ALKALI TANAH
1. DEFINISI ALKALI TANAH
Logam alkali tanah terdiri dari 6 unsur yang terdapat di golongan IIA. Yang termasuk ke dalam golongan II A yaitu : Berilium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Di sebut logam karena memiliki sifat-sifat seperti logam. Disebut alkali karena mempunyai sifat alkalin atau basa jika direaksikan dengan air. Dan istilah tanah karena oksidasinya sukar larut dalam air, dan banyak ditemukan dalam bebatuan di kerak bumi.
Tiap logam memiliki konfigurasi elektron sama seperti gas mulia atau golongan VIII A, setelah di tambah 2 elektron pada lapisan kulit S paling luar. Contohnya konfigurasi elektron pada Magnesium (Mg) yaitu : 1s22s22p63s2 atau (Ne) 3s2. Ikatan yang dimiliki kebanyakan senyawa logam alkali tanah adalah ikatan ionik. Karena, elektron paling luarnya telah siap untuk di lepaskan, agar mencapai kestabilan.
Unsur alkali tanah memiliki reaktifitas tinggi, sehingga tidak ditemukan dalam bentuk monoatomik , unsur ini mudah bereaksi dengan oksigen, dan logam murni yang ada di udara, membentuk lapisan luar pada oksigen.
2. SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar. Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut. Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan, semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya, sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya. Jadi, dalam satu golongan (dari atas ke bawah), jari-jari atomnya semakin besar. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti, sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap. Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar, sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom.
Jari-Jari Ion. Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya. Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil, sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom normalnya.
Energi Ionisasi (EI) adalah energi yang diperlukan atom dalam untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion bermuatan +1. Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar, begitu juga pada pelepasan elektron yang ke-3 dan seterusnya. Maka EI 1< EI 2 < EI 3. Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil. Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar. Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan.
Afinitas Elektron adalah energi yang dilepaskan oleh atom apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif. Semakin negatif harga afinitas elektron, semakin mudah atom tersebut menerima elektron dan unsurnya akan semakin reaktif. Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga afinitas elektronnya semakin kecil. Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga afinitas elektronnya semakin besar. Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif, kecuali golongan IIA dan VIIIA. Afinitas elektron terbesar dimiliki oleh golongan VIIA.
Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa. Harga keelektronegatifan ini diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 0,7 sampai 4. Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar, cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif. Sedangkan unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil, cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif. Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga keelektronegatifan semakin kecil. Dan dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga keelektronegatifan semakin besar.
Sifat Logam dan Non Logam. Sifat logam berhubungan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation. Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi (EI). Makin besar harga EI, makin sulit bagi atom untuk melepaskan elektron dan makin berkurang sifat logamnya. Sifat non logam berhubungan dengan keelektronegatifan, yaitu kecenderungan atom untuk menarik elektron. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), sifat logam berkurang sedangkan sifat non logam bertambah. Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), sifat logam bertambah sedangkan sifat non logam berkurang. Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik unsur, sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-atas. Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam dengan non logam disebut unsur metaloid. Metalloid adalah unsur yang mempunyai sifat logam dan non logam.
Kereaktifan. Kereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk melepas atau menarik elektron. Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), mula-mula kereaktifan menurun, tapi akan semakin bertambah hingga golongan alkali tanah (VIIA).
Beberapa Sifat Umum Logam Alkali Tanah
Sifat Umum Be Mg Ca Sr Ba
Nomor Atom 4 12 20 38 56
Konfigurasi Elektron [He] 2s2 [Ne] 3s2 [Ar] 4s2 [Kr] 5s2 [Xe] 6s2
Titik Leleh 1553 923 1111 1041 987
Titik Didih 3043 1383 1713 1653 1913
Jari-jari Atom (Angstrom) 1.12 1.60 1.97 2.15 2.22
Jari-jari Ion (Angstrom) 0.31 0.65 0.99 1.13 1.35
Energi Ionisasi I (KJ mol-1) 900 740 590 550 500
Energi Ionisasi II (KJ mol-1) 1800 1450 1150 1060 970
Elektronegativitas 1.57 1.31 1.00 0.95 0.89
Potensial Elektrode (V)
M2+ + 2e à M -1.85 -2.37 -2.87 -2.89 -2.90
Massa Jenis (g mL-1) 1.86 1.75 1.55 2.6 3.6
Sifat umum logam Alkali Tanah
1. berwujud padat Konfigurasi elektronnya menunjukan bahwa logam alkali tanah mempunyai elektron valensi ns2. Selain jari-jari atomnya yang lebih kecil dibandingkan logam alkali, kedua elektron valensinya yang telah berpasangan mengakibatkan energi ionisasi logam alkali tanah lebih tinggi daripada alkali.
2. Meskipun energi ionisasinya tinggi, tetapi karena energi hidrasi dari ion M2+ dari alkali tanah lebih besar daripada energi hidrasi ion M+ dari alkali, mengakibatkan logam alkali tetap mudah melepaskan kedua elektron valensinya, sehingga lebih stabil sebagai ion M2+.
3. Jari-jari atomnya yang lebih kecil dan muatan intinya yang lebih besar mengakibatkan logam alkali tanah membentuk kristal dengan susunan yang lebih rapat, sehingga mempunyai sifat yang lebih keras daripada logam alkali dan massa jenisnya lebih tinggi.
4. Berilium mempunyai energi ionisasi yang sangat tinggi dan keelektronegatifan yang cukup besar, kedua hal ini menyebabkan berilium dalam berikatan cenderung membentuk ikatan kovalen.
5. Potensial elektrode standar logam alkali tanah menunjukkan harga yang rendah (negatif). Hal ini menunjukkan bahwa logam alkali tanah merupakan reduktor yang cukup kuat, bahkan kalsium, stronsium, dan barium mempunyai daya reduksi yang lebih kuat daripada natrium.
6. Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih tinggi daripada suhu ruangan. Oleh karena itu, unsur-unsur logam alkali tanah pada suhu ruangan.
3. GOLONGAN ALKALI TANAH
1. Be (Berilium)
4 litium ← berilium → boron -
-
↑
Be
↓
Mg
Berilium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Be dan nomor atom 4. Unsur ini beracun, bervalensi 2, berwarna abu-abu baja, kukuh, ringan tetapi mudah pecah. Berilium adalah logam alkali tanah, yang kegunaan utamanya adalah sebagai bahan penguat dalam alloy (khususnya, tembaga berilium).
Sifat-sifat
Berilium mempunyai titik lebur tertinggi di kalangan logam-logam ringan. Modulus kekenyalan berilium kurang lebih 1/3 lebih besar daripada besi baja. Berilium mempunyai konduktivitas panas yang sangat baik, tak magnetik dan tahan karat asam nitrat. Berilium juga mudah ditembus sinar-X, dan neutron dibebaskan apabila ia dihantam oleh partikel alfa, (seperti radium dan polonium [lebih kurang 30 neutron-neutron/juta partikel alfa]). Pada suhu dan tekanan ruang, berilium tak teroksidasi apabila terpapar udara (kemampuannya untuk menggores kaca kemungkinan disebabkan oleh pembentukan lapisan tipis oksidasi).
Kegunaan
• Berilium digunakan sebagai agen aloy di dalam pembuatan tembaga berilium. (Be dapat menyerap panas yang banyak). Aloy tembaga-berilium digunakan dalam berbagai kegunaan karena konduktivitas listrik dan konduktivitas panas, kekuatan tinggi dan kekerasan, sifat yang nonmagnetik, dan juga tahan karat serta tahan fatig (logam). Kegunaan-kegunaan ini termasuk pembuatan: mold, elektroda pengelasan bintik, pegas, peralatan elektronik tanpa bunga api dan penyambung listrik.
• Karena ketegaran, ringan, dan kestabilan dimensi pada jangkauan suhu yang lebar, Alloy tembaga-berilium digunakan dalam industri angkasa-antariksa dan pertahanan sebagai bahan penstrukturan ringan dalam pesawat berkecepatan tinggi, peluru berpandu, kapal terbang dan satelit komunikasi.
• Kepingan tipis berilium digunakan bersama pemindaian sinar-X untuk menepis cahaya tampak dan memperbolehkan hanya sinaran X yang terdeteksi.
• Dalam bidang litografi sinar X, berilium digunakan untuk pembuatan litar bersepadu mikroskopik.
• Karena penyerapan panas neutron yang rendah, industri tenaga nuklir menggunakan logam ini dalam reaktor nuklir sebagai pemantul neutron dan moderator.
• Berilium digunakan dalam pembuatan giroskop, berbagai alat komputer, pegas jam tangan dan peralatan yang memerlukan keringanan, ketegaran dan kestabilan dimensi.
• Berilium oksida sangat berguna dalam berbagai kegunaan yang memerlukan konduktor panas yang baik, dan kekuatan serta kekerasan yang tinggi, dan juga titik lebur yang tinggi, seterusnya bertindak sebagai perintang listrik.
• Campuran berilium pernah pada satu ketika dahulu digunakan dalam lampu floresens, tetapi penggunaan tersebut tak dilanjutkan lagi karena pekerja yang terpapar terancam bahaya beriliosis.
Wawasan
Berilium dan garamnya adalah bahan beracun dan berpotensi sebagai zat karsinogenik. Beriliosis kronik adalah penyakit granulomatus pulmonari dan sistemik yang disebabkan oleh paparan terhadap berilium. Penyakit berilium akut dalam bentuk pneumonitis kimia pertama kali dilaporkan di Eropa pada tahun 1933 dan di Amerika Serikat pada tahun 1943. Kasus beriliosis kronik pertama kali diperincikan dalam tahun 1946 di kalangan pekerja dalam kilang penghasilan lampu kalimantan. Beriliosis kronik menyerupai sarkoidisis dalam berbagai hal, dan diagnosis pembedaan adalah sulit. Walaupun penggunaan campuran berilium dalam lampu floresens telah dihentikan pada tahun 1949, kemungkinan pemaparan berilium masih dapat mungkin terjadi di industri nuklir, penerbangan, pemurnian logam berilium, peleburan Alloy berkandungan berilium, pembuatan alat elektronik dan pengurusan bahan yang mengandung berilium.
Pengkaji awal mencicipi berilium dan campuran-campurannya yang lain untuk rasa kemanisan untuk memastikan kehadirannya. Alat penguji canggih tidak lagi memerlukan prosedur beresiko tinggi ini dan percobaan untuk memakan bahan ini tidak patut dilakukan. Berilium dan campurannya harus dikendalikan dengan rapi dan pengawasan harus dijalankan ketika melakukan kegiatan yang memungkinkan pelepasan debu berilium (kanker paru paru adalah salah satu dari akibat yanhg dapat ditimbulkan oleh pemaparan berpanjangan terhadap habuk berilium).
Berilium ini harus dikendalikan dengan hati-hati dan prosedur tertentu harus dipatuhi. Tidak sepatutnya ada percobaan menggunakan berilium sebelum prosedur pengendalian yang tepat diperkenalkan dan dibiasakan.
Pengaruh Kesehatan
Berilium adalah sangat berbahaya jika terhirup. Keefektivannya tergantung kepada kandungan yang dipaparkan dan jangka waktu pemaparan. Jika kandungan berilium di udara sangat tinggi (lebih dari 1000 μg/m³), keadaan akut dapat terjadi. Keadaan ini menyerupai pneumonia dan disebut penyakit berilium akut. Penetapan udara komunitas dan tempat kerja effektif dalam menghindari kerusakan paru-paru yang paling akut.
Sebagian orang (1-15%) akan menjadi sensitif terhadap berilium. Orang-orang ini akan mendapat tindak balas keradangan pada sistem pernafasan. Keadaan ini disebut penyakit berilium kronik (CBD), dan dapat terjadi setelah pemamparan bertahun-tahun terhadap tingkat berilium diatas normal (diatas 0.2 μg/m³). Penyakit ini dapat menyebabkan rasa lemah dan keletihan, dan juga sasak nafas. CBD dapat menyebabkan anoreksia, penyusutan berat badan, dan dapat juga menyebabkan pembesaran bagian kanan jantung dan penyakit jantung dalam kasus-kasus peringkat lanjut. Sebagian orang yang sensitif kepada berilium mungkin atau mungkin tidak akan mendapat simptom-simptom ini. Jumlah penduduk pada umumnya jarang mendapat penyakit berilium akut atau kronik Karena kandungan berilium dalam udara biasanya sangat rendah (0.00003-0.0002 μg/m³).
Menelan berilium tidak pernah dilaporkan menyebabkan efek kepada manusia Karena berilium diserap sangat sedikit oleh perut dan usus. Berilium yang terkena kulit yang mempunyai luka atau terkikis mungkin akan menyebabkan radang.
United States Department of Health and Human Services (DHHS) dan International Agency for Research on Cancer (IARC) telah memberi kepastian bahawa berilium adalah karsinogen. EPA menjangkakan bahawa pemamparan seumur hidup kepada 0.04 μg/m³ berilium dapat menyebabkan satu perseribu kemungkinan untuk mengidap kanker.
Tidak terdapat kajian tentang efek pemamparan berilium terhadap anak-anak. Kemungkinan, pengaruh kesehatan yang dilihat pada kanak-kanak yang terpapar terhadap berilium sama dengan efeknya terhadap orang dewasa. Masih belum diketahui perbedaan dalam efek berilium antara orang dewasa dan kanak-kanak.
Masih belum diketahui juga apakah pemamparan terhadap berilium dapat menyebabkan kecacatan sejak lahir atau efek-efek lain yang berlanjutan kepada orang ramai. Kajian terhadap kesan lanjutan terhadap hewan tidak dapat dipastikan.
Berilium dapat diukur dalam air kencing atau darah. Kandungan berilium dalam darah atau air kencing dapat memberi petunjuk kepada berapa banyak atau berapa lama seseorang telah terpapar. Tingkat kandungan berilium juga dapat diukur dari sampel paru-paru dan kulit. Satu lagi ujian darah, yaitu beryllium lymphocyte proliferation test (BeLPT), mengukur pasti kesensitifan terhadap berilium dan memberikan jangkaan terhadap CBD. Batas Kandungan berilium yang mungkin dilepaskan ke dalam udara dari kawasan perindustrian adalah 0.01 μg/m³, Dirata-ratakan pada jangka waktu 30 hari, atau 2 μg/m³ dalam ruang kerja dengan shift kerja 8 jam.
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom Berilium, Be, 4
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok 2, 2, s
Penampilan Putih-kelabu metalik
Massa atom 9,012182(3) g/mol
Konfigurasi elektron
1s2 2s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 2
Ciri-ciri fisik
Fase
padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)
1,85 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur
1,690 g/cm³
Titik lebur
1560 K (1287 °C, 2349 °F)
Titik didih
2742 K (2469 °C, 4476 °F)
Kalor peleburan
7,895 kJ/mol
Kalor penguapan
297 kJ/mol
Kapasitas kalor
(25 °C) 16,443 J/(mol•K)
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k
pada T/K 1462 1608 1791 2023 2327 2742
Ciri-ciri atom
Struktur kristal
Heksagonal
Bilangan oksidasi
2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas
1,57 (skala Pauling)
Energi ionisasi
1st: 899,5 kJ/mol
2nd: 1757,1 kJ/mol
3rd: 14848,7 kJ/mol
Jari-jari atom
105 pm
Jari-jari atom (terhitung)
112 pm
Jari-jari kovalen
90 pm
2. Magnesium (Mg)
12 natrium ← magnesium → aluminium
Be
↑
Mg
↓
Ca
Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 serta berat atom 24,31. Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2% berat kulit bumi, serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut. Logam alkali tanah ini terutama digunakan sebagai zat campuran (alloy) untuk membuat campuran alumunium-magnesium yang sering disebut “magnalium” atau “magnelium”.
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom
magnesium, Mg, 12
Deret kimia
alkali tanah
Golongan, Periode, Blok
2, 3, s
Penampilan
putih keperakan
Massa atom
24.3050(6) g/mol
Konfigurasi elektron
[Ne] 3s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 2
Ciri-ciri fisik
Fase
padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)
1.738 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur
1.584 g/cm³
Titik lebur
923 K (650 °C, 1202 °F)
Titik didih
1363 K (1090 °C, 1994 °F)
Kalor peleburan
8.48 kJ/mol
Kalor penguapan
128 kJ/mol
Kapasitas kalor
(25 °C) 24.869 J/(mol•K)
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k
pada T/K 701 773 861 971 1132 1361
Ciri-ciri atom
Struktur kristal
segi enam
Bilangan oksidasi
2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas
1.31 (skala Pauling)
Energi ionisasi
1st: 737.7 kJ/mol
2nd: 1450.7 kJ/mol
3rd: 7732.7 kJ/mol
Jari-jari atom
150 pm
Jari-jari atom (terhitung)
145 pm
Jari-jari kovalen
130 pm
Jari-jari Van der Waals 173 pm
3. Ca (Kalsium)
20 kalium ← kalsium → skandium
Mg
↑
Ca
↓
Sr
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia, antara lain bagi metabolisme tubuh, penghubung antar saraf, kerja jantung, dan pergerakan otot.
Berikut beberapa manfaat kalsium bagi manusia:
• Mengaktifkan saraf
• Melancarkan peredaran darah
• Melenturkan otot
• Menormalkan tekanan darah
• Menyeimbangkan tingkat keasaman darah
• Menjaga keseimbangan cairan tubuh
• Mencegah osteoporosis (keropos tulang)
• Mencegah penyakit jantung
• Menurunkan resiko kanker usus
• Mengatasi kram, sakit pinggang, wasir, dan reumatik
• Mengatasi keluhan saat haid dan menopause
• Meminimalkan penyusutan tulang selama hamil dan menyusui
• Membantu mineralisasi gigi dan mencegah pendarahan akar gigi
• Mengatasi kering dan pecah-pecah pada kulit kaki dan tangan
• Memulihkan gairah seks yang menurun/melemah
• Mengatasi kencing manis (mengaktifkan pankreas)
Wawasan
Setelah umur 20 tahun, tubuh manusia akan mulai mengalami kekurangan kalsium sebanyak 1% per tahun. Dan setelah umur 50 tahun, jumlah kandungan kalsium dalam tubuh akan menyusut sebanyak 30%. Kehilangan akan mencapai 50% ketika mencapai umur 70 tahun dan seterusnya mengalami masalah kekurangan kalsium. Gejala awal kekurangan kalsium adalah seperti lesu, banyak keringat, gelisah, sesak napas, menurunnya daya tahan tubuh, kurang nafsu makan, sembelit, berak-berak, insomnia, kram, dsb.
Informasi umum
Nama, Lambang, Nomor atom Kalsium, Ca, 20
Deret kimia Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok 2, 4, s
Penampilan putih keperakan
Massa atom 40,078(4)g•mol−1
Konfigurasi electron [Ar] 4s2
Jumlah elektron tiap kulit 2, 8, 8, 2
Sifat fisika
Fase Padat
Massa jenis (mendekati suhu kamar)
1,55 g•cm−3
Massa jenis cairan pada titik didih
1,378 g•cm−3
Titik leleh
1115 K (842 °C, 1548 °F)
Titik didih
1757 K (1484 °C, 2703 °F)
Kalor peleburan 8,54 kJ•mol−1
Kalor penguapan
154,7 kJ•mol−1
Kapasitas kalor (25 °C) 25,929 J•mol−1•K−1
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100k
pada T/K 864 956 1071 1227 1443 1755
Sifat atom
Struktur kristal
kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi
2 (oksida dasar yang kuat)
Elektronegativitas
1,00 (Skala Pauling)
Energi ionisasi
1st: 589,8 kJ•mol−1
2nd: 1145,4 kJ•mol−1
3rd: 4912,4 kJ•mol−1
Jari-jari atom
180 pm
Jari-jari atom (perhitungan) 194 pm
Jari-jari kovalen
174 pm
4. Sr (Stronsium)
38 rubidium ← strontium → yettrium
Ca
↑
Sr
↓
Ba
Stronsium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Sr dan nomor atom 38. Sebagai salah satu anggota dari golongan logam alkali tanah, stronsium adalah unsur perak-putih atau kuning metalik yang sangat reaktif. Logam ini berubah warna menjadi kuning ketika berbaur dengan udara dan terjadi pada celestite dan strontianite. 90Sr di sajikan pada daftar golongan radioaktif dan mempunyai waktu paruh selama 2890 tahun.
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom
stronsium, Sr, 38
Deret kimia
Golongan alkali tanah
Golongan, Periode, Blok
2, 5, s
Penampilan
Perak-putih-metalik
Massa atom
87.62(1) g/mol
Konfigurasi elektron
[Kr] 5s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 18, 8, 2
Ciri-ciri fisik
Fase
padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)
2.64 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur
6.980 g/cm³
Titik lebur
1050 K (777 °C, 1431 °F)
Titik didih
1655 K (1382 °C, 2520 °F)
Kalor peleburan
7.43 kJ/mol
Kalor penguapan
136.9 kJ/mol
Kapasitas kalor
(25 °C) 26.4 J/(mol•K)
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k
pada T/K 769 882 990 1139 1345 1646
Ciri-ciri atom
Struktur kristal
kubik berpusat muka
Bilangan oksidasi 2 (oksidasi basa kuat)
Elektronegativitas
0.95 (skala Pauling)
Energi ionisasi
1st: 549.5 kJ/mol
2nd: 1064.2 kJ/mol
3rd: 4138 kJ/mol
Jari-jari atom
200 pm
Jari-jari atom (terhitung)
219 pm
Jari-jari kovalen
192 pm
5. Ba (Barium)
56 sesium ← barium → lanthanum
Sr
↑
Ba
↓
Ra
Barium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ba dan nomor atom 56.
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom
barium, Ba, 56
Deret kimia
Logam alkali tanah
Golongan, Periode, Blok
2, 6, s
Penampilan
Putih keperakan
Massa atom
137.327(7) g/mol
Konfigurasi elektron
[Xe] 6s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 18, 18, 8, 2
Ciri-ciri fisik
Fase
Padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)
3.51 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur
3.338 g/cm³
Titik lebur
1000 K (727 °C, 1341 °F)
Titik didih
2170 K (1897 °C, 3447 °F)
Kalor peleburan
7.12 kJ/mol
Kalor penguapan
140.3 kJ/mol
Kapasitas kalor
(25 °C) 28.07 J/(mol•K)
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k
pada T/K 911 1038 1185 1388 1686 2170
Ciri-ciri atom
Struktur kristal
Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi
2 (oksidasi dasar yang kuat)
Elektronegativitas
0.89 (skala Pauling)
Energi ionisasi
1st: 502.9 kJ/mol
2nd: 965.2 kJ/mol
3rd: 3600 kJ/mol
Jari-jari atom
215 pm
Jari-jari atom (terhitung)
253 pm
Jari-jari kovalen
198 pm
6. Ra (Radium)
88 fransium ← radium → aktinium
Ba
↑
Ra
↓
Ubn
Radium adalah sebuah unsur kimia yang mempunyai simbol Ra dan nomor atom 88 (lihat tabel periodik). Radium berwarna hampir putih bersih, namun akan teroksidasi jika terekspos kepada udara dan berubah menjadi hitam. Radium mempunyai tingkat radioaktivitas yang tinggi. Isotopnya yang paling stabil, Ra-226, mempunyai waktu paruh selama 1602 tahun dan kemudian berubah menjadi gas radon.
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom
radium, Ra, 88
Deret kimia
alkali tanah
Golongan, Periode, Blok
2, 7, s
Penampilan
metalik putih keperak-perakan
Massa atom
(226) g/mol
Konfigurasi elektron
[Rn] 7s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
Ciri-ciri fisik
Fase
padat
Massa jenis (sekitar suhu kamar)
5,5 g/cm³
Titik lebur
973 K (700 °C, 1292 °F)
Titik didih
2010 K (1737 °C, 3159 °F)
Kalor peleburan
8,5 kJ/mol
Kalor penguapan
113 kJ/mol
Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k
pada T/K 819 906 1037 1209 1446 1799
Ciri-ciri atom
Struktur kristal
Kubik berpusat badan
Bilangan oksidasi
2 (oksida basa)
Elektronegativitas
0,9 (skala Pauling)
Energi ionisasi
1st: 509,3 kJ/mol
2nd: 979,0 kJ/mol
Jari-jari atom
215 pm
4. REAKSI-REAKSI LOGAM ALKALI TANAH
a. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Air
Berilium tidak bereaksi dengan air, sedangkan logam Magnesium bereaksi sangat lambat dan hanya dapat bereaksi dengan air panas. Logam Kalsium, Stronsium, Barium, dan Radium bereaksi sangat cepat dan dapat bereaksi dengan air dingin. Contoh reaksi logam alkali tanah dan air berlangsung sebagai berikut.
Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)
b. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Oksigen
Dengan pemanasan, Berilium dan Magnesium dapat bereaksi dengan oksigen. Oksida Berilium dan Magnesium yang terbentuk akan menjadi lapisan pelindung pada permukaan logam.Barium dapat membentuk senyawa peroksida (BaO2).
2Mg(s) + O2 (g) → 2MgO(s)
(s) + O2(g) (berlebihan) → BaO2(s)
Pembakaran Magnesium di udara dengan Oksigen terbatas pada suhu tinggi akan dapat menghasilkan Magnesium Nitrida (Mg3N2).
4Mg(s) + ½ O2(g) + N2 (g) → MgO(s) + Mg3N2(s)
Bila Mg3N2 direaksikan dengan air maka akan didapatkan gas NH3.
Mg3N2(s) + 6H2O(l) → 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
c. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Nitrogen
Logam alkali tanah yang terbakar di udara akan membentuk senyawa oksida dan senyawa Nitrida dengan demikian Nitrogen yang ada di udara bereaksi juga dengan Alkali Tanah. Contoh :
3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)
d. Reaksi Logam Alkali Tanah dengan Halogen
Semua logam Alkali Tanah bereaksi dengan halogen dengan cepat membentuk garam Halida, kecuali Berilium. Oleh karena daya polarisasi ion Be2+ terhadap pasangan elektron Halogen kecuali F-, maka BeCl2 berikatan kovalen. Sedangkan alkali tanah yang lain berikatan ion. Contoh :
Ca(s) + Cl2(g) → CaCl2(s)
Reaksi-Reaksi Logam Alkali Tanah
Reaksi secara umum Keterangan
2M(s) + O2(g) à 2MO(s) Reaksi selain Be dan Mg tak perlu Pemanasan
M(s) + O2(g) à MO2 (s) Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, Be, Mg, dan Ca, tidak terjadi
M(s) + X2(g) à MX2 (s) X: F, Cl, Br, dan I
M(s) + S(s) à MS (s)
M(s) + 2H2O (l) à M(OH)2 (aq) + H2 (g) Be tidak dapat, Mg perlu pemanasan
3M(s) + N2 (g) à M3N2 (s) Reaksi berlangsung pada suhu tinggi, Be tidak dapat berlangsung
M(s) + 2H+(aq) à M2+(aq) + H2 (g) Reaksi cepat berlangsung
M(s) + H2 (g) à MH2 (s) Perlu pemanasan, Be dan Mg tidak dapat berlangsung
5. PROSES EKSTRAKSI LOGAM ALKALI TANAH
Ekstraksi adalah pemisahan suatu unsur dari suatu senyawa. Logam alkali tanah dapat di ekstraksi dari senyawanya. Untuk mengekstraksinya kita dapat menggunakan dua cara, yaitu metode reduksi dan metode elektrolisis.
1. Ekstraksi Berilium (Be)
a. Metode reduksi
Untuk mendapatkan Berilium, bisa didapatkan dengan mereduksi BeF2. Sebelum mendapatkan BeF2, kita harus memanaskan beril [Be3Al2(SiO6)3] dengan Na2SiF¬6 hingga 700 0C. Karena beril adalah sumber utama berilium.
BeF¬2 + Mg à MgF2 + Be
b. Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan berilium, kita juga dapat mengekstraksi dari lelehan BeCl2 yang telah ditambah NaCl. Karena BeCl¬2 tidak dapat mengahantarkan listrik dengan baik, sehingga ditambahkan NaCl. Reaksi yang terjadi adalah :
Katoda : Be2+ + 2e- à Be
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
2. Ekstraksi Magnesium (Mg)
a. Metode Reduksi
Untuk mendapatkan magnesium, kita dapat mengekstraksinya dari dolomite [MgCa(CO3)2]. Karena dolomite merupakan salah satu sumber yang dapat menhasilkan magnesium. Dolomite dipanaskan sehingga terbentuk MgO.CaO lalu MgO.CaO dipanaskan dengan FeSi sehingga menhasilkan Mg.
2[ MgO.CaO] + FeSi à 2Mg + Ca2SiO4 + Fe
b. Metode Elektrolisis
Selain dengan ekstraksi dolomite magnesium juga bisa didapatkan dengan mereaksikan air alut dengan CaO. Reaksi yang terjadi :
CaO + H2O à Ca2+ + 2OH-
Mg2+ + 2OH- à Mg(OH)2
Selanjutnya Mg(OH)2 direaksikan dengan HCl Untuk membentuk MgCl2
Mg(OH)2 + 2HCl à MgCl2 + 2H2O
Setelah mendapatkan lelehan MgCl2 kita dapat mengelektrolisisnya untuk mendapatkan magnesium.
Katode : Mg2+ + 2e- à Mg
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
3. Ekstraksi Kalsium (Ca)
a. Metode Elektrolisis
Batu kapur (CaCO3) adalah sumber utama untuk mendapatkan kalsium (Ca). Untuk mendapatkan kalsium, kita dapat mereaksikan CaCO3 dengan HCl agar terbentuk senyawa CaCl2. Reaksi yang terjadi :
CaCO3 + 2HCl à CaCl2 + H2O + CO2
Setelah mendapatkan CaCl2, kita dapat mengelektrolisisnya agar mendapatkan kalsium (Ca). Reaksi yang terjadi :
Katode : Ca2+ + 2e- à Ca
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
b. Metode Reduksi
Logam kalsium (Ca) juga dapat dihasilkan dengan mereduksi CaO oleh Al atau dengan mereduksi CaCl2¬ oleh Na. Reduksi CaO oleh Al.
6CaO + 2Al à 3 Ca + Ca3Al2O6
Reduksi CaCl2 oleh Na
CaCl2 + 2 Na à Ca + 2NaCl
4. Ekstraksi Strontium (Sr)
a. Metode Elektrolisis
Untuk mendapatkan Strontium (Sr), kita bisa mendapatkannya dengan elektrolisis lelehan SrCl2¬. Lelehan SrCl2 bisa didapatkan dari senyawa selesit [SrSO4]. Karena Senyawa selesit merupakan sumber utama Strontium (Sr). Reaksi yang terjadi :
katode : Sr2+ +2e- à Sr
anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
5. Ekstraksi Barium (Ba)
a. Metode Elektrolisis
Barit (BaSO4) adalah sumber utama untuk memperoleh Barium (Ba). Setelah diproses menjadi BaCl2 barium bisa diperoleh dari elektrolisis lelehan BaCl2. Reaksi yang terjadi :
Katode : Ba2+ +2e- à Ba
Anode : 2Cl- à Cl2 + 2e-
b. Metode Reduksi
Selain dengan elektrolisis, barium bisa kita peroleh dengan mereduksi BaO oleh Al. Reaksi yang terjadi :
6BaO + 2Al à 3Ba + Ba3Al2O6.
6. KEBERADAAN DI ALAM
Logam alkali tanah memiliki sifat yang reaktif sehingga di alam hanya ditemukan dalam bentuk senyawanya. Berikut keberadaan senyawa yang mengandung logam alkali.
1. Berilium. Berilium tidak begitu banyak terdapat di kerak bumi, bahkan hampir bisa dikatakan tidak ada. Sedangkan di alam berilium dapat bersenyawa menjadi Mineral beril [Be3Al2(SiO 6)3], dan Krisoberil [Al2BeO4].
2. Magnesium. Magnesium berperingkat nomor 7 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 1,9% keberadaannya. Di alam magnesium bisa bersenyawa menjadi Magnesium Klorida [MgCl2], Senyawa Karbonat [MgCO3], Dolomit [MgCa(CO3)2], dan Senyawa Epsomit [MgSO4.7H2O].
3. Kalsium. Kalsium adalah logam alkali yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Bahkan kalsium menjadi nomor 5 terbanyak yang terdapat di kerak bumi, dengan 3,4% keberadaanya. Di alam kalsium dapat membentuk senyawa karbonat [CaCO3], Senyawa Fospat [CaPO4], Senyawa Sulfat [CaSO4], Senyawa Fourida [CaF].
4. Stronsium. Stronsium berada di kerak bumi dengan jumlah 0,03%. Di alam strontium dapat membuntuk senyawa Mineral Selesit [SrSO4], dan Strontianit .
5. Barium. Barium berada di kerak bumi sebanyak 0,04%. Di alam barium dapat membentuk senyawa : Mineral Baritin [BaSO4], dan Mineral Witerit [BaCO3]
7. APLIKASI LOGAM ALKALI TANAH
1. Berilium (Be)
a. Berilium digunakan untuk memadukan logam agar lebih kuat, akan tetapi bermassa lebih ringan. Biasanya paduan ini digunakan pada kemudi pesawat Jet.
b. Berilium digunakan pada kaca dari sinar X.
c. Berilium digunakan untuk mengontrol reaksi fisi pada reaktor nuklir.
d. Campuran berilium dan tembaga banyak dipakai pada alat listrik, maka Berilium sangat penting sebagai komponen televisi.
2. Magnesium (Mg)
a. Magnesium digunakan untuk memberi warna putih terang pada kembang api dan pada lampu blitz.
b. Senyawa MgO dapat digunakan untuk melapisi tungku, karena senyawa MgO memiliki titik leleh yang tinggi.
c. Senyawa Mg(OH)2 digunakan dalam pasta gigi untuk mengurangi asam yang terdapat di mulut dan mencegah terjadinnya kerusakan gigi, sekaligus sebagai pencegah maag.
d. Mirip dengan Berilium yang membuat campuran logam semakin kuat dan ringan sehingga bisa digunakan pada alat alat rumah tangga.
3. Kalsium (Ca)
a. Kalsium digunakan pada obat obatan, bubuk pengembang kue dan plastik.
b. Senyawa CaSO4 digunakan untuk membuat gips yang berfungsi untuk membalut tulang yang patah.
c. Senyawa CaCO3 biasa digunakan untuk bahan bangunan seperti komponen semen dan cat tembok. Selain itu digunakan untuk membuat kapur tulis dan gelas.
d. Kalsium Oksida (CaO) dapat mengikat air pada Etanol karena bersifat dehidrator, dapat juga mengeringkan gas dan mengikat Karbondioksida pada cerobong asap.
e. Ca(OH)2 digunakan sebagai pengatur pH air limbah dan juga sebagai sumber basa yang harganya relatif murah.
f. Kalsium Karbida (CaC2) disaebut juga batu karbit merupakan bahan untuk pembuatan gas asetilena (C2H2) yang digunakan untuk pengelasan.
g. Kalsium banyak terdapat pada susu dan ikan teri yang berfungsi sebagai pembentuk tulang dan gigi.
4. Stronsium (Sr)
a. Stronsium dalam senyawa Sr(NO3)2 memberikan warna merah apabila digunakan untuk bahan kembang api.
b. Stronsium sebagai senyawa karbonat biasa digunakan dalam pembuatan kaca televisi berwarna dan komputer.
c. Untuk pengoperasian mercusuar yang mengubah energi panas menjadi listrik dalam baterai nuklir RTG (Radiisotop Thermoelectric Generator).
5. Barium (Ba)
a. BaSO4 digunakan untuk memeriksa saluran pencernaan karena mampu menyerap sinar X meskipun beracun.
b. BaSO4 digunakan sebagai pewarna pada plastik karena memiliki kerapatan yang tinggi dan warna terang.
c. Ba(NO3)2 digunakan untuk memberikan warna hijau pada kembang api.