Sifat Kimia dan Fisika Golongan IVA, 4A, Unsur, Karbon dan Silikon, Tabel, Contoh, Reaksi


Sifat Kimia dan Fisika Golongan IVA, 4A, Unsur, Karbon dan Silikon, Tabel, Contoh, Reaksi - Karbon dan silikon termasuk unsur golongan IVA. Anggota unsur golongan IVA lainnya adalah germanium (Ge), timah (Sn), plumbum (Pb). Di sini kita hanya akan mempelajari sifat unsur karbon dan silikon.

a. Sifat Fisika Karbon dan Silikon

Perhatikan sifat fisika karbon dan silikon berikut ini.

Tabel 1. Sifat Fisika Karbon dan Silikon

Sifat
Karbon
Silikon
Titik leleh (K)
3.510
1.412
Titik didih (K)
3.930
2.680
Distribusi elektron
2,4
8,2
Energi pengionan eV/atm atau kJmol-1
11,3
8,2
Jari-jari kovalen, Å
1,090
8,2
Jari-jari ion, Å
0,15 (C4+)
0,41 (Si4+)
Keelektronegatifan
2,5
1,8

Bentuk alotrop dari karbon yang berupa kristal adalah grafit dan intan, sedangkan bentuk amorf dari karbon adalah arang dan kokas (karbon hitam). Grafit dan intan membentuk struktur jaringan kovalen yang sangat besar (struktur raksasa). Grafit bersifat lunak, berwarna hitam mengkilap dengan struktur berlapis, dan dapat menghantarkan listrik (bersifat konduktor). Intan bersifat keras, tidak berwarna, dan transparan terhadap cahaya, tetapi intan tidak dapat menghantarkan arus listrik (insulator). [1]

Perbedaan sifat antara grafit dan intan akibat dari bentuk strukturnya. Grafit membentuk struktur segienam datar dan berlapis melalui ikatan hibrida sp2. Adapun intan membentuk struktur tetrahedral, di mana setiap atom karbon berikatan dengan empat atom karbon lain melalui ikatan hibrida sp3 (lihat Gambar 1a). [1]
(a) Struktur intan (b) Struktur grafit
Gambar 1. (a) Struktur intan (b) Struktur grafit.
Bentuk amorf dari karbon memiliki struktur lapisan seperti grafit. Perbedaannya terletak pada tumpukan lapisan. Grafit memiliki lapisan struktur beraturan (lihat Gambar 1b), sedangkan karbon amorf tidak beraturan. [1]

Untuk memecahkan intan diperlukan energi sangat tinggi sebab banyak ikatan C–C yang harus diputuskan. Jika ikatan C–C putus, bentuknya menjadi tidak beraturan (amorf). [1]

Tabel 2. Kekuatan Ikatan C–C, Si–Si, dan Si–O [1]

Ikatan
Energi Ikat (kJ mol–1)
C–C
347
Si–Si
226
Si–O
368
Sumber: Chemistry with Inorganic Qualitative Analysis, 1989

Silikon berupa padatan keras dengan struktur serupa intan, berwarna abu mengkilap dan meleleh pada 1.410 °C. Silikon bersifat semikonduktor. Daya hantarnya kecil pada suhu kamar, tetapi pada suhu tinggi menjadi konduktor yang baik. [1]

b. Sifat Kimia Karbon dan Silikon

Karbon dan silikon tidak reaktif pada suhu biasa. Karbon dan silikon membentuk kation sederhana seperti C4+ dan Si4+.

Silikon dan karbon dapat bereaksi dengan uap air pada suhu tinggi. Persamaan reaksinya : [1]

C(s) + H2O(g)
CO(g) + H2(g)





Si(s) + 2H2O(g)
SiO2(g) + 2H2(g)

Sifat kimia karbon antara lain sebagai berikut.

1) Karbon bereaksi langsung dengan fluor, dengan reaksi seperti berikut.

C(s) + 2F2(g) → CF4(g)

2) Karbon dibakar dalam udara yang terbatas jumlahnya menghasilkan karbon monoksida.

2C(s) + O2(g) → 2CO(g)

Jika dibakar dalam kelebihan udara, akan terbentuk karbondioksida.

3) Membentuk asam oksi.

Bila karbon dipanaskan dalam udara, unsur ini bereaksi dengan oksigen membentuk CO2 dan jika CO2 ini bereaksi dengan air akan membentuk asam karbonat.

CO2(g) + H2O(l) →
H4CO3(l)

asam karbonat

4) Membentuk garam asam oksi.

Asam karbonat, suatu asam diprotik yang khas, bereaksi dengan basa menghasilkan karbonat dan bikarbonat, antara lain seperti berikut.

- K2CO3 = kalium karbonat
- KHCO3 = kalium bikarbonat
- MgCO3 = magnesium karbonat
- Mg(HCO3)2 = magnesium bikarbonat

5) Kecenderungan atom karbon membentuk ikatan kovalen tunggal, ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga yang akan membentuk senyawa organik.

Sifat kimia silikon, antara lain seperti berikut.

1) Silikon bereaksi dengan halogen, secara umum reaksi yang terjadi dapat dituliskan seperti berikut.

Si + 2X2 → SiX4

2) Bila silikon dipanaskan dengan oksigen akan membentuk oksida SiO3, sehingga apabila oksida ini bereaksi dengan air membentuk dua asam yaitu asam ortosilikat (H4SiO4) dan asam metasilikat H2SiO3. Senyawa ini tidak larut dalam air tetapi bereaksi dengan basa.

H4SiO4(l) + 4NaOH(l) →
Na4SiO4(l)
+
H2O(l)

natrium ortosilikat



3) Silikon membentuk garam dari asam oksi, antara lain seperti berikut.

- Na2SiO3 = natrium metasilikat
- Mg2SiO4 = magnesium ortosilikat
- LiAl(SiO3)2 = litium aluminium metasilikat

4) Semua silikat membentuk larutan yang bersifat basa yang dapat dilarutkan dalam air, di mana ion SiO32¯ bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air.

SiO32¯(aq) + H2O(l) D HSiO3(aq) + OH¯(aq)

5) Silikon membentuk molekul-molekul dan ion-ion raksasa, di mana atom oksigen menempati kedudukan yang berselang-seling.

Anda sekarang sudah mengetahui Golongan IVA. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Sukmanawati, W. 2009. Kimia 3 : Untuk SMA/ MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 266.

Referensi Lainnya :

[1] Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.



Pengunjung dapat menyalin materi di blog ini menggunakan Browser Google Chrome. Google Chrome
Bacalah terlebih dahulu Panduan Pengunjung jika anda ingin menggunakan materi dari blog ini.
DMCA.com
Judul : Sifat Kimia dan Fisika Golongan IVA, 4A, Unsur, Karbon dan Silikon, Tabel, Contoh, Reaksi

Rating : 9 out of 10 based on 666 ratings. 9 user reviews.

Reviewer : Puri Maulana

Masukkan Kata Kunci




Artikel Terkait :

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.