Aktinida

Aktinida adalah kelompok unsur kimia yang mencakup 15 unsur antara aktinium dan lawrensium pada tabel periodik, dengan nomor atom antara 89 sampai dengan 103. Seri ini dinamakan menurut unsur aktinium. Semua aktinida, kecuali lawrensium merupakan unsur blok-f. Unsur-unsur kelompok aktinida adalah radioaktif, dengan hanya aktinium, torium, dan uranium yang secara alami ditemukan di kulit bumi.

Kelompok unsur Aktinida yang dapat disebut juga dengan Aktinoida atau Aktinon ini terdiri dari lima belas unsur. Spektra atom unsur-unsur berat ini sangat rumit, dan sukar untuk mencirikan tingkat-tingkat dalam bilangan kuantum serta konfigurasinya. Penggunaan akhiran -ida dipilih untuk menunjuk pada anion (misalnya ion-ion halida, dan oksida), akhiran -on dipilih untuk menunjuk pada nonmetal (seperti kelompok gas mulia). Kelompok unsur tersebut bersifat metalik, maka sekarang direkomendasikan pemakaian akhiran –oida. Kelompok unsur aktinoida terdapat pada deret terakhir dibawah badan tabel periodik yang diusulkan pertama kali oleh Glenn Seaborg (1944). Pengisian elektron 5f aktinoida mirip dengan lantanoida, sifat kimianya tidak seragam serta masing-masing unsur memiliki sifat yang unik. Seluruh logam aktinoida bersifat radioaktif, sangat beracun, dan memiliki waktu paruh yang menyusut secara dramatik seiring dengan naiknya  nomor atom. Keistimewaan utama unsur-unsur aktinoida adalah seluruhnya merupakan logam elektropositif. Logam aktinoida ini memiliki densitas yang cukup tinggi (15-20 g cm^-1), titik leleh tinggi (~1000 ⁰C) dan titik didih sangat tinggi (~3000 ⁰C). Selain itu logam aktinoida tidak sereaktif logam lantanoida.

Konfigurasi Elektron Unsur Aktinoida

• Berkas:Konfigurasi.jpg

Gambar 1. Kofigurasi Elektron Unsur Aktinoida

Tingkat Oksidasi Aktinoida

• Berkas:Jari-jari atom.jpg

Gambar 2. Tingkat Oksidasi Akyinoida; x=Dalam Larutan, (x)=Dalam Padatan, ?=Meragukan

Unsur-unsur aktinoida mampu membentuk tingkat oksidasi. Jadi, aktinoida melepaskan elektron 6d^x 7s², namun beberapa logam (Ac, Th, Pa, dan U) mampu melepaskan elektron 5f sehingga mencapai konfigurasi elektronik gas mulia [₈₆Rn].

Keadaan +3 adalah salah satu yang biasa bagi semua aktinoida kecuali bagi Th dan Pa. Keadaan tersebut lebih menyukai keadaan ini bagi Ac, Am, dan semua unsur yang mengikuti Am. Ion +3 yang paling mudah teroksidasi adalah U³⁺, yang teroksidasi oleh udara atau lebih lambat oleh air.

Keadaan +4 ini adalah keadaan utama bagi Th, dan untuk Pa, U, Np, Pu, dan Bk, kation-kation +4 diketahui dalam larutan namun bagi Am dan Cm dalam larutan hanya terdapat kompleks fluoroanion. Semuanya membentuk padatan senyawaan +4. Unsur 104 telah ditemukan hanya dalam keadaan +4.

Keadaan +5  merupakan keadaan yang disukai oleh Pa, dimana Pa mirip dengan Ta. Bagi U-Am hanya sedikit senyawaan padat yang diketahui. Bagi unsur-unsur ini, ion diokso, MO²⁺ (aq) adalah penting.

Keadaan +6. Senyawaan sederhana satu-satunya adalah heksafluorida, MF6, dari U, Np dan Pu. Kimiawi utama adalah ion diokso MO₂²⁺ dari U, Np, Pu, dan Am.

Keadaan +2 dan +7. Keadaan  ini sangat jarang, dan keadaan +2 terbatas bagi Am (analog 5f Eu)  dimana ion +2 terdapat dalam kisi CaF₂, dan bagi Cf, Es, Fm, Md, dan No, yang memiliki ion-ion +2 dalam larutan. Secara kimiawi ini sama dengan Ba²⁺. Ion Md²⁺ kurang teroksidasi daripada Eu²⁺.

Keadaan +7 dikenal hanya dalam anion okso Np dan Pu bilamana larutan alkali dioksidasi oleh O₃ atau PuO₂ dan Li₂O₃ dipanaskan dalam oksigen.

Sifat Aktinoida

Seluruh logam aktinoida bersifat radioaktif dan waktu paruh unsur aktinoida berkurang secara dramatik seiring naiknya nomor atom. Kebereadaan isotop uranium dan thorium di bumi adalah sehubungan dengan waktu paruh yang cukup panjang yang memungkinkannya tinggal sejak asal mulanya. Isotop-isotop ini ditemukan dalam bentuk mineral uranium dan thorium. Unsur baru pertama setelah uranium adalah neptunium dan plutonium, yang diberi nama seperti uranium mengikuti nama planet-planet, dibuat pada tahun 1940 oleh McMillan dan Abelson serta berturut-turut oleh Seaborg, McMillan, Kennedy dan Wahl, dengan menembakkan partikel dari siklotron di Barkeley ke uranium .

Sifat mudah melepas elektron 5f bagi tingkat awal deret aktinoida (berbeda dengan lantanoida) menyarankan bahwa tingkat energy 5f-6d-7s²relatif dekat satu sama lain atau tidak berbeda secara signifikan. Ketiga orbital inilah yang berperan dalam pembentukan berbagai tingkat oksidasi. Sifat yang dimiliki logam-logam aktinoida adalah densitas yang cukup tinggi (15-20 g cm^-1), titik leleh tinggi (~1000 ⁰C) dan titik didih sangat tinggi (~3000 ⁰C). Selain itu logam aktinoida tidak sereaktif logam lantanoida, kecuali protaktinium dan thorium.

Keistimewaan utama aktinoida 

1. Actinium hanya memiliki keadaan +3 dan secara keseluruhan mirip lantanoida.
2. Thorium dan protactinium memperlihatkan kemiripan yang terbatas dengan unsur-unsur lainnya dan mungkin merupakan unsur paling baik sebagai anggota terberat dari berturut-turut golongan Ti, Zr, Hf, V, Na, dan Ta.
3. Uranium, neptunium, plutonium, dan ameresium seluruhnya sama-sama berbeda terutama dalam kestabilan relative dari tingkat oksidasinya, yang beranah dari +3 sampai +6.
4. Curium memiliki kemiripan dengan lantanoida dan berhubungan dengan gadolinium dalam hal bahwa pada Cm kulit 5f adalah setengah penuh. Curium berbeda dengan gadolinium dalam hal memiliki senyawa +4.
5. Unsur Cm dan Lr mirip lantanoida.  Lawrensium, seperti Lu, memiliki kulit f yang terisi sehingga unsur 104 (sejauh diketahui) harus memiliki perilaku mirip hafnium. Unsur-unsur dari 104 dan seterusnya harus analog terhadap Hf, Ta, W dan sebagainya.
6. Keistimewaan yang khas dari senyawaan dan kompleks aktinoida adalah adanya bilangan koordinasi yang tinggi sampai dengan 12. Geometri koordinasi dalam padatan adalah rumit.

Kontraksi Aktinoida

Penurunan jari-jari atom dan ionik bagi kelompok unsur dalam satu periode dengan kenaikan nomor atom merupakan gejala yang umum pada unsur-unsur kelompok d. Penurunan kelompok d tidak mulus dan tidak terlalu besar, berbeda dengan unsur-unsur kelompok f yang menunjukkan penurunan ukuran secara berkelanjutan dan signifikan bagi ion trivalent, hingga mencapai perbedaan ~17 pm. Penyusutan ukuran ini dikenal dengan istilah kontraksi aktinoida.

Perbandingan Orbital 4f Dengan 5f

Kedua orbital 4f dan 5f tidak berbeda dalam hal bangun sudut fungsi gelombang (angular oart of wave function), melainkan hanya pada bagian radialnya saja. Oleh karena itu, perbedaan utama keduanya adalah energi relatif dan distribusi spatialnya. Perbedaan orbital 4f adalah bahwa orbital 5f memiliki perluasan ruang yang lebih besar relatif terhadap orbital 6s dan 6p, daripada orbital 4f relatif terhadap 5s dan 5p. jadi orbital 5f dapat dan ikut serta dalam pengikatan yang jauh lebih luas daripada orbital 4f. Pencerminan kemampuan pengikatan kovalen diperlihatkan dengan pembentukan senyawaan organologam yang mirip dengan yang dibentuk oleh unsur blok-d.

Unsur-Unsur Aktinoida

Aktinium

Terdapat sebagai runutan dalam mineral U namun sekarang dapat dibuat pada skala milligram dengan reaksi neutron. Kimiawinya mirip lantanoida, yang sulit dipelajari karena radiasi yang hebat dari produk peluruhan.

Thorium

Unsur ini tersebar secara luas, namun mineral utama adalah pasir monazite, suatu kompleks fosfat yang juga mengandung lantanida. Thorium dapat diperoleh kembali dengan ekstraksi dari larutan asam hidroklorat >6M dengan tributilfosfat dalam kerosene.

Protaktinium

Unsur ini dapat diisolasi dari residu stelah ekstraksi uranium dari pitchblende. Hal ini sangat sulit ditangani, kecuali dalam larutan fluoride di mana ia membentuk kompleks (misal, Ta). Dalam kebanyakan larutan asam lainnya, ia terhidrolisis menghasilkan spesies polimer dan koloid yang teradsorpsi pada wadah dan mengendap. Hanya sedikit senyawaan, beberapa Pa^IV namun paling banyak Pa^V diketahui bahwa mereka umumnya mirip dengan senyawaan Ta.

Uranium

Uranium Tersebar luas dan melimpah daripada Ag, Hg, Cd, atau Bi. ia memiliki sedikit bijih ekonomis, salah satunya adalah uraninite (salah satu bentuknya ialah pitchblende) suatu oksida dengan komposisi kira-kira UO_2.

Neptunium, Plutonium, dan Ameresium

Kimiawi U, Np, Pu dan Am sangat mirip dan senyawaan padat biasanya isomorf. perbedaan utama unsur-unsur tersebut adalah dalam kestabilan tingkat oksidasinya dalam larutan. Dari unsur-unsur tersebut yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah ameresium yang dipakai sebagai “detector asap” dalam gedung dengan memanfaatkan udara (dalam gedung) terionisasi sehingga mengakibatkan arus listrik mengalir dan pertikel-partikel asap akan menghalangi aliran ion-ion sehingga arus listrik terhenti dan tanda bahaya/alarm berbunyi.

Daftar Referensi

1. Sugiyarto, K. H., 2012, Dasar – Dasar Kimia Anorganik Transisi, Yogyakarta: Graha Ilmu
2. Cotton dan Wilkinson, 2013, Kimia Anorganik Dasar, Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press)
3. Saito Taro (diterjemahkan oleh Ismunandar), 1996, BUKU TEKS KIMIA ANORGANIK ONLINE Terjemahan, Terbit dengan izin dari Iwanami Publishing Company