49
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada 1789 Antoine Lavoisier mengelompokan 33 unsur kimia. Pengelompokan unsur tersebut berdasarka sifat kimianya. Unsur-unsur kimia di bagi menjadi empat kelompok. Yaitu gas, tanah, logam dan non logam. Pengelompokan ini masih terlalu umum karena ternyata dalam kelompok unsur logam masih terdapat berbagai unsur yang memiliki sifat berbeda. Unsur gas yang di kelompokan oleh Lavoisier adalah cahaya, kalor, oksigen, azote (nitrogen) dan hidrogen. Unsur-unsur yang tergolong logam adalah sulfur, fosfor, karbon, asam klorida, asam flourida dan asam borak. Adapun unsur-unsur logam adalah antimon, perak, arsenik, bismuth. Kobalt, tembaga, timah, nesi, mangan, raksa, molibdenum, nikel, emas, platina, tobel, tungsten, dan seng. Adapun yang tergolong unsur tanah adalah kapur, magnesium oksida, barium oksida, aluminium oksida, dan silikon oksida. Unsur pada golongan VA adalah Nitrogen (N), dimana bentuk diatomik dari nitrogen adalah unsur yang paling utama dari udara. Unsur-unsur yang lain adalah termasuk Fosfor (P), Arsen (As), Antimon (Sb), Bismut (Bi). Unsur- unsur golongan ini menunjukkan bahwa semua komponen- 1

54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada 1789 Antoine Lavoisier mengelompokan 33 unsur kimia.

Pengelompokan unsur tersebut berdasarka sifat kimianya. Unsur-unsur kimia di bagi

menjadi empat kelompok. Yaitu gas, tanah, logam dan non logam. Pengelompokan

ini masih terlalu umum karena ternyata dalam kelompok unsur logam masih terdapat

berbagai unsur yang memiliki sifat berbeda.

Unsur gas yang di kelompokan oleh Lavoisier adalah cahaya, kalor, oksigen,

azote (nitrogen) dan hidrogen. Unsur-unsur yang tergolong logam adalah sulfur,

fosfor, karbon, asam klorida, asam flourida dan asam borak. Adapun unsur-unsur

logam adalah antimon, perak, arsenik, bismuth. Kobalt, tembaga, timah, nesi,

mangan, raksa, molibdenum, nikel, emas, platina, tobel, tungsten, dan seng. Adapun

yang tergolong unsur tanah adalah kapur, magnesium oksida, barium oksida,

aluminium oksida, dan silikon oksida.

Unsur pada golongan VA adalah Nitrogen (N), dimana bentuk diatomik dari

nitrogen adalah unsur yang paling utama dari udara. Unsur-unsur yang lain adalah

termasuk Fosfor (P), Arsen (As), Antimon (Sb), Bismut (Bi). Unsur-unsur golongan

ini menunjukkan bahwa semua komponen-komponen dari unsur ini mempunyai 5

elektron pada kulit terluarnya, 2 elektron terletak di subkulit s dan 3 terletak di

subkulit p. Oleh karena itu mereka kekurangan 3 elektron di kulit terluarnya.

Nitrogen biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa

dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan

unsur atau senyawa lainnya. Nitrogen dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat

malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya. Nitrogen mengisi 78,08 persen

atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Nitrogen membentuk

banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.

Unsur Fosfor ditemukan oleh Hannig Brand pada tahun 1669 di Hamburg,

Jerman. Hamburg menemukan unsur ini dengan cara 'menyuling' air urin melalui

proses penguapan dan setelah dia menguapkan 50 ember air urin, Hamburg baru

1

Page 2: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

menemukan unsur yang dia inginkan. Namanya berasal dari bahasa Latin yaitu

phosphoros yang berarti 'pembawa terang' karena keunikannya yaitu bercahaya dalam

gelap (glow-in-the dark). dan kini hasil temuan itu telah sangat berkembang dan

sangat berguna bagi umat manusia.

Antimon merupakan unsur dengan warna putih keperakan, berbentuk kristal

padat yang rapuh. Daya hantar listrik (konduktivitas) dan panasnya lemah. Zat ini

menyublim (menguap dari fasa padat) pada suhu rendah. Sebagai sebuah metaloid,

antimon menyerupai logam dari penampilan fisiknya tetapi secara kimia ia bereaksi

berbeda dari logam sejati.

Bismut merupakan logam dengan kristal trivalen ini memiliki sifat kimia

mirip dengan arsen dan antimoni. Dari semua jenis logam, unsur ini paling bersifat

diamagnetik dan merupakan unsur kedua setelah raksa yang memiliki konduktivitas

termal terendah. Senyawa bismut bebas timbal sering digunakan sebagai bahan

kosmetik dan dalam bidang medis.

Arsenik secara kimiawi memiliki karakteristik yang serupa dengan Fosfor,

dan sering dapat digunakan sebagai pengganti dalam berbagai reaksi biokimia dan

juga beracun. Arsenik dan beberapa senyawa arsenik juga dapat langsung

tersublimasi, berubah dari padat menjadi gas tanpa menjadi cairan terlebih dahulu.

1.2 Tujuan

1. Mahasiswa mengetahui sejarah dari unsur-unsur golongan VA

2. Mahasiswa mengetahui sifat-sifat dari unsur golongan VA, baik sifat kimia

ataupun sifat fisika

3. Mahasiswa mengetahui manfaat dan bahaya dari masing-masing unsur

golongan VA

1.3 Manfaat

1. Mahasiswa dapat mengetahui sejarah dari unsur-unsur golongan VA

2. Mahasiswa dapat mengetahui sifat-sifat dari unsure golongan VA, baik sifat

kimia ataupun sifat fisika

3. Mahasiswa dapat mengetahui manfaat dan bahaya dari masing-masing unsur

golongan VA

2

Page 3: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Nitrogen

Nitrogen atau zat lemas adalah unsur kimia yang memiliki lambang N dan

nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa

dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan

unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak

aktif bereaksi dengan unsur lainnya.

Gambar1 : Tampilan unsur nitrogen colorless (tanpa warna)

Nitrogen mengisi 78,08 persen atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak

jaringan hidup. Nitrogen ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang

menyebutnya udara beracun atau udara tetap. Pengetahuan bahwa terdapat pecahan

udara yang tidak membantu dalam pembakaran telah diketahui oleh ahli kimia sejak

akhir abad ke-18 lagi. Nitrogen pada masa yang lebih kurang sama oleh Carl Wilhelm

Scheele, Henry Cavendish, dan Joseph Priestley, yang menyebutnya sebagai udara

terbakar atau udara telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga

dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai azote, daripada perkataan Yunani αζωτος

yang bermaksud "tak bernyawa". Istilah tersebut telah menjadi nama kepada nitrogen

dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang ke bahasa-bahasa lain.

Senyawa nitrogen diketahui sejak Zaman Pertengahan Eropa. Ahli alkimia

mengetahui asam nitrat sebagai aqua fortis. Campuran asam hidroklorik dan asam

nitrat dinamakan akua regia, yang diakui karena kemampuannya untuk melarutkan

emas. Kegunaan senyawa nitrogen dalam bidang pertanian dan perusahaan pada

awalnya ialah dalam bentuk kalium nitrat, terutama dalam penghasilan serbuk

3

Page 4: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

peledak (garam mesiu), dan kemudiannya, sebagai baja dan juga stok makanan ternak

kimia.

Unsur ini ditemukan oleh Hannig Brand pada tahun 1669 di Hamburg,

Jerman. Dia menemukan unsur ini dengan cara 'menyuling' air urin melalui proses

penguapan dan setelah dia menguapkan 50 ember air urin, dia baru menemukan unsur

yang dia inginkan. Namanya berasal dari bahasa Latin yaitu phosphoros yang berarti

'pembawa terang' karena keunikannya yaitu bercahaya dalam gelap (glow-in-the

dark). dan kini hasil temuan itu telah sangat berkembang dan sangat berguna bagi

umat manusia.

Pembentukan senyawa nitrogen sintetis pertama dilakukan oleh Priestley dan

Cavendish yang melewatkan percikan bunga api listrik di dalam bejana berisi udara

bebas dan akhirnya mendapatkan nitrat setelah sebelumnya melarutkan oksida yang

terbentuk dalam reaksi dengan alkali. Penemuan ini cukup besar di masanya,

mengingat kebutuhan senyawa nitrogen untuk pupuk yang besar namun sayangnya

alam tidak cukup untuk memenuhinya. Karena itu, adanya senyawa nitrogen yang

dapat dibuat di dalam laboratorium memberikan peluang baru.

Namun usaha dari proses ini tidak berjalan dengan mudah mengingat

banyaknya kebutuhan energi yang besar dan efisiensinya yang terlalu rendah. Setelah

ini banyak proses terus dikembangkan untuk perbaikan. Nitrogen pernah diikatkan

dari udara sebagai kalsium sianida, namun tetap saja proses ini masih terlalu mahal.

Proses-proses lain juga tidak terlalu berbeda, seperti pengolahan termal atas

campuran oksida nitrogen (NOX), pembentukan sianida dari berbagai sumber

nitrogen, pembentukan aluminium nitrida, dekomposisi amonia dan sebagainya.

Semuanya tidak menunjukkan harapan untuk dapat dikomersialkan walaupun secara

teknis semua proses ini terbukti dapat dilaksanakan.

Sampai akhirnya Haber dan Nernst melakukan penelitian yang menyeluruh

tentang keseimbangan antara nitogen dan hidrogen di bawah tekanan sehingga

membentuk amonia. Dari penelitian ini pula didapatkan beberapa katalis yang sesuai.

Reaksi ini sebenarnya membutuhkan tekanan sistem yang tinggi, tetapi pada masa itu

4

Page 5: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

peralatan yang memadai belum ada dan mereka merancang peralatan baru untuk

reaksi tekanan tinggi (salah satu sumbangan dari perkembangan industri baru ini).

Bukan peralatan tekanan tinggi saja yang akhirnya tercipta karena dipicu oleh

tuntutan industri nitrogen ini. Haber dan Bosch, ilmuwan lain yang bekerjasama

dengan Haber, juga mengembangkan proses yang lebih efisien dalam usahanya

menghasilkan hidrogen dan nitrogen murni. Proses sebelumnya adalah dengan

elektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen murni, dan distilasi udara cair untuk

mendapatkan nitrogen murni yang kedua usaha ini masih terlalu mahal untuk

diaplikasikan dalam mengkomersialkan proses baru pembuatan amonia mereka.

Maka mereka menciptakan proses lain yang lebih murah.

Usaha bersama mereka mencapai kesuksesan pada tahun 1913 ketika berhasil

membentuk amonia pada tekanan tinggi. Proses baru ini masih memerlukan banyak

energi namun pengembangan lebih lanjut terus dilakukan. Dengan cepat proses ini

berkembang melebihi proses sintetis senyawa nitrogen lainnya, dan menjadi dominan

sampai sekarang dengan perbaikan-perbaikan besar masih berlanjut.

Sifat-sifat

Nitrogen adalah zat non logam, dengan elektronegatifitas 3.0. Mempunyai 5

elektron di kulit terluarnya. Oleh karena itu trivalen dalam sebagian besar senyawa.

Nitrogen mengembun pada suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku

pada suhu 63K (-210oC).

Sifat Fisik Nitrogen

1. Massa atom = 14.0067 (2)  g/mol

2. Konfigurasi elektron = 1s2 2s2 2p3

3. Fasa = gas

4. Massa jenis = (0 °C; 101,325 kPa) 1.251 g/L

5. Titik lebur = 63.15 K (-210.00 °C, -346.00 °F)

6. Titik didih = 77.36 K (-195.79 °C, -320.42 °F)

7. Titik kritis = 126.21 K, 3.39 MPa

8. Kalor peleburan = (N2) 0.720 kJ/mol

9. Kalor penguapan = (N2) 5.57 kJ/mol

5

Page 6: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

10. Kapasitas kalor = (25 °C) (N2) 29.124 J/(mol·K)

11. Struktur kristal = Hexagonal

12. Bilangan oksidasi = ± 3, 5, 4, 2 (strongly acidic oxide)

13. Elektronegativitas = 3.04 (skala Pauling)

14. Jari-jari atom = 65 pm

15. Jari-jari atom (terhitung) = 56 pm

16. Jari-jari kovalen = 75 pm

17. Jari-jari Van der Waals = 155 pm

18. Tidak bersifat magnetik

19. Konduktivitas termal = (300 K) 25.83 mW/(m·K)

20. Kecepatan suara = (gas, 27 °C) 353 m/s

Sifat Kimia Nitrogen

Pada kondisi atau keadaan normal normal nitrogen tidak bereaksi dengan udara, air,

asam dan basa.

Senyawa

Hidrida utama nitrogen ialah amonia (NH3) walaupun hidrazina (N2H4) juga

banyak ditemukan. Amonia bersifat basa dan terlarut sebagian dalam air membentuk

ion ammonium (NH4+). Amonia cair sebenarnya sedikit amfiprotik dan membentuk

ion ammonium dan amida (NH2-) keduanya dikenal sebagai garam amida dan nitrida

(N3-), tetapi terurai dalam air.

Gugus bebas amonia dengan atom hidrogen tunggal atau ganda dinamakan

amina. Rantai, cincin atau struktur hidrida nitrogen yang lebih besar juga diketahui

tetapi tak stabil.

Peranan biologi

Nitrogen merupakan unsur kunci dalam asam amino dan asam nukleat, dan ini

menjadikan nitrogen penting bagi semua kehidupan. Protein disusun dari asam-asam

amino, sementara asam nukleat menjadi salah satu komponen pembentuk DNA dan

RNA.

Polong-polongan, seperti kedelai, mampu menangkap nitrogen secara

langsung dari atmosfer karena bersimbiosis dengan bakteri bintil akar.

6

Page 7: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Isotop

Ada 2 isotop Nitrogen yang stabil yaitu: 14N dan 15N. Isotop yang paling

banyak adalah 14N (99.634%), yang dihasilkan dalam bintang-bintang dan yang

selebihnya adalah 15N. Di antara sepuluh isotop yang dihasilkan secara sintetik, 1N

mempunyai paruh waktu selama 9 menit dan yang selebihnya sama atau lebih kecil

dari itu.

Nitrogen dalam perindustrian

Peranan nitrogen dalam perindustrian relatif besar dan industri yang

menggunakan unsur dasar nitrogen sebagai bahan baku utamanya disebut pula

sebagai industri nitrogen. Nitrogen yang berasal dari udara merupakan komponen

utama dalam pembuatan pupuk dan telah banyak membantu intensifikasi produksi

bahan makanan di seluruh dunia. Pengembangan proses fiksasi nitrogen telah berhasil

memperjelas berbagai asas proses kimia dan proses tekanan tinggi serta telah

menyumbang banyak perkembangan di bidang teknik kimia.

Sebelum adanya proses fiksasi (pengikatan) nitrogen secara sintetik, sumber

utama nitogen untuk keperluan pertanian hanyalah bahan limbah dan kotoran hewan,

hasil dekomposisi dari bahan-bahan tersebut serta amonium sulfat yang didapatkan

dari hasil sampingan pembuatan kokas dari batubara. Bahan-bahan seperti ini tidak

mudah ditangani belum lagi jumlahnya yang tidak mencukupi semua kebutuhan yang

diperlukan.

Salpeter Chili, salpeter dari air kencing hewan dan manusia, dan amonia yang

dikumpulkan dari pembuatan kokas menjadi penting belakangan ini tetapi akhirnya

disisihkan lagi oleh amonia sintetik dan nitrat. Amonia merupakan bahan dasar bagi

pembuatan hampir semua jenis produk yang memakai nitrogen.

Bahan baku

Bahan baku utama yang banyak digunakan dalam industri nitrogen adalah

udara, air, hidrokarbon dan tenaga listrik. Batubara dapat menggantikan hidrokarbon

namun membutuhkan penanganan yang lebih rumit, sehingga proses menjadi

kompleks dan berakibat pada mahalnya biaya operasi.

7

Page 8: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Penggunaan

Nitrogen memiliki berbagai keperluan. Selain pembuatan ammonia,

penggunaan terbesar, nitrogen digunakan dalam industri elektronik untuk flush udara

dari tabung vakum sebelum tabung dimeteraikan. Bola lampu pijar yang memerah

dengan gas nitrogen sebelum diisi dengan nitrogen argon gas campuran. Dalam

operasi pengerjaan logam, nitrogen digunakan untuk mengontrol furnace atmospheres

during annealing (heating and slowly cooling tungku atmosfer selama annealing

(pemanasan dan pendinginan perlahan metal for strengthening). logam untuk

memperkuat). Nitrogen digunakan untuk membuat berbagai bahan peledak termasuk

ammonium nitrate, amonium nitrat, nitroglycerin, nitrogliserin, nitrocellulose, and

nitroselulosa, dan trinitrotoluene (TNT). trinitrotoluene (TNT). Hal ini digunakan

sebagai refrigeran baik untuk pembekuan perendaman produk makanan dan untuk

transportasi makanan, dan dalam bentuk cair itu digunakan industri minyak untuk

membangun tekanan dalam sumur untuk memaksa. minyak mentah ke permukaan.

Penggunaan gas amonia bermacam-macam ada yang langsung digunakan

sebagai pupuk, pembuatan pulp untuk kertas, pembuatan garam nitrat dan asam nitrat,

berbagai jenis bahan peledak, pembuatan senyawa nitro dan berbagai jenis refrigeran.

Dari gas ini juga dapat dibuat urea, hidrazina dan hidroksilamina.

Gas amonia banyak juga yang langsung digunakan sebagai pupuk, namun

jumlahnya masih terlalu kecil untuk menghasilkan jumlah panen yang maksimum.

Maka dari itu diciptakan pupuk campuran, yaitu pupuk yang mengandung tiga unsur

penting untuk tumbuhan (N + P2O5 + K2O). Pemakaian yang intensif diharapkan akan

menguntungkan semua pihak.

Nitrogen dapat mempercepat penyulingan minyak, N2 cair digunakan untuk

mendinginkan hasil makanan dan ban yang memakai nitrogen punya banyak manfaat

dibanding jika ban yang masih menggunakan angin biasa. Manfaat yang didapat jika

ban memakai nitrogen diantaranya adalah :

1. Pertama yang bisa dirasakan adalah bantingan suspensi mobil akan terasa lebih

lembut dibandingkan jika ban masih menggunakan angin biasa. Hal ini karena gas

8

Page 9: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

nitrogen mampu menjaga elastisitas ban yang dipakai, sehingga kelenturan karet

ban dapat terjaga.

2. Nitrogen dapat menutup pori-pori karet ban dengan baik, sehingga tekanan ban

dapat bertahan lebih lama, kurang lebih hingga 1 bulan lamanya, sangat berbeda

dengan angin biasa yang umumnya setelah 4 atau 5 hari tekanannya akan

berkurang. Selain itu nitrogen juga dapat memberi lapisan semacam oil, sehingga

bagian dalam ban tidak cepat kering.

3. Nitrogen tidak mudah memuai dan terpengaruh suhu panas, sehingga tekanan ban

dengan nitrogen akan mampu stabil saat kondisi ban sudah terpengaruh suhu

panas, entah itu saat mobil melaju pada kecepatan tinggi seperti saat melintasi

jalan tol ataupun saat kondisi pemukaan jalan mulai panas. Sehingga dengan

nitrogen resiko pecah ban akibat tekanan ban yang meningkat dapat dikurangi.

4. Dalam keadaan darurat, seperti saat ban bocor, nitrogen tetap dapat dicampur

dengan angin biasa. Namun sebaiknya, jika telah menemukan bengkel yang dapat

mengisi ban dengan nitrogen, maka secepatnya tekanan ban dikuras dan kembali

di isi dengan nitrogen.

Bahaya Nitrogen

Limbah baja nitrat merupakan penyebab utama pencemaran air sungai dan air

bawah tanah. Senyawa yang mengandung siano (-CN) menghasilkan garam yang

sangat beracun dan bisa membawa kematian pada hewan dan manusia.

2.2 Fosfor

Fosfor adalah unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15.

Fosfor berupa nonlogam, bervalensi banyak, termasuk golongan nitrogen, banyak

ditemui dalam batuan fosfat anorganik dan dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah

ditemui dalam bentuk unsur bebasnya. Fosfor amatlah reaktif, memancarkan pendar

cahaya yang lemah ketika bergabung dengan oksigen, ditemukan dalam berbagai

bentuk, dan merupakan unsur penting dalam makhluk hidup. Fosfor berupa berbagai

jenis senyawa logam transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS)

yang ditambah tembaga atau perak, dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan

mangan.

9

Page 10: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Gambar 2 : tampilan unsure fosfor

Bentuk

Fosforus dapat berada dalam empat bentuk atau lebih alotrop: putih (atau

kuning), merah, dan hitam (atau ungu). Yang paling umum adalah fosforus merah dan

putih, keduanya mengelompok dalam empat atom yang berbentuk tetrahedral.

Fosforus putih terbakar ketika bersentuhan dengan udara dan dapat berubah menjadi

fosforus merah ketika terkena panas atau cahaya. Fosforus putih juga dapat berada

dalam keadaan alfa dan beta yang dipisahkan oleh suhu transisi-3,8 °C. Fosforus

merah relatif lebih stabil dan menyublim pada 170 °C pada tekanan uap 1 atm, tetapi

terbakar akibat tumbukan atau gesekan. Alotrop fosforus hitam mempunyai struktur

seperti grafit atom-atom tersusun dalam lapisan-lapisan heksagonal yang

menghantarkan listrik.

Fosfor diproduksi dengan mereduksi kalsium fosfat, Ca3(PO4)2, dengan batuan

kuarsa dan batu bara. Alotrop fosfor meliputi fosfor putih, fosfor merah, dan fosfor

hitam.

Gambar Fosfor putih, merah, hitam

Fosfor putih adalah molekul dengan komposisi P4 (Gambar 4.7).  Fosfor putih

memiliki titik leleh rendah (mp 44.1o C) dan larut dalam benzen atau karbon disulfida.

Karena fosfor putih piroforik dan sangat beracun, fosfor putih harus ditangani dengan

hati-hati.

10

Page 11: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Fosfor merah berstruktur amorf dan strukturnya tidak jelas. Komponen

utamanya diasumsikan berupa rantai yang dibentuk dengan polimerisasi molekul P4

sebagai hasil pembukaan satu ikatan P-P. Fosfor merah tidak bersifat piroforik dan

tidak beracun, dan digunakan dalam jumlah yang sangat banyak untuk memproduksi

korek dan sebagainya.

Fosfor hitam adalah isotop yang paling  stabil dan didapatkan dari fosfor putih

pada tekanan tinggi (sekitar 8 GPa). Fosfor hitam memiliki kilap logam dan

berstruktur lamelar. Walaupun fosfor hitam bersifat semikonduktor pada tekanan

normal, fosfor hitam menunjukkan sifat logam pada tekanan tinggi (10 GPa).

Senyawa fosfor sebagai ligan

Fosfin tersier, PR3, dan fosfit tersier, P(OR)3, merupakan ligan yang sangat

penting dalam kimia kompleks logam transisi. Khususnya trifenilfosfin, P(C6H5)3,

trietil fosfin, P(C2H5)3, dan turunannya merupakan ligan yang sangat berguna dalam

banyak senyawa kompleks, sebab dimungkinkan untuk mengontrol dengan tepat sifat

elektronik dan sterik dengan memodifikasi substituennya (bagian 6.3 (c). Walaupun

ligan-ligan ini adalah donor sigma, ligan-ligan ini dapat menunjukkan karakter

penerima pi dengan mengubah substituennya menjadi penerima elektron Ph (fenil),

OR, Cl, F dan sebagainya.

Urutan karakter penerima elektron diperkirakan dari frekuensi uluran C-O dan

pergeseran kimia 13C NMR senyawa logam karbonil fosfin atau fosfit tersubstitusi 

adalah sbb (Ar adalah aril dan R adalah alkil).

PF3 > PCl3 > P(OAr)3 > P(OR)3 > PAr3 > PRAr2 > PR2Ar > PR3

11

Page 12: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Di pihak lain, C. A. Tolman telah mengusulkan sudut pada ujung kerucut

yang mengelilingi substituen ligan fosfor pada jarak kontak van der Waals dapat

digunakan sebagai parameter untuk mengukur keruahan sterik fosfin atau fosfit. 

Parameter ini, disebut  sudut kerucut, dan telah digunakan secara meluas (Gambar

4.8).  Bila  sudut kerucut besar, bilangan koordinasi akan menurun karena halangan

sterik, dan konstanta kesetimbangan disosiasi dan laju disosiasi ligan fosfor menjadi

lebih besar (Tabel 4.2). Ungkapan numerik efek sterik sangat bermanfaat dan banyak

studi telah dilakukan untuk mempelajari hal ini.

Sifat-sifat

Secara umum fosforus membentuk padatan putih yang lengket yang memiliki

bau yang tidak enak tetapi ketika murni menjadi tak berwarna dan transparan.

12

Page 13: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Nonlogam ini tidak larut dalam air, tetapi larut dalam karbon disulfida. Fosforus

murni terbakar secara spontan di udara membentuk fosforus pentoksida.

Sifat Fisik Fosfor

1. Massa atom = 30,973761(2)  g/mol

2. Konfigurasi elektron = [Ne] 3s2 3p3

3. Jumlah elektron tiap kulit = 2, 8, 5

4. Fase = padat

5. Massa jenis (sekitar suhu kamar) = (putih) 1,823 g/cm³

6. Massa jenis (sekitar suhu kamar) = (merah) 2,34 g/cm³

7. Massa jenis (sekitar suhu kamar) = (hitam) 2,69 g/cm³

8. Titik lebur = (putih) 317,3 K (44,2 °C, 111,6 °F)

9. Titik didih = 550 K (277 °C, 531 °F)

10. Kalor peleburan = (putih) 0,66 kJ/mol

11. Kalor penguapan = 12,4 kJ/mol

12. Kapasitas kalor = (25 °C) (putih) 23,824 J/(mol·K)

13. Struktur kristal = Monoklinik

14. Bilangan oksidasi = ±3, 5, 4 (oksida asam lemah)

15. Elektronegativitas = 2,19 (skala Pauling)

16. Jari-jari atom = 100 pm

17. Jari-jari atom (terhitung) = 98 pm

18. Jari-jari kovalen = 106 pm

19. Jari-jari Van der Waals = 180 pm

20. Tidak bersifat magnetik

21. Konduktivitas termal = (300 K) (putih) 0,236 W/(m·K)

Sifat Kimia Fosfor

1. Reaksi fosfor dengan Air

Fosfor putih bersinar dalam gelap saat terkena udara lembab dalam proses yang

dikenal sebagai chemiluminescence.

13

Page 14: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

2. Reaksi fosfor dengan Udara

Fosfor putih harus ditangani dengan hati-hati. Hal spontanteously bila menyatu di

udara pada suhu kamar untuk membentuk "fosfor pentoksida" tetraphosphorus

desaoksida, P4O10.

P4 (s) + 5O2 (g) P4O10 (s)

kontrol hati-hati (75% O2, N2 25%, 50°C, 90 mm Hg), campuran terbentuk, salah

satu produk di mana adalah "fosfor trioksida" tetraphosphorus hexaoxide, P4O6.

P4 (s) + 3O2 (g) P4O6 (s)

3. Reaksi fosfor dengan halogen

Fosfor Putih, P4 bereaksi keras dengan semua halogen di temeperature ruang

untuk membentuk fosfor (III) trihalides.

P4 (s) + 6F2 (g) 4PF3 (g)

P4 (s) + 6Cl2 (g) 4PCl3 (g)

P4 (s) + 6Br2 (g) 4PBr3 (g)

   P4 (s) + 6I2 (g) 4PI3 (g)

Fosfor putih bereaksi dengan yodium dalam karbon disulfida (CS2) untuk

membentuk fosfor (II) iodida. Senyawa yang sama terbentuk dalam reaksi antara

fosfor merah dan yodium pada 180°C.

P4 (s) + 4I2 (g) 2P2I4 (g)

4. Reaksi Fosfor dengan asam

Fosfor tidak bereaksi dengan larutan asam non oksidasi.

Manfaat atau Kegunaan

Dalam beberapa tahun terakhir, asam fosfor yang mengandung 70% – 75%

P2O5, telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya. Permintaan

untuk pupuk secara global telah meningkatkan produksi fosfat yang banyak. Fosfat

juga digunakan untuk produksi gelas spesial, seperti yang digunakan pada lampu

sodium. Kalsium fosfat digunakan untuk membuat perabotan China dan untuk

memproduksi mono-kalsium fosfat. Fosfor juga digunakan dalam memproduksi baja,

perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya. Trisodium fosfat sangat penting sebagai

agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk menjaga korosi pipa-pipa. Fosfor

14

Page 15: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

juga merupakan bahan penting bagi sel-sel protoplasma, jaringan saraf dan tulang.

Kegunaan fosfor yang terpenting adalah dalam pembuatan pupuk, dan secara luas

digunakan dalam bahan peledak, korek api, kembang api, pestisida, odol dan deterjen.

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT) dan

lampu pendar, sementara fosfor dapat ditemukan pula pada berbagai jenis mainan

yang dapat berpendar dalam gelap (glow in the dark).

Kegunaan fosforus yang terpenting adalah dalam pembuatan pupuk, dan

secara luas digunakan dalam bahan peledak, korek api, kembang api, pestisida, odol,

dan deterjen.

2.3 Arsen

Arsen, arsenik, atau arsenikum adalah unsur metaloid dalam tabel periodik

yang memiliki simbol As dan nomor atom 33. Arsen adalah bahan metaloid yang

terkenal beracun dan memiliki tiga bentuk alotropik; kuning, hitam, dan abu-abu.

Arsenik dan senyawa arsenik digunakan sebagai pestisida, herbisida, insektisida, dan

dalam berbagai aloy. Di alam biasanya arsen terdapat dalam bentuk mineral pada

kerak bumi seperti realgar (As4S4), orpiment (As2S2), arsenolit (As2O3) dan mineral

besi seperti arsenopirit (FeAsS) dan leolingit (FeAs2).

Gambar 3 : tampilan arsen berwarna abu-abu metalik

Arsenik dikenal dan digunakan di Persia dan di banyak tempat lainnya sejak

zaman dahulu. Bahan ini sering digunakan untuk membunuh, dan gejala keracunan

arsenik sulit dijelaskan, sampai ditemukannya tes Marsh, tes kimia sensitif untuk

mengetes keberadaan arsenik.

Karena sering digunakan oleh para penguasa untuk menyingkirkan lawan-

lawannya dan karena daya bunuhnya yang luar biasa serta sulit dideteksi, arsenik

disebut Racun para raja, dan Raja dari semua racun. Dalam zaman Perunggu, arsenik

sering digunakan di perunggu, yang membuat campuran tersebut lebih keras.

15

Page 16: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Warangan, yang sering digunakan sebagai bahan pelapis permukaan keris,

mengandung bahan utama arsen. Arsen membangkitkan penampilan pamor keris

dengan mempertegas kontras pada pamor. Selain itu, arsen juga meningkatkan daya

bunuh senjata tikam itu. Albertus Magnus dipercaya sebagai orang pertama yang

menemukan bagaimana mengisolasi elemen ini di tahun 1250. Pada tahun 1649 Johan

Schroeder mempublikasi 2 cara menyiapkan arsenik.

Lambang alkimia untuk arsenik

Pada zaman Ratu Victoria di Britania Raya, arsenik dicampurkan dengan cuka

dan kapur dan dimakan oleh kaum perempuan untuk meningkatkan penampilan

wajah mereka, membuat kulit mereka lebih putih untuk menunjukkan bahwa mereka

tidak bekerja di ladang. Arsenik juga digosokkan di muka dan di lengan kaum

perempuan untuk memutihkan kulit mereka. Namun ini sangat tidak dianjurkan

sekarang.

Sifat-sifat

Arsenik secara kimiawi memiliki karakteristik yang serupa dengan Fosfor,

dan sering dapat digunakan sebagai pengganti dalam berbagai reaksi biokimia dan

juga beracun. Ketika dipanaskan, arsenik akan cepat teroksidasi menjadi oksida

arsenik, yang berbau seperti bau bawang putih. Arsenik dan beberapa senyawa

arsenik juga dapat langsung tersublimasi, berubah dari padat menjadi gas tanpa

menjadi cairan terlebih dahulu. Zat dasar arsenik ditemukan dalam dua bentuk padat

yang berwarna kuning dan metalik, dengan berat jenis 1,97 dan 5,73.

Sifat Fisika Arsenik

1. Massa atom = 74,92160(2)  g/mol

2. Konfigurasi elektron = [Ar] 3d10 4s2 4p3

3. Fase = solid

4. Massa jenis (suhu kamar) = 5,727 g/cm³

5. Massa jenis cair pada titik lebur = 5,22 g/cm³

16

Page 17: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

6. Titik lebur = 1090 K (817 °C, 1503 °F)

7. Titik didih = 887 K (614 °C, 1137 °F)

8. Kalor peleburan = (abu-abu) 24,44 kJ/mol

9. Kalor penguapan = 34,76 kJ/mol

10. Kapasitas kalor = (25 °C) 24,64 J/(mol·K)

11. Struktur kristal = Rhombohedral

12. Bilangan oksidasi = ±3, 5 (oksida asam lemah)

13. Elektronegativitas = 2,18 (skala Pauling)

14. Jari-jari atom = 115 pm

15. Jari-jari atom (terhitung) = 114 pm

16. Jari-jari kovalen = 119 pm

17. Jari-jari Van der Waals = 185 pm

18. Tidak bersifat magnetik

19. Resistivitas listrik = (20 °C) 333 nΩ·m

20. Konduktivitas termal = (300 K) 50,2 W/(m·K)

Sifat Kimia Arsenik

1. Reaksi arsenik dengan air

Arsenik tidak bereaksi dengan air dalam ketiadaan udara dalam kondisi normal.

2. Reaksi arsenik dengan udara

Arsenik stabil di udara kering, tetapi permukaan mengoksidasi perlahan di udara

lembab untuk memberikan perunggu menodai dan akhirnya penutup hitam.

Ketika dipanaskan di udara, arsenik menyatu "arsenik trioksida" tetra-arsenik

hexaoxide, As4O6. Hal ini disertai dengan pendar di bawah beberapa kondisi.

Ketika dipanaskan dalam oksigen, arsenik menyatu untuk membentuk "arsen

pentoksida" tetra-arsenik decaoxide.

4As (s) + 5O2 (g) As4O10 (s)

4As (s) + 3O2 (g) As4O6 (s)

3. Reaksi arsenik dengan halogen

Arsenik bereaksi dengan fluor untuk membentuk arsen gas (V) fluoride

2As (s) + 5F2 (g) 2AsF5 (g)

17

Page 18: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Arsenik bereaksi dalam kondisi yang terkendali dengan halogen fluorin, klorin

bromin, dan yodium untuk membentuk arsen (III) trihalides.

2As (s) + 3F2 (g) 2AsF3 (l)

2As (s) + 3Cl2 (g) 2AsCl3 (l)

2As (s) + 3Br2 (g) 2AsBr3 (l)

2As (s) + 3I2 (g) 2AsI3 (l)

Arsen dan lingkungan

Beberapa tempat di bumi mengandung arsen yang cukup tinggi sehingga

dapat merembes ke air tanah. WHO menetapkan ambang aman tertinggi arsen di air

tanah sebesar 50 ppb (bagian per milyar). Kebanyakan wilayah dengan kandungan

arsen tertinggi adalah daerah aluvial yang merupakan endapan lumpur sungai dan

tanah dengan kaya bahan organik. Diperkirakan sekitar 57 juta orang meminum air

tanah yang terkontaminasi arsen berlebih, sehingga berpotensi meracun.

Arsenik dalam air tanah bersifat alami, dan dilepaskan dari sedimen ke dalam

air tanah karena tidak adanya oksigen pada lapisan di bawah permukaan tanah. Air

tanah ini mulai dipergunakan setelah sejumlah LSM dari barat meneliti program air

sumur besar-besaran pada akhir abad ke-20, namun gagal menemukan keberadaan

arsenik dalam air tanah. Diperkirakan sebagai keracunan masal terburuk dalam

sejarah dan mungkin musibah lingkungan terparah dalam sejarah. Di Banglades

terjadi epidemik keracunan masal disebabkan oleh arsenik.

Banyak negara lain di Asia, seperti Vietnam, Kamboja, Indonesia, dan Tibet,

diduga memiliki lingkungan geologi yang serupa dan kondusif untuk menghasilkan

air tanah yang mengandung arsenik dalam kadar yang tinggi.

Manfaat

Penggunaan arsen sangat bervariasi antara lain pada industri pengerasan

tembaga dan timbal sebagai bahan pengisi pembentukan campuran logam, industri

pengawet kayu (bersama tembaga dan krom), untuk melapisi perunggu

(menjadikannya berwarna merah tua), industri cat, keramik, gelas (penjernih dari

noda besi) dan kertas dinding.

18

Page 19: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Timbal biarsenat telah digunakan di abad ke-20 sebagai insektisida untuk

buah namun mengakibatkan kerusakan otak para pekerja yang menyemprotnya.

Selama abad ke-19, senyawa arsen telah digunakan dalam bidang obat-obatan tetapi

kebanyakan sekarang telah digantikan dengan obat-obatan modern.

Kegunaan lain:

Berbagai macam insektisida dan racun

Galium arsenida adalah material semikonduktor penting dalam sirkuit terpadu.

Sirkuit dibuat menggunakan komponen ini lebih cepat tapi juga lebih mahal daripada

terbuat dari silikon.

Berbagai macam senyawa

1. Asam arsenat (H3AsO4)

2. Asam arsenit (H3AsO3)

3. Arsen trioksida (As2O3)

4. Arsin (Arsen Trihidrida AsH3)

5. Kadmium arsenida (Cd3As2)

6. Galium arsenida (GaAs)

7. Timbal biarsenat (PbHAsO4)

Bahaya Arsenik

Arsenik dan sebagian besar senyawa arsenik adalah racun yang kuat. Arsenik

membunuh dengan cara merusak sistem pencernaan, yang menyebabkan kematian

oleh karena shock.

2.4

Antimon

Antimon adalah suatu unsur metaloid kimia dalam tabel periodik yang

memiliki lambang Sb dan nomor atom 51. Lambangnya diambil dari bahasa Latin

Stibium. Antimon merupakan metaloid dan mempunyai empatalotropi bentuk.

Bentuk stabil antimon adalah logam biru-putih. Antimoni kuning dan hitam adalah

logam tak stabil. Antimon digunakan sebagai bahan tahan api, cat, keramik,

elektronik dan karet.

19

Page 20: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Gambar 4 : Tampilan unsure antimony silvery lustrous grey (abu-abu keperakan

mengkilap)

Sifat-sifat

Antimon merupakan unsur dengan warna putih keperakan, berbentuk kristal

padat yang rapuh. Daya hantar listrik (konduktivitas) dan panasnya lemah. Zat ini

menyublim (menguap dari fasa padat) pada suhu rendah. Sebagai sebuah metaloid,

antimon menyerupai logam dari penampilan fisiknya tetapi secara kimia ia bereaksi

berbeda dari logam sejati.

Sifat Fisika Antimom

1. Massa atom = 121.760 (1)  g/mol

2. Konfigurasi elektron = [Kr] 4d10 5s2 5p3

3. Jumlah elektron tiap kulit = 2, 8, 18, 18, 5

4. Fase = solid

5. Massa jenis (suhu kamar) = 6.697 g/cm³

6. Massa jenis cair pada titik lebur = 6.53 g/cm³

7. Titik lebur = 903.78 K (630.63 °C, 1167.13 °F)

8. Titik didih = 1860 K (1587 °C, 2889 °F)

9. Kalor peleburan = 19.79 kJ/mol

10. Kalor penguapan = 193.43 kJ/mol

11. Kapasitas kalor = (25 °C) 25.23 J/(mol·K)

12. Struktur kristal = Rhombohedral

13. Bilangan oksidasi = −3, 3, 5

14. Elektronegativitas = 2.05 (skala Pauling)

15. Jari-jari atom = 145 pm

16. Jari-jari atom (terhitung) = 133 pm

17. Jari-jari kovalen = 138 pm

18. Tidak bersifat magnetic

20

Page 21: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

19. Resistivitas listrik = (20 °C) 417 nΩ·m

20. Konduktivitas termal = (300 K) 24.4 W/(m·K)

21. Ekspansi termal = (25 °C) 11.0 µm/(m·K)

22. Kecepatan suara (kawat tipis) = (20 °C) 3420 m/s

Sifat Kimia Atimon

1. Reaksi dengan air

Ketika antimon panas merah akan bereaksi dengan air untuk membentuk antimon

(III) trioksida.

2Sb (s) + 3H2O (g) Sb2O3 (s) + 3H2 (g)

2. Reaksi dengan udara

Ketika antimon dipanaskan akan bereaksi dengan oksigen di udara untuk formulir

trioksida antimon (III).

4Sb (s) + 3O2 (g) 2Sb2O3 (s)

3. Reaksi dengan halogen

Antimon bereaksi dalam kondisi yang terkendali dengan semua halogen untuk

membentuk antimon (III) dihalides.

2Sb (s) + 3F2 (g) 2SbF3 (s)

2Sb (s) + 3Cl2 (g) 2SbCl3 (s)

2Sb (s) + 3Br2 (g) 2SbBr3 (s)

2Sb (s) + 3I2 (g) 2SbI3 (s)

4. Reaksi dengan asam

Antimon larut dalam asam sulfat pekat panas atau asam nitrat, untuk membentuk

solusi yang mengandung Sb (III). Reaksi asam sulfat menghasilkan sulfur (IV)

gas dioksida. Antimon tidak bereaksi dengan asam klorida dalam ketiadaan

oksigen.

Manfaat

Antimon dimanfaatkan dalam produksi industri semikonduktor dalam

produksi dioda dan detektor infra merah. Sebagai sebuah campuran, logam semu ini

meningkatkan kekuatan mekanik bahan. Manfaat yang paling penting dari antimon

21

Page 22: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

adalah sebagai penguat timbal untuk batere. Kegunaan-kegunaan lain adalah

campuran antigores, korek api, obat-obatan dan pipa.

Oksida dan sulfida antimon, sodium antimonat, dan antimon triklorida

digunakan dalam pembuatan senyawa tahan api, keramik, gelas, dan cat. Antimon

sulfida alami (stibnit) diketahui telah digunakan sebagai obat-obatan dan kosmetika

dalam masa Bibel.

Bahaya Antimon

Antimon dan senyawa-senyawanya adalah toksik (meracun). Secara klinis,

gejala akibat keracunan antimon hampir mirip dengan keracunan arsen. Dalam dosis

rendah, antimon menyebabkan sakit kepala dan depresi. Dalam dosis tinggi, antimon

akan mengakibatkan kematian dalam beberapa hari.

Senyawa antimon

1. Antimon pentafluorida SbF5

2. Antimon trioksida Sb2O3

3. Antimon trihidrida SbH3 (stibina)

4. Indium antimonida (InSb)

2.5 Bismut

Bismut adalah suatu unsur kimia yang memiliki lambang Bi dan nomor atom

83. Logam dengan kristal trivalen ini memiliki sifat kimia mirip dengan arsen dan

antimoni. Dari semua jenis logam, unsur ini paling bersifat diamagnetik dan

merupakan unsur kedua setelah raksa yang memiliki konduktivitas termal terendah.

Senyawa bismut bebas timbal sering digunakan sebagai bahan kosmetik dan dalam

bidang medis.

Gambar 5 : Tampilan unsure bismut lustrous reddish white (putih berkilau

kemerahan)

22

Page 23: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Bismut (berasal dari bahasa latin bisemutun, dari bahasa Jerman Wismuth)

Pada awalnya membingungkan dengan timah dan timbal dimana bismut mempunyai

kemiripan dengan elemen itu. Basilius akhirnya menjelaskan sebagian sifatnya di

tahun 1450. Claude Francois Geoffroy menunjukkan di tahun 1753 bahwa logam ini

berbeda dengan timbal.

Di dalam kulit bumi, bismut kira-kira dua kali lebih berlimpah dari pada

emas.Biasanya tidak ekonomis bila menjadikannya sebagai tambang utama.

Melainkan biasanya diproduksi sebagai sampingan pemrosesan biji logam lainnya

misalnya timbal, tungsten dan campuran logam lainnya.

Bismut terdapat dialam sebagai bijih sulfide dan Bi2S3 (bismuth glance) dan

dalam bijih tembaga, timah dan timbel. Bismut dapat diperoleh dari bijih dengan

proses yang sederhana yaitu dipanggang untuk memperoleh oksidasinya Bi2O3

kemudian direduksi dengan karbon atau dengan H2. Bismut yang terdapat dalam

senyawanya dengan tingkat oksidasi +3 dan +5. Senyawa bismuth dengan tingkat

oksidasi +5 (NaBiO3, BiF5) bersifat oksidator kuat. Semua garam bismuth (III) halida

dapat dijumpai namun hanya BeF3 yang ditemui sebahai garam. Seperti halnya pada

timah dan timbel, bismut (III) lebih stabil dari pada bismut (V).

Sifat-sifat

Diantara logam berat lainnya, bismut tidak berbahaya seperti unsur-unsur lain

seperti Timbal, Thallium and Antimon. Dulunya, bismut juga diakui sebagai elemen

dengan isotop yang stabil, tapi sekarang sekarang diketahui bahwa itu tidak benar.

Tidak ada material lain yang lebih natural diamakentik dibandingkan bismut. Bismut

mempunyai tahanan listrik yang tinggi. Ketika terbakar dengan oksigen, bismut

terbakar dengan nyala yang berwarna biru.

Sifat Fisika Bismut

1. Massa atom = 208.98040 (1)  g/mol

2. Konfigurasi elektron = [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3

3. Jumlah elektron tiap kulit = 2, 8, 18, 32, 18, 5

4. Fase = solid

5. Massa jenis (sekitar suhu kamar) = 9.78 g/cm³

23

Page 24: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

6. Massa jenis cair pada titik lebur = 10.05 g/cm³

7. Titik lebur = 544.7 K (271.5 °C, 520.7 °F)

8. Titik didih = 1837 K (1564 °C, 2847 °F)

9. Kalor peleburan = 11.30 kJ/mol

10. Kalor penguapan = 151 kJ/mol

11. Kapasitas kalor = (25 °C) 25.52 J/(mol·K)

12. Struktur kristal = Rhombohedral

13. Bilangan oksidasi = 3, 5 (mildly acidic oxide)

14. Jari-jari atom = 160 pm

15. Elektronegativitas = 2.02 (skala Pauling)

16. Jari-jari atom (terhitung) = 143 pm

17. Jari-jari kovalen = 146 pm

18. Sifat magnetik = diamagnetic

19. Resistivitas listrik = (20 °C) 1.29 µΩ·m

20. Konduktivitas termal = (300 K) 7.97 W/(m·K)

21. Ekspansi termal = (25 °C) 13.4 µm/(m·K)

22. Kecepatan suara (kawat tipis) = (20 °C) 1790 m/s

Berdasarkan sifat medan magnet atomis, bahan dibagi menjadi tiga golongan,

yaitu diamagnetik, paramagnetik dan ferromagnetik.Berikut akan djelaskan tentang

ketiga sifat dari kemagnetan.

a. Diamagnetik.

Bahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-

masing atom atau molekulnya nol, tetapi orbit dan spinnya tidak nol. Bahan

diamagnetik tidak mempunyai momen dipol magnet permanen. Jika bahan

diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron-elektron dalam atom akan

berubah gerakannya sedemikian hingga menghasilkan resultan medan magnet atomis

yang arahnya berlawanan.

Sifat diamagnetik bahan ditimbulkan oleh gerak orbital elektron sehingga

semua bahan bersifat diamagnetik karena atomnya mempunyai elektron orbital.

Bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan tersebut mempunyai

24

Page 25: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

spin elektron yang tidak berpasangan. Dalam bahan diamagnetik hampir semua spin

elektron berpasangan, akibatnya bahan ini tidak menarik garis gaya. Permeabilitas

bahan diamagnetik adalah 0μμ<>mχ. Contoh bahan diamagnetik yaitu: bismut, perak,

emas, tembaga dan seng.

Bahan diagmanetik memiliki negatif, kerentanan lemah untuk medan magnet.

bahan Diamagnetic sedikit ditolak oleh medan magnet dan materi tidak

mempertahankan sifat magnetik ketika bidang eksternal dihapus. Dalam bahan

diamagnetic semua elektron dipasangkan sehingga tidak ada magnet permanen saat

bersih per atom. sifat Diamagnetic timbul dari penataan kembali dari orbit elektron di

bawah pengaruh medan magnet luar. Sebagian besar unsur dalam tabel periodik,

termasuk tembaga, perak, dan emas, adalah diamagnetic.

Diamagnetisme adalah sifat suatu benda untuk menciptakan suatu medan

magnet ketika dikenai medan magnet .Sifat ini menyebabkan efek tolak menolak.

Diamagnetik adalah salah satu bentuk magnet yang cukup lemah, dengan

pengecualian superkonduktor yang memiliki kekuatan magnet yang kuat.

Semua material menunjukkan peristiwa diamagnetik ketika berada dalam medan

magnet. Oleh karena itu, diamagnetik adalah peristiwa yang umum terjadi karena

pasangan elektron , termasuk elektron inti di atom, selalu menghasilkan peristiwa

diamagnetik yang lemah. Namun demikian, kekuatan magnet material diamagnetik

jauh lebih lemah dibandingkan kekuatan magnet material feromagnetik ataupun

paramagnetik. Material yang disebut diamagnetik umumnya berupa benda yang

disebut 'non-magnetik', termasuk di antaranya air, kayu, senyawa organik seperti

minyak bumi dan beberapa jenis plastik serta beberapa logam seperti tembaga,

merkuri ,emas dan bismut .Superkonduktor adalah contoh diamagnetik sempurna.

Ciri-ciri dari bahan diamagnetic adalah:

• Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya

adalah nol.

• Jika solenoida dirnasukkan bahan ini, induksi magnetik yang timbul lebih kecil.

• Permeabilitas bahan ini: u <> o.

Contoh: Bismuth, tembaga, emas, perak, seng, garam dapur.

25

Page 26: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

b. Paramagnetik

Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis

masing-masing atom/molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total

seluruh atom/molekul dalam bahan nol (Halliday & Resnick, 1989). Hal ini

disebabkan karena gerakan atom/molekul acak, sehingga resultan medan magnet

atomis masing-masing atom saling meniadakan. Bahan ini jika diberi medan magnet

luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan

medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik

ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet

luar. Pada bahan ini, efek diamagnetik (efek timbulnya medan magnet yang melawan

medan magnet penyebabnya) dapat timbul, tetapi pengaruhnya sangat kecil.

Permeabilitas bahan paramagnetik adalah 0μμ>, dan suseptibilitas magnetik

bahannya .0>mχ contoh bahan paramagnetik: alumunium, magnesium, wolfram dan

sebagainya. Bahan diamagnetik dan paramagnetik mempunyai sifat kemagnetan yang

lemah. Perubahan medan magnet dengan adanya bahan tersebut tidaklah besar

apabila digunakan sebagai pengisi kumparan toroida.

Bahan paramagnetik ada yang positif, kerentanan kecil untuk medan magnet..

Bahan-bahan ini sedikit tertarik oleh medan magnet dan materi yang tidak

mempertahankan sifat magnetik ketika bidang eksternal dihapus. sifat paramagnetik

adalah karena adanya beberapa elektron tidak berpasangan, dan dari penataan

kembali elektron orbit disebabkan oleh medan magnet eksternal. bahan paramagnetik

termasuk Magnesium, molybdenum, lithium, dan tantalum

Paramagnetisme adalah suatu bentuk magnetisme yang hanya terjadi karena adanya

medan magnet eksternal. Material paramagnetik tertarik oleh medan magnet, dan

karenanya memiliki permeabilitas magnetis relatif lebih besar dari satu (atau, dengan

kata lain, suseptibilitas magnetik positif). Meskipun demikian, tidak seperti

ferromagnet yang juga tertarik oleh medan magnet, paramagnet tidak

mempertahankan magnetismenya sewaktu medan magnet eksternal tak lagi

diterapkan.

26

Page 27: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Ciri-ciri dari bahan paramagnetic adalah:

• Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya

adalah tidak nol.

• Jika solenoida dimasuki bahan ini akan dihasilkan induksi magnetik yang lebih

besar.

• Permeabilitas bahan: u > u o.

Contoh: aluminium, magnesium, wolfram, platina, kayu

c. Ferromagnetik

Bahan ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan atomis

besar (Halliday & Resnick, 1989). Hal ini terutama disebabkan oleh momen magnetik

spin elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak

berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron yang tidak

berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan

memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang dihasilkan oleh

suatu atom lebih besar.

Medan magnet dari masing-masing atom dalam bahan ferromagnetik sangat

kuat, sehingga interaksi diantara atom-atom tetangganya menyebabkan sebagian

besar atom akan mensejajarkan diri membentuk kelompok-kelompok.

Kelompok atom yang mensejajarkan dirinya dalam suatu daerah dinamakan

domain. Bahan feromagnetik sebelum diberi medan magnet luar mempunyai domain

yang momen magnetiknya kuat, tetapi momen magnetik ini mempunyai arah yang

berbeda-beda dari satu domain ke domain yang lain sehingga medan magnet yang

dihasilkan tiap domain saling meniadakan.

Bahan ini jika diberi medan magnet dari luar, maka domain-domain ini akan

mensejajarkan diri searah dengan medan magnet dari luar. Semakin kuat medan

magnetnya semakin banyak domain-domain yang mensejajarkan dirinya. Akibatnya

medan magnet dalam bahan ferromagnetik akan semakin kuat. Setelah seluruh

domain terarahkan, penambahan medan magnet luar tidak memberi pengaruh apa-apa

karena tidak ada lagi domain yang disearahkan. Keadaan ini dinamakan jenuh atau

keadaan saturasi.

27

Page 28: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Permeabilitas bahan ferromagnetik adalah 0μμ>>> dan suseptibilitas

bahannya 0>>>mχ. contoh bahan ferromagnetik : besi, baja, besi silicon dan lain-lain.

Sifat kemagnetan bahan ferromagnetik ini akan hilang pada temperatur yang disebut

Temperatur Currie. Temperatur Curie untuk besi lemah adalah 770 0C dan untuk baja

adalah 1043 0C.

Bahan ferromagnetik ada yang positif, kerentanan besar untuk medan magnet

luar. Mereka menunjukkan daya tarik yang kuat untuk medan magnet dan mampu

mempertahankan sifat magnetik mereka setelah bidang eksternal telah dihapus bahan.

Ferromagnetik memiliki elektron tidak berpasangan sehingga atom mereka memiliki

momen magnet bersih. Mereka mendapatkan magnet yang kuat sifat mereka karena

keberadaan domain magnetik. Dalam domain ini, sejumlah besar di saat-saat atom (1012 sampai 1015) adalah sejajar paralel sehingga gaya magnet dalam domain yang kuat.

Ketika bahan feromagnetik dalam keadaan unmagnitized, wilayah hampir secara acak

terorganisir dan medan magnet bersih untuk bagian yang secara keseluruhan adalah

nol.. Ketika kekuatan magnetizing diberikan, domain menjadi selaras untuk

menghasilkan medan magnet yang kuat dalam bagian.. Besi, nikel, dan kobalt adalah

contoh bahan feromagnetik. Komponen dengan materi-materi ini biasanya diperiksa

dengan menggunakan metode partikel magnetik.

Ferromagnetisme adalah sebuah fenomena dimana sebuah material dapat

mengalami magnetisasi secara spontan, dan merupakan satu dari bentuk kemagnetan

yang paling kuat. Fenomena inilah yang dapat menjelaskan kelakuan magnet yang

kita jumpai sehari-hari. Ferromagnetisme dan ferromagnetisme merupakan dasar

untuk menjelaskan fenomena magnet permanen.

Ciri-ciri bahan ferromagnetic adalah:

• Bahan yang mempunyai resultan medan magnetis atomis besar.

• Tetap bersifat magnetik → sangat baik sebagai magnet permanen

• Jika solenoida diisi bahan ini akan dihasilkan induksi magnetik sangat besar (bisa

ribuan kali).Permeabilitas bahan ini: u > uo ( miu > miu nol)

Contoh: besi, baja, besi silikon, nikel, kobalt.

28

Page 29: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Sifat Kimia Bismut

1. Reaksi dengan air

Ketika bismut panas merah bereaksi dengan air untuk membentuk bismut (III)

trioksida.

   2Bi (s) + 3H2O (g) Bi2O3 (s) + 3H2 (g)

2. Reaksi dengan udara

Setelah pemanasan bismut bereaksi dengan oksigen di udara untuk formulir

trioksida bismut (III).

4Bi (s) + 3O2 (g) 2Bi2O3 (s)

3. Reaksi dengan halogen

Bismut bereaksi dengan fluor untuk membentuk bismut (V) fluoride.

2Bi (s) + 5F2 (g) 2BiF5 (s)

Bismut bereaksi dalam kondisi yang terkendali dengan halogen fluorin, klorin

bromin, dan iodin bismut (III) trihalides.

4. Reaksi dengan asam

2Bi (s) + 3F2 (g) 2BiF3 (s)

2Bi (s) + 3Cl2 (g) 2BiCl3 (s)

2Bi (s) + 3Br2 (g) 2BiBr3 (s)

2Bi (s) + 3I2 (g) 2BiI3 (s)

Bismut larut dalam asam sulfat pekat atau asam nitrat, untuk membentuk solusi

yang mengandung Bi (III). Reaksi asam sulfat menghasilkan sulfur (IV) gas

dioksida. Dengan asam klorida dalam kehadiran oksigen, bismut (III) klorida

yang dihasilkan.

4Bi (s) + 3O2 (g) + 12HCl (aq) 4BiCl3 (aq) + 6H2O (l)

Kegunaan

Bismut oxychloride digunakan dalam bidang kosmetik dan bismut subnitrate dan

subcarbonate digunakan dalam bidang obat-obatan.

Magnet permanen yang kuat bisa dibuat dari campuran bismanol (MnBi)

Bismut digunakan dalam produksi besi lunak

29

Page 30: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

Bismut sedang dikembangkan sebagai katalis dalam pembuatan acrilic fiber

Bismut telah duganakan dalam peyolderan, bismut rendah racun terutama untuk

penyolderan dalam pemrosesan peralatan makanan.

Sebagai bahan lapisan kaca keramik

Aloi bismuth dengan timbel dan antimony digunakan untuk piringan pita

stereo/tiruan

30

Page 31: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan

1. Nitrogen adalah unsur kimia berupa gas yang tidak berwarna yang memiliki

lambang N. Nitrogen dapat digunakan untuk mempercepat penyulingan minyak,

N2 cair digunakan untuk mendinginkan hasil makanan dan pengisian angin pada

kendaraan.

2. Fosfor adalah unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom 15,

berupa nonlogam dan dapat digunakan dalam pembuatan pupuk, dan secara luas

digunakan dalam bahan peledak, korek api, kembang api, pestisida, odol dan

deterjen.

3. Arsen, arsenik, atau arsenikum adalah unsur metaloid dalam tabel periodik yang

memiliki simbol As yang bersifat racun.

4. Antimon adalah suatu unsur metaloid kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Sb dan memiliki daya hantar listrik (konduktivitas) dan panasnya lemah.

5. Bismut adalah suatu unsur kimia yang memiliki lambang Bi yang mempunyai

tahanan listrik yang tinggi. Ketika terbakar dengan oksigen, bismut terbakar

dengan nyala yang berwarna biru. Bismut bersifat diamagnetik.

31

Page 32: 54950855 Makalah Unsur Golongan 5a

DAFTAR PUSTAKA

William Hendarson. 2000. Tutorial Chemistry Texts. 3 Main Group Chemistry.

University Of Waikato

Sugiyarto, Kristian H. 2003. Kimia Anorganik I. Yogyakarta : Universitas Negeri

Yogyakarta

http://id.wikipedia.org/w iki/Nitrogen

http://id.wikipedia.org/wiki/Fosfor

http://id.wikipedia.org/wiki/Arsen

http://id.wikipedia.org/wiki/Antimon

http://id.wikipedia.org/wiki/Bismut

http://www.periodicvideos.com/index.htm

http://id.wikipedia.org/wiki/Diamagnetik

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/kimia-unsur-

non-logam/silikon-nitrogen-dan-fosfor/

32