dalam kristal ionik
TRANSCRIPT
Dalam kristal ionik, seperti logam halida, oksida, dan sulfida, kation dan anion
disusun bergantian, dan padatannya diikat oleh ikatan elektrostatik. Banyak
logam halida melarut dalam pelarut polar misalnya NaCl melarut dalam air,
sementara logam oksida dan sulfida, yang mengandung kontribusi ikatan kovalen
yang signifikan, biasanya tidak larut bahkan di pelarut yang paling polar
sekalipun. Struktur dasar kristal ion adalah ion yang lebih besar (biasanya anion)
membentuk susunan terjejal dan ion yang lebih kecil (biasanya kation) masuk
kedalam lubang oktahedral atau tetrahedral di antara anion. Kristal ionik
diklasifikasikan kedalam beberapa tipe struktur berdasarkan jenis kation dan anion
yang terlibat dan jari-jari ionnya. Setiap tipe struktur disebut dengan nama
senyawa khasnya, jadi struktur garam dapur tidak hanya merepresentasikan
struktur NaCl tetapi juga senyawa lainnya. Tipe struktur-struktur utama senyawa
padat dan contoh masing-masing tipe diberikan di Tabel 2.4.
Struktur garam dapur Natrium khlorida NaCl adalah senyawa khas yang dalam
strukturnya anion Cl- disusun dalam ccp dan kation Na+menempati lubang
oktahedral (Oh) (Gambar 2.7). Setiap kation Na+dikelilingi oleh enam anion Cl-.
Struktur yang sama akan dihasilkan bila posisi anion dan kation dipertukarkan.
Dalam hal ditukar posisinya, setiap anion Cl-dikelilingi oleh enam kation Na+.
Jadi, setiap ion berkoordinasi 6 dan akan memudahkan bila strukturnya
dideskripsikan sebagai struktur (6,6). Jumlah ion dalam sel satuan dihitung
dengan menjumlahkan ion seperti diperlihatkan dalam Gambar 2.7. Ion di dalam
kubus dihitung satu, ion di muka kubus dibagi dua kubus, di sisi digunakan
bersama empat kubus dan di pojok digunakan bersama oleh 8 kubus. Sehingga
untuk struktur NaCl ada 4 ion Cl dalam sel satuan NaCl yang didapatkan dengan
mengalikan jumlah ion dalam sel dengan satu, di muka dengan 1/2, dan di sisi
dengan 1/4 dan disudut dengan 1/8. Jumlah ion Na dalam sel satuan juga 4 dan
rasio jumlah Cl dan Na cocok dengan rumus NaCl.
Cesium khlorida Cesium khlorida, CsCl, adalah struktur khas yang diberikan di
Gambar 2.8. Ada satu ion Cs+ di pusat kubus dan delapan ion Cl- berada di sudut-
sudut kubus. Sebaliknya, bahkan bila Cl- di pusat dan delapan Cs+ di sudut-sudut
kubus, jumlah masing-masing ion tetap sama. Jadi, struktur ini dirujuk sebagai
struktur (8, 8). Ada satu ion Cs+ dan satu ion Cl- dalam satu sel satuan cocok
dengan rumus CsCl
Struktur zink blenda Zink blenda memiliki komposisi ZnS dan sel satuannya
digambarkan di Gambar 2.9. Anion S2- tersusun dalam ccp dan kation
Zn2+ menempati separuh lubang tetrahedral (Td). Dalam susunan ini, setiap kation
berkoordinasi dengan empat anion, dan masing-masing anion dengan empat
kation. Jadi zink blenda adalah struktur (4, 4). Ada masing-masing empat ion
Zn2+ dan S2- dalam sel satuan dan rasio ini cocok dengan rumus ZnS.
Struktur fluorit Komposisi flourit adalah CaF2. Karena jumlah F- dua kali lebih
banyak dari jumlah Ca2+, semua lubang tetrahedral dalam susunan ccp
Ca2+ ditempati oleh F-, sebagaimana diperlihatkan dalam Gambar 2.10. Ada
empat Ca2+ dan delapan F- dalam sel satuan, empat kali rumus empirisnya.
Struktur anti-fluorit didapatkan dengan menukar posisi kation dan anion, dan
struktur ini diadopsi misalnya oleh kalium oksida K2O.
Sumber : Saito, Tato. 2009. 2.2. Faktor Geometri yang Menentukan Ikatan dan
Struktur. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/
ikatan-dan-struktur/kristal-ionik/. Diakses pada tanggal 27 Juli 2013
Sel primitive memiliki titik kisi persel sebanyak 1 buah
Jumlah tetangga terdekat 6 buah dengan bilangan koordinasi 8:8
CsX (X = Cl, Br, I),
CsCN, NH4X (X = Cl, Br),
TlX (X = Cl, Br, I), dll
kubus berpusat muka
Titik kisi persel sebanyak 4 buah
Jumlah tetangga terdekat ada 12 buah dengn bilangan koordinasi 4:4
Contoh :
MSe (M = Be, Zn, Cd, Cs, Hg), MTe (M = Be,
Zn, Cs, Hg), CuX (X = F, Cl, γBr – I), dll
Titik kisi persel 2
Jumlah tetangga terdekat : 8
Contoh : Na,Li,K,Rb,Cs,Cr,Fe,Nb
Kubus, sumbu-sumbu kristal satu dengan yang lainnya saling tegak lurus
dan interval perulangan kisi pada ketiga arah sumbu adalah sama. Kisi kristal
kubus terdiri dari kisi kristal kubus sederhana (P), kisi kristal kubus pusat badan
(I), dan kisi kristal kubus pusat muka (F).
Kubus sederhana (P),
Dari gambar atomic site unit cell terlihat bahwa atom pusat dikelilingi oleh
6 atom terdekat dan dikatakan mempunyai bilangan koordinasi 6.Struktur kristal
kubus sederhana ditunjukkan oleh gambar 2.2a pada masing-masing titik sudut
kubus ditempati masing-masing oleh ⅛ bagian atom. Dengan demikian dalam
kristal sistem kubus sederhana dalam satu satuan selnya ditempati oleh satu atom
penyusun kristal.
Kubus pusat badan (I),
Dari gambar atomic site unit cell terlihat bahwa atom pusat dikelilingi oleh 8 atom
terdekat dan dikatakan mempunyai bilangan koordinasi 8.Sruktur kristal kubus
pusat badan ditunjukkan oleh gambar 2.2b pada masing-masing titik sudut kubus
ditempati masing-masing oleh ⅛ bagian atom sehingga dari kedelapan titik sudut
secara komulatif disusun oleh satu buah atom. Atom yang menempati pusat kubus
adalah sebuah atom utuh. Dengan demikian dalam kristal system kubus pusat
badan dalam satu satuan selnya ditempati oleh dua atom penyusun kristal.
Kubus pusat muka (F),
Gb. 2.2 Struktur Kristal sederhana
a. Kubus Sederhana
b. Kubus Pusat Badan
c. Kubus Pusat Muka
Dari gambar di bawah terlihat bahwa sel satuan FCC terdiri dari satu titik lattice
pada setiap sudut dan satu titik lattice pada setiap sisi kubus. Setiap atom pada
struktur kristal FCC dikelilingi oleh 12 atom, jadi bilangan koordinasinya adalah
12. DariStruktur Kristal kubus pusat muka ditunjukkan oleh gambar 2.2c pada
masing-masing titik sudut kubus ditempati oleh masing-masing oleh ⅛ bagian
atom sehinggga dari kedelapan titik sudut secara komulatif disusun oleh satu buah
atom. Atom yang menempati muka pusat kubus adalah ½ bagian atom, karena
dalam kubus karena dalam kubus terdapat enam pusat muka secara komulatif
yang menempati pusat muka adalah tiga buah atom. Dengan demikian dalam
kristal system kubus pusat muka dalam satu satuan selnya ditrmpati oleh empat
atom penyusun kristal.