Definisi dan Properti dari Ikatan Logam

Ikatan logam adalah sejenis ikatan kimia terbentuk antara atom bermuatan positif di mana elektron bebas dibagi di antara kisi kation. Sebaliknya, kovalen dan ikatan ionik terbentuk antara dua atom diskrit. Ikatan logam adalah jenis utama ikatan kimia yang terbentuk antara atom-atom logam.

Ikatan logam terlihat murni logam dan paduan dan beberapa metaloid. Sebagai contoh, graphene (alotrop karbon) menunjukkan ikatan logam dua dimensi. Logam, bahkan yang murni, dapat membentuk jenis ikatan kimia lainnya di antara atom-atomnya. Sebagai contoh, ion yang mengandung merkuri (Hg₂²⁺) dapat membentuk ikatan kovalen logam-logam. Gallium murni membentuk ikatan kovalen antara pasangan atom yang dihubungkan oleh ikatan logam dengan pasangan di sekitarnya.

Tingkat energi terluar atom logam (the s dan hal orbital) tumpang tindih. Setidaknya salah satu elektron valensi yang berpartisipasi dalam ikatan logam tidak dibagi dengan atom tetangga, juga tidak hilang untuk membentuk ion. Sebaliknya, elektron membentuk apa yang disebut sebagai "laut elektron" di mana elektron valensi bebas bergerak dari satu atom ke atom lainnya.

Model laut elektron adalah penyederhanaan ikatan logam yang berlebihan. Penghitungan berdasarkan struktur pita elektronik atau fungsi kerapatan lebih akurat. Ikatan logam dapat dilihat sebagai konsekuensi dari suatu bahan yang memiliki lebih banyak energi yang terdelokalisasi daripada itu telah mendelokalisasi elektron (defisiensi elektron), sehingga elektron tidak berpasangan yang terlokalisasi dapat menjadi terdelokalisasi dan ponsel. Elektron dapat mengubah keadaan energi dan bergerak sepanjang kisi ke segala arah.

Ikatan juga dapat mengambil bentuk pembentukan klaster logam, di mana elektron terdelokalisasi mengalir di sekitar inti terlokalisasi. Pembentukan ikatan sangat tergantung pada kondisi. Sebagai contoh, hidrogen adalah logam di bawah tekanan tinggi. Saat tekanan berkurang, ikatan berubah dari kovalen logam ke nonpolar.

Karena elektron terdelokalisasi di sekitar inti bermuatan positif, ikatan logam menjelaskan banyak sifat logam.

Konduktivitas listrik: Sebagian besar logam adalah konduktor listrik yang sangat baik karena elektron di laut elektron bebas untuk bergerak dan membawa muatan. Logam bukan konduktif (seperti grafit), senyawa ionik cair, dan senyawa ionik berair menghantarkan listrik untuk alasan yang sama — elektron bebas bergerak.

Konduktivitas termal: Logam melakukan panas karena elektron bebas mampu mentransfer energi dari sumber panas dan juga karena getaran atom (fonon) bergerak melalui logam padat sebagai gelombang.

Daktilitas: Logam cenderung ulet atau dapat ditarik ke kabel tipis karena ikatan lokal antara atom dapat dengan mudah dipatahkan dan juga direformasi. Atom tunggal atau seluruh lembarannya dapat meluncur melewati satu sama lain dan mereformasi ikatan.

Sifat lunak: Logam seringkali mudah ditempa atau mampu dibentuk atau ditumbuk menjadi bentuk, sekali lagi karena ikatan antar atom siap pecah dan berubah. Gaya mengikat antara logam bersifat nondireksional, sehingga menggambar atau membentuk logam lebih kecil kemungkinannya untuk patah. Elektron dalam kristal dapat digantikan oleh yang lain. Lebih lanjut, karena elektron bebas untuk bergerak menjauh dari satu sama lain, mengerjakan logam tidak memaksa bersama-sama seperti ion yang bermuatan, yang dapat memecah kristal melalui tolakan yang kuat.

Kilau logam: Logam cenderung mengkilap atau menampilkan kilau logam. Mereka buram setelah ketebalan minimum tertentu tercapai. Lautan elektron memantulkan foton dari permukaan yang halus. Ada batas frekuensi atas untuk cahaya yang dapat dipantulkan.

Daya tarik kuat antara atom dalam ikatan logam membuat logam kuat dan memberi mereka kepadatan tinggi, titik lebur tinggi, titik didih tinggi, dan volatilitas rendah. Ada beberapa pengecualian. Misalnya, merkuri adalah cairan dalam kondisi biasa dan memiliki tekanan uap tinggi. Faktanya, semua logam dalam kelompok seng (Zn, Cd, dan Hg) relatif mudah menguap.

Karena kekuatan ikatan tergantung pada atom partisipannya, sulit untuk menentukan peringkat jenis ikatan kimia. Ikatan kovalen, ionik, dan logam semuanya mungkin merupakan ikatan kimia yang kuat. Bahkan dalam logam cair, ikatan bisa kuat. Gallium, misalnya, bersifat tidak mudah menguap dan memiliki titik didih tinggi walaupun memiliki titik leleh rendah. Jika kondisinya benar, ikatan logam bahkan tidak memerlukan kisi. Ini telah diamati dalam kacamata, yang memiliki struktur amorf.