1. IKATAN LOGAM
Logam atau metal mememiliki
beberapa karakter umum yaitu wujud padat, menunjukkan kilap, massa jenis tinggi, titik didih
dan titik lebur tinggi, konduktor panas dan listrik yang baik, kuat atau keras
namun mudah dibentuk misalnya dapat ditempa (malleable) dan
direnggangkan (ductile). Walaupun demikian terdapat beberapa sifat yang
menyimpang misalnya raksa pada suhu kamar merupakan satu-satunya logam yang
berwujud cair.
Hingga saat ini belum ada teori yang dapat menjelaskan mengapa raksa berwujud
cair pada suhu kamar. Selain itu titik leleh beberapa unsur logam sangat rendah
yaitu Hg, Cs dan Rb dengan titik didih berturut-turut adalah -38,83 °C, 29°C dan 39°C dan Li dan K memiliki massa
jenis yang rendah yaitu 0,534 dan 0,86 g/mL.
Emas, perak dan
platina disebut logam mulia
karena sukar teroksidasi dengan sejumlah besar pereaksi. Emas, perak dan tembaga disebut sebagai logam mata uang, karena
ketiga unsur ini biasanya dipadukan untuk membuat koin-koin mata uang. Selain
dikenal logam mulia dikenal pula logam berat (heavy metal) adalah
logam dengan massa jenis lima atau lebih, dengan nomor atom 22 sampai dengan
92. Raksa, kadmium, kromium dan timbal merupakan beberapa contoh logam berat.
Logam-logam berat, dalam jumlah banyak (melebihi kadar maksimum yang
ditetapkan) sangat berbahaya bagi kesehatan manusia karena dapat menyebabkan
kanker (bersifat karsinogen).
Dengan
memperhatikan sifat umum logam dapat disimpulkan bahwa ikatan yang menyatukan logam bukan merupakan ikatan ion maupun
ikatan kovalen. Ikatan yang menyatukan atom-atom logam disebut ikatan logam.
Ikatan logam dijelaskan menggunakan teori awan atau lautan elektron. Teori
awan atau lautan elektron pertama kali dikemukan oleh Drude pada tahun 1900 dan
disempunakan oleh Lorents pada tahun 1923.
Berdasarkan teori awan
atau lautan elektron ikatan logam yaitu gaya tarik antara kation logam dengan
awan elektron yang terbentuk dari elektron valensi suatu logam.
Sesuai
teori ini, logam dianggap terdiri dari ion-ion logam dan berupa bola-bola keras
yang tersusun secara teratur dan berulang. Disekitar ion-ion logam terdapat
awan atau lautan elektron yang terbentuk dari elektron valensi dari logam
terkait. Misalnya logam magnesium memiliki
elektron valensi 2. Berdasarkan teori awan atau lautan elektron, logam
magnesium dianggap terdiri dari ion-ion Mg2+ yang tersusun secara
teratur, berulang dan disekitarnya terdapat awan atau lautan elektron yang
terbentuk dari elektron valensi magnesium, seperti pada Gambar berikut ini.
 |
| Gambar Model awan elektron dari logam magnesium |
Logam
yang memiliki elektron valensi lebih banyak akan menghasilkan kation dengan
muatan positif yang lebih besar dan awan elektron lebih banyak atau lebih
rapat. Logam yang memiliki elektron valensi lebih banyak cenderung memiliki
ikatan logam lebih kuat dibanding logam yang memiliki jumlah elektron valensi
lebih sedikit.
Uji Komepetensi
1.
Sebutkan
3 unsur yang termasuk logam mulia.
2.
Sebutkan
3 tiga unsur yang termasuk logam mata uang.
3.
Jelaskan
apa yang dimaksud dengan logam berat kemudian sebutkan contohnya.
4.
Jelaskan
ikatan logam berdasarkan teori awan atau lautan elektron.
5.
Gambarkan
lautan atau awan elektron dari logam natrium dan kalsium.
2. SIFAT-SIFAT LOGAM
a. Daya Hantar Listrik
Sebelum
logam diberi beda potensial, elektron valensi yang membentuk awan elektron
bergerak ke segala arah dengan jumlah yang sama banyak. Apabila pada logam
diberi beda potensial, dengan salah satu ujung logam ditempatkan elektroda
positif (anoda) dan pada ujung yang lain ditempatkan ujung negatif (katoda),
maka jumlah elektron yang bergerak ke anoda lebih banyak dibandingkan jumlah
elektron yang bergerak ke katoda sehingga terjadi hantaran listrik.
b. Daya Hantar Panas
Berdasarkan
model awan elektron, apabila salah satu ujung dari logam dipanaskan maka awan
elektron ditempat tersebut mendapat tambahan energi termal. Karena awan
elektron bersifat mobil, maka energi termal ini dapat ditransmisikan ke
bagian-bagian lain dari logam yang memiliki temperatur lebih rendah sehingga
bagian tersebut menjadi panas.
c. Kuat dan Mudah Dibentuk
Sifat
kuat dan mudah dibentuk dari logam banyak dimanfaatkan manusia untuk berbagai
kebutuhan. Logam mudah dibentuk seperti dapat ditempa, direntangkan dan dapat
dibengkokkan disebabkan karena atom-atom logam tersusun secara teratur dan
rapat. Ketika diberi tekanan atom-atom tersebut dapat tergelincir di atas
lapisan atom yang lain seperti yang ditunjukan pada Gambar perpindahan atom
logam ketika diberi tekanan atau ditempa.
Dari
gambar menjelaskan mengapa logam dapat ditempa ataupun direntangkan. Semua atom
penyusun logam dapat dianggap sejenis sehingga atom-atom yang bergeser saat
diberi tekanan seolah-olah tetap pada kedudukan yang sama. Keadaan ini berbeda
senyawa ionik. Dalam kristal senyawa ionik, gaya pengikatnya gaya Coulomb,
yakni gaya tarik yang terjadi karena ada perbedaan muatan (gaya tarik antara
ion positif dengan ion negatif). Ketika kristal senyawa ionik diberi tekanan,
maka akan terjadi pergeseran ion positif dan ion negatif. Pergeseran ini
menyebabkan ion positif berdekatan dengan ion positif dan ion negatif
berdekatan dengan ion negatif. Keadaan ini mengakibatkan terjadi gaya tolak
antar ion-ion sejenis sehingga kristal ionik menjadi retak kemudian pecah seperti
yang disajikan pada Gambar.
Gambar
Pergeseran ion-ion dalam senyawa ionik ketika tempa atau diberi tekanan
d. Titik Didih dan Titik Lebur
Titik
didih dan titik lebur logam berkaitan dengan kekuatan ikatan logamnya. Titik
didih dan titik lebur logam makin tinggi bila ikatan logam yang dimiliki makin
kuat. Dalam tabel periodik unsur, pada satu golongan dari atas kebawah, ukuran
kation logam dan jari-jari atom logam makin besar. Hal ini menyebabkan jarak
antara pusat kation-kation logam dengan awan elektronnya semakin jauh, sehingga
gaya tarik elektrostatik antara kation-kation logam dengan awan elektronnya
semakin lemah. Akibatnya dalam satu golongan,
dari atas ke bawah, titik didih dan titik leleh logam semakin kecil.
Hal
ini dapat dilihat pada Tabel titik didih dan titik lebur logam alkali berikut.
Logam
|
Jari-jari atom logam (pm)
|
Kation logam
|
Jari-jari kation logam (pm)
|
Titik lebur (°C)
|
Titik didih (°C)
|
Li
|
157
|
Li+
|
106
|
180
|
1330
|
Na
|
191
|
Na+
|
132
|
97,8
|
892
|
K
|
235
|
K+
|
165
|
63,7
|
774
|
Rb
|
250
|
Rb+
|
175
|
38,9
|
688
|
Cs
|
272
|
Cs+
|
188
|
29,7
|
690
|
Tabel
Titik didih dan titik lebur logam alkali
e. Kilap Logam
Permukaan
logam yang bersih dan halus akan memberikan kilap atau kilau (luster) tertentu.
Kilau logam berbeda dengan kilau unsur nonlogam. Kilau logam dapat dipandang
dari segala sudut sedangkan kilau nonlogam hanya dipandang dari sudut tertentu
saja.
Logam
akan tampak berkilau atau mengkilap disebabkan karena adanya transisi elektron. Transisi elektron terjadi ketika sinar tampak mengenai
permukaan suatu logam. Ketika cahaya tampak mengenai logam, maka
elektron-elektron bebas yang berada di permukaan logam akan mengalami eksitasi.
Eksitasi elektron yaitu perpindahan elektron dari keadaan dasar (tingkat energi
terendah) menuju ke keadaan yang lebih tinggi (tingkat energi lebih tinggi).
Elektron yang tereksitasi dapat kembali ke keadaan dasar dengan memantulkan
energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Energi yang dipancarkan inilah
yang menyebabkan logam tampak berkilau atau mengkilap.
2. Paduan Logam
Dalam
kehidupan sehari-hari kita selalu menjumpai yang namanya logam. Banyak perkakas
atau peralatan yang menggunakan logam. Misalnya rangka jendela,
peralatan-peralatan rumuh tangga, rangka pesawat maupun maupun bahan lain yang
menggunakan logam. Perkakas-perkakas tersebut sebenarnya bukan hanya terbuat
dari satu jenis logam tetapi telah dipadukan atau dicampur dengan unsur lain. Logam yang telah dipadukan atau dicampur
dengan unsur lain (baik logam maupun nonlogam) disebut aloi atau lakur atau
pancalogam. Syarat terbentuknya aloi yaitu campuran logam dengan unsur lain
tersebut tidak saling bereaksi dan masih menunjukan sifat sebagai logam setelah
didinginkan.
Aloi
dibagi menjadi dua jenis yaitu aloi selitan dan aloi substitusi. Disebut aloi
selitan bila jari-jari atom unsur yang dipadukan sama atau lebih kecil dari
jari-jari atom logam. Sedangkan aloi substitusi terbentuk apabila jari-jari
unsur yang dipadukan lebih besar dari jari-jari atom logam.
Uji Kompetensi
1.
Apa
yang dimaksud dengan:
(a)
transisi
elektron
(b)
eksitasi
elektron
(c)
aloi
2.
Jelaskan
mengapa logam jika ditumbuk tidak patah melainkan menjadi pipih, sedangkan NaCl
(garam dapur) hancur menjadi bubuk.
3.
Temukan
perbedaan antara ikatan logam dan ikatan ion. Adakah kesamaannya?
4.
Bagaimanakah
teori lautan elektron menjelaskan sifat kilap dari logam? Apakah Anda memiliki
pandangan lain? Kemukakan pendapat Anda.
5.
Jelaskan
syarat terbentuknya aloi.
6.
Sebutkan
dan jelaskan dua jenis aloi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar