Aktinida
Aktinida adalah kelompok unsur kimia yang terdiri dari 15 unsur, mulai aktinium (Ac) sampai lawrensium (Lr) pada tabel periodik, dengan nomor atom 89 sampai 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.[1] Spektra atom unsur-unsur berat ini sangat rumit, dan sukar untuk mencirikan tingkat-tingkat dalam bilangan kuantum serta konfigurasinya.[2] Penggunaan akhiran -ida dipilih untuk menunjuk pada anion (misalnya ion-ion halida, dan oksida), akhiran -on dipilih untuk menunjuk pada nonlogam (seperti kelompok gas mulia). Kelompok unsur tersebut bersifat metalik, maka sekarang direkomendasikan pemakaian akhiran –oida. Kelompok unsur aktinoida terdapat pada deret terakhir di bawah badan tabel periodik yang diusulkan pertama kali oleh Glenn Seaborg (1944).[1] Pengisian elektron 5f aktinoida mirip dengan lantanoida, sifat kimianya tidak seragam serta masing-masing unsur memiliki sifat yang unik.[3] Seluruh logam aktinoida bersifat radioaktif, sangat beracun, dan memiliki waktu paruh yang menyusut secara dramatik seiring dengan naiknya nomor atom.[2][3] Keistimewaan utama unsur-unsur aktinoida adalah seluruhnya merupakan logam elektropositif.[2] Logam aktinoida ini memiliki densitas yang cukup tinggi (15-20 g cm−1), titik leleh tinggi (~1000 °C) dan titik didih sangat tinggi (~3000 °C). Selain itu logam aktinoida tidak sereaktif logam lantanoida.[1][2]
Unsur-unsur didalam kolom aktinida sunting
Aktinida memiliki 15 unsur, yaitu
- Aktinium (Ac) (Z = 89)
- Torium (Th) (Z = 90)
- Protaktinium (Pa) (Z = 91)
- Uranium (U) (Z = 92)
- Neptunium (Np) (Z = 93)
- Plutonium (Pu) (Z = 94)
- Amerisium (Am) (Z = 95)
- Kurium (Cm) (Z = 96)
- Berkelium (Bk) (Z = 97)
- Kalifornium (Cf) (Z = 98)
- Einsteinium (Es) (Z = 99)
- Fermium (Fm) (Z = 100)
- Mendelevium (Md) (Z = 101)
- Nobelium (No) (Z = 102)
- Lawrensium (Lr) (Z = 103)
Karakteristik sunting
| Z | Unsur | Jumlah elektron/kelopak | Konfigurasi elektron |
|---|---|---|---|
| 89 | akntinium | 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2 | [Rn] 6d1 7s2 |
| 90 | torium | 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2 | [Rn] 6d2 7s2 |
| 91 | protaktinium | 2, 8, 18, 32, 20, 9, 2 | [Rn] 5f2 6d1 7s2 |
| 92 | uranium | 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 | [Rn] 5f3 6d1 7s2 |
| 93 | neptunium | 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2 | [Rn] 5f4 6d1 7s2 |
| 94 | plutonium | 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2 | [Rn] 5f6 7s2 |
| 95 | amerisium | 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2 | [Rn] 5f7 7s2 |
| 96 | kurium | 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2 | [Rn] 5f7 6d1 7s2 |
| 97 | berkelium | 2, 8, 18, 32, 27, 8, 2 | [Rn] 5f9 7s2 |
| 98 | kalifornium | 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 | [Rn] 5f10 7s2 |
| 99 | einsteinium | 2, 8, 18, 32, 29, 8, 2 | [Rn] 5f11 7s2 |
| 100 | fermium | 2, 8, 18, 32, 30, 8, 2 | [Rn] 5f12 7s2 |
| 101 | mendelevium | 2, 8, 18, 32, 31, 8, 2 | [Rn] 5f13 7s2 |
| 102 | nobelium | 2, 8, 18, 32, 32, 8, 2 | [Rn] 5f14 7s2 |
| 103 | lawrensium | 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3 | [Rn] 5f14 7s2 7p1 |
Tingkat oksidasi sunting
| Simbol | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 89Ac | x | |||||
| 90Th | ? | ? | x | |||
| 91Pa | x | x | ||||
| 92U | x | x | x | x | ||
| 93Np | x | x | x | x | x | |
| 94Pu | x | x | x | x | (x) | |
| 95Am | (x) | x | x | x | x | |
| 96Cm | x | x | ||||
| 97Bk | x | x | ||||
| 98Cf | ? | x | ||||
| 99Es | ? | x | ||||
| 100Fm | ? | x | ||||
| 101Md | x | x | ||||
| 102No | x | x | ||||
| 103Lr | x | |||||
| x: Dalam Larutan, (x): Dalam Padatan, ?: Meragukan | ||||||
Unsur-unsur aktinoida mampu membentuk tingkat oksidasi. Jadi, aktinoida melepaskan elektron 6dx 7s2, tetapi beberapa logam (Ac, Th, Pa, dan U) mampu melepaskan elektron 5f sehingga mencapai konfigurasi elektronik gas mulia [86Rn].[2]
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.[2]
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.[2]
Keadaan +5 merupakan keadaan yang disukai oleh Pa, di mana Pa mirip dengan Ta. Bagi U-Am hanya sedikit senyawaan padat yang diketahui. Bagi unsur-unsur ini, ion diokso, MO2+ (aq) adalah penting.[2]
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.[2]
Keadaan +2 dan +7. Keadaan ini sangat jarang, dan keadaan +2 terbatas bagi Am (analog 5f Eu) di mana 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+.[2]
Keadaan +7 dikenal hanya dalam anion okso Np dan Pu bilamana larutan alkali dioksidasi oleh O3 atau PuO2 dan Li2O3 dipanaskan dalam oksigen.[2]
Sifat sunting
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.[1][2]
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.[1][2]
Keistimewaan utama[2] sunting
- Actinium hanya memiliki keadaan +3 dan secara keseluruhan mirip lantanoida.
- 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.
- Uranium, neptunium, plutonium, dan ameresium seluruhnya sama-sama berbeda terutama dalam kestabilan relative dari tingkat oksidasinya, yang beranah dari +3 sampai +6.
- 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.
- 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.
- Keistimewaan yang khas dari senyawaan dan kompleks aktinoida adalah adanya bilangan koordinasi yang tinggi sampai dengan 12. Geometri koordinasi dalam padatan adalah rumit.
Kontraksi sunting
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.[1]
Perbandingan orbital 4f dengan 5f sunting
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.[1] 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.[2]
Aktinium sunting
Aktinium adalah unsur logam radioaktif keperakan. Aktinium bersinar dalam gelap karena intensitas radioaktivitas dengan cahaya biru. Aktinium ditemukan pada tahun 1899 oleh André-Louis Debierne, seorang ahli kimia Prancis, yang dipisahkan dari bijih uranium.
Friedrich Otto Giesel independen menemukan Aktinium tahun 1902. Sifat kimia aktinium mirip dengan yang ada pada lantanum, salah satu logam tanah jarang.
Kata aktinium berasal dari bahasa Yunani, ἀκτίς (aktis), yang berarti sinar.
Aktinium 150 kali lebih radioaktif daripada radium, sehingga berharga sebagai sumber neutron. Jika tidak, aktinium tidak memiliki aplikasi industri yang signifikan.
Manfaat aktinium sunting
Aktinium-225 digunakan dalam pengobatan untuk menghasilkan Bismut-213 dalam generator sebagai agen untuk radio-imunoterapi.
Aktinium di lingkungan sunting
Aktinium hanya ditemukan di jejak dalam bijih uranium sebagai 227-Ac, sebuah α dan β emitor dengan paruh 21,773 tahun. Salah satu ton bijih uranium mengandung sekitar sepersepuluh gram aktinium. Aktinium ditemukan dalam jumlah jejak dalam bijih uranium, tetapi lebih sering dibuat dalam jumlah miligram oleh iradiasi neutron dari 226-Ra dalam reaktor nuklir. Metal aktinium telah disiapkan oleh pengurangan aktinium fluorida dengan uap litium sekitar 1.100-1.300 °C.
Aktinium alami terdiri dari 1 isotop radioaktif; dengan 227-Ac yang paling melimpah (kelimpahan alami 100%). 27 radioisotop telah ditandai dengan paling stabil menjadi 227-Ac dengan paruh 21.773 tahun, 225-Ac dengan waktu paruh 10 hari, dan 226-Ac dengan paruh 29,37 jam. Semua isotop aktinium yang tersisa memiliki paruh waktu kurang dari 10 jam dan mayoritas memiliki paruh waktu kurang dari 1 menit.
Dimurnikan aktinium-227 datang ke kesetimbangan dengan produk pembusukan pada akhir 185 hari, dan kemudian meluruh sesuai dengan yang 21.773 tahun paruh.
Aktinium memiliki beberapa isotop, mulai dari 206-Ac sampai 234-Ac.
Efek kesehatan dari aktinium sunting
Aktinium-227 sangat radioaktif, dan dalam hal potensi radiasi terhadap kesehatan yang disebabkan aktinium-227, sama berbahayanya dengan plutonium. Menelan sejumlah kecil aktinium-227 merupakan bahaya kesehatan yang serius.
Ancaman terbesar radioaktivitas bagi kehidupan seperti yang kita tahu adalah kerusakan pada kolam gen, genetik make-up dari semua spesies yang hidup. Kerusakan genetik dari paparan radiasi kumulatif selama masa hidup dan generasi.
Bahkan paparan dosis rendah bersifat karsinogenik setelah paparan diperpanjang. Generasi saat ini, satu di rahim, dan semua tindak yang mungkin menderita kanker, kerusakan sistem kekebalan tubuh, leukemia, keguguran, lahir mati, cacat, dan masalah kesuburan. Sementara banyak masalah kesehatan ini sedang meningkat, individu tidak dapat membuktikan baik peningkatan “background” radiasi atau paparan tertentu sebagai penyebabnya. Hanya bukti epidemiologi secara ilmiah dapat diterima untuk menyalahkan penyebab. Mungkin hasil yang paling ekstrim dari waktu ke waktu akan hanya penghentian grosir kemampuan untuk bereproduksi. Radiasi adalah diketahui penyebab kemandulan. Dampak lingkungan dari aktinium
Perkembangan teknologi nuklir telah disertai dengan gross serta menit rilis radioaktivitas ke atmosfer, tanah, lautan, laut, dan meja air, muncul di seluruh dunia pada hewan, sayuran, dan bahan inert. Radiasi melintasi spesies dan berkonsentrasi melalui rantai makanan, menundukkan hewan dan manusia lain untuk efek merusak.
Aktinium-227 sangat radioaktif. Kerusakan radioaktivitas kolam gen tidak hanya manusia, tetapi dari semua makhluk hidup, menyebabkan kanker, kerusakan sistem kekebalan tubuh, leukemia, keguguran, lahir mati, cacat, dan masalah kesuburan. Selain itu, kerusakan genetik dari paparan radiasi kumulatif selama masa hidup dan generasi .
Torium sunting
Unsur ini tersebar secara luas, tetapi mineral utama adalah pasir monazite, suatu kompleks fosfat yang juga mengandung lantanida. Torium dapat diperoleh kembali dengan ekstraksi dari larutan asam hidroklorat >6M dengan tributilfosfat dalam kerosene.[2]
Protaktinium sunting
Unsur ini dapat diisolasi dari residu stelah ekstraksi uranium dari pitchblende. Hal ini sangat sulit ditangani, kecuali dalam larutan fluorida 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 PaIV namun paling banyak PaV diketahui bahwa mereka umumnya mirip dengan senyawaan Ta.
Uranium sunting
Uranium tersebar luas dan melimpah daripada Ag, Cd, Hg, atau Bi. Ia memiliki sedikit bijih ekonomis, salah satunya adalah uraninit (salah satu bentuknya ialah pitchblende) suatu oksida dengan komposisi kira-kira UO2.
Neptunium, Plutonium, dan Ameresium sunting
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.[2] Dari unsur-unsur tersebut yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah ameresium yang dipakai sebagai “detektor 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.[1]
Lihat Juga sunting
Referensi sunting
- ^ a b c d e f g h Sugiyarto, K. H., 2012, Dasar – Dasar Kimia Anorganik Transisi, Yogyakarta: Graha Ilmu
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Cotton dan Wilkinson, 2013, Kimia Anorganik Dasar, Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press)
- ^ a b Saito Taro (diterjemahkan oleh Ismunandar), 1996, BUKU TEKS KIMIA ANORGANIK ONLINE Terjemahan, Terbit dengan izin dari Iwanami Publishing Company