Struktur 2.3 · Model logam

Lembar kerja ini mencakup topik HL terpilih untuk kurikulum yang pertama kali diassesmen pada 2025; ini bukan keseluruhan silabus.

Prasyarat: baca kuantitas dan satuan yang ditentukan, serta gunakan aritmatika dan kondisi model di bawah ini.

Contoh-contoh ini orisinal dan fiksi: mereka bukan pengukuran nyata atau investigasi mahasiswa sungguhan.

Apa yang akan menjelaskan observasi ini?

• Kawat tembaga menghantarkan listrik dan dapat dibengkokkan tanpa hancur. Model logam menjelaskan keduanya dengan satu gambaran: kation yang diikat oleh elektron bergerak.

Bangun modelnya

• Atom logam melepaskan elektron valensi, menyisakan kation bermuatan positif dalam kisi.
• Elektron yang terlepas menjadi elektron terdelokalisasi: bebas bergerak melalui seluruh struktur.
• Ikatan logam adalah atraksi antara kisi kation dan elektron terdelokalisasi.
• Elektron yang bergerak membawa muatan baik dalam padatan maupun logam cair.
• kation: Ion bermuatan positif yang terbentuk akibat kehilangan elektron.
• elektron terdelokalisasi: Elektron yang bebas bergerak melalui seluruh struktur logam.
• ikatan logam: Atraksi antara kisi kation dan elektron terdelokalisasi.

Pilih bukti yang dapat mengujinya

• Untuk menjelaskan sifat makroskopis, sebutkan struktur, partikel, gaya antarpartikel, dan pembawa muatan yang bergerak.
• Logam menghantarkan listrik saat padat DAN cair: pembawa muatannya adalah elektron terdelokalisasi, yang dapat bergerak pada kedua keadaan tersebut.
• Keluwesan: ikatan bersifat tidak berarah, sehingga lapisan-lapisan dapat meluncur dan ikatan terbentuk kembali; kisi ionik retak karena peluncuran membawa muatan sejenis berdekatan.

Di laboratorium: Konduksi pada kedua keadaan (padat dan cair) membedakan logam dari senyawa ionik (yang hanya menghantarkan saat cair atau larut): satu pengamatan, dua model terpisah.

Bekerja dari kuantitas yang diketahui

• Diketahui: zat Z melebur pada 1538 derajat Celcius dan menghantarkan listrik baik saat padat maupun cair.
• Pembawa muatan: elektron terdelokalisasi, yang dapat bergerak pada kedua keadaan tersebut.
• Model logam memprediksi kedua pengamatan tersebut dengan satu struktur.
• Model ionik akan gagal di sini: ion-ion yang tetap pada keadaan padat tidak dapat menghantarkan listrik.

Giliran Anda: Padatan ionik dan padatan logam tampak mirip. Sebutkan satu pengukuran yang dapat membedakannya dan jelaskan alasannya.

Periksa kesimpulan dan batasannya

• Titik leleh bervariasi luas antar logam; model ini menjelaskan konduksi dan keluwesan, bukan titik leleh yang tetap.
• Paduan dan pengotor mengubah sifat: model murni menetapkan batas-batasnya.

Tidak benar: Logam menghantarkan listrik karena elektron dapat meninggalkan logam. Elektron sebenarnya terdelokalisasi DI DALAM struktur: konduksi memerlukan pergerakan melalui logam, bukan keluarnya dari logam itu sendiri.

Kunci:

• Kation dalam kisi, dengan elektron terdelokalisasi yang bergerak melaluinya.
• Konduksi pada keadaan padat dan cair menandai model logam.
• Perhatikan: elektron tidak perlu meninggalkan logam untuk menghantarkan listrik.

Menulis berdasarkan uji konduktivitas

• Sampel menghantarkan listrik sebagai PADAT DAN sebagai CAIR.
• Logam: elektron terdelokalisasi membawa muatan pada kedua keadaan — ciri khas model ini, tanpa ion yang harus dilepaskan.

Menulis berdasarkan penjelasan keluwesan

• Tembaga dapat dibengkokkan; natrium klorida hancur.
• Lapisan kation bergeser sementara 'lem' elektron tetap mengikat—ikatan logam menjelaskan keluwesan; kisi yang kaku menjelaskan rapuhnya.

Tulis berdasarkan kontras pembawa

• NaCl cair menghantarkan arus; NaCl padat tidak menghantarkan; tembaga selalu menghantarkan.
• Kontras adalah pembawanya: ion yang dilepaskan oleh pelelehan berbanding dengan elektron yang sudah bebas—satu percobaan memisahkan ikatan ionik dari logam.