Jika melihat tabel periodik, terdapat beberapa golongan unsur istimewa seperti logam alkali, halogen, logam alkali tanah dan juga gas mulia. Unsur yang termasuk golongan gas mulia masuk ke dalam golongan VIII A pada tabel periodik. Unsur yang masuk gas mulia ada lima macam.
Sifat Umum Unsur Gas Mulia
Unsur gas mulia terdiri dari lima macam yakni neon, helium, argon krypton, xenon serta radon. Meskipun setiap gas mulia tersebut mempunyai sifat khusus tersendiri, namun secara umum kelima unsur tersebut mempunyai sifat umum yang sama yang menjadi ciri khas gas mulia.
- Selain gas helium (He) seluruh unsur gas mulia memiliki konfigurasi elektron octet dengan konfigurasi elektronnya mengikuti persamaan ns²np⁶. Sementara untuk gas helium mengikuti konfigurasi duplet.
- Berdasarkan bentuk konfigurasi elektronnya, unsur gas mulia termasuk unsur yang stabil
- Tingkat afinitas elektron pada unsur-unsur gas mulia rendah sehingga sulit mengikat elektron lainnya serta membentuk ion negatif
- Energi ionisasi dari unsur gas mulia cukup tinggi oleh karena itu sulit untuk melepaskan elektron serta membentuk ion positif. Tingkat energi ionisasi gas mulia dari He ke Rn semakin mengecil
- Sifat umum kelima ini menjadi ciri unik dari gas mulia yakni saat unsur gas mulia berada di udara bentuk gasnya monoatomik (selain jenis Radon)
- Semakin panjang ukuran jari-jari atom gas mulia maka molekul gas mulia tersebut akan semakin mudah membentuk dipol sesaat sehingga gaya van der Waals semakin kuat pada molekul tersebut.
Sifat dan Kelimpahan Masing-Masing Unsur Gas Mulia
- Helium
Gas mulia Helium (He) memiliki sifat tidak mudah terbakar, tidak berwarna, tidak berbau dan sukar bereaksi. Helium diambil dari kata Yunani “helios” yang bermakna matahari. Gas helium ditemukan oleh Pierre Jansen di tahun 1868. Helium adalah unsur yang paling melimpah nomor 2 di alam semesta.
- Massa atom Helium adalah 4,00260 sma
- Nomor atom 2 dengan konfigurasi elektron 2 atau 1s²
- Volume atom Helium adalah 32,80 cm³/mol
- Titik didih adalah -268,9 ⁰C
- Titik lebur -272,2 ⁰C pada tekanan 26 atm
- Massa jenis helium adalah 0,1785 g/cm³
- Energi ionisasi 2,379 kJ/mol.
- Neon
Neon (Ne) memiliki sifat tidak berbau, tidka berwarna, berwujud gas di suhu kamar dan juga tidak reaktif (inert). Neon ditemukan oleh Morris Travers dan William Ramsay di tahun 1989. Neon di alam semesta dihasilkan oleh beberapa bintang yang lebih besar dari matahari. Karakteristik neon:
- Nomor atom 10 dengan massa atom 20,1797 sma
- Konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶
- Volume atom 16,90 cm³/mol
- Titik didih -246,08 ⁰C dengan titik lebur -248,59 ⁰C
- Massa jenis 0,900 g/cm³
- Argon
Argon atau Ar adalah salah satu unsur dari gas mulia yang berbentuk gas pada suhu kamar, tidak berbau, tidak berwarna dan tidak reaktif (inert). Argon terdiri dari molekul monoatomik. Argon di alam ditemukan bersama gas-gas lain di atmosfer bumi dengan jumlah sekitar 0,93%.
- Nomor atom 18 dan massa atom 39,948 sma
- Titik didih 185,86 ⁰C dan titik lebur -189,3 ⁰C
- Massa jenis 1,784 g/cm³
- Kripton
Kripton (Kr) adalah gas mulia yang tidak berbau, tidak berwarna, serta pada suhu kamar berwujud gas. Kripton ditemukan oleh William Ramsay dan Morris Travers di tahun 1898.
- Massa atom Kripton 83,80 sma dengan nomor atom 36
- Volume atom 32,2 cm³/mol
- Titik didih -153,2 ⁰C dan titik lebur -157,4 ⁰C
- Xenon
Xenon (Xe) adalah unsur gas mulia yang tidak berwarna, berwujud gas di suhu kamar, tidak berbau, dan sulit bereaksi atau inert. Xenon ditemukan oleh William Ramsay serta Morris Travers di tahun 1898.
- Massa atom Xenon 131,29 sma dengan nomor atom 54
- Volume atom 42,9 cm³/mol
- Titik didih -108,1 ⁰C dan titik lebur -111,8 ⁰C
- Radon
Radon (Rn) memiliki sifat radioaktif, tidak berbau, tidak berwarna, serta pada suhu kamar berwujud gas. Radon ditemukan oleh Friedrich Dorn di tahun 1900. Radon di alam ditemukan dari peluruhan radium.
- Massa atom 222 sma dengan nomor atom 86
- Volume atom 50,5 cm³/mol
- Titik didih -62 ⁰C dan titik lebur -71 ⁰C
Kegunaan Unsur Gas Mulia
- Helium
Helium untuk kebutuhan komersial biasa diperoleh dari hasil samping produksi gas alam. Helium untuk kebutuhan komersial bermanfaat dalam beberapa aspek berikut:
- Helium dimanfaatkan dengan oksigen di dalam tabung oksigen yang dipakai oleh penyelam karena kelarutan helium rendah di dalam darah
- Helium-neon menghasilkan laser yang dimanfaatkan dalam pengobatan medis
- Penelitian yang mengharuskan dilakukan di suhu sangat rendah menggunakan helium cair yang bermanfaat sebagai pendingin, superkonduktor dan juga superfluida yakni fluida yang mengalir bebas di suhu hampir mendekati 0 mutlak.
- Helium bermanfaat untuk pengelasan beberapa logam
- Berkas helium yang terionisasi dimanfaatkan dalam pengobatan tumor mata serta pembentukan pembuluh darah yang tidak normal di otak
- Helium dimanfaatkan sebagai medium perpindahan kalor pada reactor nuklir karena sifatnya yang stabil dan tidak radioaktif
- Helium dimanfaatkan sebagai pendorong udara serta pengerasan struktur roket sebelum tinggal landas.
- Neon
Neon didapatkan dari udara dengan proses distilasi bertingkat. Proses distilasi untuk memperoleh neon dilakukan dengan mendinginkan udara hingga mencair selanjutnya secara bertahap cairan dibiarkan menghangat sehingga diperoleh neon dalam jumlah sedikit. Fungsi neon sebagai berikut:
- Gas neon banyak dimanfaatkan untuk mengisi lampu neon yang bisa menghasilkan pijar jingga kemerahan. Lampu neon biasa digunakan pada papan reklame, kesenian, serta sinyal cahaya pesawat terbang
- Neon cair bermanfaat sebagai pendingin
- Neon dimanfaakan pada laser gas, tabung televise serta indikator bertegangan tinggi
- Argon
Argon didapatkan dengan distilasi bertingkat udara cair dan dimanfaatkan secara komersial untuk hal-hal berikut:
- Argon dimanfaatkan dalam teknologi laser gas
- Argon dimanfaatkan dalam pengelasan titanium atau stainless steel
- Argon dimanfaatkan untuk mengisi lampu pijar yang terkadang juga dicampur neon. Pada keadaan murni gas argon akan menghasilkan cahaya biru.
- Xenon
Xenon diperoleh dengan proses distilasi bertingkat udara cair. Xenon dimanfaatkan dalam pembuatan tabung elektron dan juga pembuatan lampu untuk membunuh bakteri. Lampu disko yang berwarna-warni juga diisi oleh xenon meski tidak semua.
Xenon juga digunakan untuk membuat laser dengan komposisi pencampuran 89% Argon, 1% gas F2 sementara Xenon sekitar 10%.
- Radon
Isotop radon-222 dimanfaatkan dalam pengobatan tumor ganas serta dimanfaatkan dalam pembuatan biji radon yakni radon dalam bentuk gas yang disimpan ke dalam tabung emas atau kaca. Tabung kaca atau emas tersebut kemudian dimasukkan ke jaringan tubuh yang terkena penyakit.
- Kripton
Gas krypton didapatkan dengan proses distilasi bertingkat dari campuran gas mulia yang ada di udara. Cahaya yang berasal dari lampu krypton berwarna merah sehingga bisa dilihat dari jarak jauh serta bisa menembus kabut lebih baik. Fungsi gas krypton secara komersial sebagai berikut:
- Gas krypton dimanfaatkan untuk mengisi lampu kilat kamera berkecepatan tinggi
- Sebagai isian lampu pada mercusuar
- Sebagai isian lampu penerangan landasan pacu bandara
Berbeda dengan gas-gas lain di udara yang berada dalam bentuk senyawa, unsur yang termasuk gas mulia berada di alam sebagai unsur bebas. Unsur gas mulia memiliki sifat sulit untuk bereaksi dengan unsur lainnya karena memiliki afinitas elektron yang rendah.