Sifat Umum Logam

Logam-logam mempunyai sifat fisika yang sangat karakteristik termasuk (i) reflektivitas yang tinggi (sering disebut kilau logam); (ii) konduktivitas listrik yang tinggi, yang bertambah dengan peningkatan temperatur; (iii) konduktivitas termal yang tinggi dan (iv) dapat ditempa.

Kilau Logam

Permukaan licin dari logam-logam membuatnya mempunyai tampilan kilau berkilat. Semua logam kecuali tembaga dan emas, berwarna yang berkilau. Sifat berkilat ini agak spesial dan terobservasi pada semua sudut pandang, kebalikan sifat kekilatan dari beberapa unsur-unsur non-logam seperti sulfur dan iodin yang mempunyai kekilatan ketika dipandang pada sudut yang kecil. Logam-logam digunakan sebagai cermin karena logam-logam dapat merefleksi cahaya pada semua sudut. Hal ini dikarenakan elektron-elektron ‘bebas’ dalam logam yang mengabsorpsi energi dari cahaya dan memancarkan kembali ketika elektron-elektron turun kembali dari keadaan tereksitasi ke tingkat energi awalnya. Oleh karena cahaya dari semua panjang gelombang (warna) diabsorpsi, dan dengan segera dipancarkan kembali, dapat dikatakan semua cahaya direfleksi kembali - inilah kekilauan. Warna kemerahan dan keemasan dari tembaga dan emas disebabkan karena kedua logam ini mengabsorpsi beberapa warna lebih cepat dibanding logam-logam lainnya.

Kebanyakan logam-logam mengemisi elektron ketika terkena cahaya-efek fotolistrik. Beberapa logam mengemisi elektron ketika teradiasi dengan radiasi gelombang-pendek dan yang lainnya mengemisi elektron pada pemanasan (emisi termionik).

Tabel 1.1 Konduktivitas listrik berbagai padatan.

Senyawa

Tipe Ikatan

Konduktivitas (ohm cm–1)

Perak

Logam

6,3 x 105

Tembaga

Logam

6,0 x 105

Natrium

Logam

2,4 x 105

Zink

Logam

1,7 x 105

Natrium Klorida

Ion

10–7

Intan

Kovalen molekul raksasa

10–14

Kuarts

Kovalen molekul raksasa

10–14

Konduktivitas

Semua logam merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Konduksi listrik muncul oleh adanya pergerakan elektron. Hal ini kebalikan dengan pergerakan ion-ion yang bertanggung jawab terhadap konduksi dalam larutan akua atau leburan senyawa ion seperti natrium klorida, dimana ion-ion natrium bermigrasi ke katoda dan ion-ion klorida bermigrasi ke anoda. Dalam padatan, senyawa ion dapat mengkonduksi sangat kecil (semikonduktor) jika terdapat defek dalam kristal. Terdapat perbedaan yang begitu besar atas konduktivitas antara logam-logam dan tipe padatan lainnya (Tabel 1.1).

Kebanyakan unsur-unsur sebelah kiri dari karbon dalam sistem periodik unsur merupakan logam. Suatu atom karbon mempunyai empat elektron terluar. Jika kesemua empat elektron ini digunakan untuk membentuk ikatan, kulit terluar menjadi lengkap dan tidak ada elektron bebas yang mengkonduksi listrik.

Unsur-unsur sebelah kiri dari karbon mempunyai elektron yang lebih sedikit, sehingga mempunyai orbital yang kosong. Jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar dan adanya orbital yang kosong pada kulit valensi, keduanya merupakan sifat yang penting dalam menjelaskan konduktivitas dan ikatan logam.

Kemudahan ditempa dan Gaya Kohesiv

Sifat mekanik logam adalah bahwa logam-logam pada dasarnya dapat ditempa dan dapat diulur. Hal ini menunjukan bahwa tidak ada resistan terhadap pengubahan struktur, tetapi ada suatu gaya kohesiv yang besar yang menahan struktur tetap bersama.

Kebanyakan sifat-sifat logam seperti reaktivitas kimia, kekerasan, kekuatan, titik lebur dan titik didih dapat dihubungkan dengan kekuatan yang dengannya atom-atom logam diikat bersama. Kekuatan ikatan ini paling sederhana diukur oleh energi yang dibutuhkan untuk merusak logam-logam menjadi atom-atom gas yaitu energi atomisasi (Tabel 1.2). Kemungkinan yang diharapkan logam-logam dengan energi atomisasi yang rendah umumnya adalah lunak dan mempunyai titik leleh yang rendah dan logam-logam dengan energi atomisasi yang tinggi umumnya keras dan mempunyai titik leleh yang tinggi.

Dalam hal logam-logam non-transisi (golongan 1 hingga 3) energi atomisasi meningkat dari kiri ke kanan. Dalam artian lain, energi kohesi meningkat sepanjang sistem periode dan kecenderungan ini berlanjut untuk posisi dua dan tiga dalam deret transisi, dalam periode 3, 4 dan 5. Kecenderungan ini merupakan fakta yang kuat bahwa energi ikatan logam berhubungan langsung dengan jumlah elektron valensi. Energi kohesi pertama-tama meningkat sepanjang seri transisi Sc–Ti–V ketika jumlah elektron d tak-berpasangan meningkat. Selanjutnya sepanjang seri transisi jumlah elektron per atom yang terlibat dalam ikatan logam menurun saat elektron-elektron d menjadi berpasangan, mencapai suatu maksimum pada Zn. Atom magnesium dengan konfigurasi elektron 3s2 dapat dibuat menjadi ikatan kovalen dengan mempromosikannya ke konfigurasi 3s1 3p1, dengan dua elektron tak-berpasangan.