BAB I

PENDAHULUAN

Atom – atom di alam cenderung bergabung dengan atom yang lain

membentuk molekul atau membentuk ion-ion kecuali golongan gas mulia. Pada

proses penggabungan atom tersebut terdapat gaya yang bekerja, sehingga antara

atom – atom atau ion – ion tersebut dapat terikat satu sama lain. Gaya yang

bekerja pada gabungan atom atau ion disebut ikatan kimia.

1.1. KESTABILAN ATOM

Atom – atom yang sukar mengalami perubahan disebut atom stabil. Oleh

karena itu untuk bergabung atom harus berubah dahulu, maka atom – atom stabil

sukar bergabung dengan atom yang lain.

Atom tersusun dari inti atom yang sangat kesil dan terletak di pusat atom

yang di kelilingi elekton – elektron. Jadi pada saat atom – atom bergabung yang

berubah hanyalah elektron – elektronnya.

Oleh karena pada dasarnya elektron mempunyai sifat yang sama, maka

dapat disimpulkan bahwa kestabilan satu atom ditentukan oleh konfigurasi

elektron atom tersebut.

Dari konfigrasi elektron Kossel dan Lewis membuat kesimpulan bahwa

konfigrasi elektron atom – atom akan stabil bila elekton terluarnya 2 ( duplet) dan

8 (oktet).

Untuk mencapai keadaaan stabil seperti gas mulia , maka atom – atom

membentuk konfigurasi elektron seperti gas mulia . untuk membentuk konfigurasi

gas mulia dapat dilakukan dengan cara membentuk ion dan menggunakan

pasangan elektron bersama.

1.2. JENIS-JENIS IKATAN KIMIA

Ikatan kimia terbagi atas 6 yaitu :

a. Ikatan ionik

1

Pada umumnya ikatan ion di definisikan sebagai ikatan yang terjadi antara

ion positif (+) dengan ion (-) melalui gaya elektrostatik.

b. Ikatan kovalen

Pada umumnya ikatan kovalen di defenisikan sebagai ikatan kimia

diantara dua atom atau lebih melalui penggunaan bersama pasanga

elektron.

c. Ikatan logam

Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik –

menarik antara muatan positif dari ion – ion logam dengan muatan negatif

dari elektron – elektron bebas bergerak dalam logam tersebut.

d. Ikatan hidrogen

Iktan Hidrogen merupakan ikatan antar molekul yang memiliki atom H

yang terikat pada atom yang memiliki elektronegatifitas tinggi.

e. Gaya van der Waals

Gaya van der Waals yaitu gaya antar molekul yang memiliki dipol – dipol,

jika polnya muncul sesaat akibat gerakan elektron (gaya London)

f. Gaya London

Disebut gaya London katena pada saat kedua molekul membentuk dipol

sesaat akibat garakan elektron yang kemudian terjadi gaya van der Waals

berupa tarik menarik antar dipol sesaat .

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. DEFINISI IKATAN LOGAM

Logam mempunyai beberapa sifat yang unik seperti mengkilat,

menghantarkan arus listrik atau panas, dapat ditempa, ditarik, dan dibengkokkan.

Sifat – sifat logam tersebut tidak dapat di jelaskan dengan menggunakan teori

ikatan ionik dan ikatan kovalen.

Logam tersusun secara teratur dalam suatu kisi kristal yang terdiri dari ion

– ion positif logam di dalam lautan elektron. Lautan elektron tersebut merupakan

elektron valensi dari masing – masing atom yamg saling tumpang tindih. Masing

– masing elektron valensi tersebut dapat bergerak bebas mengelilingi inti atom

yang ada dalam Kristal tersebut dan tidak hanya terpaku pada salah satu inti atom.

Gaya tarik inti atom – atom logam dengan lautan elektron mengakibatkan

terjadinya ikatan logam.

Pada ikatan logam terdapat elektron yang bebas mengeliling inti , inti

tersusun secara teratur dikelilingi elektron – elektron. Elektron bebas yang

mengelilingi inti itu tidak terikat pada salah satu inti, hingga mudah pindah –

pindah ke tempat – tempat yang energinya rendah. Dengan adanya elektron yang

tidak terikat secara khusus pada inti tertentu, maka ikatan logam itu kuat dan

logam tersebut mudah menghantarkan listrik.

Elektron yang paling luar pada sebagian besar logam biasanya mempunyai

hubungan yang tidak erat dengan ini karena letaknya yang jauh dari muatan

positif inti. Semua elektron valensi logam-logam bergabung membentuk lautan

elektron yang bergerak bebas di antara inti atom. Elektron yang bergerak bebas

beraksi sebagai ikatan terhadap ion bermuatan positif. Ikatan logam tidak

mempunyai arah. Akibatnya, ikatan tidak rusak ketika logam ditempa.

Skema ikatan logam dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Elektron

valensi menjadi terdisosiasi dengan inti atomnya dan membentuk lautan elektron.

3

Gambar 2.1. Skema ikatan Logam

Pada umumya Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya

gaya tarik – menarik antara muatan positif dari ion – ion logam dengan muatan

negatif dari elekton – elektron yang bebas bergerak dalam logam tersebut.

Berdasarkan pernyataan dan penjelasan diatas maka defenisi ikatan logam dapat

di kembangkan sebagai berikut :

1. Ikatan logam adalah ikatan yang disebabkan oleh adanya elektron valensi

suatu logam yang tidak terarah . Misalnya pada logam Li memiliki struktur

1s2 2s1. Elektron 1s2  terdapat dalam orbital yang terarah sedangkan

elektron dalam 2s1 terdapat pada orbital tidak terarah. Elektron 2s inilah

yang akan membentuk ikatan.

2.  Ikatan logam adalah ikatan yang disebabkan oleh tumpang tindih orbital

valensi dari atom-atom logam. Akibatnya elektron-elektron yang ada pada

orbitalnya dapat berpindah ke orbital valensi atom tetangganya.

3. Ikatan logam adalah ikatan antara inti positif unsur logam di dalam lautan

elektron yang dihasilkan oleh elektron valensi unsur logam yang

bersangkutan.

Contoh ikatan logam pada logam Natrium

Natrium memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s1. 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 lainya secara terus menerus

hingga diperoleh 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.

4

Elektron dapat bergerak dengan leluasa diantara orbital-orbital molekul

tersebut, dan karena itu tiap elektron menjadi terlepas dari atom induknya. Logam

terikat bersamaan melalui kekuatan daya tarik yang kuat antara inti positif dengan

elektron yang terdelokalisasi.

Gambar 2.2. ikatan anatar ion – ion Na+ dengan elektron terdelokalisasi

2.2. KLASIFIKASI IKATAN LOGAM

Berdasarkan golongannya ikatan logam dapat di klasifikasikan menjadi

ikatan logam pada logam golongan utama dan ikatan logam pada logam golongan

transisi .

1. Ikatan logam pada logam golongan utama

Ikatan logam pada unsur golongan utama relatif lebih lemah

dibandingkan dengan dengan unsur golongan transisi. Contohnya

kristal besi lebih kuat dibandingkan dengan kristal logam magnesium.

2. Ikatan logam pada logam golongan 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 terlibat, kecenderungan daya tarik akan

semakin lebih kuat. Contoh ikatan logam pada unsur transisi transisi

adalah Ag, Fe, Cu dan lain-lain.

Berdasarkan unsur penyusunnya ikatan logam terbagi 2 yaitu :

1. Ikatan logam antar unsur sejenis

Misalnya Ikatan antara unsur litium dengan unsur litium yang lainnya.

5

2. Ikatan logam antar unsur yang berbeda jenis (aloi).

Bahan-bahan logam yang bukan hanya dibuat dari satu jenis unsur logam

tetapi telah dicampur atau ditambah dengan unsur-unsur lain disebut aloi

atau sering disebut lakur atau paduan. Misalnya logam Baja Stainless steel

yang terdiri dari logam Besi 72%, logam Krom 18% dan logam Nikel 8% .

Aloi terbentuk apabila leburan dua atau lebih macam logam

dicampur atau leburan suatu logam dicampur dengan unsur-unsur

nonlogam yang campuran tersebut tidak saling bereaksi serta masih

menunjukan sifat sebagai logam setelah didinginkan.

Aloi dibagi menjadi dua macam yaitu aloi selitan dan aloi

substitusi. Disebut aloi selitan bila jari-jari atom unsur yang dipadukan

sama atau lebih kecil dari jari-jari atom logam. Sedangkan aloi substitusi

terbentuk apabila jari-jari unsur yang dipadukan lebih besar dari jari-jari

atom logam.

2.3. FAKTA EKSPERIMEN

Sifat fisika ikatan pada logam tidak dapat di jelaskan dengan teori ikatan

ionik dan ikatan kovalen. Untuk menjelaskan sifat fisika ikatan logam , di

kemukakan beberapa teori yang sejalan dengan perkembangan teori mengenai

struktur atom dan teori ikatan utuk senyawa kovalen.

2.3.1. Teori Awan Elektron

Teori inin dikemukakan oleh Drude dan Lorentz pada awal abad ke-20.

Menurut teori ini , didalam Kristal logam , setiap atom melepaskan elektron

valensinya sehingga terbentuk awan elektron dan ion bermuatan positif yang

tersusun rapat dalam awan elektron awan tersebut. Karena elektron valensi tidak

terikat pada salah satu ion logam, tetapi terdelokalisasi terhadap semua ion logam,

maka elektron valensi tersebut bebas bergerak keseluruh bagian dari kristal logam,

sama halnya dengan molekul gas yang dapat bergerak bebas dalam ruangan

tertentu.

6

Gambar 2.3. Ikatan logam menurut Teori Awan Elektron

Misalnya logam magnesium yang memiliki 2 elektron valensi.

Berdasarkan model awan elektron, logam magnesium dapat dianggap terdiri dari

ion positif Mg2+ yang tersusun secara teratur, berulang dan disekitarnya terdapat

awan atau lautan elektron yang dibentuk dari elektron valensi magnesium.

Gambar 2.4. ikatan logam pada Logam Magnesium

Maka, teori awan atau lautan elektron pada ikatan logam itu didefinisikan

sebagai gaya tarik antara muatan positif dari ion-ion logam (kation logam) dengan

muatan negatif yang terbentuk dari elektron-elektron valensi dari atom-atom

logam. Jadi logam yang memiliki elektron valensi lebih banyak akan

menghasilkan kation dengan muatan positif yang lebih besar dan awan elektron

dengan jumlah elektron yang lebih banyak atau lebih rapat. Hal ini menyebabkan

logam memiliki ikatan yang lebih kuat dibanding logam yang tersusun dari atom-

atom logam dengan jumlah elektron valensi lebih sedikit.

Teori lautan atau awan elektron ini dapat menjelaskan berbagai sifat fisika

dari logam.

1. Logam dapat ditempa, dapat dibengkokkan, direntangkan dan tidak

rapuh

Hal ini disebabkan atom-atom logam tersusun secara teratur dan

rapat sehingga ketika diberi tekanan atom-atom tersebut dapat

tergelincir di atas lapisan atom yang lain

.

Gambar 2.5. Sifat fisika logam dapat dibegkokkan dan ditempa

7

2. Sifat Mengkilap

Di dalam ikatan logam, terdapat elektron-elektron bebas. Sewaktu

cahaya jatuh pada permukaan logam, maka elektron-elektron bebas

akan menyerap energi cahaya tersebut. Elektron-elektron akan

melepas kembali energi tersebut dalam bentuk radiasi

elektromagnetik dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi

cahaya awal. Oleh karena frekuensinya sama, maka kita

melihatnyta sebagai pantulan cahaya yang datang. Pantulan cahaya

tersebut memberikan permukaan logam tampak mengkilap.

Bila Cahaya tampak jatuh pada permukaan logam, sebagian

elektron valensi yang mudah bergerak tersebut akan tereksitasi.

Ketika elektron yang tereksitasi tersebut kembali kepada keadaan

dasarnya, maka energi cahaya dengan panjang gelombang tertentu

akan dipancarkan kembali. Peristiwa ini dapat menimbulkan sifat

kilap yang khas pada logam.

3. Daya hantar listrik

Di dalam ikatan logam, terdapat elektron valensi yang bebas

(mudah bergerak) yang dapat membawa muatan listrik. Jika diberi

suatu beda tegangan, maka elektron-elektron ini akan bergerak dari

kutub negatif menjadi kutub positif

4. Daya hantar panas

Elektron-elektron yang bergerak bebas di dalam kristal logam

memiliki energi kinetik. Jika dipanaskan, elektron-elektron akan

memperoleh energi kinetik yang cukup untuk dapat

bergerak/bervibrasi dengan cepat. Dalam pergerakannya, elektron-

elektron tersebut akan bertumbukkan dengan elektron-elektron

lainnya. Hal ini menyebabkan terjadinya transfer energi dari bagian

bersuhu tinggi ke bagian bersuhu rendah.

8

Gambar 2.6 Sifat logam menghantarkan panas

5. Titik didih dan titik leleh tinggi

Pada logam, Ikatan logam tidak sepenuhnya putus sampai logam

mendidih ini menunjukkan bahwa ikatan logam memiliki titik

didih yang tinggi. Hal ini dikarenakan atom-atom logam terikat

oleh ikatan logam yang kuat. Untuk mengatasi ikatan tersebut,

diperlukan energi dalam jumlah yang besar.

2.3.2. Teori Pita

Dikenal logam yang tidak begitu baik menghantarkan listrik yang disebut

semikonduktor, di samping logam yang menghantarkan listrik dengan baik yaitu

konduktor. Sifat logam konduktor, semikonduktor dapat dijelaskan melalui Teori

Pita. Teori Pita yang menggunakan pendekatan Teori Orbital Molekul, mulai

dikembangkan pada tahun 1970. Melelui pendekatan tersebut dianggap orbital

atom logam dalam kisi kristalnya, membentuk orbital molekul berupa pita.

Misalnya kisi kristal Li dalam satu dimensi. Konfigurasi elektron Liadalah

1s22s1 . pada pemebentukan rantai Li – Li – Li .......Li – Li – Li, 2atom Li

membentuk Li2, 3 atom Li membentuk Li3 dan seterusnya. Pembentukan Li2 ,

orbital 2s dari masing – masing atom Li menghasilkan sebuah orbital bonding dan

sebuah orbital anti bonding. Elektron – elektron yang berasal dari orbital 2s kedua

atom Li , akan menempati orbital molekul bonding sedangkan orbital molekul anti

bonding tidak ditempati elektron. Pada pembentukan Li3 dihasilkan 1 orbital

molekul bondingyang ditempati 2 elektron , 1 orbital anti bonding dimana

terdapat sebuah elektron dan 1 orbital molekul anti bonding yang masih kosong.

Pada pembentukan Li4 dihasilkan 2 orbital molekul bonding yang masing –

9

masing ditempati 2 elektron dan 2 orbital molekul anti bonding yang masih

kosong.

Kita dapat bayangkan bahwa N atom Li yang terdapat dalam kisi Kristal

Li dapat membentuk N/2 orbital molekul bonding dan N/2 orbital molekul anti

bonding. N/2 orbital molekul bonding yang terbentuk mempunyai tingkat energy

yang sama dan menempati ruang yang sangat berdekatan sehingga menjadi

kontinu. Hal sama juga terjadi pada N/2 orbital molekul anti bonding yang

kontinu menyerupai pita.

2.4. FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI IKATAN LOGAM

1. Titik leleh dan titik didih

Logam-logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang

tinggi karena kekuatan ikatan logam. Kekuatan ikatan berbeda antara

logam yang satu dengan logam yang lain. Titik leleh dan titik didih logam

berkaitan langsung dengan kekuatan ikatan logamnya. Titik didih dan titik

leleh logam makin tinggi bila ikatan logam yang dimiliki makin kuat.

Contohnya pada logam alkali semakin kebawah titik didih semakin rendah

sehingga ikatan logamnya akan semakin lemah.

Logam Titik lebur (°C) Titik didih (°C)

Li 180 1330

Na 97,8 892

K 63,7 774

Rb 38,9 688

Cs 29,7 690

Tabel 2.1. Titik Lebur dan Titik Didih Logam Alkali

Titik didih dan titik leleh berhubungan dengan sifat periodik unsur

yaitu sifat jari-jari atomnya. Semakin besar jari-jari atomnya maka

semakin kecil titik didih dan titik lelehnya sehingga mengakibatkan ikatan

lebih lemah.

10

2. Jari-jari atom

Logam Jari-jari atom logam (pm)

Kation logam Jari-jari kation logam (pm)

Li 157 Li+ 106Na 191 Na+ 132K 235 K+ 165Rb 250 Rb+ 175Cs 272 Cs+ 188

Dalam sistem periodik unsur, pada satu golongan dari atas

kebawah, ukuran kation logam dan jari-jari atom logam makin besar.  Hal

ini menyebabkan jarak antara pusat kation-kation logam dengan awan

elektronnya semakin jauh, sehingga gaya tarik elektrostatik antara kation-

kation logam dengan awan elektronnya semakin lemah.

Tabel 2.2 Jari-Jari Atom Logam Alkali

3. Jumlah elektron valensi (elektron yang terdelokalisasi)

Logam-logam golongan 1 seperti natrium dan kalium memiliki

ikatan logam yang relatif rendah karena tiap atomnya hanya memiliki satu

elektron untuk dikontribusikan pada ikatan. Sedangkan pada logam

golongan II seperti magnesium memiliki dua elektron untuk

dikontribusikan pada ikatan sehingga logam golongan II  memiliki ikatan

yang relatif lebih kuat dibanding logam golongan 1.

4. Bilangan koordinasi

Logam natrium dikelilingi oleh delapan logam natrium yang

lainnya, sedangkan logam magnesium dikelilingi oleh dua belas logam

magnesium lainnya. Hal ini menyebabkan ikatan logam pada magnesium

lebih besar dibandingkan dengan ikatan logam pada natrium.

11

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

1. Ikatan logam merupakan salah satu jenis ikatan kimia yang tak dapat

dijelaskan secara teori ikatan ionik dan ikatan kovalen.

2. Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik –

menarik antara muatan positif dari ion – ion logam dengan muatan negatif

dari elekton – elektron yang bebas bergerak dalam logam tersebut.

3. Sifat Fisika dari logam seperti dapat ditempa, menghantarkan arus listrik,

mengkilap, dan titik didih yang tinggi dapat dijelaskan dengan teori awan

elektron, dan teori pita.

4. Ikatan logam dapat dibagi menjadi 2 bagian berdasarkan golongan yaitu

ikatan logam pada golongan utama dan ikatan logam pada golongan

transisi dan berdasarkan unsure penyusunnya ikatan logam juga dibagi 2

yaitu ikatan logam antar unsur sejenis dan ikatan logam antar unsure yang

berbeda.

5. Teori awan elektron atau teori elektron bebas, ikatan logam terdapat antara

ion logam bermuatan positif dan elektron yang mudah bergerak dalam

lautan elektron.

6. Teori pita dapat menjelaskan mengenai sifat logam sebagai konduktor,

semikonduktor dan isolator.

7.   Faktor-faktor yang mempengaruhi kuatnya ikatan logam adalah: titik

didih dan titik leleh, jari-jari atom, jumlah elektron valensi yang

terdelokalisasi, dan bilangan koordinasi.

12

DAFTAR PUSTAKA

Jahro, Iis S. 2014. Ikatan Kimia. Medan : Jurusan Kimia FMIPA UNIMED

Petrucci, Ralph H. 1987. Kimia Dasar . Jakarta: Erlangga

Sukardjo. 1990. Ikatan Kimia. Jakarta: Rineka Cipta

Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Jakarta : Rineka Cipta

Syarifuddin, Nuraini. 2002. Ikatan Kimia. Jakarta: Universitas Terbuka

http://www.ilmukimia.org/2013/01/ikatan-logam.html

http://www.chem-is-try.org/?s=ikatan+logam

http://hildajunandaharahap.wordpress.com/2012/05/31/ikatan-logam-10/

13