Sifat Kimia dan Fisika fisika-golongan-iva-4a" target="_blank">Golongan IVA, 4A, Unsur, Karbon dan Silikon, Tabel, Contoh, Reaksi - Karbon dan silikon termasuk unsur golongan IVA. Anggota unsur golongan IVA lainnya ialah 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 ialah grafit dan intan, sedangkan bentuk amorf dari karbon ialah 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 sanggup menghantarkan listrik (bersifat konduktor). Intan bersifat keras, tidak berwarna, dan transparan terhadap cahaya, tetapi intan tidak sanggup menghantarkan arus listrik (insulator). [1]
Perbedaan sifat antara grafit dan intan akhir 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]
Gambar 1. (a) Struktur intan (b) Struktur grafit. |
Untuk memecahkan intan diharapkan energi sangat tinggi lantaran 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 debu 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 sanggup bereaksi dengan uap air pada suhu tinggi. Persamaan reaksinya : [1]
Sifat kimia karbon antara lain sebagai berikut.
∆ | ||
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 pribadi dengan fluor, dengan reaksi menyerupai 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 kalau 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 menyerupai 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 menyerupai berikut.
1) Silikon bereaksi dengan halogen, secara umum reaksi yang terjadi sanggup dituliskan menyerupai 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 menyerupai berikut.
- Na2SiO3 = natrium metasilikat
- Mg2SiO4 = magnesium ortosilikat
- LiAl(SiO3)2 = litium aluminium metasilikat
4) Semua silikat membentuk larutan yang bersifat basa yang sanggup 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 kini 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. Praktis dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.
Referensi Lainnya :
[1] Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Praktis dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.