Kompetensi
Setelah mempelajari materi ini, anda diharapkan mampu :
- Menjelaskan sifat-sifat unsur yang termasuk golongan gas mulia melalui grafik atau diagram
- Menjelaskan senyawa-senyawa yang dibentuk oleh unsur-unsur yang termasuk dalam golongan gas mulia
- Menjelaskan keberadaan gas mulia di alam
- Menjelaskan kegunaan unsur-unsur gas mulia dalam kehidupan sehari-hari
Materi
Pendahuluan

Unsur-unsur gas mulia (golongan VIIIA) terdiri atas helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn). Pada awalnya, unsur-unsur ini dikenal dengan istilah gas inert (lembam) karena tidak satu pun unsur-unsur ini dapat bereaksi dengan unsur lain membentuk senyawa. Baru sekitar tahun 1960, para ahli berhasil mensintesis senyawa Kr dan Xe. Oleh karena itu unsur-unsur ini lebih dikenal sebagai gas mulia (stabil, tidak reaktif).
Sifatnya yang tidak reaktif ini menyebabkan gas mulia ditemukan di alam sebagai atom tunggal atau monoatomik. Sumber utama gas mulia adalah udara, kecuali untuk He dan Rn. He lebih banyak ditemukan di gas alam, sementara Rn berasal dari peluruhan panjang unsur radioaktif unsur uranium dan peluruhan langsung radium. Jumlahnya yang sangat sedikit di atmosfer atau di udara membuat gas mulia disebut juga dengan gas jarang.
Dalam satu golongan, jari-jari atom unsur-unsur gas mulia dari atas ke bawah semakin besar karena bertambahnya kulit yang terisi elektron sedangkan energi ionisasinya dari atas ke bawah semakin kecil karena gaya tarik inti atom terhadap elektron terluar semakin lemah. Afinitas elektron unsur-unsur gas mulia sangat kecil sehingga hampir mendekati nol. Titik didih unsur-unsur gas mulia berbanding lurus dengan kenaikan massa atom, hal ini juga berlaku untuk titik leleh gas mulia.
Sifat Gas Mulia
Sifat Atomik
A. Jari-Jari Atom
Dalam satu golongan, jari-jari atom unsur-unsur gas mulia dari atas ke bawah semakin besar karena meskipun muatan inti bertambah positif, namun jumlah kulit semakin banyak. Keadaan ini menyebabkan gaya tarik menarik inti terhadap elektron semakin lemah, akibatnya jari-jari atom bertambah besar.
Dalam satu golongan, jari-jari atom unsur-unsur gas mulia dari atas ke bawah semakin besar karena meskipun muatan inti bertambah positif, namun jumlah kulit semakin banyak. Keadaan ini menyebabkan gaya tarik menarik inti terhadap elektron semakin lemah, akibatnya jari-jari atom bertambah besar.

B. Energi Ionisasi
Energi Ionisasi unsur-unsur golongan gas mulia dari atas ke bawah cenderung semakin kecil. Hal ini dikarenakan meski muatan inti bertambah positif, namun jari-jari atom bertambah besar. Keadaan ini menyebabkan gaya tarik menarik inti terhadap elektron terluar semakin lemah sehingga energi ionisasi semakin berkurang
Energi Ionisasi unsur-unsur golongan gas mulia dari atas ke bawah cenderung semakin kecil. Hal ini dikarenakan meski muatan inti bertambah positif, namun jari-jari atom bertambah besar. Keadaan ini menyebabkan gaya tarik menarik inti terhadap elektron terluar semakin lemah sehingga energi ionisasi semakin berkurang

C. Keelektronegatifan
Nilai keelektronegatifan He, Ne, dan Ar tidak ada, sedangkan nilai keelektronegatifan berkurang dari Kr ke Rn
Nilai keelektronegatifan He, Ne, dan Ar tidak ada, sedangkan nilai keelektronegatifan berkurang dari Kr ke Rn

D. Bilangan Oksidasi
Nilai bilangan oksidasi He, Ne dan Ar adalah nol, sedangkan Kr, Xe, dan Rn memiliki beberapa bilangan oksidasi
Nilai bilangan oksidasi He, Ne dan Ar adalah nol, sedangkan Kr, Xe, dan Rn memiliki beberapa bilangan oksidasi
Sifat Fisis
Selain memiliki karakteristik yang khas pada sifat atomik, gas mulia juga memiliki karakteristik yang khas untuk sifat fisisnya. Beberapa sifat fisis gas mulia dirangkum dalam tabel di bawah ini
Dari data di atas, kita dapat melihat adanya keteraturan berikut :
A. Kerapatan bertambah dari He ke Rn
Nilai kerapatan gas mulia dipengaruhi oleh massa atom, jari-jari atom, dan gaya London. Nilai kerapatan semakin besar dengan pertambahan masa atom dan kekuatan gaya London, dan sebaliknya semakin kecil dengan pertambahan jari-jari atom. Karena nilai kerapatan gas mulia bertambah dari He ke Rn, maka kenaikan nilai massa atom dan kekuatan gaya London dari He ke Rn lebih dominan dibandingkan kenaikan jari-jari atom.
Nilai kerapatan gas mulia dipengaruhi oleh massa atom, jari-jari atom, dan gaya London. Nilai kerapatan semakin besar dengan pertambahan masa atom dan kekuatan gaya London, dan sebaliknya semakin kecil dengan pertambahan jari-jari atom. Karena nilai kerapatan gas mulia bertambah dari He ke Rn, maka kenaikan nilai massa atom dan kekuatan gaya London dari He ke Rn lebih dominan dibandingkan kenaikan jari-jari atom.

B. Titik leleh dan titik didih bertambah dari He ke Rn
Hal ini dikarenakan kekuatan gaya London bertambah dari He ke Rn sehingga atom-atom gas mulia semakin sulit lepas. Dibutuhkan energi, dalam hal ini suhu yang semakin besar untuk mengatasi gaya London yang semakin kuat .
Hal ini dikarenakan kekuatan gaya London bertambah dari He ke Rn sehingga atom-atom gas mulia semakin sulit lepas. Dibutuhkan energi, dalam hal ini suhu yang semakin besar untuk mengatasi gaya London yang semakin kuat .

C. Daya hantar panas berkurang dari He ke Rn
Hal ini dikarenakan kekuatan gaya London bertambah dari He ke Rn. Dengan kata lain, partikel relatif semakin sulit bergerak sehingga energi, dalam hal ini panas, akan semakin sulit pula untuk ditransfer.
Hal ini dikarenakan kekuatan gaya London bertambah dari He ke Rn. Dengan kata lain, partikel relatif semakin sulit bergerak sehingga energi, dalam hal ini panas, akan semakin sulit pula untuk ditransfer.

Persenyawaan Gas Mulia
Gas mulia memiliki konfigurasi elektron yang sudah stabil. Oleh karena itu, gas mulia cenderung sulit bereaksi atau tidak reaktif. Hal ini didukung oleh kenyataan bahwa di alam, gas mulia selalu berada sebagai atom tunggal atau monoatomik. Namun demikian, para ahli telah berhasil mensintesis senyawa gas mulia pada periode ke 3 ke atas.
Hal ini didasarkan atas kemampuan beberapa unsur dari golongan VA, VIA, dan VIIA pada periode 3 ke atas untuk membentuk ikatan kovalen dengan elektron valensi lebih dari 8, yakni 10 dan 12. Seperti diketahui, pada periode 3 ke atas, disamping orbital-orbital di subkulit s dan p yang hanya dapat memuat 8 elektron, pada kulit yang sama terdapat pula subkulit d yang dapat memuat tambahan 10 elektron.
Sehingga:
Ar (Z = 18: [Ne] 3s2 3p6 3d0
Kr (Z = 36: [Ar] 3d10 4s2 4p6 3d0
Xe (Z = 54: [Kr] 4d10 5s2 5p6 5d0
Rn (Z = 86: [Xe] 4f14 5d2 6s2 6p6 6d0
Ar (Z = 18: [Ne] 3s2 3p6 3d0
Kr (Z = 36: [Ar] 3d10 4s2 4p6 3d0
Xe (Z = 54: [Kr] 4d10 5s2 5p6 5d0
Rn (Z = 86: [Xe] 4f14 5d2 6s2 6p6 6d0
Pada gas mulia, orbital-orbital di subkulit s dan p telah penuh. Namun, jika elektron-elektron ini dapat dipindahkan ke orbital-orbital di subkulit d pada kulit yang sama yang masih belum terisi, maka pembentukan senyawa dapat dimungkinkan.
Untuk memahami reaksi yang terjadi pada unsur gas mulia, ambil contoh Xe dengan konfigurasi elektron pada kulit terluar n=5 di mana baru subkulit 5s dan 5p yang penuh, sementara subkulit 5d masih kosong. Unsur ini akan bereaksi dengan gas fluorin (F2).
1. Pembentukan senyawa XeF2
Konfigurasi elektron untuk Xe:
Sedangkan konfigurasi elektron untuk F:
Terdapat 1 elektron tidak berpasangan pada orbital 2p
Elektron pada orbital 5p melakukan promosi menuju orbital 5d sehingga:
Terdapat 2 elektron tidak berpasangan Selanjutnya 2 elektron tidak berpasangan pada atom Xe itu akan berpasangan dengan 2 elektron bebas dari 2 atom F untuk membentuk orbital hibrida
2. Pembentukan senyawa XeF4 dan XeF6
Secara umum proses pembentukan senyawa XeF4 dan XeF6 berlangsung dengan proses serupa dengan pembentukan senyawa XeF2. Perbedaan yang terjadi adalah pada orbital hibrida yang terbentuk pada senyawa-senyawa tersebut yang menyebabkan perbedaan pada struktur molekul untuk masing-masing senyawa.