Lebih
dari tiga perempat unsur-unsur adalah logam. Dalam susunan berkala,
logam terutama ditemukan pada kolom pertama dan kedua (Golongan 1 dan
2), pada bagian tengah (unsur-unsur transisi), serta beberapa unsur pada
Golongan 3 dan Golongan 4. Logam-logam dari Golongan 1 dan 2 bukan
merupakan logam yang dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari
karena logam-logam ini terlalu reaktif dan terlalu lunak untuk digunakan
sebagai bahan. Aluminium, dari Golongan 3 serta timah dan timbal dari
Golongan 4 adalah logam-logam yang dapat kita lihat digunakan sebagai
obyek di sekitar kita, misalnya sebagai kerangka jendela aluminium,
kaleng berlapis-timah dan baterei asam-timbal.
Sebagian besar
logam dalam Susunan Berkala terletak dalam blok-d dari logam transisi.
Logam-logam ini keras dan kuat dan beberapa diantaranya sudah sangat
kita kenal. Logam transisi seperti tembaga dan paduannya, perunggu,
memainkan peranan penting dalam kemajuan peradaban yang disebut Zaman
Perunggu. Logam transisi besi dan paduannya, baja, telah mengubah
kehidupan yang disebut Zaman Besi.
Perkembangan logam transisi
dapat digambarkan dengan melihat apa yang terjadi di Zaman Batu, Zaman
Perunggu dan Zaman Besi. Di Zaman Batu, kira-kira 5000 tahun SM, semua
peralatan dan senjata yang dimiliki manusia terbuat dari batu.Kemudian
secara tak sengaja mereka menemukan logam-logam murni – yaitu emas,
perak dan tembaga di antara bebatuan. Mereka menggunakan logam-logam
tersebut untuk ornamen. Lambat laun, mereka mendapati bahwa di samping
dapat digunakan untuk ornamen, tembaga ternyata juga berguna untuk
membuat alat-alat tertentu, karena sifatnya yang lebih keras dari pada
emas dan perak tetapi masih cukup lunak untuk dipukuli dengan palu dan
dibentuk menjadi ujung anak panah, tombak dan pisau. Kemudian ternyata
pula bahwa di samping ditemukan sebagai logam murni, tembaga juga
ditemukan sebagai senyawa. Orang-orang kuno menemukan cara untuk
memperoleh tembaga dengan memanasi bebatuan yang berisi tembaga dengan
arang.
Tidak
semua tembaga memiliki sifat yang sama. Sejumlah tembaga tertentu
ternyata lebih keras dari yang lain dan memiliki kualitas yang lebih
baik sebagai bahan untuk membuat peralatan dan senjata. Ini terjadi
karena seringkali dalam bijih yang mengandung senyawa tembaga terdapat
pula senyawa timah. Proses peleburan (smelting) dapat
menghasilkan paduan antara tembaga dan timah yang disebut paduan
perunggu. Perunggu bersifat lebih keras dari pada tembaga dan dapat
diasah menjadi sebuah sisi yang lebih tajam. Karena sifat-sifat ini,
peralatan yang terbuat dari perunggu memiliki kualitas yang lebih baik
dari pada yang terbuat dari tembaga. Sejak saat itu senjata yang terbuat
dari perunggu menjadi alat perang yang sangat penting bagi manusia dan
orang pun mulai hidup di zaman Perunggu. Pada sekitar 3500 tahun SM beberapa bagian dunia telah mengenal peradaban dan pemicunya adalah proses peleburan (smelting) bijih tembaga.
Zaman
Perunggu diikuti oleh Zaman Besi. Besi memungkinkan untuk pembuatan
sisi yang lebih tajam dari pada perunggu, sehingga merupakan bahan yang
lebih baik untuk membuat peralatan dan senjata. Untuk waktu yang lama,
orang belajar bagaimana meningkatkan kualitas besi dengan cara
quenching (pendinginan secara cepat) yang menghasilkan logam yang keras dan rapuh,
annealing (pendinginan secara lambat) yang menghasilkan logam yang lebih lunak dan mampu tempa serta penempaan/tampering (
quenching diikuti oleh
annealing).
Besi tempa memiliki karakteristik paling baik, yaitu keras tetapi dapat
dibentuk tanpa mengalami pecah. Di masa awal ditemukannya proses
peleburan, kualitas besi sangat beragam. Pedang yang terbuat dari besi
kadang-kadang tidak dapat diandalkan ketajaman dan kekerasannya dan
para tukang pelebur besi tidak tahu penyebabnya. Pada saat itu tidak ada
penjelasan mengapa besi tertentu lebih kuat dari yang lain. Ketika
secara kebetulan diperoleh sebatang besi yang bagus dan dibuat menjadi
sebilah pedang yang hebat biasanya orang percaya bahwa itu terjadi
karena kekuatan magis (ingat cerita tentang keris dan senjata sakti).
Sebilah pedang yang baik harus cukup keras namun cukup lentur, dua sifat
yang sulit diperoleh sekaligus. Ini dapat dilakukan dengan cara
memanasi besi dan mendinginkannya secara cepat agar dapat dibentuk
lapisan besi murni yang lentur dan lapisan paduan besi-karbon yang
keras.
Sementara para ahli metalurgi primitif menggunakan cara
coba-coba (trial and error), para ahli metalurgi modern menggunakan
mikroskop elektron untuk melakukan hal ini.
Besi
memegang peranan yang sangat penting dalam Revolusi Industri yang
terjadi di Inggris antara tahun 1780 dan 1860. Tanpa besi, tidak mungkin
dapat dibuat mesin-mesin yang merupakan alat produksi masal untuk
menghasilkan benda-benda yang semula dibuat dengan tangan. Besi juga
merupakan bagian penting dalam revolusi transportasi di jaman itu dengan
memungkinkan dibangunnya jaringan kereta api dan dibuatnya lokomotif
serta gerbong-gerbong kereta api. Dewasa ini, besi dan paduan-paduannya
tetap merupakan tulang-punggung teknologi kita. Hampir tak ada satupun
produk teknologi kita yang tidak menggunakan unsur besi baik di dalam
proses pembuatannya maupun sebagai bagian dari bahan produk itu sendiri.
0 komentar:
Posting Komentar