Investigasi dilakukan pada aplikasi panel surya untuk kebutuhan penerangan pada hunian sederhana. Penelitian dilakukan dengan mengukur arus dan tegangan keluaran panel surya pada tingkat cahaya matahari 70.000 lux dan 86.000 lux untuk 1 panel surya Tipe A, 89.000 Lax untuk 2 panel surya Tipe A secara seri, dan 61.000 lux untuk 2 tipe. Panel surya. A dijumlahkan paralel. Sedangkan kuat sinar matahari pada panel surya tipe B adalah 70.000 lux, 80.500 lepas dan 83.000 lux untuk satu panel surya tipe B, 89.000 renda, 2 panel surya tipe B yang disusun seri, 61.000 kutu untuk 2 tipe B. . panel surya paralel. Dan untuk kombinasi sel surya tipe A dan B adalah 74.000 lux untuk tipe 1A dan 18 panel surya yang terhubung secara paralel dan 80.500 lux untuk tipe 24 dan 28 panel surya yang terhubung secara paralel. Hasil karakteristik menunjukkan bahwa sambungan paralel antara tipe 24 dan 28 memiliki arus hubung singkat paling tinggi. Rangkaian ini digunakan untuk mengisi baterai 12V 5Ah Pb-acid. Waktu pengisian tercepat 1,57 jam dan terlama 4,32 jam. Ini menunjukkan bahwa waktu pengisian tergantung pada sinar matahari yang kuat selama pengisian. Hasil beban kemudian di output dengan lampu TLD 10 watt 220V. Pengosongan baterai tercepat adalah 4 jam 27 menit dan terlama 7 jam 36 menit. Ini menunjukkan waktu pengosongan tergantung pada kondisi pengisian. Berdasarkan hasil tersebut, kebutuhan solar panel dan baterai diperkirakan dapat memenuhi kebutuhan penerangan sebesar 580 Wh. Berdasarkan perkiraan, jumlah panel surya yang dibutuhkan bervariasi antara 40 hingga 56 panel yang disusun secara paralel, dan jumlah baterai yang sesuai dengan kebutuhan penerangan bervariasi antara 8-13 baterai Pb Acid 121 SAH.
Kamis, 09 Februari 2023
Rabu, 16 Oktober 2019
Pemisahan Campuran Kristalisasi
Nama: Anas Malik Mochammad
NIM: I0719012
Semester: 1A
๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ข๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ค๐ ก๐ ๐ ๐ ๐ ก๐ ๐ ข๐ ฃ๐ ๐ ๐ ๐ ข๐ ๐ ข๐
NIM: I0719012
Semester: 1A
๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ข๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ค๐ ก๐ ๐ ๐ ๐ ก๐ ๐ ข๐ ฃ๐ ๐ ๐ ๐ ข๐ ๐ ข๐
Begini Pemisahan Campuran Kristalisasi
Salah satu metode pemisahan campuran yang banyak digunakan adalah kristalisasi. Pemisahan campuran kristalisasi dilakukan dengan cara mengkristalkan kembali zat yang telah dipisahkan. Umumnya metode kristalisasi menggunakan suhu yang relatif rendah.
Hal itu bertujuan agar bisa terjadi endapan dari larutan yang saling dipisahkan. Berikut selengkapnya mengenai kristalisasi.
Campuran yang dipisahkan dalam kristalisasi berada dalam bentuk larutan. Partikel campuran yang dipisahkan secara kristalisasi biasanya berukuran kecil. Jika berukuran besar, dapat dipisahkan dengan cara filtrasi.
Jenis Pemisahan Campuran Kristalisasi
Berdasarkan pengurangan pelarutnya, kristalisasi terbagi menjadi dua macam, yaitu:
Kristalisasi penguapan
Proses ini dilakukan jika zat yang akan dipisahkan memiliki titik beku yang lebih tinggi dibandingkan titik didih pelarut. Selain itu, zat tersebut juga memiliki ketahanan terhadap panas. Penerapan kristalisasi penguapan contohnya pada pembuatan garam.
Ketika pasang, air laut akan mengisi tambak garam. Sinar matahari menyebabkann air akan menguap dan garam tetap dalam wadahnya. Jika penguapan berlangsung terus-menerus, garam tersebut akan membentuk kristal bahkan sebelum airnya habis.
Kristalisasi pendinginan
Sesuai dengan namanya, proses ini dilakukan dengan mendinginkan larutan. Ketika suhu turun, zat yang titik bekunya lebih tinggi akan membeku terlebih dahulu. Zat padat lebih mudah larut pada air panas, karenanya jika didinginkan, kelarutan zat akan berkurang. Kelarutan yang berkurang mengakibatkan pembentukan kristal. Penerapan kristalisasi pendinginan ada pada industri belerang.
Berdasarkan dari asal campurannya, kristalisasi terbagi menjadi:
Kristalisasi dari larutan
Proses ini umum digunakan untuk membuat produk kristal berbagai senyawa, seperti gula, urea, MSG, asam sitrat, garam dapur, dan lainnya.
Kristalisasi dari lelehan
Proses ini dikembangkan untuk membuat kristal silicon single yang akan dibuat menjadi silicon waver. Zat tersebut menjadi bahan dasar membuat chip IC.
Kristalisasi dari uap
Proses ini dilakukan dengan menyublimasikan suatu senyawa untuk membentuk kristal. Dalam prosesnya meliputi lebih dari satu tahapan untuk diperoleh kristal yang murni.
Baca juga
- Pemisahan Campuran Sublimasi
- Belajar Pemisahan Campuran Ekstraksi
- Mengetahui Lebih Jauh tentang Pemisahan Campuran Filtrasi
Kamu juga dapat melakukan percobaan pemisahan campuran kristalisasi ini. Untuk melakukannya, kamu butuh beberapa alat dan bahan berupa:
- Gelas kimia
- Pemanas spirtus
- Kain kassa
- Kertas saring
- Kaki tiga
- Corong
- Spatula
- Garam dapur
Prosedur percobaannya adalah:
- Mengisi gelas kimia dengan air sebanyak 50 ml.
- Melarutkan sebanyak dua spatula garam ke dalam gelas.
- Memanaskan sampai seluruh air dalam gelas kimia menguap.
- Amati garam yang terbentuk kembali pada dasar gelas.
Sekarang sudah mengerti bukan mengenai pemisahan campuran kristalisasi? Semoga bermanfaat ya.
sumber:
sumber:
Kamis, 10 Oktober 2019
IKATAN LOGAM ?
ลดรฤปฤรMร ศร Mลธ Bฤปรฤ
Nama: Anas Malik Mochammad
NIM: I0719012
Semester: 1A
PENDAHULUAN
Ikatan kimiapadaprinsipnyaberasaldariinteraksiantarelektron-elektron yang adapada orbit luar, atau orbit yang terisisebagianatau orbit bebasdalam atom lainya.Dalam interaksi antar atom logam, ikatan kimia dibentuk oleh gaya tarik menarik-menarik elektron oleh inti (nucleus) yang berbeda. Asalnya elektron milik satu atom yang ditarik oleh inti atom tetangganya yang bermuatan +, dan elektron ini disharing dengan gaya tarik yang sama oleh inti lain yang mengitarinya. Akibat jumlah elektron valensi yang rendah dan terdapat jumlah ruang kososng yang besar, maka e- memiliki banyak tempat untuk berpindah. Keadaan demikian menyebabkan e- dapat berpindah secara bebas antar kation-kation tersebut. Elektron ini disebut “delocalized electron” dan ikatannya juga disebut “delocalized bonding”. Elektron bebas dalam orbit ini bertindak sebagai perekat atau lem. Kation yang tinggal berdekatan satu sama lain saling tarik menarik dengan elektron sebagai semennya.
Teori awan elektron yang dikemukakan oleh Drude dan Lorentz pada awal abadke-20
Menurut teori ini di dalam kristal logam, setiap atom melepaskan elektron valensinya sehingga membentuk awan elektron dan kation yang bermuatan positif dan tersusun rapat dalam awan elektron tersebut. Ion logam yang bermuatan positif tersebut terdapat pada jarak tertentu satu sama lain dalam kristalnya. Karena elektron valensi tidak terikat pada salah satu ion logam atau pasangan ion logam, tapi terdelokalisasi terhadap semua ion logam, maka elektron valensi tersebut bebas bergerak ke seluruh bagian dari kristal logam, sama halnya dengan molekul-molekul gas yang dapat bergerak dengan bebas dalam ruangan tertentu.
Jadi menurut teori ini, kristal logam terdiri dari kumpulan ion logam bermuatan positif di dalam larutan elektron yang mudah bergerak. Ikatan logam terdapat antara ion logam positif dan elektron yang mudah bergerak tersebut. Teori awan elektron juga disebut teori elektron bebas, teori larutan elektron atau fluida elektron secara kualitatif dapat menjelaskan berbagai sifat fisika dari logam, seperti sifat mengkilap, dapat menghantarkan listrik dan panas, dapat ditempa, dibengkokkan dan ditarik.
Ikatan Logam
Adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak.
Atom-atom logam dapat diibaratkan seperti bola pingpong yang terjejal rapat 1 sama lain.Atom logam mempunyai 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 dapat berpindah dari 1 atom ke atom lain.Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi logam mengalami delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain.
Atom-atom logam dapat diibaratkan seperti bola pingpong yang terjejal rapat 1 sama lain.Atom logam mempunyai 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 dapat berpindah dari 1 atom ke atom lain.Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi logam mengalami delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain.
Ciri Ikatan Logam
Adanya ikatan logam menyebabkan logam bersifat:
Proses Pembentukan Ikatan Logam
Perbandingan Sifat Fisis Senyawa Logam dengan Senyawa Non Logam
REAKSI SENYAWA LOGAM :
Jari-jari logam
radius logam didefinisikan sebagai satu-setengah dari jarak antara dua ion logam yang berdekatan dalam kisi logam. Jari-jari ini bergantung pada sifat atom dan juga lingkungannya—khususnya, pada bilangan koordinasi (coordination number; CN), yang pada gilirannya bergantung pada suhu dan tekanan yang diberikan.
Ketika membandingkan tren periodik dalam ukuran atom, seringkali diinginkan untuk menerapkan yang disebut koreksi Goldschmidt, yang mengubah jari-jari ke dalam nilai yang akan dimiliki atom jika berkoordinasi-12. Karena jari-jari logam selalu terbesar untuk bilanganr koordinasi tertinggi, koreksi untuk koordinasi yang kurang padat melibatkan penggandaan dengan x, di mana 0 < x < 1. Secara spesifik, untuk CN = 4, x = 0.88; untuk CN = 6, x = 0.96, dan untuk CN = 8, x = 0.97. Koreksi ini dinamai dari Victor Goldschmidt yang memperoleh nilai numerik seperti disebut di atas.[6]
Jari-jari mengikuti tren periodik yang umum: mereka menurun sepanjang periode atom karena kenaikan muatan inti efektif, yang tidak diimbangi dengan meningkatnya jumlah elektron valensi. Jari-jari juga meningkat dari atas ke bawah golongan karena kenaikan bilangan kuantum utama. Antara periode 3 dan 4, kontraksi lantanida diamati – hanya ada sedikit peningkatan jari-jari ke bawah golongan karena adalanya pelindung orbital f yang lemah. .
Sifat ikatan logam
Kombinasi dua fenomena tersebut memunculkan ikatan logam: delokalisasi elektron dan ketersediaan sejumlah besar keadaan energi terdelokalisasi dari pada elektron terdelokalisasi. Yang terakhir bisa disebut kekurangan elektron.
Dalam 2D
Grafena adalah contoh ikatan logam dua dimensi. Ikatan logamnya mirip dengan ikatan aromatik pada benzena, naftalena, antrasena, ovalena, dan seterusnya.
Dalam 3D
Aromatisitas logam dalam kluster logam adalah contoh lain dari delokalisasi, kali ini sering terjadi pada entitas tiga dimensi. Logam mengambil prinsip delokalisasi secara ekstrem dan dapat dikatakan bahwa kristal logam mewakili satu molekul tunggal dimana semua elektron konduksi terdelokalisasi di ketiga dimensi tersebut. Ini berarti bahwa di dalam logam seseorang umumnya tidak dapat membedakan molekul, sehingga ikatan logam tidak bersifat intra maupun antarmolekul. 'Nonmolekular' mungkin akan menjadi istilah yang lebih baik. Ikatan logam sebagian besar tidak polar, karena bahkan dalam paduan ada sedikit perbedaan antara elektronegativitas dari atom yang berpartisipasi dalam interaksi ikatan (dan, dalam logam unsur murni, tidak sama sekali). Dengan demikian, ikatan logam adalah bentuk ikatan kovalen komunal yang sangat terdelokalisasi. Dalam arti tertentu, ikatan logam bukanlah jenis ikatan 'baru' sama sekali, oleh karena itu, dan ini menggambarkan ikatan hanya sebagai hadir dalam potongan materi terkondensasi, baik itu kristal padat, cair, atau bahkan kaca. Uap logam sering disebut atom (Hg) atau kadang mengandung molekul seperti Na2 disatukan oleh ikatan kovalen yang lebih konvensional. Inilah sebabnya mengapa tidak benar membicarakan satu 'ikatan logam'.
Delokalisasi adalah yang paling menonjol bagi elektron s- dan p-. Untuk cesium sangat kuat bahwa elektron hampir bebas dari atom cesium untuk membentuk gas yang dibatasi hanya oleh permukaan logam. Untuk cesium, oleh karena itu, gambar ion Cs+ yang disatukan oleh sebuah model elektron bebas yang tidak bermuatan negatif tidak terlalu akurat.[5] Untuk elemen lain, elektron kurang bebas, karena masih mengalami potensi atom logam, terkadang cukup kuat. Mereka memerlukan penanganan mekanika kuantum yang lebih rumit (mis., Ikatan ketat) di mana atom dipandang netral, sama seperti atom karbon dalam benzena. Untuk elektron-d and khususnya -f delokalisasi sama sekali tidak kuat dan hal ini menjelaskan mengapa elektron ini dapat terus berperilaku sebagai elektron tidak berpasangan yang mempertahankan putarannya, menambahkan sifat magnetis yang menarik ke logam ini.
Fakta Eksperimen
Untuk menjelaskan mengenai ikatan logam, diuraikan beberapa teori yang menjelaskan ikatan yang terjadi pada atom-atom logam yaitu sebagai berikut:
a. Teori awan elektron
Teori ini dikemukakan oleh Drude dan Lorentz pada awal abad ke-20. Menurut teori ini, di dalam kristal logam terdiri dari ion-ion logam bermuatan positif (kation) yang tersusun rapat dalam awan elektron. Awan elekton ini merupakan elektron valensi yang dilepaskan oleh setiap atom. Elektron valensi ini tidak terikat salah satu ion logam atau pasangan ion logam, tetapi terdelokalisasi terhadap semua ion logam. Hal ini disebabkan oleh tumpang tindih (overlap) orbital valensi dari atom-atom logam. Akibatnya elektron-elektron yang ada pada orbitalnya dapat berpindah ke orbital valensi atom tetangganya. Karena hal inilah elektron-elektron valensi akan terdelokaslisasi pada semua atom yang terdapat pada logam membentuk awan atau lautan elektron, sehingga elektron valensi tersebut bebas bergerak keseluruh bagian dari kristal logam. Elektron-elektron bebas inilah yang menyebabkan adanya ikatan dalam kristal logam. 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, seperti pada Gambar.
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 seperti yang ditunjukan pada Gambar.
Gambar perpindahan atom pada suatu logam ketika diberi tekanan atau ditempa
Gambar di atas menjelaskan mengapa logam dapat ditempa, direntangkan ataupun dibengkokkan, karena pada logam tersebut semua atom sejenis sehingga atom-atom yang bergeser saat diberi tekanan seolah-olah tetap pada kedudukan yang sama. Dengan kata lain apabila sebuah ikatan logam putus maka akan segera terbentuk ikatan logam baru.
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.
Gambar pergerakan elektron
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.
Gambar perpindahan energi dalam kristal logam
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.
b. Ikatan logam berdasarkan teori resonansi
Pada tahun 1965 Pauling mengemukakan ikatan logam dengan menetapkan konsep resonansi. Menurut teori ini ikatan logam merupakan ikatan kovalen dan sesuai dengan struktur kristal logam yang dapat diamati pada eksperimen maka dapat diperkirakan teradi resonansi. Dalam mengembangkan teorinya Pauling meninjau kristal logam Li. Dari tafsiran analisis terhadap pola difraksi sinar-X oleh kristal logam Li dapat diketahui bahwa setiap atom Li dikelilingi oleh 8 atom Li yang lain. Karena elekton valensi Li adalah 1, maka tidak mungkin 1 atom Li nmengikat 8 atom Li lainnya.
Bila atom Li menggunakan elektron valensinya, maka resonansi pasangan ikatan Li-Li terjadi secara serempak didalam kisi kristalnya. Dinyatakan dalam 2 dimensi, resonansi yang memungkinkan adalah:
Pada struktur III, IV, V, VI terdapat sebuah atom Li yang bermuatan negatif membentuk ikatan kovalen dengan 2 atom Li yang lain. Terjadinya ikatan kovalen dapat dijelaskan sebagai berikut:
Empat atom Li yaitu Lia Lib Lic Lid masing-masing mempunyai struktur elektron 1s2 2s1 2 2 2 . Bila atom Lid memberikan elektron valensinya pada atom Libmaka Lid menjadi ion (1s2)dan atom Lib menjadi Lib– (1s2 2s1 2 2 2 ). Orbital 2s1 dan 2 pada ion Lib membentuk orbital hibrida sp yang masing-masing dapat membentuk ikatan kovalen dengan atom Lia dan Lic. Orbital 2 dan 2 pada ion Lib– yang disebut orbital logam dapat menerima aliran elektron dan memberi sumbangan pada daya hantar listrik.
c. Teori Pita
Teori ini dikembangkan pada tahun 1970 mempergunakan teori orbital molekul. Ikatan logam mudah dipahami dengan memberi teori orbital molekul ini. Misalnya pada logam Li memiliki susunan elektron 1s2 2s1. Elektron 1s2 terdapat dalam orbital yang terarah (localized) sedangkan elektron dalam 2s1 terdapat pada orbital tidak terarah (delocalized). Elektron 2s inilah yang akan membentuk ikatan.
Bila dua atom Li mendekat, orbital atom 2s akan bergabung dengan orbital atom 2s dari atom lain membentuk dua orbital molekul, yaitu orbital molekul bonding dan anti bonding. Bila atom ketiga mendekat, terbentuk tiga orbital molekul, dan seterusnya. Jadi jumlah molekul sama dengan jumlah atonya. Bila N atom litium bersatu, terbentuk N orbital molekul dengan energi berbeda-berda yang membentuk pita energi, dengan distribusi energi yang kontinyu.
Gambar Pembentukan Pita energi
Dalam Litium, Elektron-elektron yang berasal dari orbital 2s kedua atom Li, akan menempati orbital molekul bonding, sedangkan pada orbital molekul antibonding tidak terdapat elektron. Pada pembentukan molekul Li3, terdapat 1 orbital molekul bonding yang berisi 2 elektron, 1 orbital molekul nonbonding dimana terdapat sebuah elektron dan 1 orbital molekul antibonding yang masih kosong. Pada pembentukan molekul Li4, terdapat 2 orbital molekul bonding yang masing-masing berisi 2 elektron dan 2 orbital molekun antibonding yang masih kosong. Proses ini dapat diperluas ke atom yang ke N, meliputi seluruh atom dalam kristal Li. Hal ini mengakibatkan dihasilkan orbital molekul sejumlah N, yang mempunyai perbedaan energi. Sebagai akibatnya adalah bahwa N atom Li yang terdapat dalam kisi kristalnya akan memberntuk N/2 orbital molekul bonding dan N/2 orbital molekul antibonding. N/2 orbital molekul bonding yang terjadi mempunyai tingkat energi yang hampir sama dan menempati ruang yang sangat berdekatan sehingga menjadi kontinyu.
Baik kelompok orbital molekul antibonding, maupun kelompok orbital bonding yang kontinyu tersebut akan berupa pita. Pita terbentuk bila orbital-orbital 2s pada atom-atom Li membentuk orbital molekul dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini.
Gambar pita valensi dan pita konduktor logam Li
Bagian dari pita 2s di mana terdapat elektron valensi disebut pita valensi dan tingkat energi tertinggi pada pita valensi disebut energi fermi EF. Dibagian atas tingkat fermi terdapat tingkat-tingkat energi yang masih kosong yang disebut pita konduksi, karena elektron dapat mengalir melalui pita orbital molekul tersebut.
Kesenjangan antara pita valensi dan pita konduksi yang disebut kesenjangan energi merupakan ukuran kemudahan suatu logam untuk menghantarkan listrik. Bila logam dihubungkan dengan sumber arus atau medan magnit, elektron yang berada disekitar tingkat fermi memperoleh tambahan energi yang menyebabkan tingkat energinya naik, sehingga dapat pindah kedalam pita konduksi yang masih kosong dan arus elektron listrik mengalir melalui pita konduksi tersebut.
Dikenal logam-logam yang tidak begitu baik menghantarkan listrik (semikonduktor) disamping logam-logam yang menghantarkan arus listrik dengan baik (konduktor). Hal ini bergantung pada susunan atom logam dalam kristalnya dan suhu. Sifat-sifat tersebut dapat dijelaskan dengan teori pita.
Gambar kesenjangan pita valensi dengan pita konduksi pada konduktor, semikonduktor dan isolator.
Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa pada konduktor tidak terdapat kesenjangan antara pita konduksi dengan pita konduksi, sehingga karena pertambahan energi yang cukup kecil elektron-elektron valensi dapat berpindah ke pita konduksi dan arus mengalir melalui konduktor.
Pada logam semikonduktor terdapat kesenjangan antara pita valensi dan pita konduksi sedemikian rupa. Sehingga hanya elektron-elektron yang mempunyai energi memadai saja yang dapat berpindah ke pita konduksi.
Pada isolator, terdapat kesenjangan antara pita valensi dan pita konduksi yang besar, sehingga energi yang ditimbulkan medan listrik tidak dapat menghasilkan ekektron yang tidak mempunyai energi yang memadai untuk dapat berpindah ke pita konduksi, karena itu isolator tidak dapat menghantarkan arus listrik.
B. Definisi dan Contoh
Dari teori diatas maka dapat disimpulkan beberapa definisi dari ikatan logam yaitu:
1. Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak yang dihasilkan oleh elektron valensi masing-masing logam.
2. Ikatan logam adalah ikatan yang terjadi antara atom logam dengan 8 atau 12 atom logam yang lainnya. Misalnya ikatan antara logam Na dengan 8 logam Na yang lainnya.
3. Ikatan logam adalah ikatan yang disebabkan oleh adanya elektron valensi suatu logam yang tidak terarah (delocalized). Misalnya pada logam Li memiliki struktur 1s2 2s1. Elektron 1s2 terdapat dalam orbital yang terarah (localized) sedangkan elektron dalam 2s1 terdapat pada orbital tidak terarah (delocalized). Elektron 2s inilah yang akan membentuk ikatan.
4. Ikatan logam adalah ikatan yang disebabkan oleh tumpang tindih (overlap) orbital valensi dari atom-atom logam. Akibatnya elektron-elektron yang ada pada orbitalnya dapat berpindah ke orbital valensi atom tetangganya.
5. Ikatan logam adalah ikatan antara inti positif unsur logam di dalam lautan elektron yang dihasilkan oleh elektron valensi unsur logam yang bersangkutan.
Pembentukan Ikatan Logam
Logam memiliki sedikit elektron valensi dan memiliki elektronegativitas yang rendah. Semua jenis logam cenderung melepaskan elektron terluarnya sehingga membentuk ion-ion positif /kation logam. Kulit terluar unsur logam relatif longgar (terdapat banyak tempat kosong) sehingga elektron terdelokalisasi, yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tidak tetap posisinya pada suatu atom, tetapi senantiasa berpindah pindah dari satu atom ke atom lainnya.
Elektron valensi logam bergerak dengan sangat cepat mengitari intinya dan berbaur dengan elektron valensi yang lain dalam ikatan logam tersebut sehingga menyerupai “awan” atau “lautan” yang membungkus ion-ion positif di dalamnya. Elektron bebas dalam orbit ini bertindak sebagai perekat atau lem. Kation logam yang berdekatan satu sama lain saling tarik menarik dengan adanya elektron bebas sebagai ”lemnya”. Dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini.
Contoh-contoh Ikatan logam adalah:
1. Ikatan 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.
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 inti positif Na yang terikat pada elektron yang terdelokalisasi
2. Ikatan Logam Magnesium
Ikatan logam magnesium lebih kuat dan titik leleh juga lebih tinggi dibanding dengan ikatan logam pada natrium. 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 dan tentunya akan terjadi dayatarik yang lebih banyak antara “ion” dan “lautan”. Atom-atom magnesium memiliki jari-jari yang sedikit lebih kecil dibandingkan atom-atom natrium dan karena itu elektron yang terdelokalisasi lebih dekat ke inti.
Gambar inti positif Mg yang terikat pada elektron yang terdelokalisasi
C. Klasifikasi
Klasifikasi ikatan logam menurut golongannya adalah:
1. Ikatan Logam pada 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 terlibat, kecenderungan daya tarik akan semakin lebih kuat. Contoh ikatan logam pada unsur transisi transisi adalah Ag, Fe, Cu dan lain-lain.
2. Ikatan logam pada unsur 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.
Berdasarkan unsur penyusunnya dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Ikatan logam antar unsur sejenis
Misalnya Ikatan antara unsur litium dengan unsur litium yang lainnya.
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.
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.
D. Faktor yang Mempengaruhi Ikatan
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
|
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.
2. Jari-jari atom
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.
Logam
|
Jari-jari atom logam (pm)
|
Kation logam
|
Jari-jari kation logam (pm)
|
Li
|
157
|
Li+
|
106
|
Na
|
191
|
Na+
|
132
|
K
|
235
|
K+
|
165
|
Rb
|
250
|
Rb+
|
175
|
Cs
|
272
|
Cs+
|
188
|
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.
Langganan:
Postingan (Atom)