Logam dan bukan logam membentuk ikatan ion, bukan logam dan bukan logam membentuk ikatan kovalen. Ikatan apa yang terjadi jika atom logam dan atom logam berikatan? Atom logam dan atom logam membentuk kristal logam. Kristal logam yang Anda lihat sehari-hari, seperti logam besi, tembaga, dan aluminium memiliki ikatan logam pada atom-atomnya.
Ikatan pada logam berbeda dengan ikatan kimia lainnya sebab elektron-elektron dalam kristal logam bergerak bebas. Berikut ini dipaparkan sifat-sifat fisik logam.
1. Teori Lautan Elektron
Terdapat beberapa teori yang menerangkan ikatan pada logam, di antaranya adalahteori lautan elektron dan teori pita. Khusus untuk teori pita tidak dibahas di sini sebab memerlukan pengetahuan tentang ikatan kovalen dengan pendekatan teori Mekanika Kuantum. Teori ikatan logam kali pertama dikembangkan oleh Drude (1902), kemudian diuraikan oleh Lorentz (1916) sehingga dikenal dengan teori elektron bebasatau teori lautan elektron dari Drude-Lorentz. Menurut teori ini, kristal logam tersusun atas kation-kation logam yang terpateri di tempat (tidak bergerak) dikelilingi oleh lautan elektron valensi yang bergerak bebas dalam kisi kristal (perhatikanGambar 3.7). Ikatan logam terbentuk antara kation-kation logam dan elektron valensi.
Gambar 3.7 Kation-kation logam yang kaku dikelilingi lautan elektron valensi yang bergerak bebas.
Elektron-elektron valensi logam bergerak bebas dan mengisi ruang-ruang di antara kisi-kisi kation logam yang bermuatan positif. Oleh karena bergerak bebas, elektron-elektron valensi dapat berpindah jika dipengaruhi oleh medan listrik atau panas.
Apakah Anda percaya dan yakin bahwa teori ini dapat diterima kebenaranya? Tentu Anda tidak akan percaya begitu saja jika tidak ada bukti. Suatu teori dapat diterima jika teori itu mampu menjelaskan gejala atau fakta secara sederhana.
2. Sifat Mengkilap Logam
Fakta menunjukkan bahwa logam mengkilap. Bagaimana teori di atas menjelaskan fakta ini? Menurut teori Drude-Lorentz, jika cahaya tampak (visible) jatuh pada permukaan logam, sebagian elektron valensi logam akan tereksitasi. Ketika elektron yang tereksitasi itu kembali ke keadaan dasar akan disertai pembebasan energi dalam bentuk cahaya atau kilap. Peristiwa ini menimbulkan sifat mengkilap pada permukaan logam. Apakah penjelasan ini dapat diterima?
3. Konduktor Listrik dan Panas
Semua logam bersifat konduktor (penghantar) listrik dan panas yang baik. Bagaimana teori tersebut menjelaskan fakta ini? Daya hantar listrik pada logam disebabkan oleh adanya elektron valensi yang bergerak bebas dalam kristal logam. Jika listrik dialirkan melalui logam, elektron-elektron valensi logam akan membawa muatan listrik ke seluruh logam dan bergerak menuju potensial yang lebih rendah sehingga terjadi aliran listrik dalam logam. Jika sejumlah kalor (panas) diserap oleh logam, elektron-elektron valensi logam akan bergerak lebih cepat dan elektron-elektron tersebut membawa sejumlah kalor yang diserap. Akibatnya, kalor dapat didistribusikan oleh logam ke seluruh kristal logam sehingga logam menjadi panas.
4. Lentur (Tidak Kaku)
Logam memiliki sifat lentur (mudah ditempa, dibengkokkan, tetapi tidak mudah patah). Bagaimana fakta ini dapat dijelaskan? Kisi-kisi kation bersifat kaku (tetap di tempat), sedangkan elektron valensi logam bergerak bebas. Jika logam ditempa atau dibengkokkan terjadi pergeseran kation-kation, tetapi pergeseran ini tidak menyebabkan patah karena selalu dikelilingi oleh lautan elektron. Sebagai pembanding, tinjaulah kristal ion, misalnya NaCl. Dalam kristal NaCl, kisi kation maupun elektron valensi tidak dapat bergerak (berada pada posisinya).
Pada saat kristal NaCl ditekan, terjadi pergeseran kisi. Kisi-kisi kation akan bersinggungan dengan kisi-kisi kation lainnya sehingga terjadi tolakmenolak (perhatikan Gambar 3.12). Tolakan antarkisi ini menimbulkan perpecahan antarkisi, yang akhirnya kristal akan pecah menjadi serbuk
Gambar 3.12 Kristal ion jika ditempa akan pecah.
Posting Komentar