Golongan IVA

Golongan IVA

Proudly Present...

Dewita Anggini Rizka Andhika Yunus Muharrahman

We are kelompok 4 ...!!!

Tentang Golongan IVA

Sifat-sifat Golongan IVA

Unsur-unsur Golongan IVA

Reaksi Golongan IVA

Golongan IVA

Kegunaan Unsur Golongan IVA

Pemanfaatan unsur

Golongan IVA

Kesimpulan dan Saran

Tentang Golongan IVA

Unsur golongan IVA merupakan unsur yang sangat penting, seperti karbon yang merupakan basis dari kehidupan di bumi dan silikon yang sangat vital bagi struktur fisik bagi lingkungan dalam bentuk kerak bumi.

Unsur-unsur pada golongan IV A seperti karbon, timah, timbal, silikon dan germanium, menunjukkan keanekaragaman yang patut dipertimbangkan dalam hal sifat kimia dan fisiknya.

Unsur-unsur Golongan IVA

GOLONGAN IVA

C

Pb Sn

Ge

Si

Uuq

Kecenderungan Sifat dalam Golongan

Unsur Sifat Konfigurasi Bil.Oks Bil. Koordinasi

C Non logam

[He] 2s2 2p2 IV (1) 2 3 4

Si Semi logam

[Ne]3s2 3p2 (II) IV 4 (6)

Ge Semi logam

[Ar]3d10 4s2 4p2 II IV 4 6

Sn Logam [Kr]4d10 5s2 5p2 II IV 4 6

Pb Logam [Xe]4f15 5d10 6s2 6p2 II IV 4 6

C (Karbon)

C

Carbon

612.01115

Sekilas tentang Karbon

Carbon merupakan unsur yang bukan logam dalam bentuk arang berwarna hitam, dalam bentuk grafik berwarna abu-abu, dalam bentuk intan murni tidak berwarna (bening). Karbon memiliki titik lebur 3.5000C, sedangkan titik didihnya 4.2000C.

Carbon telah ditemukan sejak zaman kuno pada masa prasejarah yaitu dengan melakukan pembakaran terhadap material organik sehingga menghasilkan carbon. Carbon banyak digunakan dalam membuat pensil, baja,reaksi nuklir, palstik, pigmen cat, dan pelumas.

Sejarah Karbon

Karbon, suatu unsur yang telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah sangat banyak ditemukan di alam. Karbon juga banyak terkandung di matahari, bintang-bintang, komet dan amosfir kebanyakan planet. Karbon dalam bentuk berlian mikroskopik telah ditemukan di dalam beberapa meteor yang jatuh ke bumi.

Berlian alami juga ditemukan di kimberlite pipa gunung berapi, di Afrika Selatan, Arkansas dan beberapa tempat lainnya. Berlian sekarang ini diambil dari dasar samudera di lepas pantai Cape of Good Hope. Sekitar 30% berlian industri yang dipakai di AS sekarang ini merupakan hasil sintesis. Energi dari matahari dan bintang-bintang dapat diatribusikan setidaknya pada siklus karbon-nitrogen.

Kelimpahan

• Terdapat di bumi sebanyak 0,08 %(Sekitar 50%dari karbon tersebut terdapat karbonat,misalnya kalsium karvon (CaCO3))

Karakteristik• Memiliki 4 elektron valensi dan dapat

berikatan tunggal maupun ganda.

Senyawa Karbon

1. Halida karbon2. Oksida karbon3. Senyawa karbonat

• CCl4

kegunaan: pelarut, pemadam api, bahan dasar pembuatan freon (CFC)

CCl4 → CCl2F2 + 2HClKondisi anhidrous

SbCl5

Halida Karbon

• Teflon(politetrafluoroetilen)kegunaan: insulator listrik, pelapis anti lengketC2F4 → -CF2-CF2-CF2-

1. CO • Sifat: gas beracun, sedikit larut dalam air,

oksida netral.• Terbentuk dari pembakaran tidak sempurna.

Dan juga dari dehidrasi asam format oleh asam sulfatHCOOH + H2SO4 → CO + H2O

Oksida karbon

2. CO2

• diperoleh dengan: reaksi asam encer dengan karbonat, membakar karbon di udara berlebih, produksi di industri dengan memanaskan kalsit/batu kapur.

• Pendeteksian: dengan menggunakan air barit Ba(OH)2 atau Ca(OH)2

Ca(OH)2 (aq) + CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)

a) Na2CO3 (natrium karbonat)

Pembuatan: Proses solvay2NaCl(aq)+CaCO3(s) → Na2CO3(aq)+CaCl2(aq)

kelemahan: hasil samping CaCl2 yang terlalu besar dan memerlukan energi yang cukup tinggi.

Senyawa karbonat

b) NaHCO3 (natrium bikarbonat)

pembuatan: penambahan gas CO2 ke dalam larutan jenuh karbonatNa2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l) → 2NaHCO3(s)

Alotrop Karbon

a. Intan, b. Grafit, dan c. Fluerena.

Intan

Sifat: • Sangat tidak reaktif• Atom karbon

menggunakan hibrida sp3

• Titik leleh sangat tinggi 39390C

• Strukturnya sangat keras, membentuk sebuah tetrahedron

Grafit

Sifat:• Membentuk struktur polimer dua dimensi• Atom karbon tertata dalam bentuk cincin

hekasagonal. Lapisan-lapisannya mudah bergeser

• Dapat diubah menjadi intan pada 1500-1600 0C dengan tekanan 50.000-60.000 atm

Fluerena

• Struktur karbon tersusun menyerupai bentuk bola atau elips

• Dibuat dari pemanasan grafit pada suhu tinggi• Contohnya: buckminsterfullerence, dibentuk

dari 60 atom karbon membentuk struktur bola

Si (Silikon)

Si

Silikon

1428.085

Sekilas tentang Silikon

Silikon adalah sejenis metaloid tetravalen yang kurang reaktif dibandingkan dengan analog kimianya. Silikon merupakan unsur kedua paling berlimpah didalam kerak bumi, yaitu mencapai hampir 25.7% silikon terdapat dalam tanah liat, granit dan pasir. Kebanyakan dalam bentuk dioksida dan dalam bentuk silikat.

Silikon pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Antoine-Laurent de Lavoisier(1787). Silikon dapat digunakan dalam pembuatan kaca, semen, dan keramik

Sejarah Silikon

Berasal dari bahasa Latin yaitu silex, silicis, flint. Davy pada tahun 1800 menganggap silika sebagai senyawa ketimbang suatu unsur. Sebelas tahun kemudian pada tahun 1811, Gay Lussac dan Thenard mungkin mempersiapkanamorphous sillikon tidak murni dengan cara memanaskan kalium dengan silikon tetrafluorida.

Pada tahun 1824 Berzelius, yang dianggap sebagai penemu pertama silikon, mempersiapkan amorphous silikon dengan metode yang sama dan kemudian memurnikannya dengna membuang fluosilika dengan membersihkannya berulang kali. Deville pada tahun 1854 pertama kali mempersiapkan silikon kristal, bentuk alotropik kedua unsur ini.

Kelimpahan• Silicon merupakan unsur kedua

terbanyak dalam kulit bumi• Terdapat dalam bentuk

senyawa,sebagai silica dan silikat

Karakteristik Silikon

• Bewarna abu-abu • Silikon merupakan unsur yang tidak reaktif

secara kimia (inert), tetapi dapat terserang oleh halogen dan alkali

• Kebanyakan asam, kecuali hidrofluorik tidak memiliki pengaruh pada silikon

• Unsur silikon mentransmisi lebih dari 95% gelombang cahaya infra merah, dari 1,3 sampai 6 mikrometer.

Ge (Germanium)

Sekilas tentang Germanium

Germanium merupakan unsur logam yang berwarna putih keabuan timah, memiliki titik didih 2,2600C. Germanium banyak ditemukan di Pulau Bangka dan Belitung.

Biji timah/germanium sendiri sering digunakan untuk membuat campuran atau paduan logam yaitu kuningan, perunggu, campuran timah putih dan timah hitam, patri, logam-logam yang mudah melebur, serta logam seperti lonceng.

Sejarah Germanium

Berasal dari bahasa Latin yaitu Germania, Jerman). Mendeleev memprediksikan keberadaan unsur ini pada tahun 1871 dengan nama ekasilikon yang kemudian ditemukan oleh Winkler pada tahun 1886.

Kelimpahan Germanium

• Ditemukan dalam bentuk yang keras, berkilauan, berwarna putih keabu-abuan

• Merupakan metalloid yang rapuh• Germanium stabil di udara dan air pada

keadaan yang normal• Sukar bereaksi dengan alkali dan asam, kecuali

dengan asam nitrat.

Karakteristik Germanium

• Berwarna putih keabu-abuan • Germanium berbentuk kristal• Merupakan bahan semikonduktor Teknik

pengilangan-zona (zone-refining techniques) memproduksi germanium kristal untuk semikonduktor dengan kemurnian yang sangat tinggi

Sumber Germanium

Logam ini ditemukan di :• argyrodite, sulfida germanium dan perak• germanite, yang mengandung 8% unsur ini• bijih seng• batubara• mineral-mineral lainnya

Senyawa Germanium

Bentuk senyawa dari Germanium :• GeO2

• GeCl4

• GeS2

• SiGe

Timah (Sn)

Sn

Timah

50118.69

Sekilas tentang TimahTimah dalam bahasa Inggris disebut Tin. Kata ”Tin” diambil dari

nama Dewa bangsa Etruscan ”Tinia”. Nama latin dari timah adalah Stannum dimana kata ini berhubungan dengan kata dripping yang artinya menjadi cair/basah.

Timah merupakan logam putih keperakan. Logam ini mudah ditempa dan bersifat fleksibel, memiliki struktur kristalin, akan tetapi bersifat mudah patah jika didinginkan. Unsur ini mrupakan logam keperakan, dapat ditempa, tidak mudah teroksida dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak alloy, & digunakan utk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat.

Timah merupakan unsur paling banyak terdapat di kerak bumi. Tin banyak digunakan sebagai campuran pembuatan baja, patri, perunggu, dan campuran timah putih dan timah hitam. Timah sudah lama dikenal sejak zaman prasejarah.

Karakteristik Timah

• Terbentuk oleh 9 isotop yang stabil• Timah merupakan logam perak keputih-

putihan• mudah dibentuk• Ductile• Memilki struktur kristal yang tinggi

Sumber Timah

• Timah ditemukan di bijih kaseterit (SnO2) dan stannine (Cu2FeSnS4) di Malaya dan Indonesia, Zaire, Bolivia dan Nigeria

• Logam murni dibentuk oleh reduksi dengan batubara

• Tahunan produksi dunia luas sekitar 165.000 ton

• Daerah pertambangan utama adalah Malaysia, Sumatera, Rusia, Cina, Bolivia, dan Zaire

Senyawa Timah

Berikut ini senyawa-senyawa timah :• SnCl2

• SnO2

• SnF2

• SnCrO4.

Timbal (Pb)

Pb

Timbal

82207.19

Sekilas tentang Timbal

Timbal adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Pb dan nomor atom 82. Timbal dikenal dengan lead dalam bahasa Inggris dan plumbum dalam bahasa Latin.Timbal merupakan unsur tertua di dunia.

Timbal (Pb) pada awalnya adalah sebuah logam berat yang terdapat di kerak bumi, namun ia juga berasal dari kegiatan manusia dan mampu mencapai 300 kali lebih banyak dibandingkan Pb alami. Lead juga merupakan senyawa kimia yang digunakan dalam proses pembuatan patri, pewarna, keramik, lapisan kaca, dan juga sebagai perlengkapan senjata dan baterai. Unsur ini telah lama dikenal oleh Bangsa Kaisar Roma.

Sejarah Timbal

Berasal dari bahasa Anglo-saxon yaitu lead dan bahasa Latin yaitu plumbum. Unsur ini telah lama diketahui dan disebutkan di kitab Exodus. Para alkemi mempercayai bahwa timbal merupakan unsur tertua dan diasosiasikan dengan planet Saturnus. Timbal alami, walau ada jarang ditemukan di bumi.

Sumber Timbal

• Timbal didapatkan dari galena (PbS) dengan proses pemanggangan

• Anglesite, cerussite, dan minim adalah mineral-mineral timbal yang lazim ditemukan.

Karakteristik Timbal

• Berwarna putih kebiru-biruan dengan pancaran yang terang

• Sangat lunak• Mudah dibentuk• Ductile• Bukan konduktor listrik yang baik• Memiliki resistasi tinggi terhadap korosi

Ununquadium (Uuq)

Sekilas tentang Ununquadium

Unsur 114 memiliki masa paruh waktu 30 detik, yang lebih lama dari unsur 112. Ini merupakan bukti kestabilan yang diperkirakan di sekitar unsur 114 (di mana kombinasi proton dan neutron akan bergabung membentuk struktur yang stabil. Sebuah cahaya 48Ca ditembakkan ke target 244Pu untuk membuat atom unsur 114.

Sejarah Ununquadium

Elemen 114, flerovium, pertama kali dibuat di Dubna,Rusia pada tahun 1998.Pekerjaan itu merupakan kolaborasi antara tim ilmu di Institut Bersama untuk Penelitian Nuklir di Dubna dan Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) di California yang dipimpin oleh Yuri Oganessian dan Ken Moody.

Pada bulan Desember 1998, para ilmuwan di Dubna (Institut Bersama untuk Penelitian Nuklir) di Rusia membombardir target 244Pu dengan 48 ionCa. Sebuah atom tunggal ununquadium, membusuk dengan 9,67 MeV alpha-emisi dengan waktuparuh 30 detik, diproduksi dan ditugaskan untuk 289 Uuq. Pengamatan ini kemudian diterbitkanpada Januari 1999.

Sumber dan cara mendapatkan

• Flerovium / Ununquadium merupakan logam radioaktif sintetis, dibuat melalui pemboman nuklir, dan hanya diproduksi dalam jumlah menit. Flerovium diproduksi dengan membombardir 244Pu dengan 48 Ca dalam akselerator ion berat.

24494Pu +4820Ca→292114Uuq*289→114Uuq

Sifat Ununquadium• Nama Unsur :Ununquadium13• Simbol Elemen :Uuq• Atom Jumlah :114• Atom Berat :289• Massa Atom :Unknown• Melting Point :Unknown• Titik Didih :Unknown• Struktur Kristal :Unknown• Warna : Unknown• Sampai saat ini belum diketahui sifat kimia dan fisika secara lengkap

dari unsure flavorium tersebut karena penggunaan dan penemuan ini hanya digunakan untuk kepentingan sintesis penelitian saja

Sifat-sifat Golongan IVASifat C Si Ge Sn Pb Uuq

Titik didih (K) 5100 3107 2630 2876 2023 -

Titik Lebur (K) 3825 1683 1211.5 505.12 600.65 -

Radius Atom (Å) 0.91 1.32 1.37 1.62 1.75 -

Konfigurasi Elektron

[He]2s2p2 [Ne]3s2p2

[Ar]3d10 4s2p2

[Kr]4d10 5s2p3

[Xe]4f14 5d10 6s2p2

[Rn]5f14 6d12 7s2

Struktur Kristal Heksagonal fcc fcc Tetragona

l

Fcc n/a

Elektronegativitas 2.55 1.9 2.01 1.96 2.33 n/aMassa Jenis (g/cm3 ) 2.26 2.33 5.32 7.31 11.35 g/cm3

Radius Kovalensi (Å)0.77 1.11 1.22 1.41 1.47 Å

Potensial Ionisasi 11.26 V 8.151 V 7.899 V 7.344 V 7.416 V VBiloks -4,+4,2 4,2 4 4,2 4,2 n/a

Energi ionisasi

Dapat dilihat bahwa energi ionisasi cenderung turun dari atas ke bawah dalam satu golongan - meskipun ada sedikit peningkatan pada timbal. Kecenderungan ini karena:Atom-atom menjadi lebih besar karena bertambahnya elektron. Elektron terluar makin jauh dengan inti atom, sehingga daya tarik inti kurang - dan elektron lebih mudah lepas.

Sifat-sifat Golongan IVASecara Umum sifat-sifat unsur yang terletak pada golongan IV

A (C, Si, Ge, Sn, Pb) adalah sebagai berikut :• Kecuali Karbon, umumnya tidak terdapat di alam dalam bentuk bebas• Makin ke bawah makin elektropositif• Dapat membentuk senyawa amfoter yakni dengan membentuk oksida

Sn(IV) dan oksida Pb(IV)• Dapat membentuk senyawa kompleks dengan bilangan oksidasi

sampai 6• Kecuali Karbon, dapat bereaksi dengan basa• Kecuali Pb, dapat membentuk senyawa dioksida bila direaksikan

dengan udara• Kecuali C dan Si, dapat bereaksi Halogen

Kegunaan Unsur Golongan IVA

A. C (Karbon)• Pembuatan pensil• Pembuatan baja• Reaksi nuklir• Plastik• Pigmen cat• Pelumas.

B. Si (Silikon)

• Silikon murni juga digunakan untuk menghasilkan silikon ultra murni bagi penggunaan elektronik dan fotovolta, seperti: semikonduktor, fotonik, LCD

• silikon dioksida atau silika dalam bentuk pasir dan tanah liat merupakan bahan untuk membuat semen

• silika merupakan bahan dasar pembuatan kaca, beraneka jenis bentuk menarik

• silikon – oksigen merupakan senyawa yang lentur, mengandung ikatan silikon –oksigen dan silikon-karbon, ia digunakan secara meluas dalam aplikasi seperti implantasi organ tubuh bagian luar.

C. Ge (Germanium)• Sebagai transistor dalam banyak barang elektronik• Sebagai bahan semikonduktor• Sebagai bahan pencampur logam• Sebagai fosfor di bola lampu pijar dan sebagai katalis • Germanium dan germanium oksida tembus cahaya sinar

infra merah dan digunakan dalam spekstroskopi infra mera dan barang-baran optik lainnya, termasuk pendeteksi infra merah yang sensitif

• Sebagai lensa kamera wide-angle dan microscope objectives

• sebagai agen kemoterapi.

D. Sn (Timah)• Pelat Timah • Campuran Tambal Gigi• Lapisan timah pada stik golf & peningkatan

penyedia amunisi utk senjata olah raga• Tutup Botol Anggur• Logam Hijau

E. Pb (Timbal)• Pb + Sb sebagai kabel telepon • Pb + As + Sn + Bi sebagai kabel listrik • Pb + Ni senyawa azida sebagai bahan peledak • Pb + Cr + Mo + Cl sebagai pewarnaan cat• Pb + asetat untuk mengkilapkan keramik dan

bahan anti api • Pb + Te sebagai pembangkit listrik tenaga panas • Tetrametil-Pb dan Tetraetil-Pb sebagai bahan

aditif pada bahan bakar kendaraan bermotor .

F. Uuq (Ununquadium)Ununquadium ini tidak memiliki

kegunaan dalam aplikasinya. Flerovium hanya digunakan sebagai kepentingan penelitian saja.

Reaksi Golongan IVAA. Reaksi-reaksi Karbon• Reaksi Karbon dengan air

C + H2O CO + H2

• Reaksi Karbon dengan udara (Oksigen)C + O2 CO2

• Reaksi Karbon dengan HalogenC(s) + 2Cl2(g) --> CCl4(l)

• Reaksi Karbon dengan AsamC + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O

3C + 4HNO3 → 3 CO2 + 4NO + 2H2O

• Reaksi SilikonA. Reaksi silikon dengan air

B. Reaksi silikon dengan oksigen

C. Reaksi silikon dengan klor D. Reaksi senyawa Silicon dengan air

• Reaksi TimbalA. Reaksi timbal dengan asam nitrat

B. Reaksi timbal dengan halogenPb + 2Cl2 PbCl4

C. Reaksi senyawa timbal dengan air

PbCl4+H2O PbO2+4HCl

Pemanfaatan unsur Golongan IVA

A. Pembuatan Natrium Karbonat (Na2CO3) dengan Metode Solvay

• Metode pembuatan Na2CO3 ini dikembangkan oleh Ernest Solvay (1838–1922) dari Belgia sebagai bahan bakunya adalah batu kapur CaCO3.

• Diagram Alir Proses

Pada proses pembuatan Na2CO3 secara solvay akan terjadi reaksi :

1. CaCO3 Ca + CO2

2. C + O2 CO2 + O

3. CaO + H2O Ca ( OH )2 + Q

4. NH3 + H2O NH4OH + Q

5. 2NH4OH + CO2 (NH 4)2CO3 + H2O + Q

6. ( NH 4)2CO3 + NaCl NH4CL + NaHCO3

7. 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O

8. 2NH4CL + Ca( OH )2 2NH3 + CaCL2 + 2H2O

• Jadi persamaan dari proses keseluruhan dapat ditulis :CaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + CaCl2

Kesimpulan• Golongan IVA pada tabel sistem periodik disebut pula golongan

karbon.• Dinamakan golongan karbon karena unsur pertama dan umum

ditemukan.• Unsur-unsur Golongan IVA adalah karbon (C), silikon (Si), germanium

(Ge), timah (Sn), dan timbal (Pb).• Setiap Unsur memiliki sifat,kesenyawaan,cara pemerolehan,dan

kegunaan yang berbeda-beda.• Adapun faktor yang dapat meningkatkan kemungkinan terbentuknya

ion positif pada golongan 4 dari atas ke bawah adalah Elektronegativitas dan energi ionisasi.

• Natrium karbonat yang berfungsi sebagai pelunakan kesadahan dapat dibuat melalui proses solvay oleh senyawa golongan carbon yaitu CO2.

Saran

• Disarankan bagi pembaca untuk mencari refrensi dari berbagai sumber tentang golongan IV A untuk memperkaya ilmu pemgetahuan tentang golongan IV A.