Logam-logam golongan IA dan IIA (logam-logam alkali dan alkali tanah) adalah merupakan tipikal logam dalam sifat-sifatnya, tetapi logamlogam ini bukan merupakan logamlogam yang pertama kali yang dikenal dan digunakan manusia. Bila kita ditanya tentang logam yang penting, maka kemungkinan kita akan menjawab besi, tembaga, emas, dan perak. Logam lain yang dengan cepat kita ingat adalah nikel, kromium, dan platina; semua logamlogam yang telah disebutkan adalah merupakan logam-logam transisi. Logam transisi dan alloynya seperti baja, alnico, karbaloy, monel, brasso, perunggu, nikrom, perak Jerman, dan banyak lagi lainnya yang sangat penting dalam aplikasi praktis dan dekoratif.
Logam transisi dapat diklassifikasikan ke dalam:
■unsur-unsur block-d, ■lantanida atauunsur-unsur tanah jarang, dan ■aktinida. Unsurunsur golongan IIB seperti seng, cadmium, dan raksa kadang-kadang tidak
dimasukkan sebagai logam-logam transisi. Jumlah unsur dalam klasifikasi ini sebanyak 58 (plus unsur-unsur dengan nomor atom 104 dan seterusnya. Semua unsure
tersebut adalah logam dan umumnya menunjukkan tipikal sifat-sifat logam seperti kilap, konduktifitas, opacity, ke-dapat-tempaan, dan ductility. Unsur-unsur ini memiliki beberapa perbedaan karakter satu sama lain. Kebanyakan dari logam-logam ini memiliki perbedaan pada bilangan oksidasi di dalam senyawa-senyawanya. Sejumlah besar dari senyawa-senyawa tersebut memiliki warna dan banyak dari senyawa tersebut memiliki sifat paramagnetic (tertarik ke medan magnit). Lebih lanjut, logam-logam ini cenderung membentuk senyawa kompleks/koordinasi.
Kecenderungan ini disebabkan oleh ukuran ionionnya yang relatif kecil dan bermuatan tinggi. Perbedaan sifat-sifat lainnya adalah multiple bilangan oksidasi, senyawa atau ion berwarna, dan
paramagnetisme yang kesemuanya ini disebabkan oleh kulit d yang telah mulai terisi sebagian. Unsur besi, Fe dengan konfigurasi elektron [Ar]4s23d6 menunjukkan bahwa orbital d telah terisi sebagian oleh enam elektron (orbital d bisa memuat 10 elektron)
Unsur-unsur Transisi Deret Pertama
Anggota unsur-unsur logam transisi derat pertama adalah : skandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), kromium (Cr), mangaan (Mn), besi (Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), tembaga (Cu), seng (Zn). Kelimpahannya di alam dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Gbr 21.1,hal 594 menunjukkan kelimpahan relatif dari logam-logam block-d deret pertama di dalam perut bumi.
1. Skandium (Sc)
Terdapat dalam berbagai mineral dalam jumlah yang sedikit. Sumbernya antara lain, thortveitite, (Sc, Y)2Si2O7, (mineral dalam jumlah sedikit, ditemukan di Scandinavia dan Jepang). Bisa juga diekstraksi dari residu pada proses
Uranium. Penggunaan Sc sangat terbatas ; logam ini merupakan komponen dari lampu intensitas tinggi.
2. Titanium (Ti)
Sumber utamanya adalah mineral ilmenite (FeTiO3), dan juga terdapat dalam tiga bentuk TiO2 (anatase, rutile, dan brookite), dan perovskite (CaTiO3). Struktur anatase, rutile, dan brookite berbeda satu sama lain; kisi rutile
adalah berdasar pada susunan hcp dari ion-ion O2- dengan setengah dar lobang-lobang oktahedral diisi oleh Ti(IV) pusat, sedangkan kisi anatase dan brookite mengandung susunan ccp dari ion-ion O2- . Titanium juga dijumpai pada meteor dan sampel batuan yang dibawa Apollo 17 yang mengandung ≈ 12% Ti.
Ekstraksi dan Kegunaan
Titanium melimpah di alam dan mempunyai sifat yang kuat, ringan, dan tahan korosi. Tetapi harganya mahal karena metode ekstraksinya yang juga mahal. Logam titanium digunakan hanya untuk kebutuhan khusus dan spesifik, misalnya untuk mesin dan rangka pesawat terbang. Produksi Ti melibatkan pengubahan
rutile atau ilmenite menjadi TiCl4 (dengan pemanasan di dalam uap panas Cl2 pada 1200K dengan adanya karbon) lalu diikuti reduksi dengan menggunakan Mg. Titanium (IV) oksida juga dimurnikan via TiCl4 di dalam “proses klorida”.
TiO2 + Cl2 + C → FeTiO3Cl
Untuk skala industri, ilmenite adalah merupakan bahan tambang yang digunakan pada produksi titanium. Pengotor utama berupa silika, SiO2 terlebih dahulu dipisahkan dengan cara magnetik, lalu vahan tambang tersebut dipanaskan dengan arang dengan adanya klorin
FeTiO3(s) + 3Cl2(g) + 3C(s) 3CO(g) + FeCl2(s) + TiCl4(g)
TiCl4 adalah merupakan senyawa volatil dan dapat dimurnikan dengan cara destilasi fraksinasi. Kemudian TiCl4 murni direduksi dengan cara mereaksikannya dengan logam aktif, misalnya, magnesium. Uap TiCl4 dilewatkan melalui leburan magnesium dan logam titanium akan terbentuk seperti massa (busa) spongy
TiCl4(g) + 2Mg(l) Ti(s) + 2MgCl2(l) Atau bisa juga dengan alternatif lain, yaitu dengan menggunakan leburan natrium sebagai reduktor
TiCl(g) + 4Na(l) Ti(s) + 4NaCl(s) Dalam kedua cara di atas, titanium padat dicuci dengan air untuk menghilangkan garam klorida. Kemudian logam Ti ditekan (dipress) ke dalam bentuk suatu elektroda dan dileburkan serta didinginkan dibawah tekanan tinggi. Hal ini berguna untuk pemurnian secara elektrolitik.
Tingginya harga titanium disebabkan oleh kebutuhan akan magnesium atau natrium. Untuk menurunkan harga, maka dapat dilakukan dengan cara memproduksi TiI4, bukan TiCl4 pada langkah pertama proses, yaitu dengan mereaksikannya dengan I2 bukan Cl2. TiI4 dapat diuraikan secara langsung menjadi titanium, sehingga penggunaan magnesium atau natrium tidak diperlukan. Dengan cara ini, kristal titanium yang sangat murni dapat diperoleh dengan cara dekomposisi TiI4 pada filament listrik, yang dikenal sebagai proses van Arkel.
Elektrolit yang digunakan pada pemurnian titanium secara elektrolitik adalah natrium klorida yang mengandung TiCl2. Larutan adalah berupa liquid pada
temperatur operasi 8500C. Titanium yang tak murni dioksidasi menjadi Ti2+ pada anoda dan kemudian diredeposisi sebagai logam murni pada katoda. Potensial sel yang digunakan adalah 0,3 sampai 2,5 V. Kemurnian logam tergantung pada sejumlah faktor termasuk
penggunaan potensial, rancangan sel, kecepatan deposisi (arus listrik), dan komposisi elektrolit.
Logam titanium bersifat tahan korosi pada temperatur ambient, ringan dan kuat sehingga dapat digunakan sebagai komponen yang berharga dalam produksi alloy, misalnya, pada pembuatan pesawat terbang. Dalam magnet superkonduktif (digunakan dalam peralatan MRI) yang mengandung konduktor multicore NbTi.
3. Vanadium (V)
Terdapat dalam mineral-mineral vanadinite, (Pb5(VO4)3Cl, carnonite, (K2(UO2)2(VO4)2.3H2O,
roscoelite, (mika yang mengandung vanadium), dan polisulfida patronite, (VS4). Juga terdapat dalam batuan fosfat dan dalam beberapa minyak mentah.
Ekstraksi dan Kegunaan
Vanadium tidak ditambang secara langsung dan ekstraksi vanadium dilakukan bersama-sama dengan ekstraksi logam-logam lain. Pembakaran mineral vanadium dengan Na2CO3 menghasilkan NaVO3 yang larut dalam air dan dari larutan garam ini, diperoleh endapan [NH4][VO3] yang agak larut, yang kemudian direduksi dengan menggunakan Ca dan diperoleh V. Industri baja
mengkonsumsi sekitar 85% dari suplai V dunia. Sebagai contoh, produksi ferrovanadium (yang digunakan untuk penguatan baja) dibuat dengan cara reduksi campuran V2O5 dan Fe2O3 dengan menggunakan Al. Alloy baja –
vanadium digunakan untuk membuat pegas dan peralatan pemotong baja berkecepatan tinggi. Vanadium(V)oksida, V2O5 digunakan sebagai katalis pada oksidasi SO2
menjadi SO3 (proses kontak pada produksi asam sulfat) dan pada oksidasi naphthalene menjadi asam phthalat.
4. Kromium (Cr)
Sumber utamanya adalahmineral chromite, (FeCr2O4) yang mempunyai struktur normal spinel.
Ekstraksi
Untuk menghasilkan logam Cr, chromite dipekatkan dengan Na2CO3 dengan adanya udara sehingga diperoleh Na2CrO4 yang larut dalam air dan Fe2O3 yang tidak larut. 4 FeCr2O4 + 8 Na2CO3 + 7 O2 → 8 Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8 CO2
Ekstraksi dengan air ini diikuti oleh pengasaman dengan H2SO4 dan menghasilkan larutan darimana Na2Cr2O7 dapat dikristalisasi. Persamaan-persamaan reaksi di bawah ini menunjukkan dua langkah terakhir pada produksi logam Cr
Δ
Na2Cr2O7 + 2 C → Cr2O3 + Na2CO3 +
CO Δ
Cr2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Cr
Pada produksi ferrokromium untuk industri baja, kromit direduksi dengan karbon; baja satainless
diperkaya dengan Cr yang berguna untuk meningkatkan resistensi terhadap korosi. Resistensinya terhadap korosi menyebabkan logam ini digunakan secara luas sebagai lapisan pelindung (chromium plating); logam
didepositkan oleh elektrolisis Cr2(SO4)3 aqueous yang dihasilkan dari pelarutan Cr2O3 dalam asam sulfat.
Setelah industri baja, konsumen kedua utama dari krom adalah industri kimia (≈25%). Penggunaan logam ini adalah untuk pembuatan pigment (krom kuning), untuk menyamak kulit, mordant, katalis, dan oksidator. Kromit digunakan sebagai material refraktori, misalnya, dalam refraktori batu bata dan lapisan tanur.
Senyawasenyawa kromium bersifat toksik; kromat bersifat korosif terhadap kulit.
5. Mangaan (Mn)
Di alam, mangaan terdapat dalam beberapa mineral oksida dan sumber utamanya adalah pyrolusite, (ß-MnO2). Di dasar lautan telah ditemukan nodul-nodul logam yang mengandung hingga 24% Mn. Afrika Selatan dan Ukraina adalah merupakan negara-negara yang memiliki deposit alam mangaan terbesar di dunia, masing-masing 80% dan 10%. Pada masa kini telah dilakukan juga sedikit daur ulang untuk mangaan. Ekstraksi
Produksi logam mangaan dilakukan dengan cara elektrolisis larutan MnSO4. Kegunaan utama dari unsur mangaan adalah pada industria baja. Pyrolusit dicampur dengan Fe2O3 dan kemudian direduksi dengan arang menghasilkan ferromangaan (≈80% Mn). Hampir semua baja mengandung Mn; baja dengan kandungan Mn yang tinggi (hingga 12%) memiliki ketahanan yang tinggi terhadap kejutan, tahan lama dan cocok untuk mesin-mesin penggilas, penggrinding, dan ekskavator.
Mn(IV)oksida digunakan dalam sel batere kering. Dalam sel Leclanche (sel “asam”); dalam versi batere tahan lama “alkalin”, NaOH atau KOH menggantikan
NH4Cl. KMnO4 adalah merupakan oksidator kuat sehingga menjadikannya sebagai bahan kimia yang penting.
Besi (Fe)
Sumber utamanya adalah mineral haematite, (α-Fe2O3),
magnetite, (Fe3O4), siderite, (FeCO3), goethite, (α-Fe(O)OH), lepidocrocite, (γ-Fe(O)OH), pyrite, (FeS2), dan chalcopyrite, (CuFeS2), taconite, mengandung semua mineral-mineral besi lainnya, umumnya berwarna hijau, menunjukkan kekuatan sifat magnetik, dan grade-nya relatif rendah karena adanya jumlah silika yang signifikan, yang seharusnya dipisahkan pada penambangan.
Eksraksi
Dalam bentuk murni, besi adalah merupakan logam yang lunak dan hampir tidak mempunyai kegunaan sama sekali. Tetapi alloynya, khususnya baja, adalah
merupakan faktor yang sangat penting dalam peradaban industri. Mineral besi yang biasanya mengandung SiO2 yang sebanding dan pengotor silikat, dimasukkan ke dalam tanur pembakaran bersama dengan limestone, (CaCO3) dan batubara. Karbon dihasilkan dari pemanasan karbon lunak tanpa udara dan menghasilkan karbon dan debu karbon padat. Bunyi hembusan udara panas pada dasar tanur terjadi pada temperatur hingga 13000C ketika karbon terbakar.
Karbon monooksida yang terbentuk ini secara progressif mereduksi oksida-oksida besi ke bentuk oksida-oksida yang lebih rendah dan akhirnya menjadi logam
3 Fe2O3(s) + CO(g) → 2Fe3O4(s) + CO2(g) Fe3O4(s) + CO(g) → 3 FeO(s) + CO2(g)
FeO(s) + CO(g) → Fe(l) + CO2(g)
Besi liquid ditampung pada dasar tanur.
Karbon panas yang terdapat dalam batubara dapat bereaksi dengan karbon dioksida yang dihasilkan dari reaksi ini untuk menghasilkan karbon monooksida
CO2(g) + C(s) → 2 CO(g)
Panas dari tanur menguraikan limestone CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
Kalsium oksida menolong menghilangkan pengotor yang mengandung silikon dengan cara pembentukan kerak kalsium silikat yang berupa liquid pada temperatur operasi
CaO(s) + SiO2(s) → CaSiO3(l)
Kerak ini kurang kental dibanding leburan besi dan mengambang pada bagian atasnya. Selama proses, kerak ini ditampung, sebagian darinya tertiup dengan udara membentuk benang-benang halus, insulator tak bisa terbakar yang dikenal sebagai wool batu.
Besi yang dihasilkan dari tanur pembakaran disebut cast iron atau pig iron, yang mengandung pengotor sebagai berikut:
C=2,0 – 4,5 % , Si=0,7 – 3,0 %, S=0,1 – 0,3 %, P=0 - 3,0 %, Mn=0,2 – 1,0 %.
Akibat adanya pengotor-pengotor ini, pig iron bersifat rapuh dan hanya cocok untuk memproduksi besi tuang yang tidak tahan terhadap kejutan. Reduksi kandungan karbon menjadi 0,05 – 2,0 % dan penghilangan hampir semua pengotor non-logam lainnya menghasilkan baja, yaitu alloy dengan kualitas yang lebih diinginkan tentang fleksibilitas, kekerasan, kekuatan, dan
ke-dapat-tempaannya. Dan ini normalnya dapat dicapai dalam suatu tungku pembakaran, yang terdiri dari kutub dangkal dari leburan besi yang dipanaskan oleh nyala gas di atas permukaan. Tungku pembakaran dihubungkan dengan magnesium oksida atau campuran magnesium dengan oksida-oksida kalsium. Oksida-oksida besi yang cukup ditambahkan untuk mengoksidasi belerang, fosfor, dan sebagian besar karbon.
6. Kobalt (Co)
Sumber utamanya adalah sejumlah mineral sulfida dan arsenida termasuk cobaltite, (CoAsS) dan skutterudite, (Co,Ni)As3 yang mengandung unit-unit As4-planar. Produksi logam kobalt umumnya mengandalkan kepada fakta bahwa Co sering terdapat dalam mineral-mineral logam-logam lainnya (misalnya, Ni, Cu, dan Ag) dan proses akhir meliputi reduksi Co3O4 dengan Al atau C yang diikuti oleh electrolytic refining.
Sumber utamanya adalah mineral-mineral sulfida dan arsenida, seperti pentlandite, (Ni,Fe)9S8.
Ekstraksi
Ekstraksi logam Ni dapat dilakukan dengan cara
pembakaran mineralnya di udara yang akan menghasilkan nikel oksida yang kemudian direduksi dengan
menggunakan karbon untuk menghasilkan logam Ni. Kemudian logam direfining secara elektrolisis atau dengan cara pengubahan menjadi Ni(CO)4 lalu diikuti oleh peruraian termal
323K
Ni + 4 CO Ni(CO)4
423-573K
Proses ini adalah proses Mond tang didasarkan pada fakta bahwa Ni membentuk derivatif karbonil lebih cepat dibanding logam lainnya.
8. Tembaga (Cu)
Sumber utamanya adalah chalcopyrite, (CuFeS2) (≈ 80 % dari produksi dunia), chalcanthite, (CuSO4.5H2O),
atacamite, (Cu2Cl(OH)3), cuprite, (Cu2O), dan malachite, (Cu2(OH)2CO3)
Ekstraksi
Tembaga adalah suatu logam yang menarik (attractive), berwarna kemerah-merahan, dan tahan lama (dapat digunakan dalam jangka waktu panjang). Tembaga memiliki daya hantar panas dan listrik kedua setelah perak. Perunggu, brasso, dan alloy-alloynya yang lain adalah material yang telah lama digunakan sejak lama. Temabaga terdapat dalam dua kelas mineral yang
penting, yaitu: (1) mineral-mineral sulfida, seperti CuFeS2, Cu3FeS3, dan Cu2S, (2) mineral-mineral oksida, seperti CuO, Cu2(OH)2CO3, dan Cu3(OH)2(CO3)2. Mineral tembaga yang diperoleh sekarang ini terutama adalah dari tingkatan yang rendah, yang mengandung sejumlah proporsi pasir dan batu atau “gangue”. Langkah pertama pada produksi logam tembaga adalah
pembakaran mineral chalcopyrite dalam supply udara yang terbatas yang menghasilkan Cu2S dan FeO; yang kemudian FeO dipisahkan dengan cara menambahkan silika untuk membentuk slag dan Cu2S diubah menjadi Cu dengan reaksi:
Cu2S + O2 → 2 Cu + SO2
Pemurnian Cu dilakukan dengan cara elektrolisis
menggunakan sel dengan anoda Cu yang tidak murni, Cu bersih sebagai katoda dan CuSO4 sebagai elektrolit. Selama elektrolisis, Cu ditransfer dari anoda ke katoda dan menghasilkan logam Cu dengan tingkat kemurnian yang tinggi, sehingga cocok digunakan untuk kabel listrik.
9. Seng (Zn)
Sumber utamanya adalah sphalerite, (zinc blende, ZnS),
calamine, (hemimorphite, Zn4Si2O7(OH)2.H2O), dan
smithsonite, (ZnCO3) Ekstraksi
Ekstraksi logam seng dari mineralnya ZnS meliputi pembakaran di udara yang menghasilkan ZnO lalu diikuti oleh reduksi dengan menggunakan karbon. Oleh karena seng lebih volatil dibanding kebanyakan logam (TD = 1180K), sehingga seng dapat dipisahkan dengan cara
rapid chilling (untuk mencegah reaksi balik) dan dimurnikan dengan cara destilasi atau elektrolisis. Sifat-sifat Logam Transisi Deret Pertama
Tabel dibawah ini memberikan beberapa sifat fisika yang penting
Lihat pada landscape Sifat-sifat Fisik
Hampir semua logam-logam block-d mempunyai sifat keras, ductile dan dapat ditempa, dengan daya hantar panas dan listrik yang tinggi. Pada temperatur kamar, logam-logam ini memiliki satu dari type struktur logam, kecuali Mn, Zn, Cd, dan Hg. Jari-jari logam (rlogam) untuk koordinasi-12 adalah jauh lebih kecil dibanding jari-jari logam block-s dengan nomor atom yang setara. Gambar di bawah ini juga menunjukkan bahwa harga rlogam: ■ menunjukkan sedikit variasi dalam satu deret block-d
■ lebih besar untuk logam-logam deret kedua dan ketiga dibanding logam-logam deret pertama
■ adalah sama untuk logam-logam deret kedua dan ketiga dalam satu triade tertentu
Gbr 19.1, hal 536
Logam-logam block-d jauh lebih keras dan kurang volatil dibanding logam-logam block-s. Kecenderungan dalam entalpi atomisasi dapat dilihat pada gambar di bawah ini
Gbr 19.2
Logam-logam deret kedua dan ketiga umumnya memiliki entalpi atomisasi yang lebih besar dibanding unsur-unsur yang setara pada deret pertama, dan ini merupakan faktor yang substansial dalam memahami sejauh mana
terjadinya ikatan logam – logam di dalam senyawa logam-logam block-d yang lebih berat dibandingkan dengan logam-logam deret pertama. Secara umum, gambar di atas menunjukkan bahwa logam-logam yang berada di tengah block-d memiliki harga ΔaHo(298K) yang lebih tinggi dibandingkan logam-logam sebelum atau sesudahnya. Tetapi, satu hal harus diperhatikan dalam membandingkan logam-logam dengan jenis struktur yang berbeda dan secara khusus berlaku untuk Mn.
Energi ionisasi pertama (IE1) logam-logam bock-d dalam satu periode adalah lebih tinggi
dibanding (IE1) logam-logam block-s. Gbr 1.15, hal 24, menunjukkan bahwa dalam satu periode dari K ke Kr, dari Rb ke Xe, dan dari Cs ke Rn, variasi harga IE1 untuk unsur-unsur block-d adalah kecil dan jauh lebih besar diantara unsur-unsur block-s dan block-p. Dalam tiap-tiap periode, secara keseluruhan, kecenderungan energi
ionisasi untuk logam-logam block-d meningkat, tetapi banyak variasi-variasi kecil terjadi. Perbandingan kimia antara logam-logam block-s dan block-d menunjukkan kekompleksan oleh sejumlah faktor yang terlibat. Maka, semua logam-logam 3d memiliki harga IE1 dan IE2 lebih besar dibanding harga IE1 dan IE2 untuk kalsium, dan semuanya memiliki harga ΔaHo yang lebih tinggi kecuali seng; faktor-faktor ini membuat logam-logam kurang reaktif dibanding kalsium. Tetapi, oleh karena semua ion-ion M2+ dari logam-logam 3d yang dikenal lebih kecil dibanding Ca2+, pengaruh energi kisi dan energi solvasi lebih kecil untuk ion-ion logam 3d. Pada prakteknya, dalam pembentukan spesies yang mengandung ion-ion M2+, semua logam 3d kurang reaktif secara termodinamika
dibanding kalsium, dan hal ini sesuai dengan potensial reduksi standard seperti dalam tabel di bawah ini: Tabel....Potensial Reduksi Standard (298K) untuk beberapa logam pada periode pertama; konsentrasi tiap larutan aqueous = 1 mol dm-3
Persamaan reduksi Eo/V Ca2+ (aq) + 2e- == Ca(s) Ti2+(aq) + 2e- == Ti(s) V2+ (aq) + 2e- == V(s) Cr2+ (aq) + 2e- == Cr(s) Mn2+(aq) + 2e- == Mn(s) Fe2+ (aq) + 2e- == Fe(s) Co2+ (aq) + 2e- == Co(s) Ni2+(aq) + 2e- == Ni(s) Cu2+ (aq) + 2e- == Cu(s) Zn2+ (aq) + 2e- == Zn(s) -2,87 -1,63 -1,18 -0,91 -1,19 -0,44 -0,28 -0,25 +0,34 -0,76
Tetapi, interpretasi tentang kimia yang diamati yang didasarkan pada data Eo tidak selalu langsung, oleh karena pembentukan lapisan film tipis oksida logam pada permukaan sering menyebabkan logam menjadi kurang reaktif dibanding yang diharapkan. Beberapa logam block-d adalah merupakan reduktor yang sangat kuat, misalnya, Eo untuk pasangan Sc3+/Sc (-2,08V) adalah lebih negatif dibanding pasangan Al3+/Al (-1,66 V) Reaktifitas Logam-logam
Secara umum, logam-logam bersifat agak reaktif dan bergabung menghasilkan senyawa-senyawa biner bila dipanaskan dengan dioksigen, belerang, atau halogen misalnya, reaksi; Δ Os + 2 O2 → OsO4 Δ Fe + S → FeS Δ V + n/2 X2 → VXn
yang mana stoikiometri hasil reaksi sebagian tergantung pada adanya keadaan oksidasi. Kombinasi dengan H2, B, atau N2 dapat menghasilkan hidrida interstisial, borida, karbida, atau nitrida.
Kebanyakan logam-logam block-d pada termodinamika dasar menghasilkan H2 dengan asam-asam, tetapi pada prakteknya, banyak dari logam-logam ini tidak menghasilkan H2 karena logam-logam tersebut mengalami passifasi oleh lapisan film tipis berupa oksida pada permukaan logam atau karena menghasilkan
dihidrogen overpotensial tinggi, atau bisa keduanya. Bahkan perak, emas, dan raksa dari aspek termodinamika adalah merupakan logam-logam yang kurang reaktif. Sebagai contoh, emas tidak bisa dioksidasi oleh O2
atmosfir atau diserang oleh asam-asam, kecuali oleh aqua regia (campuran HCl pekat dan HNO3 pekat dengan perbandingan 3 : 1)
Sifat-sifat Khas Warna
Warna senyawa-senyawa logam block-d adalah gambaran kharakteristik dari spesies dengan konfigurasi elektronik dasar diluar d0 dan d10. Contohnya,
[Cr(H2O)6]2+ berwarna biru, [Mn(H2O)6]2+ berwarna sangat pink pucat, [Co(H2O)6]2+ berwarna pink, [MnO4] -berwarna ungu dongker dan [CoCl4]2- berwarna biru
gelap. Sebaliknya, garam-garam Sc(III) (d0) atau Zn(II) (d10 tidak berwarna. Fakta bahwa banyak warna-warna yang teramati dalam intensitas yang rendah adalah konsisten dengan warna yang berasal dari transisi elektron ‘d – d”. Warna pucat menunjukkan bahwa probabilitas terjadinya transisi adalah rendah. Tabel di bawah ini menunjukkan hubungan antara panjang gelombang cahaya teradsorbsi dan warna yang terobservasi.
Tabel.... Bagian visibel dari spektrum elektromagnetik Warna cahaya yang diabsorbsi Approksimasi range panjang gelombang/nm Bilangan gelombang yang sesuai (harga approksimasi/ cm -1
Warna cahaya yang ditransmissikan, warna
komplementary dari cahaya yang diabsorbsi
Merah Orange Kuning Hijau Biru Violet 700 – 620 620 – 580 580 – 560 560 – 490 490 – 430 430 – 389 14300 – 16100 16100 – 17200 17200 – 17900 17900 – 20400 20400 – 23250 23250 – 26300 Hijau Biru Violet Merah Orange Kuning
Intensitas warna dari spesies seperti [MnO4]- terjadi karena absorbsi atau emisi transfer muatan dan fenomena ini tidak berhubungan dengan reaktifitas dan sering lebih intense dibanding transisi elektron antara orbital-orbital d
yang berbeda. Paramagnetisme
Magnetisme adalah fenomena yang umum terdapat pada semua jenis zat. Terdapat beberapa jenis magnetisme yang berbeda dan yang paling terkenal dan sangat kuat adalah ferromagnetisme yang banyak
diapplikasikan pada magnet ladam kuda, magnet dalam motor listrik, dan lain-lain. Ini adalah bentuk yang kompleks dari magnetisme yang melibatkan “domain” (daerah) ion-ion magnetik yang mempunyai orientasi dalam arah yang sama. Bentuk lain dari magnetisme disebut diamagnetik, yang juga dimiliki semua zat.
Diamagnetisme terjadi karena adanya tingkatan kecil dari magnetisme yang diinduksi bila zat
ditempatkan dekat kutub magnit. Oleh karena induksi polaritas adalah sama pada kutub magnit yang diinduksi, hal ini menyebabkan terjadinya tolakan yang lemah oleh zat terhadap medan magnit. Diamagnetisme merupakan sifat yang disebabkan oleh pengaruh yang sangat lemah, kira-kira 10-12 dari kekuatan ferromagnetisme. Pengaruh dalam kategori intermediate antara ferromagnetisme dan diamagnetisme adalah paramagnetisme, yang terjadi karena adanya elektron-elektron tak berpasangan di dalam suatu zat dengan orientasi spin random. Berbeda dari zat yang hanya memiliki sifat diamagnetik, zat-zat paramagnetik dapat ditarik oleh medan magnit.
Secara klasik, kita dapat memandang elektron sebagai suatu massa bermuatan yang sangat kecil sekali dan mempunyai spin pada satu aksis dan bergerak sangat dekat sekali di sekitar inti. Tiap gerakan dari suatu objek bermuatan akan menghasilkan momen magnetik, dan total momen magnetik dari elektron adalah merupakan penjumlahan dari momen spin dan momen orbital. Tetapi, pengaruh dari momen orbital cenderung “dipadamkan”