-->

Solusi Online Pelajaran Kimia di Sekolah dan Kampus

T11/20/2022

Unsur Logam Alkali Tanah (IIA)

Di dalam artikel ini kamu dapat menemukan informasi lengkap tentang unsur logam alkali tanah (IIA) seperti:
  • Alasan mengapa unsur golongan IIA disebut dengan alkali tanah
  • Mineral/deposit serta persentase kelimpahan unsur alkali tanah di kerak bumi
  • Metode pembuatan unsur logam alkali tanah
  • Konfigurasi elektron 
  • Sifat keperiodikan unsur logam alkali tanah dalam satu golongan
  • Sifat fisika dan kimia unsur alkali tanah
  • Reaksi-reaksi logam alkali tanah
  • Kegunaan unsur alkali tanah
  • Contoh soal dan pembahasan tentang unsur alkali tanah

Unsur Alkali Tanah


Mengapa Unsur Golongan IIA Disebut Unsur Alkali Tanah?

Alkali artinya basa. Mirip dengan senyawa golongan IA, reaksi unsur golongan IIA dengan air juga menghasilkan senyawa hidroksida yang bersifat basa. Sedangkan penggunaan kata tanah merujuk pada oksida dari unsur ini yang umumnya banyak ditemukan di kerak bumi.

Mineral/Deposit dan Kelimpahan

Unsur golongan IIA di alam ditemukan dalam deposit atau mineral-mineral berikut:
  • Berilium = beril
  • Magensium = magnesit (magensium karbonat, MgCO3), dolomit (CaCO3.MgCO3), epsomit, silikat, air laut dan brine (air asin)
  • Kalsium = dolomit, batu kapur, silikat, argomit dan marbel
  • Stronsium = selestit (stronsium sulfat (SrSO4)) dan strontianite (strontium karbonat, SrCO3)
  • Barium = barit, barium nitrat (Ba(NO3)2 dan barium sulfat (BaSO4)

Kelimpahan unsur alkali tanah di alam
  • Berilium adalah unsur alkali tanah yang paling sedikit ditemukan di kerak bumi. Persentasenya sekitar 0,0002%
  • Magensium merupakan unsur ke 8 paling banyak di temukan di kerak bumi dengan persentase sekitar 2%. Magensium juga bisa ditemukan sebagai ion terlarut di dalam air laut.
  • Jumlah kalsium yang dapat ditemukan di kerak bumi melebihi magensium, yaitu sekitar 4,2 % dan menempati urutan kelima sebagai unsur paling banyak di temukan di kerak bumi
  • Kelimpahan stronsium dan barium di kerak bumi berturut-turut adalah 0,025% dan 0,03%.

Pembuatan Unsru Alkali Tanah

  • Unsur alkali tanah memiliki potensial reduksi lebih kecil dibandingkan hidrogen. Jadi tidak mungkin mendapatkan logam ini dengan cara mengelektrolisis larutannya. Karena jika larutan senyawa alkali tanah yang dielektrolisis, yang mengalami reduksi adalah air. Oleh karena itu, secara komersial, logam alkali tanah dibuat dengan cara mengelektrolisis leburan/lelehan garamnya.
  • Selain dengan metode elektrolisis, logam unsur alkali juga bisa diperoleh melalui metode ekstraksi bijih/mineralnya. 
  • Be = diperoleh dari ekstraksi mineral beril. Mg = elektrolisis lelehan MgCl2 dan reduksi termal magnesium oksida (proses Pidgeon). Ca = elektrolisis lelehan kalsium klorida anhidrat dan pemanasan kalsium oksida (lime) dengan aluminium. Sr = elektrolisis lelehan stronsium klorida atau reduksi strontium oksida oleh aluminium dalam ruang vakum. Ba = elektrolisis lelehan barium klorida atau dengan metode oksidasi barium oksida oleh aluminium pada kondisi suhu tinggi dan tekanan rendah.

Konfigurasi Elektron

Be (4) = [He] 2s2
Mg (12) = [Ne] 3s2
Ca (20) = [Ar] 4s2
Sr (380 = [Kr] 5s2
Ba (56) = [Xe] 6s2

Dari konfigurasi elektron diatas, dapat diketahui beberapa ciri khas unsur logam alkali tanah sebagai berikut:
  • Kulit valensi (kulit terakhir) dari setiap unsur logam alkali tanah adalah ns2 dengan jumlah elektron valensi = 2
  • Karena ujung konfigurasi elektron semua unsur alkali tanah berakhir di sub kulit s, unsur ini dalam tabel periodik berada di blok s. Jadi, unsur yang berada di blok s hanya ada dua golongan yaitu alkali dan alkali tanah (golongan IA dan IIA).
  • Karena jumlah elektron valensinya yang 2 buah, unsur alkali tanah cenderung stabil dengan melepaskan dua buah elektron membentuk ion positif dengan muatan +2.
  • Bilangan oksidasi seluruh unsur alkali tanah adalah +2 (sama dengan nomor golongannya)

Sifat Keperiodikan Unsur Alkali Tanah

Jari-Jari Atom dan Jari-Jari Ion

  • Dalam satu golongan, jari-jari atom meningkat seiring dengan bertambahnya nomor atom. urutan jari-jari atom unsur alkali tanah dari yang terkecil ke yang terbesar = r Be < r Mg < Ca < rSr < rBa
  • Walaupun terletak pada perioda yang sama, jari-jari atom unsur alkali tanah lebih kecil dibandingkan unsur alkali. Contoh: jari – jari Mg < Na atau jari-jari Ca < K
  • Ketika membentuk ion, unsur alkali tanah akan melepaskan dua buah elektron terluarnya. Akibatnya, jari-jari ion yang dibentuk oleh unsur ini lebih kecil dari jari-jari atomnya. Urutan jari-jari ion unsur alkali tanah = r Be2+ , r Mg2+ < r Ca2+ < rSr2+ < r Ba2+

Energi Ionisasi

  • Energi ionisasi berbanding terbalik dengan jari-jari atom. karena jari-jari unsur alkali tanah meningkat seiring bertambahnya nomor atom, maka energi ionisasinya adalah kebalikan yaitu semakin kecil
  • EI pertama Be > Mg > Ca > Sr > Ba
  • Energi ionisasi pertama unsur alkali tanah (II) lebih besar dibandingkan logam alkali (IA)

Sifat Logam

  • Yang menentukan sifat logam suatu unsur adalah kemudahannya dalam melepaskan elektron atau membentuk ion positif. Sifat logam unsur alkali tanah lebih kecil dibandingkan sifat logam unsur alkali. Hal ini disebabkan karena lebih mudah membentuk ion +1 (pada unsur alkali) dibandingkan ion +2 (pada alkali tanah)
  • Dalam satu golongan, sifat logam unsur alkali bertambah kuat seiring dengan meningkatnya nomor atom.
  • Kelektronegatifan
  • Dalam satu golongan, kelektronegatifan unsur alkali tanah menurun seiring dengan bertambahnya nomor atom
  • Walaupun juga termasuk unsur yang elektropositif, tetapi unsur logam alkali (IA) lebih elektropositif dibandingkan alkali tanah (IIA). Itu artinya, logam alkali lebih mudah membentuk ion positif dibandingkan logam alkali tanah

Sifat Fisika Unsur Logam Alkali Tanah

Wujud

  • Pada suhu kamar, seluruh unsur logam alkali tanah berwujud padat
  • Umumnya, logam alkali tanah berwarna abu-abu putih dan mengkilap, mirip dengan sifat unsur logam kebanyakan. 
  • Logam alkali tanah lebih keras dibandingkan logam alkali. Hal ini disebabkan karena unsur alkali tanah dapat membentuk ikatan logam yang lebih kuat dibandingkan unsur logam alkali. Mengapa demikian? Unsur alkali tanah punya jumlah proton (muatan inti) serta elektron valensi yang lebih banyak. 
  • Kekuatan ikatan logam unsur alkali tanah menurun seiring dengan meningkatnya nomor atom. Itu artinya, Be adalah logam yang paling keras dan Ba adalah yang paling lunak.

Titik Leleh dan Titik Didih

  • Titik leleh dan titik didih unsur logam alkali tanah lebih tinggi dibandingkan logam alkali karena ikatan logam unsur alkali tanah lebih kuat dibandingkan unsur alkali.
  • Tidak ada tren tertentu pada titik leleh maupun titik didih unsur-unsur alkali.
  • Be adalah unsur dengan titik leleh dan titik didih tertinggi. Namun, unsur dengan titik leleh dan titik didih terendah bukanlah barium yang punya ikatan logam paling lemah, melainkan magnesium. 

Massa Jenis

  • Unsur alkali tanah memiliki massa jenis yang lebih besar dibandingkan unsur alkali. Hal ini disebabkan karena unsur alkali tanah punya ukuran atom yang lebih kecil, dari unsur alkali tetapi punya proton dan neutronnya lebih banyak. Oleh sebab itulah, massa jenisnya lebih besar.
  • Unsur alkali tanah juga tidak punya tren tertentu pada massa jenisnya. Ca merupakan unsur alkali tanah yang massa jenisnya paling kecil, padahal unsur ini ukurannya lebih besar dibandingkan Be ataupun Mg.

Sifat Logam

  • Kekuatan sifat logam ditentukan oleh mudah atau sulitnya suatu atom dalam melepaskan elektron.
  • Karena dari tas ke bawah dalam satu golongan, jari-jari atom unsur alkali tanah meningklat, maka elektron juga semakin mudah lepas dari atom. akibatnya, sifat logamnya meningkat. 
  • Sifat logam unsur alkali tanah lebih kecil dibandingkan unsur alkali karena lebih sulit melepaskan dua elektron valensi pada alkali tanah dibandingkan satu elektron valensi pada unsur alkali.

Keelektronegatifan

  • Dari atas ke bawah dalam satu golongan, nilai keelektronegatifan unsur alkali tanah menurun. Be adalah yang paling elektronegatif.
  • Karena unsur ini cenderung melepaskan elektron untuk mencapai kestabilan, maka unsur alkali tanah disebut juga dengan unsur yang elektropositif.
  • Nilai keelektronegatifan unsur alkali tanah lebih besar dibandingkan unsur alkali atau unsur alkali lebih elektropositif dibandingkan unsur alkali tanah


Sifat Kimia Unsur Alkali Tanah

  • Termasuk unsur yang bersifat reaktif, tetapi kereaktifannya lebih kecil dibandingkan unsur alkali. 
  • Dari atas ke bawah dalam satu golongan, kereaktifan unsur alkali tanah meningkat.

Warna Nyala

Sama, seperti unsur alkali, beberapa unsur alkali tanah juga punya warna nyala yang khas ketika garam yang mengandung unsur ini dibakar. Unsur alkali tanah yang memiliki warna nyala adalah Ca, Sr dan Ba. Sedangkan Mg dan Be tidak menghasilkan warna nyala ketika dibakar.

Warna nyala
Ca = merah orange
Sr = merah tua
Ba = hijau buah apel (agak sulit dilihat)      


Unsur Radioktif

  • Radium adalah unsur alkali tanah satu-satunya yang bersifat radioaktif
  • Radium tidak punya isotop yang bersifat stabil sehingga unsur ini cukup sulit untuk dipelajari

Reduktor Kuat

  • Unsur alkali tanah merupakan reduktor yang kuat (karena termasuk unsur yang paling mudah melepaskan elektron), tetapi daya reduksinya lebih lemah dibandingkan unsur alkali
  • Dari atas ke bawah dalam satu golongan, kekuatan reduksi unsur alkali tanah meningkat. Itu artinya, nilai potensial reduksi logam alkali tanah dari atas ke bawah dalam satu golongan semakin negatif. 
  • Dalam deret volta, seluruh unsur alkali tanah terletak di sebelah kiri hidrogen yang artinya tidak mungkin bisa mendapatkan logam ini dengan cara mengelektrolisis larutannya.

Kelarutan Hidroksida, Sulfat, Karbonat Unsur Alkali Tanah Dalam Air

  • Dari atas ke bawah dalam satu golongan, kelarutan senyawa hidroksida unsur alkali tanah semakin besar = semakin mudah larut. Urutan kelarutannya = s Be(OH)2 < s Mg(OH)2 < s Ca(OH)2 < s Sr(OH02 < s Ba(OH)2. Jadi, Be(OH)2 adalah yang paling sukar larut dan Ba (OH)2 yang paling mudah larut.
  • Dari atas ke bawah dalam satu golongan, kelarutan garam sulfat alkali tanah semakin kecil = semakin sukar larut. Urutan kelarutannya = s BeSO4 > s MgSO4 > s CaSO4 > s SrSO4 > s BaSO4
  • Be tidak membentuk garam karbonat. Sementara untuk unsur alkali tanah lainnya, dapat membentuk senyawa karbonat yang secara umum kelarutannya menurun dari atas ke bawah dalam satu golongan. S MgCO3 > s CaCO3 > s SrCO3 > s BaCO3

Reaksi – Reaksi Logam Alkali Tanah

Reaksi Unsur Logam Alkali Tanah Dengan Air

  • Berilium adalah satu-satunya logam alkali tanah yang tidak bereaksi dengan air
  • Magnesium tidak bereaksi dengan air dingin. Magnesium baru bereaksi dengan air yang panas atau dengan uap air. Ini menunjukkan bahwa rendahnya kereaktifan magnesium terhadap air.
  • Kalsium, strontium dan barium dapat bereaksi dengan air dingin (suhu normal)
  • Rreaksi antara logam alkali tanah dengan air menghasilkan senyawa hidroksida bervalensi dua (melepaskan dua ion OH- saat larut dalam air) yang bersifat basa dan gas hidrogen. 
  • Persamaan umum reaksi antara unsur logam alkali tanah dengan air = M + 2H2O => M(OH)2 + H2 dengan M adalah Mg, Ca, Sr atau Ba

Reaksi Unsur Alkali Tanah Dengan Oksigen

  • Seluruh unsur alkali tanah dapat bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa oksida sederhana (MO, dengan oksigen pada senyawa ini adalah O^2-). Persamaan umum untuk reaksi ini adalah = 2M + O2 => 2MO
  • Hanya strontium dan barium yang ketika bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa peroksida (MO2, oksigen pada senyawa ini adalah O2^2-). Strontium dapat bereaksi dengan oksigem membentuk senyawa peroksida pada kondisi khusus yaitu ketika reaksi disertai dengan pemanasan dan dilakukan pada tekanan yang tinggi. Tetapi barium dapat membentuk senyawa peroksida pada kondisi normal. Jadi, reaksi barium dengan oksigen akan menghasilkan campuran dua jenis oksida yaitu oksida sederhana dan peroksida.
  • Persamaan umum untuk reaksi strontium dan barium membentuk senyawa peroksida = M + O2 => MO2

Reaksi Unsur Alkali Tanah Dengan Halogen

  • Seluruh unsur alkali tanah dapat bereaksi dengan halogen (F2, Cl2, Br2 atau I2) membentuk garam halida. 
  • Garam halida yang dihasilkan bersifat ionik (kecuali garam halida yang dihasilkan oleh Be)
  • Persamaan umum untuk reaksi antara unsur alkali tanah dengan halogen = M + X2 => MX2

Reaksi Unsur alkali Tanah Dengan Gas Nitrogen

  • Unsur alkali tanah bereaksi dengan nitrogen membentuk senyawa nitrida
  • Persamaan umum untuk reaksi ini adalah = 3M + N2 => M3N2

Reaksi Unsur Alkali Tanah Dengan Hidrogen

  • Hidrogen dapat bereaksi dengan unsur alkali tanah jika dilakukan pada suhu tinggi. Produk yang dihasilkan dari reaksi ini adalah senyawa hidrida.
  • Reaksi unsur alkali tanah dengan hidrogen merupakan reaksi redoks. Hidrogen akan direduksi menjadi ion hidrida (pada senyawa ini, bilangan oksidasi hidrogen bukan +1, tetapi -1) dan logam alkali tanah akan mengalami oksidasi.
  • Persamaan umum untuk reaksi antar unsur alkali tanah dengan gas hidrogen = M + H2 => MH2

Reaksi Unsur Alkali Tanah Dengan Asam (HCl encer, H2SO4 encer dan HNO3 encer)

  • Reaksi unsur alkali tanah dengan asam klorida encer akan menghasilkan larutan garam klorida (larut) yang tidak berwarna disertai terbentuknya gelembung-gelembung gas hidrogen. Persamaan umum untuk reaksi ini adalah : M + 2HCl => MCl2 + H2
  • Reaksi unsur alkali tanah dengan asam sulfat encer menghasilkan garam sulfat dan gas hidrogen (persamaan umum untuk reaksi ini = M + H2SO4 = MSO4 + H2). Garam sulfat yang dihasilkan memiliki kelarutan yang berbeda beda. Reaksi Be dan Mg dengan asam sulfat encer akan menghasilkan garam sulfat (BeSO4 dan MgSO4) yang mudah larut disertai dengan gas hidrogen. Sementara reaksi Ca, Sr dan Ba dengan asam sulfat akan menghasilkan garam sulfat yang semakin sukar larut. Jadi, kelarutan garam sulfat unsur alkali tanah dari atas ke bawah dalam satu golongan semakin kecil atau semakin sukar larut.
  • Be tidak bereaksi dengan asam nitrat. Sementara unsur alkali tanah lainnya bereaksi dengan asam nitrat encer menghasilkan garam nitrat dan juga gelembung-gelembung gas hidrogen. Persamaan umum untuk reaksi ini adalah = M + 2HNO3 = M(NO3)2 + H2

Kegunaan Unsur Alkali Tanah

Berilium

  • Digunakan untuk membuat jendela tabung sinar X. Jadi, pada tabung sinar X terdapat jendela yang biasanya terbuat dari berilium. Berilium dipilih karena bahan ini dapat ditembus oleh berkas sinar X dan cukup kuat untuk menahan tekanan dalam tabung yang hampa udara.
  • Bersama-sama dengan tembaga dan nikel, berilium juga dibuat menjadi paduan logam/alloy
  • Digunakan untuk selubung senjata dan alat pembangkit listrik tenaga nuklir karena kemampuan berilium dalam memantulkan neutron

Magnesium

  • Paduan logam magnesium dan aluminium sangat ringan sehingga sering digunakan untuk membuat kerangka mobil dan pesawat terbang.
  • Digunakan untuk melindungi besi dari karat (perlindungan katodik) karena magnesium lebih mudah teroksidasi dibandingkan besi
  • Karena ketika logam magnesium dibakar dihasilkan warna nyala putih yang dapat menyilaukan mata, megnsium juga digunakan sebagai bahan untuk membuat kembang api
  • Senyawa magnesium hidroksida (Mg(OH)2 atau magnesia) digunakan sebagai antacid dalam obat sakit maag

Kalsium

  • Kalsium merupakan unsur utama penyusun tulang, gigi dan kerangka banyak makhluk hidup
  • CaO adalah senyawa kalsium yang digunakan dalam industri besi, baja, air minum dan gula.
  • CaSO4 hidrat digunakan sebagai bahan gips untuk membuat cetakan gigi dan pembalut patah tulang
  • Kalsium karbida digunakan dalam pembuatan gas asetilen yang dimanfaatkan untuk mengelas

Strontium

  • Digunakan untuk membuat warna merah pada kembang api, lampu mercusuar dan cat.

Barium

  • Pemberi warna hijau pada kembang api
  • Bahan cat
  • Penyamakan kulit
  • Racun tikus

Infromasi mengenai unsur alkali tanah diatas didapatkan dari berbagai sumber seperti chem.libretext.com, chemguide.co.uk, britannia.com, livescience.com, rsc.org dan sumber-sumber lainnya.

Contoh Soal dan Pembahasan Tentang Unsur Alkali Tanah (IIA)

Contoh Soal 1

Pernyataan dibawah ini yang tidak benar berkaitan dengan sifat periodik unsur alkali tanah adalah…….
A. Jari – jari atom > jari – jari ion
B. Ba adalah unsur alkali yang paling mudah melepaskan elektron
C. Urutan kereaktifan unsur alkali = Be > Mg > Ca > Sr > Ba
D. Be adalah unsur alkali tanah dengan nilai keeletronegatifan tertinggi
E. Cenderung membentuk ion denganmuatan +2

Pembahasan:
Pernyataan A = benar
Pada unsur-unsur logam, jari-jari atomnya akan lebih besar dibandingkan jari-jari ion. Hal ini disebabkan karena ion yang dibentuk oleh unsur logam bermuatan negatif yang terbentuk setelah atom melepaskan sejumlah elektron miliknya. Akibatnya, ukuran ion menjadi lebih kecil dibandingkan ukuran atom semula.

Berbeda dengan unsur-unsur non logam yang cenderung mencapai kestabilan dengan cara menangkap sejumlah elektron membentuk ion negatif. Jari-jari ion negatif akan lebih besar dibandingkan jari-jari atomnya.

Pernyataan B = benar
Karena dari atas ke bawah dalam satu golongan, energi ionisasi logam alkali tanah menurun, maka Ba memiliki energi ionisasi terkecil diantara unsur-unsur alkali tanah lainnya (kita tidak memperhitungkan Ra karena unsur ini bersifat radioaktif). Energi ionisasi yang kecil menunjukkan bahwa unsur semakin mudah melepaskan elektron miliknya.

Pernyatan C = salah
Kereaktifan unsur alkali tanah berkaitan dengan mudah atau silitnya unsur melepaskan elektron. Semakin mudah elektron lepas dari atom, maka unsur menjadi semakin reaktif. Dari atas ke bawah dalam satu golongan, kereaktifan unsur alkali tanah meningkat karena unsurnya semakin mudah melepaskan elektron (ditandai dengan energi ionisasinya yang semakin kecil).

Jadi harusnya urutan kereaktifan unsur alkali tanah adalah = Be < Mg < Ca < Sr < Ba

Pernyataan D = benar
Dari atas ke bawah dalam satu golongan, nilai keelektronegatifan unsur alkali tanah menurun. Itu artinya, Be memiliki nilai keelektronegatifan tertinggi dan Ba yang terendah.

Pernyataan E = benar
Unsur alkali tanah memiliki dua elektron valensi. Ion yang dibentuk oleh unsur ini hanya ada satu jenis yaitu ion dengan muatan +2.

Contoh Soal 2

Logam X terletak pada golongan IIA. Ketika direaksikan dengan asam nitrat encer, ternyata tidak terjadi reaksi apapun. Kemungkinan unsur golongan IIA yang dimaksud adalah…….
A. Be
B. Mg
C. Ca
D. Sr
E. Ba

Pembahasan:
Satu-satunya logam alkali tanah (IIA) yang tidak bereaksi dengan asam nitrat encer adalah Be. Jadi logam M yang dimaksud pada soal ini adalah Be.

Kunci Jawaban: A


Contoh Soal 3

Senyawa unsur alkali tanah yang digunakan dalam obat maag adalah……..
A. MgCO3
B. Mg(OH)2
C. CaSO4
D. BaCO3
E. Sr(OH)2

Pembahasan:
Senyawa unsur alkali tanah yang digunakan dalam obat maag adalah Mg(OH)2. Senyawa ini dikenal juga dengan nama “Milk Of Magnesia” yang berfungsi sebagai antasida (obat untuk mengurangi gelaja sakit maag).

Nah, itulah informasi lengkap mengenai unsur alkali tanah yang dapat saya bagikan pada artikel kali ini. Mohon untuk tidak dipublikasi ulang di blog atau website anda. Terimakasih. 
Bantu Orang Untuk Temukan Artikel Ini Lewat Tombol Share Di Bawah Ini
0 Komentar untuk "Unsur Logam Alkali Tanah (IIA)"

Back To Top