Ikatan logam adalah jenis ikatan kimia yang terbentuk antara atom-atom logam. Ikatan ini memiliki karakteristik unik yang membedakannya dari ikatan ionik dan kovalen, seperti elektron valensi yang terdelokalisasi dan membentuk “lautan elektron”. Konsep ini sangat penting dalam kimia karena menjelaskan banyak sifat fisik logam, seperti konduktivitas listrik, konduktivitas termal, kilap, dan kemampuan untuk ditempa serta ditarik. Untuk membantu Anda menguasai materi ini, kami telah menyiapkan serangkaian soal latihan yang bervariasi, mencakup pilihan ganda, isian singkat, esai, dan mencocokkan, lengkap dengan kunci jawaban dan pembahasan.
A. Soal Pilihan Ganda
- Ikatan logam terbentuk karena adanya interaksi antara ion logam positif dengan ….
a. Elektron valensi yang terdelokalisasi
b. Atom nonlogam
c. Ion nonlogam negatif
d. Elektron valensi yang terlokalisasi
e. Molekul air - Teori yang menjelaskan sifat-sifat ikatan logam seperti konduktivitas listrik dan panas adalah teori ….
a. Ikatan kovalen
b. Ikatan ionik
c. Lautan elektron
d. Lewis
e. VSEPR - Manakah sifat berikut yang bukan merupakan ciri khas logam?
a. Konduktor listrik yang baik
b. Konduktor panas yang baik
c. Rapuh
d. Dapat ditempa dan ditarik (ulet)
e. Memiliki titik leleh tinggi - Elektron valensi pada ikatan logam bersifat terdelokalisasi, artinya ….
a. Hanya bergerak di sekitar inti atomnya sendiri
b. Bergerak bebas di antara semua inti atom logam
c. Terikat kuat pada satu inti atom tertentu
d. Membentuk pasangan elektron bersama
e. Berpindah ke atom lain secara permanen - Mengapa logam memiliki kilap?
a. Karena permukaannya sangat halus
b. Karena elektron bebas menyerap dan memancarkan kembali cahaya
c. Karena susunan atomnya yang rapat
d. Karena adanya ikatan ionik
e. Karena memiliki kerapatan tinggi - Logam dapat ditempa dan ditarik menjadi kawat karena ….
a. Ikatan antar atomnya sangat kuat
b. Elektron bebas dapat bergerak menyesuaikan bentuk
c. Ion-ion positif dapat bergeser tanpa memutuskan ikatan
d. Memiliki titik leleh yang rendah
e. Kepadatan atomnya rendah - Manakah dari unsur berikut yang paling mungkin membentuk ikatan logam?
a. Oksigen (O)
b. Klorin (Cl)
c. Natrium (Na)
d. Karbon (C)
e. Belerang (S) - Struktur kristal logam umumnya memiliki susunan atom yang ….
a. Acak dan tidak beraturan
b. Teratur dan rapat
c. Longgar dan berjauhan
d. Berbentuk molekul diskrit
e. Berbentuk rantai panjang - Pernyataan yang benar mengenai titik leleh logam adalah ….
a. Umumnya rendah karena ikatan logam lemah
b. Umumnya tinggi karena ikatan logam kuat
c. Tidak ada hubungannya dengan kekuatan ikatan logam
d. Bervariasi secara acak
e. Selalu di bawah 0 °C - Apa yang terjadi pada elektron valensi logam saat listrik dialirkan?
a. Elektron valensi tetap diam
b. Elektron valensi bergerak terarah membentuk arus listrik
c. Elektron valensi berpindah ke atom nonlogam
d. Elektron valensi membentuk ikatan kovalen
e. Elektron valensi terlokalisasi pada inti atom - Logam aluminium (Al) memiliki tiga elektron valensi per atom. Bagaimana ini memengaruhi kekuatan ikatan logamnya dibandingkan dengan logam Natrium (Na) yang memiliki satu elektron valensi?
a. Ikatan Al lebih lemah karena jumlah elektron valensi lebih banyak.
b. Ikatan Al lebih kuat karena jumlah elektron valensi lebih banyak.
c. Kekuatan ikatan tidak bergantung pada jumlah elektron valensi.
d. Ikatan Al sama kuatnya dengan ikatan Na.
e. Ikatan Al lebih lemah karena ukuran atom Al lebih kecil. - Senyawa yang terbentuk dari ikatan logam disebut ….
a. Senyawa ionik
b. Senyawa kovalen
c. Paduan logam (alloy)
d. Senyawa organik
e. Senyawa kompleks - Mengapa logam umumnya memiliki konduktivitas termal yang baik?
a. Karena atom-atomnya sangat rapat.
b. Karena elektron bebas dapat mentransfer energi kinetik dengan cepat.
c. Karena memiliki titik leleh tinggi.
d. Karena mudah ditempa.
e. Karena warnanya mengkilap. - Susunan partikel dalam logam dapat digambarkan sebagai ….
a. Molekul-molekul yang terpisah
b. Atom-atom yang terikat kuat pada posisi tetap
c. Kation-kation dalam lautan elektron
d. Anion-anion dalam kisi kristal
e. Pasangan ion positif dan negatif - Faktor utama yang menyebabkan logam bersifat ulet adalah ….
a. Adanya ikatan kovalen antar atom
b. Kemampuan ion-ion logam untuk bergeser tanpa memutuskan ikatan secara permanen
c. Kerapatan atom yang rendah
d. Energi ionisasi yang tinggi
e. Adanya gaya van der Waals - Manakah pernyataan yang paling tepat menggambarkan ikatan logam?
a. Ikatan antara atom logam dan nonlogam.
b. Ikatan antara dua atom nonlogam dengan berbagi elektron.
c. Ikatan antara atom logam dengan elektron valensi yang terdelokalisasi.
d. Ikatan yang melibatkan transfer elektron sepenuhnya.
e. Ikatan yang lemah dan mudah putus. - Ketika logam dipanaskan, elektron-elektron bebasnya ….
a. Tetap diam
b. Bergerak lebih lambat
c. Bergerak lebih cepat dan mentransfer energi
d. Terlokalisasi pada inti atom
e. Membentuk ikatan ionik - Logam alkali, seperti Natrium (Na) dan Kalium (K), memiliki titik leleh yang relatif lebih rendah dibandingkan logam transisi seperti Besi (Fe) atau Tembaga (Cu). Hal ini disebabkan oleh ….
a. Ukuran atom logam alkali yang lebih kecil
b. Jumlah elektron valensi yang lebih sedikit pada logam alkali
c. Kerapatan atom logam alkali yang lebih tinggi
d. Elektron valensi logam alkali yang lebih terlokalisasi
e. Ikatan hidrogen pada logam alkali - Apa yang dimaksud dengan ‘lautan elektron’ dalam konteks ikatan logam?
a. Kumpulan elektron yang terikat pada inti atom tertentu.
b. Elektron valensi yang bergerak bebas di antara ion-ion positif logam.
c. Elektron yang membentuk ikatan kovalen antar atom logam.
d. Elektron yang hanya bergerak di permukaan logam.
e. Elektron yang telah berpindah ke atom nonlogam. - Paduan logam (alloy) adalah campuran yang memiliki sifat-sifat logam. Pembentukan paduan logam menunjukkan bahwa ikatan logam ….
a. Hanya terjadi pada satu jenis atom logam
b. Dapat terbentuk antara atom-atom logam yang berbeda
c. Lebih lemah dalam campuran
d. Berubah menjadi ikatan ionik dalam campuran
e. Membutuhkan transfer elektron lengkap
B. Soal Isian Singkat
- Ikatan yang terbentuk antara atom-atom logam disebut ikatan ………………………
- Sifat logam yang dapat ditempa dan ditarik menjadi kawat disebut ……………………… dan ………………………
- Teori yang menjelaskan ikatan logam dengan adanya elektron-elektron yang bergerak bebas di antara ion-ion positif logam adalah teori ………………………
- Logam memiliki konduktivitas listrik yang baik karena adanya ……………………… yang terdelokalisasi.
- Salah satu sifat fisik logam yang menonjol adalah memiliki permukaan yang ………………………
C. Soal Esai (Uraian)
- Jelaskan apa yang dimaksud dengan ikatan logam dan bagaimana ikatan ini terbentuk berdasarkan teori lautan elektron!
- Sebutkan dan jelaskan tiga sifat fisik utama logam yang diakibatkan oleh ikatan logam!
- Bagaimana ikatan logam menjelaskan mengapa logam memiliki konduktivitas listrik dan termal yang baik?
- Bandingkan kekuatan ikatan logam antara unsur golongan IA (misalnya Na) dengan golongan IIA (misalnya Mg)! Jelaskan alasannya!
- Apa perbedaan mendasar antara ikatan logam dengan ikatan kovalen dan ikatan ionik dalam hal pergerakan elektron?
D. Soal Mencocokkan
Cocokkan pernyataan di kolom kiri dengan istilah yang tepat di kolom kanan.
-
Pernyataan Istilah 1. Elektron valensi yang bergerak bebas A. Kation logam 2. Atom logam yang kehilangan elektron B. Lautan elektron -
Pernyataan Istilah 1. Kemampuan logam ditempa A. Konduktivitas termal 2. Kemampuan logam menghantarkan panas B. Malleabilitas
Kunci Jawaban
A. Kunci Jawaban Soal Pilihan Ganda
- Jawaban: a. Pembahasan: Ikatan logam terbentuk dari interaksi antara ion-ion logam positif dengan elektron valensi yang bergerak bebas (terdelokalisasi) di antara mereka.
- Jawaban: c. Pembahasan: Teori lautan elektron adalah model yang paling umum digunakan untuk menjelaskan ikatan logam dan sifat-sifatnya.
- Jawaban: c. Pembahasan: Logam umumnya tidak rapuh; mereka bersifat ulet (dapat ditarik) dan dapat ditempa.
- Jawaban: b. Pembahasan: Elektron valensi yang terdelokalisasi berarti elektron tersebut tidak terikat pada satu atom tertentu, melainkan bergerak bebas di seluruh struktur logam.
- Jawaban: b. Pembahasan: Kilap logam disebabkan oleh elektron bebas pada permukaan logam yang menyerap dan memancarkan kembali energi cahaya pada semua frekuensi yang terlihat.
- Jawaban: c. Pembahasan: Logam dapat ditempa dan ditarik karena ion-ion positif dapat bergeser melewati satu sama lain tanpa memutuskan ikatan secara permanen, karena ‘lautan elektron’ dapat menyesuaikan posisinya.
- Jawaban: c. Pembahasan: Natrium (Na) adalah unsur golongan IA yang merupakan logam alkali, sehingga paling mungkin membentuk ikatan logam. Oksigen, Klorin, Karbon, dan Belerang adalah nonlogam.
- Jawaban: b. Pembahasan: Logam memiliki struktur kristal yang teratur dan rapat, yang menjelaskan kerapatan tinggi dan titik lelehnya.
- Jawaban: b. Pembahasan: Ikatan logam umumnya kuat, sehingga membutuhkan banyak energi untuk memisahkannya, yang menyebabkan logam memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi.
- Jawaban: b. Pembahasan: Ketika listrik dialirkan, elektron-elektron bebas dalam lautan elektron bergerak secara terarah, menciptakan arus listrik.
- Jawaban: b. Pembahasan: Semakin banyak elektron valensi yang terdelokalisasi, semakin kuat interaksi antara ion positif dengan lautan elektron, sehingga ikatan logamnya semakin kuat. Al memiliki 3 elektron valensi, Na memiliki 1.
- Jawaban: c. Pembahasan: Campuran homogen dari dua atau lebih logam, atau logam dengan nonlogam, yang masih mempertahankan sifat-sifat logam disebut paduan logam (alloy).
- Jawaban: b. Pembahasan: Elektron bebas dalam ikatan logam dapat dengan mudah mentransfer energi kinetik (panas) dari satu bagian ke bagian lain, sehingga logam menjadi konduktor termal yang baik.
- Jawaban: c. Pembahasan: Model lautan elektron menggambarkan logam sebagai kisi-kisi kation logam yang dikelilingi oleh lautan elektron valensi yang terdelokalisasi.
- Jawaban: b. Pembahasan: Keuletan logam disebabkan oleh kemampuan ion-ion logam untuk bergeser posisinya tanpa memutuskan ikatan secara keseluruhan, karena elektron bebas dapat menyesuaikan diri.
- Jawaban: c. Pembahasan: Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk antara atom-atom logam dengan melibatkan elektron valensi yang terdelokalisasi, bukan transfer atau berbagi elektron secara spesifik antar dua atom.
- Jawaban: c. Pembahasan: Saat dipanaskan, energi kinetik elektron-elektron bebas meningkat, menyebabkan mereka bergerak lebih cepat dan bertumbukan, mentransfer energi panas.
- Jawaban: b. Pembahasan: Logam alkali hanya memiliki satu elektron valensi per atom untuk berkontribusi pada lautan elektron, sedangkan logam transisi seringkali memiliki lebih banyak elektron valensi (dari orbital s dan d), yang menghasilkan ikatan logam yang lebih kuat dan titik leleh yang lebih tinggi.
- Jawaban: b. Pembahasan: ‘Lautan elektron’ merujuk pada elektron valensi yang tidak terikat pada atom tertentu, melainkan bergerak bebas di seluruh struktur kristal logam, mengelilingi ion-ion positif.
- Jawaban: b. Pembahasan: Pembentukan paduan logam, di mana berbagai atom logam bercampur dan membentuk ikatan, menunjukkan bahwa ikatan logam dapat terbentuk antara atom-atom logam yang berbeda.
B. Kunci Jawaban Soal Isian Singkat
- logam
- ulet dan dapat ditempa
- lautan elektron
- elektron bebas
- mengkilap
C. Kunci Jawaban Soal Esai (Uraian)
- Ikatan logam adalah ikatan kimia yang terbentuk antara atom-atom logam. Berdasarkan teori lautan elektron, ikatan ini terbentuk dari ion-ion logam positif yang tersusun dalam kisi kristal, dikelilingi oleh awan atau ‘lautan’ elektron valensi yang terdelokalisasi (bergerak bebas) di antara semua ion positif tersebut. Elektron-elektron inilah yang berfungsi sebagai “lem” yang mengikat ion-ion logam bersama.
- Tiga sifat fisik utama logam yang diakibatkan oleh ikatan logam adalah:
- Konduktivitas Listrik: Elektron-elektron bebas dapat bergerak dengan mudah di bawah pengaruh medan listrik, sehingga logam dapat menghantarkan listrik dengan baik.
- Konduktivitas Termal: Elektron-elektron bebas juga dapat dengan cepat mentransfer energi kinetik (panas) dari satu bagian logam ke bagian lain, menjadikan logam konduktor panas yang baik.
- Dapat Ditempa (Malleable) dan Ditarik (Ductile): Ion-ion logam dapat bergeser dari satu posisi ke posisi lain dalam kisi tanpa memutuskan ikatan secara permanen, karena ‘lautan elektron’ dapat menyesuaikan diri dengan perubahan bentuk, sehingga logam dapat ditempa menjadi lembaran atau ditarik menjadi kawat.
- Kilap (Luster): Elektron-elektron bebas pada permukaan logam dapat menyerap dan memancarkan kembali cahaya pada berbagai frekuensi, memberikan logam penampilan yang mengkilap.
- Titik Leleh dan Titik Didih Tinggi: Ikatan logam yang kuat membutuhkan energi yang besar untuk diputus, sehingga logam umumnya memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi.
- Logam memiliki konduktivitas listrik dan termal yang baik karena keberadaan elektron valensi yang terdelokalisasi atau ‘elektron bebas’. Dalam konduktivitas listrik, elektron-elektron bebas ini dapat bergerak secara terarah ketika dikenai beda potensial, membentuk arus listrik. Dalam konduktivitas termal, elektron-elektron bebas ini berfungsi sebagai pembawa energi kinetik, bergerak cepat dan bertumbukan dengan ion-ion logam serta elektron lain, sehingga mentransfer panas secara efisien dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin.
- Kekuatan ikatan logam antara unsur golongan IA (misalnya Na) dengan golongan IIA (misalnya Mg) akan lebih kuat pada Mg. Alasannya adalah:
- Jumlah Elektron Valensi: Atom Mg (golongan IIA) memiliki 2 elektron valensi per atom, sedangkan atom Na (golongan IA) hanya memiliki 1 elektron valensi per atom. Semakin banyak elektron valensi yang dilepaskan ke ‘lautan elektron’, semakin besar kerapatan muatan negatif di sekitar ion positif, sehingga gaya tarik antara ion positif dan lautan elektron semakin kuat.
- Muatan Ion Positif: Ion Mg²⁺ memiliki muatan +2, sedangkan ion Na⁺ memiliki muatan +1. Muatan ion positif yang lebih besar pada Mg²⁺ akan menarik elektron-elektron bebas dengan gaya yang lebih kuat, berkontribusi pada ikatan logam yang lebih kuat.
- Perbedaan mendasar antara ikatan logam, ikatan kovalen, dan ikatan ionik dalam hal pergerakan elektron adalah sebagai berikut:
- Ikatan Logam: Melibatkan elektron valensi yang terdelokalisasi. Elektron-elektron ini tidak terikat pada atom tertentu, melainkan bergerak bebas di antara semua ion logam positif, membentuk ‘lautan elektron’.
- Ikatan Kovalen: Melibatkan elektron yang berbagi pasangan antara dua atom nonlogam. Elektron-elektron ini terlokalisasi dalam ikatan spesifik antara dua atom tersebut.
- Ikatan Ionik: Melibatkan elektron yang ditransfer sepenuhnya dari atom logam ke atom nonlogam, membentuk ion positif dan negatif yang kemudian saling tarik-menarik. Elektron-elektron ini terlokalisasi pada ion-ion yang terbentuk.
D. Kunci Jawaban Soal Mencocokkan
-
Pernyataan Istilah 1. Elektron valensi yang bergerak bebas B. Lautan elektron 2. Atom logam yang kehilangan elektron A. Kation logam -
Pernyataan Istilah 1. Kemampuan logam ditempa B. Malleabilitas 2. Kemampuan logam menghantarkan panas A. Konduktivitas termal