Kecenderungan Golongan IV A

Kecenderungan Golongan IV A

Keadaan oksidasi yang umum untuk golongan 4 adalah +4, ditemukan pada senyawa CCl₄, SiCl₄ dan SnO₂.Jika anda bergerak ke bawah dalam satu golongan, ada banyak contoh dengan keadaan oksidasi +2, seperti SnCl₂, PbO, dan Pb²⁺.Pada timah, keadaan +4 masih lebih stabil dibandingkan +2, tetapi pada timbal, keadaan +2 lebih stabil – dan mendominasi kimia timbal.

Contoh Pada Kimia Karbon

Contoh yang umum untuk keadaan oksidasi +2 pada kimia karbon adalah karbon monoksida, CO. Karbon monoksida merupakan agen pereduksi yang kuat karena mudah teroksidasi menjadi karbon dioksida – dimana
keadaan oksidasinya lebih stabil secara termodinamika yaitu +4.

Sebagai contoh, karbon monoksida mereduksi beberapa oksida logam panas menjadi logam – reaksi ini diterapkan, misalnya, pada ekstraksi besi dalam blast furnace.

      Fe₂O₃ +3CO    ------>   2Fe +3CO2

Contoh pada kimia timah

Jika anda bergerak ke bawah dalam satu golongan sampai pada timah, keadaan oksidasi +2 secara umum meningkat, dan ada yang menarik pada senyawa timah(II) dan timah(IV). Timah(IV) merupakan keadaan oksidasi timah yang lebih stabil.Itu artinya akan mudah mengubah senyawa timah(II) menjadi senyawa timah(IV). Hal ini ditunjukkan dengan baik pada ion Sn²⁺ dalam larutan yang merupakan agen pereduksi yang baik.

Sebagai contoh, larutan yang mengandung ion timah(II) (misalnya larutan timah(II) klorida) akan mereduksi larutan iod menjadi ion iodida. Pada proses tersebut, ion timah(II) dioksidasi menjadi ion timah(IV).

Ion timah(II) juga mereduksi ion besi(III) menjadi ion besi(II). Sebagai contoh larutan timah(II) klorida akan mereduksi larutan besi(III) klorida menjadi larutan besi(II) klorida. Pada proses ini, ion timah(II) dioksidasi menjadi ion timah(IV) yang lebih stabil.

Ion timah(II) juga, tentu saja, mudah dioksidasi oleh agen pengoksidasi yang sangat kuat seperti larutan kalium mangan(VII) (larutan kalium permanganat) dalam kondisi asam. Reaksi ini dapat digunakan dalam titrasi untuk menentukan konsentrasi ion timah(II) dalam suatu larutan.

Dan sebagai contoh terakhir . . .

Dalam kimia organik, timah dan asam klorida pekat digunakan untuk mereduksi nitrobenzena menjadi fenilamin (anilin). Reaksi ini melibatkan timah yang teroksidasi menjadi ion timah(II) dan kemudian menjadi ion timah(IV).

Contoh pada kimia timbal

Pada timbal, kondisinya dibalik. Keadaan oksidasi timbal(II) lebih stabil, dan senyawa timbal(IV) mempunyai kecenderungan yang kuat untuk bereaksi dan menghasilkan senyawa timbal(II).Timbal(IV) klorida, sebagai contoh, terurai pada temperatur kamar menghasilkan timbal(II) klorida dan gas klor.

. . . dan timbal(IV) oksida terdekomposisi pada pemanasan menghasilkan timbal(II) oksida dan oksigen.

Timbal(IV) oksida juga bereaksi dengan asam klorida pekat, mengoksidasi beberapa ion klorida dari asam menjadi gas klor. Sekali lagi, timbal direduksi dari +4 menjadi +2 yang lebih stabil.

Mencoba menjelaskan kecenderungan keadaan oksidasi

Tidak ada yang mengejutkan tentang keadaan oksidasi yang normal pada golongan 4 yaitu +4.

Semua unsur pada golongan 4 memiliki struktur elektron terluar ns²np_x¹np_y¹, dimana n bervariasi dari 2 (untuk karbon) sampai 6 (untuk timbal). Pada keadaan oksidasi +4 semua elektron terluar terlibat secara langsung dalam ikatan.

Pada bagian bawah golongan, ada kecenderungan peningkatan untuk tidak menggunakan pasangan s² dalam pembentukan ikatan. Ini sering disebut dengan efek pasangan inert – dan hal ini dominan pada kimia timbal.

Tidak ada penjelasan apapun dari penamaan "efek pasangan inert" Anda perlu mengetahui dua penjelasan yang berbeda tergantung pada apa yang anda bicarakan, pembentukan ikatan ionik atau ikatan kovalen.

Efek pasangan inert pada pembentukan ikatan ionik

Jika unsur golongan 4 membentuk ion 2+, maka unsur tersebut akan kehilangan elektron pada orbital p, menyisakan pasangan s² yang tidak terpakai. Misalnya, untuk membentuk ion timbal(II), timbal akan kehilangan dua elektron 6p, elektron 6s tidak mengalami perubahan – sebagai "pasangan inert".

Secara normal anda akan mengharapkan energi ionisasi turun dari atas ke bawah dalam satu golongan karena elektron lebih jauh dari inti. Hal itu tidak terjadi pada golongan 4.

Materi ini diambil dari sumber : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_anorganik1/unsur-unsur_golongan_4/kecenderungan_keadaan_oksidasi_golongan_4/