Unsur periode 2

periode unsur kimia yang terdiri dari unsur bernomor atom 3–10
Periode 2 dalam tabel periodik
Hidrogen Helium
Lithium Berilium Boron Karbon Nitrogen Oksigen Fluor Neon
Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosfor Sulfur Clor Argon
Potasium Kalsium Skandium Titanium Vanadium Chromium Mangan Besi Cobalt Nikel Tembaga Seng Gallium Germanium Arsen Selen Bromin Kripton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson

Unsur-unsur periode 2 adalah unsur-unsur kimia yang terletak pada baris (atau periode) kedua pada tabel periodik. Tabel periodik disusun berdasarkan baris untuk menggambarkan keberulangan tren (periodik) perilaku kimia unsur-unsur seiring dengan kenaikan nomor atom; baris baru dimulai ketika perilaku kimia mulai berulang, menghasilkan kolom unsur-unsur dengan kesamaan sifat kimia.

Periode kedua mengandung unsur-unsur litium, berilium, boron, karbon, nitrogen, oksigen, fluor, dan neon. Situasi ini dapat dijelaskan dengan teori modern struktur atom. Dalam penjelasan mekanika kuantum tentang struktur atom, periode ini terkait dengan pengisian orbital 2s dan 2p. Unsur-unsur periode 2 mematuhi kaidah oktet yang artinya mereka memerlukan delapan elektron untuk melengkapi kulit valensinya. Jumlah elektron maksimum yang dapat ditampung unsur-unsur ini adalah sepuluh, dua dalam orbital 1s, dua dalam orbital 2s dan enam dalam orbital 2p. Seluruh unsur dalam periode ini dapat membentuk molekul diatomik kecuali berilium dan neon.

Tren periodik

 
Jari-jari atom hitung unsur-unsur periode 2 dalam pikometer.

Periode 2 adalah periode pertama dalam tabel periodik yang dapat ditarik tren periodiknya. Periode 1, yang hanya berisi dua unsur (hidrogen dan helium) terlalu kecil untuk ditarik kesimpulan trennya, terutama karena kedua unsur tersebut tidak berperilaku seperti layaknya unsur-unsur blok-s lainnya.[1][2] Periode 2 mempunya lebih banyak tren yang dapat digunakan untuk menarik kesimpulan. Untuk unsur-unsur pada periode 2 ini, seiring dengan kenaikan nomor atom, jari-jari atom unsur menurun, elektronegativitas meningkat, dan energi ionisasi meningkat.[3]

Periode 2 hanya memiliki dua unsur logam (litium dan berilium), menjadikannya periode paling sedikit logamnya (periode 1 tidak memiliki unsur logam, tetapi seperti telah dijelaskan sebelumnya, hanya memiliki dua unsur, sehingga tidak mungkin memiliki lebih banyak logam) dan paling banyak nonlogamnya dengan empat unsur nonlogam di dalamnya. Unsur-unsur dalam periode 2 sering mempunyai sifat-sifat ekstrem dalam golongan yang diwakilinya; sebagai contoh, fluor adalah halogen paling reaktif, neon adalah gas mulia yang paling inert, dan litium adalah logam alkali yang paling kurang reaktif.[4]

Seluruh unsur periode 2 mematuhi kaidah Madelung; dalam periode 2, litium dan berilium mengisi subkulit 2s, dan boron, karbon, nitrogen, oksigen, fluor, dan neon mengisi subkulit 2p. Periode ini, sama seperti periode 1 dan 3 tidak mengandung unsur transisi atau unsur transisi dalam, yang seringkali menyimpang dari kaidah Madelung.[4]

Unsur

Unsur kimia Golongan Konfigurasi elektron
3 Li Litium Logam alkali [He] 2s1
4 Be Berilium Logam alkali tanah [He] 2s2
5 B Boron Metaloid [He] 2s2 2p1
6 C Karbon Nonlogam poliatomik [He] 2s2 2p2
7 N Nitrogen Nonlogam diatomik [He] 2s2 2p3
8 O Oksigen Nonlogam diatomik [He] 2s2 2p4
9 F Fluor Nonlogam diatomik [He] 2s2 2p5
10 Ne Neon Gas mulia [He] 2s2 2p6

Litium

 
Logam litium yang mengambang diatas minyak parafin

Litium adalah unsur kimia dengan lambang Li dan nomor atom 3., merupakan logam alkali yang memiliki dua isotop alami: 6Li dan 7Li. Keduanya terbentuk secara alami di Bumi, meskipun isotop lainnya telah disintesis. Dalam senyawa ionik, litium kehilangan sebuah elektron untuk menjadi bermuatan positif, membentuk kation Li+. Litium adalah logam alkali pertama dalam tabel periodik,[catatan 1] dan merupakan logam pertama dalam tabel periodik.[catatan 2] Pada temperatur dan tekanan standar, litium bersifat lunak, berwarna putih perak, logam yang sangat reaktif. Dengan massa jenis 0,564 g·cm−3, litium adalah logam paling ringan dan unsur padat paling rendah massa jenisnya.[5]

Sesuai teori, litium adalah salah satu dari sedikit unsur yang terbentuk saat Ledakan Dahsyat, menjadikannya suatu unsur primordial. Litium adalah unsur peringkat ke-33 paling melimpah di bumi,[6] yang keberadaannya dalam rentang konsentrasi antara 20 dan 70 ppm berdasarkan berat,[7] tetapi karena reaktivitasnya yang tinggi, ia hanya dijumpai di alam dalam bentuk senyawa.[7]

Garam litium digunakan dalam industri farmasi sebagai obat penstabil suasana hati (bahasa Inggris: mood stabiliser)[8][9] Mereka digunakan dalam pengobatan gangguan bipolar, yang berperan dalam pengobatan depresi dan mania serta mungkin mengurangi kesempatan bunuh diri.[10] Senyawa yang paling umum digunakan adalah litium karbonat, Li, litium sitrat, Li, litium sulfat, Li, dan litium orotat, LiC. Litium juga digunakan dalam baterai sebagai anode dan paduannya dengan aluminium, kadmium, tembaga dan mangan digunakan untuk bagian pesawat terbang berkinerja tinggi, yang paling dikenal adalah sebagai tanki eksternal pada pesawat ulang-alik.[5]

Berilium

 
Potongan besar berilium

Berilium adalah unsur kimia dengan lambang Be dan nomor atom 4. Unsur inj terdapat di alam dalam bentuk 9Be. Pada temperatur dan tekanan standar, berilium adalah logam alkali tanah yang kuat, berwarna abu-abu baja, ringan, rapuh, dan bivalen, dengan massa jenis 1,85 g·cm−3.[11] Ini juga salah satu dari logam ringan dengan titik lebur tertinggi. Isotop berilium yang paling umum adalah 9Be, yang terdiri dari 4 proton dan 5 neutron. Isotop tersebut merupakan penyusun hampir 100% berilium alami dan hanya satu-satunya isotop stabil; namun isotop lain telah disintesis. Dalam senyawa ionik, berilium kehilangan dua elektron valensinya dan membentuk kation, Be2+.

Sejumlah kecil berilium terbentuk selama Ledakan Dahsyat, meskipun sebagian besar darinya meluruh atau bereaksi lebih lanjut untuk membentuk inti yang lebih besar, seperti karbon, nitrogen, atau oksigen. Berilium adalah komponen pembentuk 100 mineral dari 4000 mineral yang dikenal, seperti bertrandit, Be, beril, Al, krisoberil, Al, dan fenakit, Be. Bentuk beril terdahulu adalah akuamarin, beril merah, dan emerald. Sumber utama berilium yang digunakan secara komersial adalah beril dan bertrandit, dan produksinya melibatkan reduksi berilium fluorida dengan logam magnesium atau konduktor listrik.[11]

Sifatnya yang kaku, ringan, dan ukurannya tidak mudah berubah dalam rentang temperatur yang lebar, menjadikan berilium digunakan sebagai bahan struktur untuk pesawat udara, peluru kendali, dan satelit komunikasi.[11] Be digunakan sebagai paduan dalam berilium tembaga, yang digunakan untuk pembuatan komponen listrik karena konduktivitas listrik dan panasnya yang tinggi. [12] Kertas berilium digunakan dalam detektor sinar-X untuk menyaring sinar tampak sehingga yang mencapai detektor hanya sinar-X.[11] Ia juga digunakan sebagai moderator neutron dalam reaktor nuklir karena inti ringan lebih efektif dalam memperlambat neutron daripada inti berat.[11]

Sifat berilium yang ringan dengan kekakuan tinggi juga menjadikannya bermanfaat dalam konstruksi tweeter pada pengeras suara.[13]

Berilium beserta senyawanya dikelompokkan oleh Badan Internasional Penelitian Kanker (IARC) sebagai Golongan 1 karsinogen; yang bersifat karsinogenik baik untuk manusia maupun hewan.[14] Beriliosis adalah penyakit granulomatosa sistemik paru-paru akibat paparan berilium. Antara 1% – 15% orang sensitif berilium dan dapat mengalami reaksi inflamasi pada sistem pernapasan dan kulitnya, yang disebut penyakit berilium kronis atau beriliosis. Sistem kekebalan tubuh mengenali berilium sebagai partikel asing dan melancarkan serangan untuk melawannya, biasanya si dalam paru-paru sebagai tempat berkumpulnya hasil hirupan. Hal ini dapat menyebabkan demam, rasa lelah, lesu, berkeringat di malam hari dan sesak napas.[15]

Boron

 
Potongan boron

Boron adalah unsur kimia dengan lambang B dan nomor atom 5. Ia hadir dalam bentuk 10B dan 11B. Pada suhu dan tekanan standar, boron berupa metaloid trivalen yang mempunyai beberapa alotrop yang berbeda. Boron amorf berupa serbuk coklat yang terbentuk dari berbagai reaksi kimia. Boron kristal sangat keras, berwarna hitam dengan titik lebur tinggi dan tersedia dalam banyak polimorf: Dua rombohedral, α-boron dan β-boron mengandung 12 dan 106,7 atom per satuan sel rombohedral, dan boron tetragonal 50 atom adalah yang paling umum.

Boron mempunyai massa jenis 2,34 g·cm−3.[16] Isotop boron yang paling umum adalah 11B (80.22%), yang mengandung 5 proton dan 6 neutron. Isotop umum lainnya adalah 10B (19,78%), yang mengandung 5 proton dan 5 neutron.[17] Hanya dua isotop boron di atas yang stabil; namun telah disintesis isotop lainnya. Boron membentuk ikatan kovalen dengan nonlogam lain dan mempunyai tingkat oksidasi 1, 2, 3 dan 4.[18][19][20] Boron tidak ada di alam dalam bentuk unsur bebas, tetapi dalam bentuk senyawa seperti borat. Sumber boron yang umum adalah turmalin, boraks, Na, dan kernit, Na.[16] Sulit untuk memperoleh boron murni. Ia dapat dibuat melalui reduksi boron trioksida, B, menggunakan magnesium. Oksida ini dibuat dengan melebur asam borat, B(OH)3, yang kemudian diperoleh dari boraks. Sejumlah kecil boron murni dapat dibuat melalui dekomposisi termal boron bromida, BBr3, dalam gas hidrogen yang dilewatkan melalui kawat tantalum panas, yang bertindak selaku katalis.[16] Sumber boron komersial paling penting adalah: natrium tetraborat pentahidrat, Na, yang digunakan dalam pembuatan isolator serat kaca dan pemutih natrium perborat; boron karbida, sebuah bahan keramik, yang digunakan dalam pembuatan bahan senjata, terutama rompi anti peluru untuk tentara dan polisi; asam ortoborat, H atau asam borat, digunakan dalam produksi tekstil serat kaca dan flat panel display; natrium tetraborat dekahidrat, Na atau boraks, digunakan dalam produksi perekat; dan isotop 10B digunakan sebagai pengendali untuk reaktor nuklir, sebagai pelindung radiasi nuklir, dan dalam instrumen yang digunakan untuk deteksi neutron.[17]

Boron adalah mikronutrien esensial untuk tanaman, yang diperlukan dalam penguatan dan pertumbuhan dinding sel, pembelahan sel, perkembangan benih dan buah, transportasi gula, dan perkembangan hormon.[21][22] Namun, konsentrasi tinggi (di atas 1,0 ppm) dalam tanah dapat menyebabkan nekrosis pada daun dan hambatan pertumbuhan. Kadar rendah 0,8 ppm pun dapat memunculkan gejala-gejala tersebut pada tanaman terutama bagi yang peka boron. Bagi sebagian besar tanaman, bahkan yang tidak peka boron, akan menunjukkan gejala keracunan boron ketika kadar boron melebihi 1,8 ppm.[17]

Pada hewan, boron adalah unsur ultrarenik; dalam pangan manusia, asupan harian antara 2,1–4,3 mg boron/kg berat badan (bb)/hari.[23] Boron juga digunakan sebagai suplemen untuk pencegahan dan pengobatan osteoporosis dan artritis.[24]

Karbon

 
Berlian dan grafit, dua alotrop karbon yang berbeda

Karbon adalah unsur kimia dengan lambang C dan nomor atom 6. Ia hadir dalam bentuk 12C, 13C dan 14C.[25] Pada temperatur dan tekanan standar, karbon berbentuk padat, terdapat dalam beragam alotropi, yang paling umum adalah grafit, intan, fulerena dan karbon amorf.[25] Grafit bersifat lunak, kristal heksagonal, semilogam hitam opak dengan daya hantar yang sangat baik dan stabil secara termodinamika.

Sebaliknya, intan memiliki sifat sangat transparan, memiliki kristal kubik tak berwarna dengan daya hantar sangat lemah. Intan adalah mineral alami paling keras yang dikenal dan memiliki indeks refraksi paling tinggi di antara batu permata.

Berlawanan dengan struktur kisi krisral intan dan grafit, fulerena adalah molekul, dinamakan setelah Richard Buckminster Fuller menyusun arsitektur molekulnya. Terdapat beberapa fulerena yang berbeda, yang paling terkenal adalah "buckeyball" C60. Sedikit yang diketahui tentang fulerena dan saat ini sedang diteliti lebih lanjut.[25]

Ada juga karbon amorf, yaitu karbon tanpa struktur kristal.[26] Dalam mineralogi, istilah ini digunakan untuk merujuk kepada jelaga dan batu bara, meskipun keduanya tidak benar-benar amorf karena mengandung sejumlah kecil grafit atau intan.[27][28] Isotop karbon yang paling umum (98,9%) adalah 12C, dengan enam proton dan enam neutron.[29]

13C juga stabil, dengan enam proton dan tujuh neutron, pada 1,1%.[29] Terdapat pula isotop alami renik 14C tetapi isotop ini bersifat radioaktif dan meluruh dengan waktu paruh 5730 tahun; ini digunakan untuk penanggalan radioķarbon.[30]

Isotop karbon lainnya telah pula disintesis. Karbon membentuk ikatan kovalen dengan nonlogam lainnya, dengan bilangan oksidasi −4, −2, +2 atau +4.[25]

Karbon adalah unsur paling melimpah keempat di alam semesta berdasarkan massa setelah hidrogen, helium dan oksigen[31] dan unsur kedua yang paling melimpah dalam tubuh manusia berdasarkan massa setelah oksigen,[32] urutan ketiga paling melimpah berdasarkan jumlah atom.[33] Hampir tak terhingga jumlah senyawa yang mengandung karbon karena kemampuan karbon membentuk rantai C — C yang panjang lagi stabil.[34][35] Molekul paling sederhana yang mengandung karbon adalah hidrokarbon, yang mengandung karbon dan hidrogen,[34] meskipun kadang-kadang mengandung unsur lain dalam gugus fungsinya. Hidrokarbon digunakan sebagai bahan bakar fosil dan industri plastik dan petrokimia. Semua senyawa organik, yang esensial untuk kehidupan, mengandung sekurang-kurangnya satu atom karbon.[34][35] Ketika bergabung dengan oksigen dan hidrogen, karbon dapat membentuk banyak gugus fungsi yang penting bagi senyawa biologi[35] termasuk gula, lignan, kitin, alkohol, lemak, dan ester aromatik, karotenoid serta terpena. Dengan nitrogen, ia membentuk alkaloid, dan dengan penambahan belerang juga membentuk antibiotika, asam amino, dan produk-produk karet. Dengan penambahan fosfor pada unsur-unsur lain ini, ia membentuk DNA dan RNA, bahan kimia pembawa kide kehidupan, dan adenosin trifosfat (ATP), molekul pemindah energi paling penting dalam seluruh sel hidup.[35]

Nitrogen

 
Nitrogen cair yang dituangkan

Nitrogen adalah unsur kimia dengan lambang N dan nomor atom 7.

Unsur nitrogen ditemukan sebagai komponen udara yang terpisah oleh fisikawan Skotlandia Daniel Rutherford, pada 1772.[36] Unsur tersebut terjadi secara alami dalam dua bentuk isotop: nitrogen-14 dan nitrogen-15.[37]

Oksigen

 
Oksigen cair dalam ampul

Oksigen adalah unsur kimia dengan lambang O dan nomor atom 8.

Oksigen adalah unsur paling umum ketiga menurut massa di alam semesta

Fluor

 
Fluor cair dalam ampoule

Fluor adalah unsur kimia dengan lambang F dan nomor atom 9.

Neon

 

Neon adalah unsur kimia dengan lambang Ne dan nomor atom 10.

Catatan

  1. ^ Hidrogen sering dirujuk sebagai logam alkali, meskipun sangat jarang.
  2. ^ Lihat catatan 1.

Referensi

  1. ^ Michael Laing (2006). "Where to Put Hydrogen in a Periodic Table?". Foundations of Chemistry. 9 (2): 127. doi:10.1007/s10698-006-9027-5. 
  2. ^ "International Union of Pure and Applied Chemistry > Periodic Table of the Elements". IUPAC. Diakses tanggal 2011-05-01. 
  3. ^ Masterson, William; Hurley, Cecile (2009). Chemistry: Principles and reactions (edisi ke-sixth). Belmont, CA: Brooks/Cole Cengage Learning. hlm. 24–42. ISBN 978-0-495-12671-3. 
  4. ^ a b Gray, Theodore (2009). The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. New York: Black Dog & Leventhal Publishers. ISBN 978-1-57912-814-2. 
  5. ^ a b "Lithium". WebElements. 
  6. ^ Krebs, Robert E. (2006). The History and Use of Our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide. Westport, Conn.: Greenwood Press. hlm. 47–50. ISBN 0-313-33438-2. 
  7. ^ a b Kamienski et al. "Lithium and lithium compounds". Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons, Inc. Published online 2004. DOI:10.1002/0471238961.1209200811011309.a01.pub2
  8. ^ Cade J. F. J. (1949). "Lithium salts in the treatment of psychotic excitement" (PDF). Medical Journal of Australia. 2 (10): 349–52. PMID 18142718. 
  9. ^ P. B. Mitchell, D. Hadzi-Pavlovic (2000). "Lithium treatment for bipolar disorder" (PDF). Bulletin of the World Health Organization. 78 (4): 515–7. PMC 2560742 . PMID 10885179. 
  10. ^ Baldessarini RJ, Tondo L, Davis P, Pompili M, Goodwin FK, Hennen J (October 2006). "Decreased risk of suicides and attempts during long-term lithium treatment: a meta-analytic review". Bipolar disorders. 8 (5 Pt 2): 625–39. doi:10.1111/j.1399-5618.2006.00344.x. PMID 17042835. 
  11. ^ a b c d e Beryllium at WebElements.
  12. ^ Standards and properties of beryllium copper.
  13. ^ Informasi tentang tweeter berilium.
  14. ^ "IARC Monograph, Volume 58". International Agency for Research on Cancer. 1993. Diakses tanggal 2008-09-18. 
  15. ^ Informasi tentang beriliosis.
  16. ^ a b c Boron at WebElements.
  17. ^ a b c Boron properties at RareEarth.
  18. ^ W.T.M.L. Fernando, L.C. O'Brien, P.F. Bernath. "Fourier Transform Spectroscopy: B4Σ−X4Σ" (PDF). University of Arizona, Tucson. Diakses tanggal 2007-12-10. 
  19. ^ K.Q. Zhang, B.Guo, V. Braun, M. Dulick, P.F. Bernath. "Infrared Emission Spectroscopy of BF and AIF" (PDF). Diakses tanggal 2007-12-10. 
  20. ^ "Compound Descriptions: B2F4". Landol Börnstein Substance/Property Index. Diakses tanggal 2007-12-10. 
  21. ^ "Functions of Boron in Plant Nutrition" (PDF). U.S. Borax Inc. 
  22. ^ Blevins, Dale G.; Lukaszewski, Krystyna M. (1998). "Functions of Boron in Plant Nutrition". Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 49: 481–500. doi:10.1146/annurev.arplant.49.1.481. PMID 15012243. 
  23. ^ Zook EG and Lehman J. (1965). "850-5". J. Assoc. Off Agric. Chem. 48. 
  24. ^ "Boron". PDRhealth. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-05-24. Diakses tanggal 2008-09-18. 
  25. ^ a b c d "Carbon", WebElements 
  26. ^ "Amorphous carbon". IUPAC Compendium of Chemical Terminology (pdf) (edisi ke-2nd). International Union of Pure and Applied Chemistry. 1997. Diakses tanggal 2008-09-24. 
  27. ^ Vander Wal, R. (May 1996). "Soot Precursor Material: Spatial Location via Simultaneous LIF-LII Imaging and Characterization via TEM" (PDF). NASA Contractor Report (198469). Diakses tanggal 2008-09-24. 
  28. ^ "diamond-like carbon films". IUPAC Compendium of Chemical Terminology (pdf) (edisi ke-2nd). International Union of Pure and Applied Chemistry. 1997. Diakses tanggal 2008-09-24. 
  29. ^ a b Mahananda Dasgupta. "Presentation about isotopes" (PDF). the Department of Nuclear Physics at Australian National University. 
  30. ^ Plastino, W.; Kaihola, L.; Bartolomei, P.; Bella, F. (2001). "Cosmic Background Reduction In The Radiocarbon Measurement By Scintillation Spectrometry At The Underground Laboratory Of Gran Sasso" (PDF). Radiocarbon. 43 (2A): 157–161. 
  31. ^ Ten most abundant elements in the universe, taken from The Top 10 of Everything, 2006, Russell Ash, page 10. Retrieved October 15, 2008.
  32. ^ Chang, Raymond (2007). Chemistry (edisi ke-9th). McGraw-Hill. hlm. 52. ISBN 0-07-110595-6. 
  33. ^ Freitas Jr., Robert A. (1999). Nanomedicine. Landes Bioscience. Tables 3-1 & 3-2. ISBN 1-57059-680-8. 
  34. ^ a b c "Structure and Nomenclature of Hydrocarbons". Purdue University. Diakses tanggal 2008-03-23. 
  35. ^ a b c d Alberts, Bruce; Alexander Johnson; Julian Lewis; Martin Raff; Keith Roberts; Peter Walter. Molecular Biology of the Cell. Garland Science. 
  36. ^ Lavoisier, Antoine Laurent (1965). Elements of chemistry, in a new systematic order: containing all the modern discoveries. Courier Dover Publications. hlm. 15. ISBN 0-486-64624-6. 
  37. ^ Nitrogen at WebElements.