahun 1899, Debierne menggambarkan substansi yang serupa dengan [[titanium]]<ref>{{cite journal |title = Sur un nouvelle matière radio-active |first = André-Louis |last = Debierne |journal = Comptes rendus |volume = 129 |pages = 593–595 |date = 1899 |url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3085b/f593.table |language=French}}</ref> dan (pada tahun 1900) mirip dengan [[thorium]].<ref>{{cite journal |title = Sur un nouvelle matière radio-actif – l'actinium |first = André-Louis |last = Debierne |journal = Comptes rendus |volume = 130 |pages = 906–908 |date = 1900–1901 |url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3086n/f906.table |language=French}}</ref> Friedrich Oskar Giesel secara independen menemukan aktinium pada tahun 1902<ref>{{cite journal |title = Ueber Radium und radioactive Stoffe |first = Friedrich Oskar |last = Giesel |journal = Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft |volume = 35 |issue = 3 |pages = 3608–3611 |date = 1902 |doi = 10.1002/cber.190203503187 |language=German}}</ref> sebagai zat yang mirip dengan [[lantanum]] dan menyebutnya "emanium" pada tahun 1904.<ref>{{cite journal |title = Ueber den Emanationskörper (Emanium) |first = Friedrich Oskar |last = Giesel |journal = Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft |volume = 37 |issue = 2 |pages = 1696–1699 |date = 1904 |doi = 10.1002/cber.19040370280 |language=German}}</ref> Setelah perbandingan substansi waktu paruh yang ditentukan oleh Debierne,<ref>{{cite journal |title = Sur l'actinium |first = André-Louis |last = Debierne |journal = Comptes rendus |volume = 139 |pages = 538–540 |date = 1904 |language=French}}</ref> [[Hariett Brooks]] pada tahun 1904, dan [[Otto Hahn]] serta [[Otto Sackur]] pada tahun 1905 , mempertahankan nama yang dipilih Debierne untuk unsur baru ini karena urusan senioritas, terlepas dari sifat kimia yang kontradiktif yang dia klaim untuk unsur tersebut pada waktu yang berbeda.<ref>{{cite journal |title = Ueber Emanium |first = Friedrich Oskar |last = Giesel |journal = Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft |volume = 37 |issue = 2 |pages = 1696–1699 |date = 1904 |doi = 10.1002/cber.19040370280 |language=German}}</ref><ref>{{cite journal |title = Ueber Emanium |first = Friedrich Oskar |last = Giesel |journal = Berichte der Deutschen Chemische Geselschaft |volume = 38 |issue = 1 |pages = 775–778 |date = 1905 |doi = 10.1002/cber.190503801130 |language=German}}</ref>

[[Berkas:Ernest Orlando Lawrence.jpg|jmpl|kiri|alt=Black-and-white photograph of a man an fas|Lawrencium, satu-satunya unsur sintetis dalam golongan tersebut, dinamai sesuai nama fisikawan Amerika [[Ernest Lawrence]], penemu siklotron ''atom-smasher'' dan pendiri tempat penemuan, yang kemudian disebut ''Lawrence Radiation Laboratory'' (sekarang ''[[Lawrence Berkeley National Laboratory]]'')]]

 

1967NuPhA.106..476F|doi=10.1016/0375-9474(67)90892-5}}</ref> Dua tahun sebelumnya, tim Dubna melaporkan ²⁵⁶103.<ref>{{cite journal |last=Donets |first=E. D. |last2=Shchegolev |first2=V. A. |last3=Ermakov |first3=V. A. |journal=Atomnaya Énergiya|volume=19|issue=2|page=109|date=1965|language=ru}}<br>

:Translated in {{cite journal |last=Donets |first=E. D. |last2=Shchegolev |first2=V. A. |last3=Ermakov |first3=V. A. |year=1965 |title=Synthesis of the isotope of element 103 (lawrencium) with mass number 256 |journal=Soviet Atomic Energy |volume=19 |issue=2 |pages=109 |bibcode= |doi=10.1007/BF01126414}}</ref> Pada tahun 1992, Kelompok Kerja Trans-fermium [[IUPAC]] secara resmi mengenali unsur 103, mengkonfirmasi penamaannya sebagai lawrencium, dengan simbol "Lr", dan menamai tim fisika nuklir di Dubna dan Berkeley sebagai ko-penemu lawrencium.<ref>{{cite journal|first=Norman N.|last=Greenwood|journal=Pure & Appl. Chem|volume=69|issue=1|pages=179–184|title=Recent developments concerning the discovery of elements 101–111|year=1997|doi=10.1351/pac199769010179}}</ref>

Seperti golongan lain, anggota keluarga ini menunjukkan pola dalam konfigurasi elektron mereka, terutama kelopak terluar, yang menghasilkan tren perilaku kimia. Namun, lawrencium adalah pengecualian, karena elektron terakhir dialihkan ke subkelopak 7p_1/2 karena [[efek relativistik]].<ref name="7p">{{cite journal |last = Eliav|first = E.|last2=Kaldor|first2=U.|last3=Ishikawa|first3=Y. |title = Transition energies of ytterbium, lutetium, and lawrencium by the relativistic coupled-cluster method |journal = [[Physical Review|Phys. Rev. A]]|volume = 52|pages = 291–296 |year = 1995 |doi = 10.1103/PhysRevA.52.291|bibcode = 1995PhRvA..52..291E }}</ref><ref name="7p1/2">{{cite journal|last = Zou|first = Yu|last2=Froese|first2=Fischer C. |title = Resonance Transition Energies and Oscillator Strengths in Lutetium and Lawrencium|journal = [[Physical Review Letters|Phys. Rev. Lett.]] |volume = 88|page = 183001|year = 2002|pmid=12005680|issue=18|bibcode = 2002PhRvL..88b3001M |doi = 10.1103/PhysRevLett.88.023001 }}</ref>

 

 

=== Fisika ===

== Komposisi golongan 3 ==

{{anchor|Group borders}}

 

* Lantanum dan aktinium kadang dianggap sebagai anggota sisa golongan 3.<ref name="ffff"/> Dalam bentuk ion tripositif yang paling banyak ditemui, unsur-unsur ini tidak memiliki [[blok-f|orbital f]] yang sebagian terisi, sehingga melanjutkan tren skandium-yttrium-lantanum-aktinium, di mana semua unsur memiliki hubungan yang mirip dengan deret unsur kalsium-stronsium-barium-radium, unsur tetangga sebelah kiri di [[blok-s]]. Namun, perilaku yang berbeda tampak pada golongan [[blok-d]] lainnya, terutama pada golongan 4, di mana zirkonium, hafnium dan rutherfordium memiliki sifat kimia yang serupa dan tidak memiliki tren yang jelas. Namun telah dibantah bahwa hal tersebut tidak relevan karena prinsip peningkatan kebasaan dalam satu kolom dari atas ke bawah adalah hal yang lebih fundamental; dan karena perilaku unsur golongan 3 lebih menyerupai tetangganya di blok-s daripada tetangga blok-d nya.

* Beberapa tabel, termasuk yang diterbitkan oleh IUPAC<ref>{{cite web|url=http://old.iupac.org/reports/periodic_table/|title=Periodic Table of the Elements |publisher=International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)|accessdate=2010-04-03}}</ref> merujuk ''semua'' lantanida dan aktinida sebagai unsur golongan 3: tigapuluh unsur [[lantanida]] dan [[aktinida]] bersama dengan skandium dan itrium. Lantanida, sebagai logam [[elektropositif]] [[trivalen]], semua memiliki kimia yang berhubungan erat, dan semua menunjukkan banyak kesamaan dengan skandium dan yttrium, tetapi juga menunjukkan karakteristik tambahan berupa orbital f yang terisi sebagian, yang tidak umum terjadi pada skandium dan yttrium.

* Pengecualian semua elemen didasarkan pada sifat aktinida sebelumnya, yang menunjukkan variasi kimia yang jauh lebih luas dalam deret aktinida (misalnya, rentang [[tingkat oksidasi]]) daripada lantanida, dan kurang bergunanya perbandingan dengan skandium dan yttrium.<ref name="visualelements" /> Namun, unsur-unsur ini terdestabilisasi,<ref>{{cite web |url=http://www.wiley.com/legacy/wileychi/ecc/samples/sample08.pdf |title=Lanthanides and Actinides |author=Dolg, Michael |work=Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, Dresden, Germany |publisher=CLA01 |accessdate=4 July 2011}}</ref> dan jika mereka distabilkan agar lebih sesuai dengan hukum kimia, mereka juga mirip dengan lantanida. Selain itu, aktinida selanjutnya mulai [[californium]] dan seterusnya berperilaku lebih seperti lantanida yang sesuai, dengan menunjukkan hanya valensi +3 (dan kadang-kadang +2).<ref name="visualelements">{{cite web|url=http://www.rsc.org/chemsoc/visualelements/index.htm|title=Visual Elements|publisher=Royal Society of Chemistry |accessdate=4 July 2011}}</ref>