Logam

UNSUR LOGAM

Tugas matakuliah Kimia Anorganik

Disusun Oleh:

Dinda

Rani Nurfitriani

Oka

Owen Juanto

Akademi Kimia Analisis

Jalan Pangeran Sogiri Nomor 283 Tanah Baru – Bogor

Tahun Ajaran 2012/2013

Unsur Logam

I. Pengertian

            Istilah logam secara khas memberikan suatu unsure yang merupakan konduktor listrik yang baik dan mempunyai konduktifitas panas, rapatan, kemudahan ditempa, kekerasan keelektropositifan yang tinggi. Meskipun demikian, beberapa unsure (boron, silicon, germanium, arsen,dan tellurium), yang diacu sebagai metalloid, mempunyai satu atau lebih sifat- sifat tersebut, tetapi tidaklah cukup membedakaannya dalam kekhasannya untuk memungkinkan suatu pemisanhan yang persis logam atau nonlogam.

         Logam adalah  unsur yang  jumlah elektron dikulit terluar atomnya lebih kecil atau sama dengan nomor perioda. Gaya ikatan logam disebabkan adanya elektron-elektron yang ter”delokalisasi”. Derajat kohesi yang besar yang disebabkan oleh elektron-elektron yang  ter”delokalisasi” menyebabkan logam mempunyai titik leleh, titik didih dan kerapatan yang tinggi. Pergerakan dari electron valensi menyebabkan logam mempunyai daya hantar listrik dan panas yang besar.

         Logam dapat mengkristal dalam bentuk heksagonal dan kubus bersifat muka dan kubus berpusat badan. Unsur logam dapat membentuk io positif :

M                 Mn⁺ +  n e

Hanya emas dan logam golongan platina terdapat di alam dalam keadaan bebas, sedangkan pada umumnya logam terdapat sebagai senyawa. Senyawa-senyawa semacam itu yang terdapat di alam disebut mineral.

Struktur logam (Susunan atom)

Logam memiliki struktur raksasa dari atom yang berikatan satu sama lain melalui ikatan logam. Logam tidak memiliki jumlah atom yang sangat banyak tetapi jumlah atom yang terlibat sangat bervariasi – tergantung pada ukuran potongan logam.

Koordinasi 12 (close packed)

 Setiap struktur  memuat atom  yang disesuaikan dan di maksimalkan terhadap volume yang tersedia. Setiap atom pada struktur yang mengalami 12 sentuhan dari atom tetangganya digambarkan sebagai terkoordinasi 12.

Tiap atom memiliki 6 sentuhan dari atom yang lain pada tiap lapisan dan tiga atom yang menyentuhnya pada lapisan diatasnya dan tiga atom  lain yang menyentuhnya pada lapisan dibawahnya.

Koordinasi 8

Terdapat beberapa logam (khususnya yang terletak pada golongan 1 pada tabel periodik) terjejal kurang efektif, yang hanya memiliki 8 sentuhan dari atom tetangganya dan disebut dengan  terkoordinasi 8. Atom-atom tersebut hanya tersentuh oleh atom pada lapisan di atas dan dibawahnya (4 atom diatas dan 4 di bawah)

II. Sifat-sifat Logam

Sifat logam berhubungan dengan kemampuan suatu atom melepas elektron atau menjadibermuatan positif (membentuk kation). Sifat-sifat logam yang khas yaitu antara lain:

1. Penghantar Listrik yang Baik

Elektron valensi yang mudah bergerak memungkinkan muatan negatif yang berasal dari luar mendorong lautan electron, sehingga listrik dapat mengalir melalui logam. Itulah sebabnya, mengapa karbon sebagai intan tidak menghantarkan listrik. Pada intan elektron terikat erat dan tidak bebas bergerak.Tidak seperti intan (yang tidak menghantarkan listrik), silikon, germanium, dan timah abu-abu merupakan semikonduktor.Timah putih dan timbal merupakan logam yang dapat menghantarkan listrik. Hal itu merupakan kecenderungan sifat konduktivitas karbon sebagai intan yang berupa non-logam, dan timah putih dan timbal yang merupakan logam.Hal itu merupakan kecenderungan sifat konduktivitas karbon sebagai intan yang berupa non-logam, dan timah putih dan timbal yang merupakan logam.

2. Penghantar Panas Yang Baik

Bila bagian tertentu dari logam dipanaskan, maka elektron-elektron pada logam tersebut akan menerima sejumlah energi, sehingga energi kinetiknya bertambah dan gerakannya makin cepat. Elektron yang bergerak cepat itu akan menyerahkan sebagian energi kinetiknya kepada elektron lain sehingga seluruh bagian logam menjadi panas dan naik suhunya.

3. Dapat Ditempa dan Ditarik

Elektron valensi yang berada dalam logam mengelilingi ion logam yang bermuatan positif secara simetris karena gaya tarik antar ion logam dan elektron valensi sama ke segala arah. Sehingga bila ditempa, logam tidak akan remuk, tetapi akan menggeser.Karbon sebagai intan, tentu, sangat keras – menggambarkan kekuatan ikatan kovalen. Namun demikian, jika anda memukulnya dengan palu, intan akan pecah. Anda memerlukan energi yang cukup untuk memecah keberadaan ikatan karbon-karbon.

Silikon, germanium, dan timah abu-abu (semuanya memiliki struktur yang sama dengan intan) juga berupa padatan yang rapuh.Timah putih dan timbal mempunyai struktur logam. Atom-atom dapat diputar satu sama lain tanpa menimbulkan kerusakan permanen pada ikatan logam – disebabkan oleh sifat-sifat logam yang umum seperti dapat ditempa dan dapat diubah bentuknya. Timbal merupakan logam yang lunak.

4. Mengkilap Jika Digosok atau Terkena Cahaya

Bila cahaya tampak jatuh pada permukaan logam, sebagian elektron valensi yang mudah bergerak akan tereksitasi. Ketika elektron yang tereksitasi kembali pada keadaan dasarnya, maka energi cahaya dengan panjang gelombang tertentu akan dipancarkan kembali. 

5. Memilki Kerapatan Relatif Tinggi

Sifat kerapatan logam menunjukkan struktur logam.Kecenderungan dari non-logam ke logam jika anda turun dalam satu golongan jelas terlihat pada struktur unsur-unsur itu sendiri.

Karbon pada posisi paling atas mempunyai struktur kovalen raksasa dengan dua allotropi yang sangat dikenal – intan dan grafit.Intan memiliki struktur tiga dimensi dari atom-aton karbon yang masing-masing tergabung secara kovalen dengan 4 atom lainnya. Gambar berikut menunjukkan bagian kecil dari strukturnya.

Struktur yang sama seperti ini ditemukan pada silikon, germanium, dan pada salah satu allotropi timah – "timah abu-abu" atau "alfa-timah". Allotropi yang umum untuk timah ("timah putih" atau "beta-timah") merupakan logam dan atom-atomnya terikat oleh ikatan logam. Strukturnya berupa terjejal yang terdistorsi. Pada struktur terjejal, masing-masing atom dikelilingi oleh 12 atom tetangga terdekat. Selanjutnya yaitu timbal, atom-atomnya tersusun dalam struktur logam berkoordinasi 12. Hal itu merupakan kecenderungan yang jelas dari ikatan kovalen yang umum ditemukan pada non-logam dan ikatan logam pada logam, dengan perubahan yang jelas, terdapat dua struktur yang sangat berbeda pada timah.

6. Berwujud Padat, Keras, dan Kuat Pada Suhu Kamar, Kecuali Raksa (Hg)

Penggelimpangan lapisan atom antara yang satu dengan yang lain ini dihalangi oleh batas butiran karena baris atom tidak tersusun sebagai mana mestinya. Hal ini mengakibatkan semakin banyak batas butiran (butiran-butiran kristal lebih kecil), menyebabkan logam lebih keras.

Untuk mengimbangi hal ini, karena batas butiran merupakan suatu daerah dimana atom-atom tidak berkaitan dengan baik satu sama lain, logam cenderung retak pada batas butiran. Kenaikan jumlah batas butiran tidak hanya membuat logam menjadi semakin kuat, tetapi juga membuat logam menjadi rapuh.

a. Sifat fisik logam

Titik leleh dan titik didih

Logambiasanya memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena kekuatan ikatan logam yang tergantung pada jumlah elektron yang terdelokalisasi pada lautan elektron dan pada susunan atom-atomnya.Logam-logam golongan 1 seperti natrium dan kalium memiliki titik leleh dan titik didih yang relatif rendah. Unsur-unsur golongan 1 juga tersusun dengan tidak efektif (terkoordinasi 8), karena itu tidak terbentuk ikatan yang banyak seperti kebanyakan logam.

Berdasarkan titik leleh dan titik didih dapat disimpulkan, dalam satu periode, titik cair dan titik didih naik dari kiri ke kanan sampai golongan IVA, kemudian turun drastis. Titik cair dan titik didih terendah dimiliki oleh unsur golongan VIIIA dan dalam satu golongan, ternyata ada dua jenis kecenderungan: unsur-unsur golongan IA – IVA, titik cair dan titik didih makin rendah dari atas ke bawah; unsur-unsur golongan VA – VIIIA, titik cair dan titik didihnya makin tinggi.

Dalam sistem periodik, dari bawah ke atas dan dari kiri ke kanan, sifat logam unsur semakin berkurang dan sifat non logam semakin bertambah.

Kelompok unsur Metaloid (semi logam) :Boron (B), Silikon (Si), Germanium (Ge), Arsen (As), Antimon (Sb), Telurium (Te), Polonium(Po)

Kelompok unsur logam :

1. Logam Alkali (Alkali metals) : Lithium(Li), Natrium(Na), Potassium(K),Rubidium(Rb), Cesium(Cs), Francium(Fr).

2.  Logam Alkali Tanah (Alkaline earth metals) : Beryllium(Be), Magnesium(Mg),Calcium(Ca), Strontium(Sr), Barium(Ba), Radium(Ra).

3. Logam Transisi (Transitional metals), Lanthanide series dan Actinide series.

4. Logam Lainnya (Other metals) antara lain: Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium(In), Thallium (Tl), Ununtrium (Uut), Tin (Sn), Lead (Pb), Ununquadium (Uuq),Bismuth (Bi), Ununpentium (Uup), Ununhexium (Uuh)

b. sifat kimia logam

Sifat logam dikaitkan dengan keelektronegatifan, yaitu kecenderungan melepas elektron membentuk ion positif. Jadi, sifat logam tergantung pada energi ionisasi. Ditinjau dari konfigurasi elektron, unsur- unsur logam cenderung melepaskan elektron (memiliki energi ionisasi yang kecil)

Sesuai dengan kecenderungan energi ionisasi dan keelektronegatifan, maka sifat logam-nonlogam dalam periodik unsur adalah:

   1. Dari atas ke bawah dalam satu golongan, sifat logam bertambah, sedangkan sifat nonlogam berkurang.

   2. Dari kiri ke kanan dalam satu periode, sifat logam berkurang, sedangkan sifat nonlogam bertambah.

Jadi, sifat logam berhubungan dengan kereaktifan suatu unsur. Reaktif artinya mudah bereaksi. Unsur-unsur logam pada sistem periodik unsur makin ke bawah semakin reaktif (makin mudah bereaksi) karena semakin mudah melepaskan elektron. Sebaliknya, unsur-unsur bukan logam pada sistem periodik makin ke bawah makin kurang reaktif (makin sukar bereaksi) karena semakin sukar menangkap elektron. Jadi, unsur logam yang paling reaktif adalah golongan IA (logam alkali) dan unsur nonlogam yang paling reaktif adalah golongan VIIA (halogen) (Martin S. Silberberg, 2000).

Unsur-unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah sistem periodik unsur, sedangkan unsur-unsur nonlogam terletak pada bagian kanan-atas. Batas logam dan nonlogam pada sistem periodik sering digambarkan dengan tangga diagonal bergaris tebal, sehingga unsurunsur di sekitar daerah perbatasan antara logam dan nonlogam itu mempunyai sifat logam sekaligus sifat nonlogam. Unsur-unsur itu disebut unsur metaloid. Contohnya adalah boron dan silikon.

III. Keberadaan Unsur Logam

Logam-logam mempunyai kekerasan yang berbeda-beda mulai dari lunak sekali (natrium dan kalium) sampai keras sekali (seperti, chromdll.) sementara raksa berbentuk cair. Menurut massa jenisnya logam digolongkan atas logam berat (yang massa jenisnya diatas 5) dan logam ringan (yang massa jenisnya kurang dari 5).Ditinjau dari sifat kimianya logam-logam mempunyai oksida-oksida pembentuk basa dan berdasarkan sifat-sifat logam terhadap oksida ini logam-logam tersebut dapat digolongkan menjadi:

1.     Logam Mulia, yaitu logam yang tidak dapat mengalami oksida, misalnya; Au, Pt, Ag dan Hg.

2.     Logam setengah mulia, yaitu logam yang agak sukar teroksida, misalnya Cu.

3.     Logam tidak Mulia, yaitu logam-logam yang dalam keadaan biasa dan pada perubahan temperatur mudah teroksidasi, misalnya K, Na, Mg, Ca, Al, Zn, Fe, Sn, Pb dll.

Sumber Logam (source of metal) adalah bijih-bijih logam yang diperoleh dari penambangan biasanya masih bercampur dengan bahan-bahan ikutan lainnya. Prosentase berat dari unsur-unsur yang terkandung didalam bijih-bijih ini bergantung pada kedalaman lapisan tanah dari mana bijih tersebut diperoleh, misalnya untuk lapisan tanah dengan kedalaman 16 Km. akan diporoleh bijih-bijih dengan 46,59 % Oksigen,27,72 % Silikon dan selebihnya unsur lain termasuk logam-logam.

Logam-logam yang terdapat pada bijih-bijih ini biasanya masih dalam keadaan terikat dengan unsur-unsur lain (berupa senyawa), misalnya:

1.     Berupa oksida-oksida (untuk bijih-bijih Fe, Mn, Cr, Sn dll.)

2.     Berupa karbonat-karbonat (untuk bijih-bijih Zn, Cu, Fe dll.)

3.     Berupa sulfida (untuk bijih-bijih Pb, Zn, Cu dll.),

LogamBesi (Ferrous Metal) didapat di alam (ditambang) berbentuk:

1.     Batu, contoh batu besi merah (Fe2O3).

2.     Pasir, contoh pasir besi titan (TiO2).

3.     Halus, contoh pasir besi spat (Fe2CO3)

4.      

Bijih besi ini sebelum diolah ke dalam dapur-dapur untuk mendapatkan bentuk/struktur sesuai dengan yang diinginkan.Berikut ini kita bahas satu persatu dapur-dapur untuk mengolah bijihbijih besi menjadi besi tuang atau baja sesuai dengan yang kita inginkan.

Sebagian besar logam berasal dari mineral. Mineral adalah zat yang terbentuk secara alami yang memiliki komposisi kimia beragam. Mineral yang cukup banyak mengandung logam tertentu disebut sebagai bijih logam. Mineral dapat berbentuk senyawa oksida,halida,fosfat, silikat,karbonat, sulfat, dan sulfida.

Logam yang paling banyak berada dalam bentuk mineral pada kerak bumi adalah besi,aluminium,kalsium,magnesium,natrium,kalium,titanium,dan mangan. Logam yang ditemukan di alam dalam bentuk unsure bebas adalah emas dan platina. Logam dalam bentu ion-ion seperti Na+,Mg+, dan Ca+ ditemukan dalam air laut.

Keberadaan ion natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, sejumlah usaha untuk mengisolasi logam ini dari larutan air garamnya gagal sebab kereaktifannya yang tinggi pada air. Kalium (1807)dan tidak lama setelahnya natrium diisolasi dengan mengelektrolisis garam leleh KOH atauNaOH oleh H. Davy di abad ke-19. Litium Li ditemukan sebagai unsur baru di tahun 1817, dan Davy segera setelah itu mengisolasinya dari Li₂O dengan elektrolisis. Rubidium, Rb dan Cesium,Cs, ditemukan sebagai unsur baru dengan teknik spektroskopi tahun 1861. Fransium, Fr,ditemukan dengan menggunakan teknik radiokimia tahun 1939, kelimpahan alaminya sangatrendah.

IV. Pemisahan Logam

      Proses pemisahan logam-logam dari bijihnya (metalurgi) memiliki tahap-tahap sebagai berikut:

a) Penambangan

Bijih logam yang terdapat didalam tanah digali menggunakan alat-alat berat. Hal itu bergantung pada lokasi bijih logam.

b) Pemekatan bijih logam

Bijih logam mengandung mineral logam-logam dan batuan lain yang tidak diperlukan. Ada dua macam cara pemekatan yaitu:

·  Cara fisika

Pencucian dengan penyemprotan air dapat membersihkan mineral dari mineral yang tidak dibutuhkan. Pada flotasi, bijih logam dicampur dengan zat aktif permukaan misalnya detergen atau zat pembusa. Kedalam campuran ini dihembuskan udara. Bijih logam melekat pada gelembung busa dan mengapung sedangkan mineral yang tidak dibutuhkan turun kedasar wadah sehingga logam dapat dipisahkan.

Dengan elektromagnetik bijih besi seperti magnetit, Fe3O4 tertarik oleh magnit sehingga memisah dari karang

·       Cara kimia

Bauksit diolah dengan larutan NaOH pekat. Al₂O₃ melarut dan menghasilkan ion aluminat, AlO₂^-

Al₂O₃ + 2 OH^-à 2AlO₂^- + H₂O

Setelah dipisahkan dari batu-reja lalu diasamkan. Al(OH)₃ yang terbentuk dipijar untuk memperoleh alumina.

2Al(OH)₃à Al₂O₃ + 3H₂O

c) Ekstraksi

Proses ekstraksi logam dapat dibagi dalam 3 macam, yaitu hidrometalurgi, pirometalurgi dan elektrometalurgi.

·       Hidrometalurgi

Hidrometalurgi adalah teknik untuk mengekstrak logam dari bijihnya dengan reaksi dalam larutan air. Proses penting dalam hidrometalurgi adalah leaching. Setelah proses leaching logam atau senyawa akan terlarut dalam bentuk ion biasa atau ion kompleks.

·       Pirometalurgi

Pirometalurgi kalor untuk mengubah atau mereduksi mineral. Sebelum proses reduksi dilakukan sintering (pemanasan untuk membentuk partikel lebih besar), kalsinasi (pemanasan untuk menghilangkan gas yang mudah menguap), dan roasting (pemanggangan).

·       Elektrometalurgi

Elektrometalurgi energi listrik untuk mereduksi mineral atau memurnikan logam. Contoh elektrometalurgi adalah proses ekstraksi logam natrium.

d) Pemurnian

Logam perlu dimurnikan karena zat pengotor yang memiliki nilai ekonomis tetapi dapat menyebabkan logam tidak dapat digunakan dengan baik.

Cara memurnikan logam:

-        Elektrolisis (tembaga)

-        Oksidasi zat pengotor (besi)

-        Distilasi logam dengan titik leleh rendah (raksa dan seng)

Logam-logam alkali tanah diproduksi melalui proses elektrolisis lelehan garam halida (biasanya klorida) atau melalui reduksi halida atau oksida. Magnesium diproduksi melalui elektrolisis lelehan MgCl2. Air laut mengandung sumber ion Mg2+ yang tidak pernah habis. Rumah tiram yang banyak terdapat di laut mengandung kalsium karbonat sebagai sumber kalsium. Pembuatan logam magnesium dari air laut telah dikembangkan oleh berbagai industri kimia seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Pembuatan logam magnesium dariair laut

Jika rumah tiram dipanaskan, CaCO3 terurai membentuk oksida:

CaCO3(s)⎯Ä⎯→CaO(s) + CO2(g)

Penambahan CaO ke dalam air laut dapat mengendapkan magnesium menjadi hidroksidanya:

Mg2+(aq) + CaO(s) + H2O(􀁁)⎯⎯→ Mg(OH)2(s) + Ca2+(aq)

Selanjutnya, Mg(OH)2 disaring dan diolah dengan asam klorida menjadi magnesium klorida.

Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯→ MgCl2(aq) + 2H2O(l)

Setelah kering, garam MgCl2 dilelehkan dan dielektrolisis:

MgCl2(l) ⎯E⎯lek⎯troli⎯sis 1⎯.700⎯° → Mg(l) + Cl2(g)

Magnesium dapat juga diperoleh dari penguraian magnesit dan dolomit membentuk MgO. Kemudian, direduksi dengan ferosilikon (paduan besi dan silikon). Logam magnesium banyak digunakan sebagai paduan dengan aluminium, bertujuan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan terhadap korosi. Oleh karena massa jenis paduan Mg–Al ringan maka paduan tersebut sering digunakan untuk membuat kerangka pesawat terbang atau beberapa bagian kendaraan. Sejumlah kecil magnesium digunakan sebagai reduktor untuk membuat logam lain, seperti berilium dan uranium. Lampu blitz pada kamera analog menggunakan kawat magnesium berisi gas oksigen menghasilkan kilat cahaya putih ketika logam tersebut terbakar.

2Mg(s) + O2(g) ⎯⎯→ 2MgO(s) + Cahaya

Kalsium dibuat melalui elektrolisis lelehan CaCl2, juga dapat dibuat melalui reduksi CaO oleh aluminium dalam udara vakum. Kalsium yang dihasilkan dalam bentuk uap sehingga dapat dipisahkan.

3CaO(s) + 2Al(l) ⎯1⎯.200⎯° ⎯→3Ca(g) + Al2O3(s)

Jika logam kalsium dipadukan dengan timbel akan menghasilkan paduan yang cukup keras, digunakan sebagai elektrode pada accu. Elektrode ini tahan terhadap elektrolisis air selama proses isi-ulang, sehingga accu dapat diperbarui. Kalsium juga digunakan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan beberapa logam yang kurang umum, seperti thorium.

ThO2(s) + 2Ca(l)⎯1⎯.000⎯° ⎯→Th(s) + 2CaO(s)

Berilium diperoleh dari elektrolisis berilium klorida, BeCl2. Natrium klorida ditambahkan untuk meningkatkan daya hantar listrik lelehan BeCl2. Selain itu, berilium juga dapat dibuat melalui reduksi garam fluoridanya oleh logam magnesium.

BeF2(l) + Mg(l)⎯9⎯50°⎯C→MgF2(l) + Be(s)

Berilium merupakan logam mahal. Ini disebabkan manfaatnya tinggi. Jika sejumlah kecil tembaga ditambahkan ke dalam berilium, akan menghasilkan paduan yang kerasnya sama dengan baja. Adapun, barium dihasilkan melalui reduksi oksidanya oleh aluminium. Walaupun stronsium sangat sedikit digunakan secara komersial, stronsium dapat diproduksi melalui proses yang serupa.

V. Reaksi Logam

      Contohnya adalah :

·       Peleburan adalah proses pada suhu tinggi. Pada proses materi yang terbentuk dalam reaksi kimia memisah dalam dua lapisan atau lebiih. Dua lapisan yang penting adalah leburan logam dan terak (slag).

SiO_2(g) + CaCO_3(s) -> CaSiO_3(l) + CO_2(g)

SiO₂ Karang disebut batu reja

CaCO₃ Batu kapur disebut pluks

CaSiO₃ Kalsium silikat disebut terak

·       Kalsinasi adalah pemanasan untuk menghilangkan gas atau produk yang mudah menguap.

4FeCO_3(s) + O₂à 2  FeO_3(s) + 4CO_2(g)

PbCO_3(s)à PbO_(s) + CO_2(g)

·       Pada proses leaching logam atau senyawanya terlarut dalam bentuk ion biasa atau ion kompleks.

2CuFeS_2(s) + H₂SO₄à 2CuSO_4(aq) + Fe₂O_3(s) + 3S_(g) + H₂O_(l)

Biji                  Larutan

Tembaga         Leach 

Setelah logam dalam bijih tembaga diubah menjadi ion dalam larutan kemudian di reduksi

CuSO_4(aq) + Fe_(s)à FeSO_4(aq) + Cu_(s)  

Ikatan logam pada natrium

Logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi sehingga memberikan kesan kuatnya ikatan yang terjadi antara atom-atomnya. Secara rata-rata logam seperti natrium (titik leleh 97.8°C) meleleh pada suhu yang sangat jauh lebih tinggi dibanding unsur (neon) yang mendahuluinya pada tabel periodik.

Natrium memiliki struktur elektronik 1s22s22p63s1. Ketika atom-atom natrium datang secara bersamaan, elektron pada orbital atom 2s dari satu atom natrium membagi ruang dengan elektron yang bersesuaian pada atom tetangganya untuk membentuk sebuah orbital molekul ? kebanyakan sama atau serupa dengan cara pembentukan ikatan kovalen.

Perbedaannya, bagaimanapun, tiap atom natrium tersentuh oleh delapan atom natrium yang lainnya ? dan terjadi pembagian (sharing) antara atom tengah dan orbital 3s di semua delapan atom yang lain. Dan tiap atom yang delapan ini disentuh oleh delapan atom natrium, yang kesemuanya disentuh oleh delapan atom natrium, terus dan terus sampai kamu memperoleh seluruh atom dalam bongkahan natrium.         

Semua orbital 3s dalam semua atom saling tumpang tindih untuk memberikan orbital molekul dalam jumlah yang sangat banyak yang memeperluas keseluruhan tiap bagian logam. Terdapat jumlah orbital molekul yang sangat banyak, tentunya, karena tiap orbital hanya dapat menarik dua elektron.

Elektron dapat bergerak dengan leluasa diantara orbital-orbital molekul tersebut, dan karena itu tiap elektron manjdi terlepas dari atom induknya. Elektron tersebut disebut terdelokalisasi. Logam terikat bersamaan melalui kekuatan dayatarik yang kuat antara inti positif dengan elektron yang terdelokalisasi.

Hal ini kadang-kandang dilukisakan sebagai "susunan inti positif di lautan elektron".

Setiap pusat positif pada diagram menggambarkan sisa atom yang terlepas dari elektron terluar, tetapi elektron tersebut tidak menghilang – ini mungkin tidak termasuk tambahan pada atom yang istimewa, tetapi pusat positif tetap berada dalam struktur. Karena itu logam natrium ditulis dengan Na – bukan Na+.

Ikatan logam pada magnesium

Jika kamu menyusun argumentasi yang sama dengan magnesium, kamu akhirnya akan memperoleh ikatan yang lebih kuat dan tentunya titik leleh yang lebih tinggi.

Magnesium memiliki struktur elektronik terluar 3s2. Diantara elektro-elektronnya terjadi delokalisasi, karena itu "lautan" yang ada memiliki kerapatan dua kali lipat daripada yang terdapat pada natrium. Sisa "ion" juga memiliki muatan dua kali lipat (jika kamu menggunakan tinjauan ikatan logam) dan tentunya akan terjadi dayatarik yang lebih banyak antara "ion" dan "lautan".

Lebih realistis, tiap atom magnesium memiliki satu proton lebih banyak pada intinya dibandingkan yang dimiliki oleh natrium, dan karena itu tidak hanya akan terdapat jumlah elektron yang terdelokalisasi tetapi juga akan terjadi lebih banyak dayatarik yang terjadi diantara mereka.

Atom-atom magnesium memiliki jari-jari yang sedikit lebih kecil dibandingkan atom-atom natrium dan karena itu elektron yang terdelokalisasi lebih dekat ke inti. Tiap atom magnesium juga memiliki 12 atom terdekat dibandingkan delapan yang dimiliki natrium. Faktor-faktor inilah yang meningkatkan kekuatan ikatan secara lebih lanjut.

Ikatan logam pada leburan logam

Pada leburan logam, ikatan logam tetap ada, meskipun susunan strukturnya telah rusak. Ikatan logam tidak sepernuhnya putus sampai logam mendidih. Hal ini berarti bahwa titik didih merupakan penunjuk kekuatan ikatan logam dibandingkan dengan titik leleh. Pada saat meleleh, ikatan menjadi longgar tetapi tidak putus.

Ikatan logam pada unsur-unsur transisi

Logam transisi cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi. Alasannya adalah logam transisi dapat melibatkan elektron 3d yang ada dalam kondisi delokalisasi seperti elektron pada 4s. Lebih banyak elektron yang dapat kamu libatkan, kecenderungan dayatarik yang lebih kuat akan kamu peroleh.

VI. Cara Memanfaatkan Logam

• Karena memiliki titik leleh yang rendah, logam Na digunakan sebagai pendingin dalam reaktor nulkir, dimana Na menyerap panas dari reaktor nuklir kemudian Na panas mengalir melalui saluran menuju reservoar yang berisi air. Selanjutnya air dalam reservoar menguap dan uapnya dialirkan pada pembangkit listrik tenaga uap.
• Sebagai pengembang kue (NaHCO₃), jika dibakar mengeluarkan gas CO₂.
• KO₂ digunakan sebagai konverter CO₂ pada alat bantuan pernafasan. Gas CO₂ yang dihembuskan masuk kedalam alat dan bereaksi dengan KO₂ menghasilkan O₂.
• Na dipakai sebagai lampu penerangan dijalan-jalan raya atau pada kendaraan. sinar kuning natrium ini mempunyai kemampuan untuk menembus kabut.
• Logam Na digunakan dalam pembuatan tetra etil timbal, zat ini mengurangi ketukan pada bensin.
• NaCl (garam dapur); digunakan sebagai bahan baku pembuatan NaOH, Na₂CO₃, logam Na, dan gas klorin.

Kalsium hidroksida, Ca(OH)2 digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas, dan untuk membuat gigi buatan bersama-sama senyawa fluorin. Senyawa CaO dan Ca(OH)2 digunakan untuk melunakkan air sadah. Jika air sadah yang mengandung Ca(HCO3)2 diolah dengan Ca(OH)2, semua ion kalsium diendapkan sebagai kalsium karbonat. Ca2⁺(aq) + 2HCO3(aq) + Ca(OH)2(aq) ⎯⎯→2CaCO3(s)+ 2H2O(l) Senyawa MgCO3 jika dipanaskan di atas 1.400°C, akan menjadi MgO yang bersifat agak inert. MgO digunakan untuk membuat bata tahan api (tungku pirolisis). Jika MgO dibuat pada suhu lebih sekitar 700°C, akan diperoleh serbuk oksida yang larut dalam asam dan digunakan sebagai aditif makanan hewan, merupakan sumber ion Mg2+ dalam nutrien. Senyawa penting dari barium adalah BaSO4. Senyawa ini digunakan pada penggilingan minyak dalam bentuk bubur, berfungsi sebagai perekat gurdi penggilingan. BaSO4 juga tidak dapat di tembus sinar-X sehingga senyawa ini digunakan untuk diagnosa sinar-X

Daftar Pustaka

Achmad, Hiskia dan Edi Kurniawan.2001.Kimia Unsur dan Radiokimia.PT Citra Aditya Bakti.Bandung.

Justiana, Sandri, dan Muchtaridi.2009.Kimia 3.Yudhistira.Bogor.

Petrucci, Ralph H.1985.Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat. PT Erlangga.Jakarta.

Connell, Des W dan Gregory J.1995.Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran.Universitas Indonesia.Jakarta

http://kimia.upi.edu

http://www.chem-is-try.org