IKATAN LOGAM: SIFAT, BAGAIMANA IA TERBENTUK DAN CONTOH - KIMIA

The ikatan logam adalah salah satu yang memegang atom unsur-unsur logam ketat bersama-sama. Ia terdapat dalam logam dan mentakrifkan semua sifat fizikal mereka yang mencirikannya sebagai bahan keras, mulur, mudah dilentur dan pengalir haba dan elektrik yang baik.

Daripada semua ikatan kimia, ikatan logam adalah satu-satunya di mana elektron tidak terletak secara eksklusif di antara sepasang atom, tetapi dialokasikan antara berjuta-juta di antaranya dalam sejenis gam atau "lautan elektron" yang menahannya erat. atau padu.

Ikatan logam tembaga

Contohnya, anggap kuprum logam. Dalam tembaga, atom Cu melepaskan elektron valensinya untuk membentuk ikatan logam. Di atas ikatan ini dinyatakan sebagai kation Cu ²⁺ (bulatan biru) yang dikelilingi oleh elektron (bulatan kuning). Elektron tidak pegun: mereka bergerak ke seluruh kristal tembaga. Walau bagaimanapun, dalam logam kita tidak bercakap secara formal mengenai kation, tetapi atom logam neutral.

Ikatan logam disahkan dengan memeriksa sifat unsur logam, dan juga sifat aloi mereka. Ini menggabungkan serangkaian bahan berkilat, perak, keras dan keras, yang juga mempunyai lebur dan takat didih yang tinggi.

Bagaimanakah ikatan logam terbentuk?

Ikatan logam dalam zink

Ikatan logam terbentuk hanya antara satu set atau sekumpulan atom logam. Agar elektron berpindah ke seluruh kristal logam, mesti ada "lebuh raya" di mana mereka boleh bergerak. Ini dirancang dari pertindihan semua orbit atom atom jiran.

Sebagai contoh, pertimbangkan sebilangan atom zink, Zn ··· Zn ··· Zn ···. Atom-atom ini bertindih dengan orbital atom valensinya untuk menghasilkan orbital molekul. Sebaliknya, orbital molekul ini bertindih dengan orbit orbit orbit Zn lain.

Setiap atom zink menyumbang dua elektron untuk menyumbang kepada ikatan logam. Dengan cara ini, pertindihan atau penyatuan orbital molekul, dan atom yang disumbangkan oleh zink, berasal dari "lebuh raya" di mana elektron dialokasikan ke seluruh kristal seolah-olah mereka adalah lem atau lautan elektron, menutup atau memandikan semua atom logam.

Sifat ikatan logam

Struktur

Ikatan logam berasal struktur padat, di mana atom bersatu rapat, tanpa jarak yang memisahkannya. Bergantung pada jenis struktur tertentu, terdapat kristal yang berbeza, ada yang lebih padat daripada yang lain.

Dalam struktur logam, seseorang tidak bercakap mengenai molekul, tetapi atom neutral (atau kation, menurut perspektif lain). Kembali ke contoh tembaga, dalam kristal padatnya tidak ada molekul Cu ₂ , dengan ikatan kovalen Cu-Cu.

Penyusunan Semula

Ikatan logam mempunyai sifat menyusun semula dirinya. Ini tidak berlaku dengan ikatan kovalen dan ionik. Sekiranya ikatan kovalen terputus, ia tidak akan terbentuk semula seolah-olah tidak ada yang berlaku. Juga, cas elektrik pada ikatan ion tidak akan berubah kecuali tindak balas kimia berlaku.

Pertimbangkan sebagai contoh merkuri logam untuk menjelaskan perkara ini.

Ikatan logam antara dua atom merkuri yang bersebelahan, Hg ··· Hg, boleh pecah dan terbentuk semula dengan atom jiran yang lain jika kristal tersebut dikenakan daya luaran yang mengubahnya.

Oleh itu, ikatan disusun semula semasa kaca mengalami ubah bentuk. Ini memberi logam sifat-sifat menjadi bahan mulur dan mudah ditempa. Jika tidak, ia akan pecah seperti kepingan kaca atau seramik, walaupun panas.

Kekonduksian terma dan elektrik

Harta yang dimiliki oleh ikatan logam dengan elektronnya diletokkan juga memberi keupayaan logam untuk melakukan haba dan elektrik. Ini kerana, kerana elektron didesokalisasi dan bergerak ke mana-mana, mereka secara efektif menghantar getaran atom seolah-olah ia adalah gelombang. Getaran ini diterjemahkan menjadi panas.

Sebaliknya, ketika elektron bergerak, ruang kosong ditinggalkan yang dapat ditempati oleh orang lain, sehingga terdapat kekosongan elektronik di mana lebih banyak elektron dapat "berjalan" dan dengan itu menghasilkan arus elektrik.

Pada prinsipnya, tanpa menangani teori fizikal di sebalik fenomena tersebut, ini adalah penjelasan umum mengenai kekonduksian elektrik logam.

Kilauan logam

Elektron yang dilucutkan dan bergerak juga dapat berinteraksi dan menolak foton dalam cahaya yang dapat dilihat. Bergantung pada kepadatan dan permukaan logam, ia dapat menunjukkan warna kelabu atau perak yang berbeza, atau bahkan kilauan warna-warni. Kes yang paling luar biasa adalah tembaga, merkuri dan emas, yang menyerap foton frekuensi tertentu.

Penetapan semula elektron

Untuk memahami ikatan logam, perlu memahami apa yang dimaksudkan dengan penghapusan elektron. Mustahil untuk menentukan di mana elektron berada. Namun, dapat diperkirakan di wilayah ruang mana mereka kemungkinan dijumpai. Dalam ikatan kovalen AB, pasangan elektron diedarkan di ruang yang memisahkan atom A dan B; mereka kemudian dikatakan terletak di antara A dan B.

Dalam ikatan logam AB, bagaimanapun, tidak boleh dikatakan bahawa elektron berkelakuan sama seperti dalam ikatan kovalen AB. Mereka tidak terletak di antara dua atom spesifik A dan B, tetapi disebarkan atau diarahkan ke bahagian lain dari pepejal di mana terdapat juga atom yang dipadatkan, iaitu, terikat rapat, atom A dan B.

Apabila demikian, elektron ikatan logam dikatakan terdelokalisasi: mereka bergerak ke mana-mana arah di mana terdapat atom A dan B, seperti yang ditunjukkan pada gambar pertama dengan atom tembaga dan elektronnya.

Oleh itu, dalam ikatan logam, kita bercakap mengenai penghapusan semula elektron-elektron ini, dan ciri ini bertanggungjawab terhadap banyak sifat yang dimiliki logam. Teori lautan elektron juga berdasarkannya.

Contoh ikatan logam

Beberapa pautan logam yang biasa digunakan dalam kehidupan harian adalah seperti berikut:

- Unsur logam

Zink

Ikatan logam dalam zink

Dalam zink, logam peralihan, atomnya dihubungkan oleh ikatan logam.

Emas (Au)

Emas tulen, seperti aloi bahan ini dengan tembaga dan perak, pada masa ini sangat digunakan untuk perhiasan.

Tembaga (Cu)

Logam ini banyak digunakan dalam aplikasi elektrik, berkat sifat pengaliran elektriknya yang sangat baik.

Perak (Ag)

Memandangkan khasiatnya, logam ini digunakan secara meluas baik dalam aplikasi perhiasan halus dan juga di industri.

Nikel (Ni)

Dalam keadaan tulen biasanya digunakan untuk pembuatan syiling, bateri, pengecoran atau pelbagai bahagian logam.

Kadmium (Cd)

Ini adalah bahan yang sangat beracun dan digunakan dalam pembuatan bateri.

Platinum (Pt)

Ia digunakan dalam perhiasan halus (aloi dengan emas), dan dalam pembuatan alat ukur makmal dan implan gigi.

Titanium (Ti)

Logam ini biasanya digunakan dalam bidang kejuruteraan, serta dalam pembuatan implan osteosintetik, aplikasi industri, dan perhiasan.

Plumbum (Pb)

Bahan ini digunakan dalam pembuatan konduktor elektrik, lebih khusus, untuk pembuatan jaket luar kabel telefon dan telekomunikasi.

- Sebatian logam

Keluli biasa

Tindak balas besi dengan karbon menghasilkan keluli biasa, bahan yang lebih tahan terhadap tekanan mekanikal berbanding besi.

Keluli tahan karat

Variasi pada bahan di atas boleh didapati dengan menggabungkan keluli biasa dengan logam peralihan seperti kromium dan nikel.

Gangsa

Ia dihasilkan dengan menggabungkan tembaga dengan timah, masing-masing dalam perkadaran 88% dan 12%. Ia digunakan dalam pembuatan duit syiling, alat dan perhiasan awam.

Aloi merkuri

Pelbagai aloi merkuri dengan logam peralihan lain, seperti perak, tembaga dan zink, menghasilkan amalgam yang digunakan dalam pergigian.

Aloi Platinum Chrome

Jenis aloi ini banyak digunakan untuk membuat pisau cukur.

Pieltre

Aloi timah, antimoni, sampul surat dan bismut ini biasanya digunakan untuk membuat peralatan rumah tangga.

Tembaga

Ia dihasilkan dengan menggabungkan tembaga dengan zink, masing-masing sebanyak 67% dan 33%. Ia digunakan dalam pembuatan barang perkakasan.

Teori Laut Elektron

Perwakilan sederhana lautan elektron. Sumber: Muskid

Gambar di atas menggambarkan konsep lautan elektron. Menurut teori lautan elektron, atom logam melepaskan elektron valensinya (cas negatif) untuk menjadi ion atom (cas positif). Elektron-elektron yang dilepaskan menjadi sebahagian dari laut di mana mereka terdelokalisasi untuk setiap inci kristal logam.

Walau bagaimanapun, ini tidak bermaksud bahawa logam terdiri daripada ion; atomnya sebenarnya neutral. Kami tidak membincangkan ion Hg ⁺ dalam merkuri cair, tetapi atom Hg yang neutral.

Cara lain untuk memvisualisasikan lautan elektron adalah dengan menganggap netralitas atom. Oleh itu, walaupun mereka memberikan elektron mereka untuk menentukan ikatan logam yang menjadikannya padu erat, mereka juga dengan serta-merta menerima elektron lain dari kawasan kristal lain, sehingga mereka tidak pernah memperoleh cas positif.

Teori ini menerangkan mengapa logam tidak mulus, mudah ditempa, dan bagaimana ikatan dapat disusun semula untuk membolehkan ubah bentuk kristal tanpa pecah. Sebilangan orang menyebut lautan elektron ini sebagai "simen elektronik", kerana ia mampu bergerak, tetapi dalam keadaan normal, ia mengukuhkan dan mengekalkan atom logam tetap dan tetap.

Rujukan

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
Wikipedia. (2020). Ikatan logam. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
Pengarang Ensiklopedia Britannica. (4 April 2016). Ikatan logam. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (29 Januari 2020). Ikatan Logam: Definisi, Sifat, dan Contohnya. Dipulihkan dari: thinkco.com
Jim Clark. (29 September 2019). Ikatan Logam. LibreTexts Kimia. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
Mary Ellen Ellis. (2020). Apa itu Ikatan Logam? - Definisi, Sifat & Contoh. Kaji. Dipulihkan dari: study.com

IKATAN LOGAM: SIFAT, BAGAIMANA IA TERBENTUK DAN CONTOH - KIMIA - 2026