1.struktur_kristal

7/25/2019 1.STRUKTUR_KRISTAL

1/84

PENDAHULUANFISIKA ZAT PADAT

( FI 362 / 3 sks )

Dra. Wiendartun, M.Si


2/84


3/84

I. MATERI :Struktur Kristal

1.1 kisi kristal dan basis

1.2 definisi struktur kristal.1.3 sel konvensional dan sel primitif kristal.

1.4.kisi dua dimensi

1.5 kisi tiga dimensi1.6.sistem indeks untuk bidang-bidang kristal.1.7.struktur kristal sederhana


4/84

INDIKAT

OR

Mahahiswa harus dapat :

mendefnisikan kisi kristal dan basis. mendefnisikan struktur kristal.

membedakan sel konvensional dan selprimiti kristal.

menggambarkan 4 bentuk kisi 2dimensi.

menjelaskan 7 sistem kisi 3 dimensi


5/84

menggambarkan 14 bentuk kisi 3dimensi.

menentukan indeks sebuah bidangkristal

menggambarkan sel primiti igner!"eit#.


6/84

PENDAHULUAN

Sebagian besar maeri !a Pa"a a"a#a$

krisa# Dan e#ekr%n "i"a#amn&a'

Za Pa"a m#ai "ikembangkan aa# aba" ke*

2+, mengiki -eneman "i.raksi sinar* %#e$

krisa#'


7/84


8/84

Seba$ Krisa# I"ea# 0 "issn%#e$ saan*saan srkr

&ang

i"enik se1ara ber#ang*#ang&ang ak $ingga "i"a#am rang'

Sema srkr krisa# "a-a"igambarkan

/"ie#askan "a#am isi#a$ isi#a$ 0


9/84

Lai1e (kisi) "an seba$ 4asis &ang

"iem-e#kan -a"a seia- iik #ai1e (iik

kisi)


10/84

IlustrasiKrisa# Am%r.

kristal diibaratkan sebagai

dinding bata yang terdiridari susunan batu batayang teratur dan berkalaserta bahan- bahan tadimemiliki keteraturan jangkapanjang

Te

4a baa

Te

amorf diibaratkan sebagaitumpukan batu bata.

Sekumpulan batu batamemiliki sifat yang jelas,relatif kokoh (meskipun taksekokoh dinding bata).


11/84

Dasar-Dasar Struktur Kristal1. $%"% &'( )'"%" $*%"+',

Kisi adalah sebuah susunan titi-titik yang

teratur dan periodik di dalam ruang. Sebuahkristal ideal disusun oleh satuan-satuankristal yang identik secara berulang-ulangyang tak hingga dalam ruang.

Basis didefnisikan sekumpula atomdenganjumlah atom sebuah dapaberisi satu atom atau lebih.


12/84

,atti-e kisi/ :!"ebuah susunan titik 0titik ang

teraturdanperiodik di dalam ruang

!"ebuah abstraksi matematik

)asis : "ekumpulan atom!

atom

umlah atom dalam sebuah basis 1 buahatom atau lebih.

"ehingga gabungan antara :


13/84

Srkr

krisa#Kisi 54asis


14/84

Struktur Kristal

Kisi Basis


15/84

Struktur Kristal

Bahan yang tersusun oleh deretan atom-atomyang teratur letaknya dan berulang (periodikyang tidak berhingga dalam ruang disebutbahan kristal. Kumpulan yang berupa atomatau molekul dan sel ini terpisah sejauh ! "atau # "

Sebaliknya, $at padat yang tidak memilikiketeraturan demikian disebut bahan amor%atau bukan-kristal


16/84

Struktur kristal akan terjadi bila ditempatkansuatu basis pada setiap titik kisi sehingga

struktur kristal merupakan gabungan antara kisidan basis. &pabila dinyatakan dalam hubungandua dimensi adalah sebagai berikut.

'ambar Bagan struktur kristal


17/84

Didalamkristal

terdapat

kisi-kisiyangekialen

diklasifsikan enurutsimetritranslasi. )perasi kisi didefnisikan sebag

perpindahan sebuahkristal sebua

vektor translasi kristal , makapersamaannya

Dimana u!,u#,u* + bilangan bulat.

a!, a#, a* + ektor translasi primitie


18/84

sumbu-sumbu kristal


19/84

6-erasi Trans#asi Kisi 0

Perpindahan dari sebuahkristal oleh sebuah

vektor translasi kristal

Keerangan 0

7 8ek%r rans#asi

krisa# 7 4i#angan b#a

7 8ek%r rans#asi -rimii./smb*smb

krisa#


20/84

Contoh Operasi Translasi Kisi


21/84

Unk

9a"i0

Unk 9a"i 0

0 8ek%r rans#asi (bi#angan b#a)

0 bkan 8ek%r rans#asi (bkan bi#anganb#a)


22/84

osisi dari sebuah atom j dari sebuahbasis relati%terhadap titik latticedimanabasis

diletakkan adalah /j + 0j a! 1 2j a# 1 3j a*

Dimana 4 5 Xj ,Yj ,j ! "

6ontoh


23/84

#osisi dari sebuah pusat atomj dari sebuah basis

relatif terhadap titik lati$e dimana basis diletakkan

adalah %

yj

&imana %


24/84

#.Sel rimiti% dan Sel Konensional Sel primiti% adalah sel yang

mempunyai luas atau olume terkecil,Sel primiti% dibangun olehektor basi

s

a1, a 2bdiaansaad3isebut sel satuan

(unit sel. Sebuah paralel epipid yang

dibentuk oleh sumbu sumbu a!, a#dan a*.


25/84

'ambar beberapa sel primiti%


26/84

'ara menentukan sel primitif

'.# '.#

'.#

ukan

'.#


27/84

6&/& 7&I8 98:9K ;


28/84

6ontoh penggambaran Sel rimiti% dengan ;etode?igner-Seit$


29/84

:ara menggambarkan se# -rimii. Wigner-Seitz


30/84

Sel #rimitif

igner-Seite


31/84

*ipe *ipe +isi &asar

a. +isi &". +isi miring

. +isi bujursangkar

a1 =

a2dan =9

umlah titik kisi pada %

Sel +onensional % 4x

1=1

4


32/84

Sel #rimitif % 1

X

4

4 =1


33/84

/. +isi heksagonal

a1 =

a2

dan =12


Sel +onensional %6x

1 +1 =3

3

Sel #rimitif % 4 x 1=1


34/84

4


35/84

0. +isi segipanjang

1 2 dan =9


Sel #rimitif % 4 x1

=14

Sel +onensional % 4x

1 =14

a a


36/84

1. +isi segipanjang berpusat

1 2 dan =9


Sel +onensional %

4x

1 +1 =24

Sel #rimitif % 4 x1

=14

a a


37/84

sel konensional (sel takprimiti% adalah sel yang

mempunyai luas atau olume bukan terkecil

artinya mempunyai luas atau olume yangbesarnya merupakan kelipatan sel primiti%.

'ambar sel konensional


38/84

Sistem Kisi Kristal dan Kisi

Braais!. :ipe-tipe Kisi Dasar

a. Kisi miring,

b. Kisi bujur sangkar

c. Kisi heksagonal

d. Kisi segi panjang

e. Kisi segi panjang berpusat


39/84

;' Kisi


40/84

3' Kisi 42r Sangkar

Se# saann&a berbenk br sangkar

-a"a 0

= Se# -rimii. 0 0 ; ba$

= Se# K%n8ensi%na# 0 0 ; ba$


41/84

>' Kisi Heksag%na#

Se# saann&a berbenk be#a$

ke-a' Dengan m#a$ iik kisi 0

= Se# -rimii. 0 ( > ;/> ) 7 ; ba$

= Se# K%n8ensi%na# 0 ( 6 ;/3 ) 5 ; 7 3 ba$


42/84

#. :I< KISI * DI;


43/84

*ipe 2atti$e (kisi) /&

*erdapat 3 sisitem kisi kristal yakni%

!o "istemkristal

"umbukristal# sudutkristal

$entuk sel satuan %isi bravais &mlkisi

1. 'riklinik a1 ( a2 ( a3) ( * ( +

#aralelopipedummiring

*riklin-p

1


44/84

2 inoklin a1 a2 a3) * 9o ( +

#aralelopipedummiring

2

4oniklin- #

4onoklin-

3 rthorombik

a1 ( a2 (a3) * + 9o

4

5rthorombik-#


45/84

alok siku-siku

5rthorombik-6

5rthorombik-'

5rthorombik-7


46/84

!

o

"istem

kristal

"umbu

kristal#sudutkristal

$entuk sel

satuan

%isi bravais &ml

kisi

4 'etragonal

a1 a2 a

3) * + 9o

alok siku-siku*etragonal-#

*etragonal-6

2


47/84

!o "istemkristal

"umbukristal#

sudutkristal

$entuk selsatuan

%isi bravais &mlkisi

5. kubus a1 a2 a3 3

) * + 9o

+ubik-#

kubus

+ubik-7


48/84

+ubik-6

!o "istemkristal

"umbukristal#sudutkristal

$entuk selsatuan

%isi bravais &mlkisi

6 'rigonal a1 a2 a3 1

) * +

9o#aralelopepidummuka-mukanyaberupa belah *rigonal-8

ketupat


49/84

7 /eksagonal

a1 a2 a3

) * + 9o #aralelopepidum

tegak,bidang atasdan alas berupabelah ketupat "9o

1

:eksagonal-#


50/84

: j h Si t K i t l d ! Ki i B i


51/84

:ujuh Sistem Kristal dan ! Kisi Bra(ais.

7 j t


52/84

7anjutanE


53/84

Struktur Kristal Kubik:iga jenis strukturkristal yang relati%sederhana dapat dijumpai pada

kebanyakan logam, yaitu 1. kubus sederhana (simple cubic !".#. kubus pusat bidan$ sisi ( %ace&centered

cubic '"",

. kubuspusatruan$badan(bod)&centeredcubic *""+,

Si l 6 bi


54/84

!.Simple 6ubic

kedudukan atom dalam odel simple 0ubi0sudut unit sel dalam 3 dimensi

Sel rimiti% + Sel konensional.

Fumlah titik lattice + G 0 !HG +

! buah

a13 a

a2

3 a

a33 a


55/84

Kisi 4ra8ais kbik memi#iki iga benk kisi 0

Sim-#e :bi1 (s1)?%#me se# saan

0Tiik kisi -erse# 0

a3

5 165 1

?ek%r -rimii. 0

a1 a a2 a a3 a#


56/84

9arakeanggaer"eka 0a

9m# eangga er"eka 0

:%n%$0 :s:#,:Zn,:s4r,LiAg

6ontoh

S6

8olonium

# > 6 t d 6 bi


57/84

#.>ace 6entered 6ubic

Sel Primitif Sel Konvensional

Fumlah titik lattice pada

Sel primiti% G 0 !HG + !buah

Sel konensional (G 0 !HG 1 ( 0 + buah

Jektor translasi primiti% >66

Sudut antara sumbu-sumbu >66

6 h 66


58/84

6ontoh >66KSrkr Krisa# Narim :$#%ri"a (Na:# 7 garam "a-r)

&da empat buah sel satuan 8a6l yang setiap selsatuannya berbentuk kubus sederhana dengan posisiatom-atomnya sebagai berikut.

ion 8a pada posisi L 44 L 4 4dan 44 ion 67 pada posisi 444L 4L

4 dan 4

Struktur Intan Struktur Seng Sulfida (ZnS)


59/84

Fa1e :enere" :bi1 (.11)

?%#me se# saan 0 a3 64Tiik kisi -erse#0 5 165 9 62 4

9arak eangga er"eka 02a62

9m# eangga er"eka 0 12

:%n%$ 0 :,Ag,A,A#,Pb,Ni,Fe,Nb

?ek%r -rimii. 0 a1 a62 9 /a2 a62 9 #/ a3

a62 9 #/

* B d 6 t d 6 bi


60/84

*.Body 6entered 6ubicSel Primitif Sel Konvensional

Fumlah titik lattice pada Sel primiti% G 0 !HG + ! buah Sel konensional (G 0 !HG 1 ! + #

buah

Jektor translasi primiti%B66

4odel '' dalam / dimensi

Sudut antara sumbu


61/84

Sudut antara sumbu-sumbu B66


62/84

4%"& :enere" :bi1 (b11)

?%#me se# saan

0 Tiik kisi -erse# 0

a3 62

5 165 9 1 2

9arak eangga er"eka 03a62 9m#a$ eanggaer"eka 0 5

:%n%$ 0 Na,Li,K,@b,:s,:r,Fe,Nb

?ek%r -rimii.

0a1 a62 9 0 # / a

2

a62 ! 9 9


63/84

#/ a3 a62 0 9 # /


64/84

"truktur $ristal esium hlorida sl/


65/84

;olume "el8rimitive ;p

1.struktur_kristal

Documents