Sifat Fisik dan Kimia Gas Mulia

2.2 Sifat Fisik dan Kimia Gas Mulia

Unsur-unsur gas mulia dalam tabel periodik terletak pada golongan 8A, yang meliputi: Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe) dan Radon (Rn). Semua unsur golongan 8A tidak berwarna dan tidak berbau, dan merupakan gas monoatomik pada temperatur kamar. Mereka tidak mudah terbakar dan juga tidak memicu terjadinya pembakaran. 

Gas mulia memiliki konfigurasi elektron yang sudah stabil, hal ini didukung kenyataan bahwa gas mulia di alam selalu berada sebagai atom tunggal atau monoatomik.

Unsur-unsur golongan 8A memiliki konfigurasi elektron penuh, oleh karenanya unsur-unsur ini di alam tidak ditemukan dalam bentuk senyawa, dan selama bertahun-tahun dianggap merupakan unsur yang inert (lembam/tidak reaktif) sebelum akhirnya pada tahun 1963 Neil Bartlett berhasil mereaksikan xenon dengan platinaheksafluorida PtF₆. Afinitas elektronnya hampir nol, sebaliknya potenasial ionisasinya tertinggi dibandingkan dengan unsur lain.

Tabel 2.3. Sifat Fisik dan Kimia Gas Mulia

	He	Ne	Ar	Kr	Xe
Nomor atom	2	10	18	36	54
Massa atom	4,002602	20,1797	39,948	83,80	131,29
Konfigurasi elektron	1s2	[He]2s22p6	[Ne]3s23p6	[Ar]4s24p6	[Kr]5s25p6
Jari-jari atom (angstrum)	0,49	0,51	0,88	1,03	1,24
Keelektronegatifan	-	-	-	3,1	2,4
Titik leleh (°C)	-	-248,61	-189,37	-157,20	-111,80
Titik didih (°C)	-268,93	-246,06	-185,86	-153,35	-108,13
Energi ionisasi (kJ mol-1)	2372	2080	1520	1351	1170
Afinitas elektron (kJ/mol)	-21	-29	-35	-39	-41
Densitas (mg/cm3)	0,1785	0,89994	1,7838	3,7493	5,8971
Entalpi penguapan (kJ/mol)	0,08	1,74	6,52	9,05	12,65

Titik leleh dan titik didihnya yang sangat rendah mengindikasikan bahwa gaya dispersi yang saling mengikat atom-atom dalam padatan maupun cairan sangat lemah. Titik leleh dan titik didih unsur-unsur golongan ini meningkat sebanding dengan banyaknya elektron yang dimiliki dan semakin bertambahnya berat molekul, karena dengan semakin banyaknya elektron polarizabilitasnya bertambah dan semakin bertambahnya berat molekul menyebabkan gaya antar molekulnya meningkan. Semakin banyak elektron yang dimiliki maka kemampuan efek induksi akan semakin besar, menyebabkan semakin bertambahnya gaya antar molekul (gaya Van Der Waals). Berat molekul menunjukkan banyaknya elektron, parsial (+) lebih kuat dari parsial (-). Kemampuan untuk membentuk parsial (-) dan parsial (+) besar menyebabkan interaksinya kuat dan energi yang dibutuhkan besar sehingga titik didihnya tinggi. Energi ionisasi dari unsur helium ke xenon semakin kecil hal ini dikarenakan jari-jari atom yang semakin besar sehingga elektron terluar akan semakin jauh dari inti (gaya tarik inti semakin lemah) sehingga elektron terluar makin mudah dilepaskan. 

Helium tidak memiliki nilai pada titik lelehnya, hal ini dikarenakan sifat unik dan fenomenal helium adalah bahwa gas helium tidak mudah berubah fasa menjadi cair. Pada tekanan atmosfer, ia baru berubah menjadi fasa cair setelah didinginkan sampai pada suhu 4,2^°K (sekitar -268,9^°C). Selanjutnya jika helium cair ini terus didinginkan ternyata tidak membeku walaupun sudah mencapai temperatur dekat dengan 0^°K (-273,15^°C). Penyebabnya adalah karena massa atom helium yang sangat kecil dan interaksi antara atom-atomnya sangat lemah.

Bilamana helium didinginkan, terjadi keanehan pada kerapatannya, yaitu kerapatan terus bertambah, namun mencapai maksimum pada temperatur 2,17^°K. Dibawah temperatur tersebut kerapatannya justru berkurang dan kemudian cenderung stasioner.