Logam berat
Logam berat umumnya didefinisikan sebagai logam dengan densitas, berat atom, atau nomor atom tinggi. Kriteria yang digunakan, dan jika metaloid disertakan, bervariasi tergantung pada penulis dan konteksnya. Dalam metalurgi, misalnya, logam berat dapat didefinisikan berdasarkan kerapatan, sedangkan pada fisika, kriteria pembeda adalah nomor atom, sementara kimiawan kemungkinan akan lebih
memperhatikan sifat kimia zatnya. Definisi yang lebih spesifik telah dipublikasikan, namun tidak satu pun yang diterima secara luas. Definisi yang disurvei dalam artikel ini mencakup 96 dari 118 unsur kimia yang diketahui; hanya raksa, timbal dan bismut yang memenuhi semua kriteria. Terlepas dari kurang kesepakatnya ini, istilah tersebut (jamak
atau tunggal) banyak digunakan dalam sains. Densitas lebih dari 5 g/cm kadang-kadang dikutip sebagai kriteria yang umum digunakan dalam batang tubuh artikel ini.
Logam yang paling awal dikenal-logam biasa seperti besi, tembaga, dan timah, dan logam mulia seperti perak, emas, dan platina-adalah logam berat. Sejak tahun 1809 dan seterusnya, ditemukan logam ringan, seperti magnesium, aluminium, dan titanium, dan juga logam berat yang kurang terkenal termasuk galium, talium, dan hafnium.
Beberapa logam berat ada yang merupakan nutrisi esensial (biasanya besi, kobalt, dan seng), atau relatif tidak berbahaya (seperti ruthenium, perak, dan indium), tetapi dapat beracun dalam jumlah besar atau dalam bentuk tertentu. Logam berat lainnya, seperti kadmium, raksa, dan timbal, sangat beracun. Sumber potensi keracunan logam berat antara lain limbah penambangan dan industri, limpasan pertanian, paparan kerja, dan cat serta pengawetan kayu.
Karakterisasi fisika dan kimia logam berat harus dilakukan dengan hati-hati, karena logam yang terlibat tidak selalu didefinisikan dengan baik. Selain relatif padat, logam berat cenderung kurang reaktif daripada logam yang lebih ringan dan memiliki sulfida dan hidroksida terlarut yang jauh lebih sedikit. Meskipun relatif mudah untuk mengenali logam berat seperti tungsten dari logam yang
lebih ringan seperti natrium, beberapa logam berat seperti seng, raksa, dan timbal memiliki karakteristik logam yang lebih ringan, sebaliknya logam yang lebih ringan seperti berilium, skandium, dan titanium memiliki beberapa karakteristik logam berat.
Logam berat relatif langka di kerak bumi tetapi hadir dalam banyak aspek kehidupan modern. Mereka digunakan pada tongkat golf, mobil, antiseptik, oven yang dapat membersihkan sendiri, plastik, panel surya, telepon genggam, dan pemercepat partikel.
Tidak ada kesepakatan luas tentang kriteria berdasarkan definisi logam berat. Makna yang berbeda-beda dapat disematkan pada istilah tersebut, tergantung konteksnya. Dalam metalurgi, misalnya, logam berat didefinisikan berdasarkan densitas, sementara dalam fisika, kriteria pembedanya adalan nomor atom, dan kimiawan lebih suka mendefinisikannya dengan perilaku kimianya.
Rentang kriteria densitas dari di atas 3.5 g/cm hingga di atas 7 g/cm. Definisi berat atom dapat memiliki rentang mulai lebih besar daripada natrium (berat atom 22.98); lebih besar daripada 40 (kecuali logam blok-s dan-f, artinya dimulai dari skandium); atau lebih dari 200, yaitu mulai dari raksa dan seterusnya. Nomor atom logam berat umumnya lebih besar
daripada 20 (kalsium); kadang-kadang dibatasi hinga 92 (uranium). Definisi berdasarkan nomor atom telah dikritisi dengan memasukkan logam dengan densitas rendah. Misalnya, rubidium yang termasuk golongan (kolom) 1 pada tabel periodik memiliki nomor atom 37 tetapi densitasnya hanya 1.532 g/cm, yang artinya di bawah nilai ambang bawah yang digunakan oleh penulis lain. Masalah yang sama dapat terjadi dengan definisi berdasarkan berat atom.
Kriteria berdasarkan perilaku kimia atau posisi tabel periodik telah lama digunakan atau diusulkan. United States Pharmacopeia memasukkan suatu pengujian logam berat yang melibatkan pengendapan ketakmurnian logam sebagai sulfida berwarnanya." Pada tahun 1997, Stephen Hawkes, guru besar kimia yang menulis dalam konteks pengalaman lima puluh tahun dengan istilah logam berat, menyatakan sebagai:
Berdasarkan logam yang dirujuknya sebagai logam berat, ia menyarankan lebih bermanfaat untuk mendefinisikan mereka sebagai (secara umum) seluruh logam dalam tabel periodik kolom ke-3 hingga 16 yang berada pada baris 4 dan seterusnya, dengan kata lain, logam transisi dan logam pasca transisi adalah logam berat. Lantanida dapat memenuhi penjelasan tiga bagian Hawkes; tetapi status aktinida tidak sepenuhnya mapan;
Dalam biokimia, logam berat kadang-kadang didefinisikan-berdasarkan perilaku asam Lewis (akseptor pasangan elektron) ion mereka dalam laruta akuatik-sebagai logam kelas B dan garis batas. Dalam skema ini, ion logam kelas A lebih menyukai donor oksigen; ion kelas B memilih donor nitrogen atau belerang; dan ion perbatasan atau ambivalen menunjukkan karakteristik kelas A atau B, tergantung
situasinya. Logam kelas A, yang cenderung memiliki elektronegativitas rendah dan membentuk ikatan dengan karakter ion yang besar, adalah logam alkali dan alkali tanah, aluminium, logam golongan 3, dan lantanida serta aktinida. Logam kelas B, yang cenderung memiliki elektronegativitas lebih tinggi dan membentuk ikatan dengan karakter kovalen yang cukup besar, terutama
adalah logam transisi dan logam pasca-transisi yang lebih berat. Logam garis batas sebagian besar terdiri dari logam transisi dan pasca-transisi yang lebih ringan (ditambah arsenik dan antimon). Perbedaan antara logam kelas A dan dua kategori lainnya cukup tajam. Proposal yang sering dikutip untuk menggunakan kategori klasifikasi ini daripada nama "logam berat" yang lebih menggugah belum banyak diadopsi.
Densitas di atas 5 g/cm kadang-kadang disebut sebagai faktor pendefinisi logam berat secara umum dan, dengan tidak adanya definisi yang bulat, digunakan untuk mengisi daftar ini serta (kecuali jika dinyatakan lain) sebagai patokan dalam artikel ini. Metaloid yang memenuhi kriteria logam berat-arsen dan antimon misalnya-kadang kala diperhitungkan sebagai logam berat, terutama
dalam kimia lingkungan, seperti dalam kasus ini. Selenium (densitas 8 g/cm) juga termasuk dalam daftar. Ia sedikit di bawah kriteria kerapatan dan kurang dikenal sebagai metaloid, tetapi memiliki sifat kelarutan dalam dan reaktivitas dengan air yang serupa dengan arsen dan antimon dalam beberapa hal. Logam lain kadang diklasifikasikan atau diperlakukan sebagai logam "berat",
seperti berilium (densitas 1.8 g/cm), aluminium (2.7 g/cm), kalsium (1.55 g/cm), dan barium (3.6 g/cm) di sini diuji sebagai logam ringan dan, secara umum, tidak lagi dianggap.
Seberapa berat logam yang terbentuk secara alami seperti emas, tembaga, dan besi mungkin telah diperhatikan sejak masa prasejarah dan, mengingat kelenturannya, mencetuskan usaha pertama untuk menciptakan ornamen, alat, dan senjata logam. Semua logam yang ditemukan sejak saat itu sampai 1809 memiliki kerapatan yang relatif tinggi; seberapa berat mereka dianggap sebagai kriteria yang sangat berbeda.
Sejak 1809 dan seterusnya, logam ringan seperti natrium, kalium, dan strontium diisolasi. Densitas mereka yang rendah menantang pemikiran konvensional dan diusulkan untuk menyebut mereka sebagai metaloid (artinya "menyerupai logam dalam bentuk maupun penampilan"). Saran ini diabaikan; unsur baru kemudian dikenali sebagai logam, dan istilah metaloid kemudian digunakan untuk merujuk pada unsur non-logam dan, kemudian, untuk unsur yang sulit dijelaskan sebagai logam atau non-logam.
Penggunaan awal istilah "logam berat" berasal dari tahun 1817, ketika kimiawan Jerman Leopold Gmelin membagi unsur-unsur ke dalam kelompok nonlogam, logam ringan, dan logam berat. Logam ringan memiliki densitas 0.860-5.0 g/cm; logam berat 5.308-22.000. Istilah ini kemudian dikaitkan dengan unsur-unsur dengan berat atom atau nomor atom tinggi. Kadang-kadang istilah ini digunakan