IKATAN LOGAM

Ikatan logam adalah suatu jenis ikatan kimia yang melibatkan gaya tarik elektrostatik di antara elektron konduksi yang dikumpulkan di dalam suatu awan elektron (disebut juga "lautan elektron") dan ion logam bermuatan positif. Dipahami sebagai kemitraan elektron "bebas" di antara satu kisi ​​ion bermuatan positif (kation), ikatan logam biasanya dibandingkan dengan ikatan di dalam garam lebur. Namun, pandangan ini hanya tepat untuk beberapa jenis logam saja. Dalam pandangan yang lebih ke arah mekanika kuantum, elektron konduksi membagi kepadatan mereka di antara semua atom yang berfungsi sebagai entitas netral (tidak bermuatan). Ikatan logam memainkan peran dalam berbagai sifat fisik yang dimiliki oleh sesuatu logam seperti kekuatan, duktilitas, konduktivitas termal dan listrik, serta kilauan

Meskipun istilah "ikatan logam" lebih sering digunakan menggantikan "ikatan kovalen", penggunaan pengikatan logam (metallic bonding) lebih dianjurkan, karena jenis ikatan ini bersifat kolektif dalam alam, dan satu "ikatan logam" tunggal tidak ada. Tidak semua logam memiliki pengikatan logam: salah satu contoh adalah ion merkuri(Hg2+2) yang membentuk ikatan kovalen logam-logam.

Proses terjadinya ikatan logam

Ikatan logam bukanlah ikatan ion atau ikatan kovalen. Salah satu teori yang dikemukakan untuk menjelaskan ikatan logam adalah teori lautan elektron. Contoh terjadinya ikatan logam. Tempat kedudukan elektron valensi dari suatu atom besi (Fe) dapat saling tumpang tindih dengan tempat kedudukan elektron valensi dari atom-atom Fe yang lain.

Tumpang tindih antarelektron valensi ini memungkinkan elektron valensi dari setiap atom Fe bergerak bebas dalam ruang di antara ion-ion Fe+ membentuk lautan elektron. Karena muatannya berlawanan (Fe2+ dan 2 e–), maka terjadi gaya tarik-menarik antara ion-ion Fe+ dan elektron-elektron bebas ini.

Pada ikatan logam terjadi proses saling meminjamkan elektron, hanya saja jumlah atom yang bersama-sama saling meminjamkan elektron valensinya (elektron yang berada pada kulit terluar) ini tidak hanya antara dua melainkan beberapa atom tetapi dalam jumlah yang tidak terbatas. Setiap atom menyerahkan elektron valensi untuk dipakai bersama, dengan demikian akan ada ikatan tarik menarik antara atom-atom yang saling berdekatan.

Jarak antar atom ini akan tetap sama, maksudnya bila ada atom yang bergerak menjauh maka gaya tarik menarik akan menariknya kembali ke posisi semula dan jika bergerak terlalu mendekat maka akan timbul gaya tolak menolak karena inti-inti atom berjarak terlalu dekat padahal muatan listriknya sama sehingga kedudukan atom relatif terhadap atom lain akan tetap.

Pada ikatan logam, inti-inti atom berjarak tertentu dan terletak beraturan sedangkan elektron yang saling dipinjamkan seolah-olah membentuk kabut elektron. Dalam logam, orbital atom terluar yang terisi elektron menyatu menjadi suatu sistem terdelokalisasi yang merupakan dasar pembentukan ikatan logam. Delokalisasi adalah suatu keadaan dimana elektron valensi tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari satu atom ke atom lain.

Atom logam bisa berikatan sambung menyambung ke segala arah sehingga menjadi molekul yang besar sekali. Satu atom akan berikatan dengan beberapa atom lain disekitarnya. Akibatnya atom tersebut terikat kuat dan menjadi logam berwujud padat (kecuali Hg) dan umumnya keras.

Ciri Ikatan Logam

• Atom-atom logam bisa diibaratkan seperti bola pingpong yang terjejal rapat satu sama lain.
• Atom logam memiliki sedikit elektron valensi, sehingga sangat mudah untuk dilepaskan dan membentuk ion positif.
• Maka dari itu kulit terluar atom logam relatif longgar (terdapat banyak tempat kosong) sehingga elektron bisa berpindah dari 1 atom ke atom lain.
• Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi logam mengalami suatu delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain.
• Elektron-elektron valensi tersebut berbaur membentuk awan elektron yang menyelimuti ion-ion positif logam.

Sifat Ikatan Logam

1. Mempunyai permukaan yang mengkilap

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 inilah yang menimbulkan sifat mengkilap pada permukaan logam.

2. Penghantar listrik yang baik (Konduktor)

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.

3. Penghantar panas yang baik

Sama halnya dengan daya hantar listrik, daya hantar panas juga disebabkan adanya elektron yang dapat bergerak dengan bebas. Jika bagian tertentu dipanaskan, maka elektron-elektron pada bagian logam tersebut akan menerima sejumlah energi sehingga energi kinetis (energi yang dimiliki suatu pertikel karena gerakannya) bertambah yang membuat gerakannya makin cepat. Elektron-elektron yang bergerak cepat tersebut menyerahkan sebagian energi kinetisnya kepada elektron lain sehingga seluruh bagian logam menjadi panas dan naik suhunya.

4. Dapat ditempa, dibengkokkan dan ditarik

Logam bersifat lentur (mudah ditempa, dibengkokkan tetapi tidak mudah patah) seperti pada contoh Paper Clip di atas. Karakteristik ini dapat terjadi karena kisi-kisi kation (ion positif) bersifat kaku (diam ditempat), sedangkan elektron valensi logam bergerak bebas. Jika logam ditempa atau dibengkokkan akan terjadi pergeseran kation-kation, tetapi pergeseran ini tidak menyebabkan patah karena selalu dikelilingi oleh lautan elektron.

5. Berupa padatan pada suhu ruang

Atom-atom logam bergabung karena adanya ikatan logam yang sangat kuat membentuk kristal yang rapat. Hal ini menyebabkan atom-atom tidak memiliki kebebasan untuk bergerak. Pada umumnya, logam pada suhu kamar berwujud padat kecuali raksa (Hg) yang berwujud cair.

6. Mempunyai titik didih dan titik leleh yang tinggi

Diperlukan energi dalam jumlah yang besar untuk bisa memutuskan ikatan logam yang sangat kuat pada atom-atom logam, sehingga dengan adanya ikatan yang sangat kuat ini menyebabkan logam memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi

7. Memberi efek fotolistrik dan efek termionik

Apabila elektron bebas pada ikatan logam memperoleh energi yang cukup dari luar, maka akan dapat menyebabkan terlepasnya elektron pada permukaan logam tersebut. Jika energi yang datang berasal dari berkas cahaya maka disebut efek foto listrik, tetapi jika dari pemanasan maka disebut efek termionik.

Contoh Ikatan Logam

1. Grafena merupakan alotrop karbon yang berbentuk lembaran datar tipis di mana setiap atomkarbon memiliki ikatan sp² dan dikemas rapat dalam bentuk kisi kristal seperti sarang lebah. Ia dapat dilihat sebagai sebuah jaring-jaring berskala atom yang terdiri dari atom karbon beserta ikatannya. Nama grafena berasal dari GRAPHITE + -ENE; grafit sendiri terdiri dari banyak lembaran grafena yang ditumpuk secara bersama. Pada tahun 2010 Andre Geim dan Konstantin Novoselov mendapat hadiah Nobel di bidang kimia karena karyanya dalam mengembangkan grafena 2 dimensi.

Ikatan karbon-karbon pada grafena adalah sekitar 0,142 nm. Grafena merupakan unsur struktur dasar dari alotrop karbon, meliputi grafit, tabung nano karbon, dan fulerena. Grafena juga dapat dianggap sebagai molekul aromatik yang sangat besar, yang merupakan kelompok senyawahidrokarbon polisiklik aromatik datar.

a) Model bola-dan-pasak dari lembaran grafena tunggal dengan sel satuan dalam-bidang yang disorot terdiri dari dua atom karbon.

b) Tampilan atas skematik pada kisi sarang lebah heksagonal dengan sorotan pada dua subkisi umum yang disebut sebagai A dan B.

3. Tembaga, logam tembaga merupakan logam yang mudah untuk dibentuk dan memiliki warna putih keperakan. Jenis logam yang paling baik digunakan untuk membuat kawat listrik adalah tembaga. Tembaga biasa digunakan sebagai bahan tangki air panas, kebel listrik, serta aloi kuningan dan juga kupronikel.

4. Perunggu, merupakan sebuah aloi (campuran) dari tembaga serta timah, yang sudah dikenal sejak jaman kuno. Aloi ini memiliki sifat tahan korosi dan juga mudah untuk dibentuk. Dari kebanyakan negara, logam biasanya digunakan sebagai mata uang berbentuk koin yang memiliki nilai tukar rendah (recehan). Tembaga, logam tembaga merupakan logam yang mudah untuk dibentuk