Teori elektron bebas (electron free theory) disebut juga model lautan elektron (electron sea model). Model lautan elektron dikemukaan oleh Drude pada tahun 1900 dan disempurnakan oleh Lorentz pada tahun 1923. Berdasarkan model laut elektron, logam dianggap terdiri dari ion-ion logam yang merupakan bola-bola keras yang tersusun secara teratur dan berulang dimana di sekitar ion-ion logam tersebut terdapat lautan elektron yang terbentuk dari elekton valensi atom-atom logam. Elektron yang terkumpul ini tidak lagi terlokalisasi pada atom tunggal, tetapi terdelokalisasi di seluruh logam. Atom-atom logam bermuatan positif kemudian tertarik ke lautan elektron, memegang logam bersama-sama (Tro et al., 2020). Lautan elektron dianggap dapat bergerak bebas apabila logam diberi beda potensial.

Berdasarkan model laut elektron (electron sea model), ikatan logam didefinisikan sebagai gaya tarik antara kation-kation logam dengan lautan elektron yang bermuatan negatif yang terbentuk dari elektron valensi dari atom-atom logam. Kekuatan ikatan logam tergantung pada jarak antara inti kation dengan lautan elektron.

SIFAT-SIFAT SENYAWA LOGAM

1.   Sifat dapat ditempa dan diregangkan

Logam merupakan material yang mudah ditempa (malleable) menjadi lembaran tipis dan diregangkan (ductile) membentuk kawat. Sifat tersebut dapat dijelaskan berdasakan model susunan (rapat) atom-atom dan model lautan elektron. Berdasarkan model susunan (rapat), ketika logam ditempa atau diregangkan, atom-atom logam yang terdapat pada lapisan tertentu menggelincir di atas permukaan lapisan yang lain seperti ditunjukkan pada Gambar 20.

2. Titik leleh dan titik didih logam

Hampir semua logam adalah padatan dengan titik leleh sedang hingga tinggi dan titik didih yang jauh lebih tinggi (Tabel 2). Sifat-sifat ini terkait dengan energi ikatan logam. Semakin kuat ikatan logam, maka semakin tinggi titik lebur logam. Titik lebur cukup tinggi karena kation dapat bergerak tanpa mengganggu daya tariknya terhadap elektron di sekitarnya. Titik didih sangat tinggi karena setiap kation dan elektron valensinya harus melepaskan diri dari yang lain untuk menguap.

3.  Konduktivitas listrik dan panas logam

Semua logam adalah konduktor listrik dan panas yang baik. Berdasarkan model lautan elektron apabila salah satu bagian dari logam dipanaskan maka lautan elektron di tempat tersebut mendapat tambahan energi termal. Karena lautan elektron mudah bergerak, maka energi termal tersebut dapat ditransmisikan ke bagian-bagian lain dari logam yang memiliki temperatur lebih rendah sehingga bagian tersebut menjadi panas.

4.  Kilau logam

Permukaan logam yang halus dan bersih akan memberikan kilau (luster) tertentu. Logam tampak berkilau apabila sinar tampak yang mengenainya dipantulkan olek elektron-elektron bebas yang ada pada logam. Elektron yang bebas bergerak pada logam dapat menyerap foto Cahaya dan sebagian elektron yang bergerak akan tereksitasi. Eksitasi adalah proses penyerapan energi radiasi oleh atom tanpa terjadi ionisasi. Ketika elektron tereksitasi maka energinya akan meningkat. Ketika elektron yang tereksitasi tersebut kembali ke keadaan semula akan memancarkan gelombang tertentu (gelombang cahaya tampak) sehingga akan tampak mengkilap. Ada tiga macam kilau logam, yaitu seperti kilau emas, perak, dan tembaga.

Perhatikan animasi berikut ini, untuk menambah wawasan seputar ikatan logam!