Sifat Periodik: Jari-Jari Atom
Setelah ini kamu bisa menjelaskan tren jari-jari atom menurun sepanjang periode dan meningkat sepanjang golongan beserta alasannya.
Atom natrium lebih besar daripada atom klorin, padahal keduanya di periode yang sama. Sementara itu, atom kalium jauh lebih besar daripada atom litium meski keduanya di golongan yang sama. Mengapa ukuran atom berubah begitu teratur di tabel periodik? Coba lihat sendiri polanya di bawah.
Apa itu jari-jari atom
Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom hingga kulit elektron terluar. Karena batas elektron tidak tegas seperti kulit bawang, jari-jari atom didefinisikan lewat cara ukur: setengah jarak antara dua inti atom yang berikatan dalam molekul. Satuannya picometer (1 pm = 10⁻¹² m). Atom hidrogen kira-kira 53 pm; atom natrium sekitar 186 pm.
Jari-jari atom adalah jarak dari inti ke batas kulit elektron terluar, lazim diukur sebagai setengah jarak antar-inti dua atom yang berikatan.
Tren sepanjang periode (mendatar)
Sepanjang satu periode (dari kiri ke kanan), jari-jari atom menurun. Sebabnya: jumlah proton di inti bertambah, sehingga gaya tarik inti terhadap elektron makin kuat, sedangkan elektron terluar tetap di kulit yang sama. Tarikan yang makin kuat menarik kulit elektron lebih dekat ke inti, sehingga ukuran atom menyusut. Contoh di periode 3: Na (186 pm) > Mg (160 pm) > Al (143 pm) > … > Cl (99 pm).
Tren sepanjang golongan (tegak)
Sepanjang satu golongan (dari atas ke bawah), jari-jari atom meningkat. Sebabnya: tiap turun satu periode berarti ada satu kulit elektron baru yang ditambahkan. Kulit baru ini menempati ruang lebih jauh dari inti, sehingga atom makin besar meskipun jumlah proton juga bertambah. Contoh di golongan 1: Li (152 pm) < Na (186 pm) < K (227 pm) < Rb (248 pm).
Lihat pola naik di sepanjang golongan 1.
Pahami sendiri pola perubahannya.
Mengapa dua tren ini terjadi
Dua kekuatan bekerja pada elektron terluar: gaya tarik inti (menarik elektron ke dalam) dan pengaruh kulit baru (menjauhkan elektron dari inti). Sepanjang periode, gaya tarik inti yang bertambah menang karena kulit tidak bertambah — atom menyusut. Sepanjang golongan, kulit baru yang ditambahkan menang karena jarak elektron ke inti makin jauh — atom membesar.
Visualkan skala ukuran atom sebagai bangun.
Bayangkan atom sebagai kumpulan anak yang bermain di lapangan. Inti adalah guru yang memanggil; elektron adalah anak-anak di pinggir lapangan. Sepanjang periode, guru makin kuat memanggil (proton bertambah) sehingga anak-anak berdesak mendekat — lapangan mengecil. Sepanjang golongan, lapangan diperluas (kulit baru) sehingga anak-anak bisa berjalan makin jauh — lapangan membesar.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Urutkan jari-jari atom berikut dari yang terkecil ke terbesar: Na, Cl, Mg.
Na, Mg, Cl ketiganya di periode 3. Na golongan 1, Mg golongan 2, Cl golongan 17.
Sepanjang periode 3 (Na → Mg → Cl), jari-jari menurun karena tarikan inti makin kuat. Urutan menurun: Na > Mg > Cl.
Maka urutan dari terkecil ke terbesar: Cl < Mg < Na. Cl paling kecil karena paling kanan di periode.
Jebakan: mengira atom makin ke bawah golongan makin kecil karena proton bertambah. Yang benar: tambahan kulit elektron mendominasi, sehingga atom makin besar ke bawah golongan.
Jebakan: menyamakan ukuran ion dengan atom netral. Yang benar: kation lebih kecil dan anion lebih besar dari atom netralnya karena perubahan jumlah elektron dan rasio proton-elektron.
- Jari-jari atom = jarak inti ke kulit elektron terluar.
- Sepanjang periode (kiri→kanan) jari-jari menurun: tarikan inti makin kuat, kulit tetap.
- Sepanjang golongan (atas→bawah) jari-jari meningkat: bertambah kulit elektron baru.
- Dua kekuatan: tarikan inti (menyusutkan) vs kulit baru (membesarkan).
- Kation lebih kecil, anion lebih besar daripada atom netralnya.