Download - Zat Padat Kelompok 2
Struktur Kristal
Indah SuwandewiMeri Monika SariMeri HandayaniDiah Valentina L.
Sifat-sifat zat padat yang dapat disebut sebagai kristal yaitu:
1.Atom-atom yang tersusun pada posisinya secara periodik.
2.Proses kristal bersifat simetri translasi, sehingga jika kristal ditranslasikan dengan menggabungkan dua atom, misalnya R pada gambar berikut, kristal yang dihasilkan akan sama persis seperti sebelum ditranslasi.
I. Kekristalan Zat
Kisi kristal atau dapat disebut kisi merupakan titik geometri pada posisi setimbang atom.
Ada dua jenis kisi yaitu:a.Kisi Bravais Seluruh titik kisi adalah ekivalen dan oleh karena
kebutuhan seluruh atom pada kristal tersebut adalah sejenis.
a.Kisi Non-BravaisKisi non-bravais beberapa titik kisinya tidak
ekivalen.
II. Definisi Dasar pada Struktur Kristal
Kisi Kristal
Vektor Basis
Sel Satuan
a, b
•Sel satuan = sel primitif•Sel non-primitif untuk sel satuan yang lebih
luas.
Sel Primitif dan Sel Non-Primitif
S1 Sel satuan primitif
S2Sel satuan non-
primitif
a1, a2 sebagai vektor basis
a,b sebagai vektor basis
Tiga Dimensi
III. Keempat Belas Kisi Bravais dan Tujuh Sistem Kristal
Berikut tujuh sistem kristal yang dibagi menjadi empatbelas kisi Bravais:No Sistem Bravais Karakteristik
Unit SelKarakteristik
Simetri1 Triclinik Sederhana a b c
j = 90 Tidak ada
2 Monoclinik Sederhana Berpusat-dasar
a b c
= = 90 j
Satu sumbu rotasi lipat – 2
3 Orthorhombik Sederhana
Berpusat-dasar
Berpusat-tubuh
Berpusat-muka
a b c
= = j = 90
Tiga sumbu rotasi lipat – 2 saling ortogonal
4 Tetragonal Sederhana
Berpusat-tubuh
a = b c
= = j = 90
Satu sumbu rotasi lipat – 4
5 Cubik Sederhana
Berpusat-tubuh
Berpusatmuka
a = b = c
= = j = 90
4 sumbu rotasi lipat – 3
6 Trigonal (Rhombohedrad)
Sederhana a = b = c
= = j 90
Satu sumbu rotasi lipat – 3
7 Hexagonal Sederhana a b c
= = 90
= 120
Satu sumbu rotasi lipat – 3
IV. Unsur Simetri
Titik Grup, Ruang Grup dan Kisi Non-Bravais
Basis simetri disebut nilai grup simetri, mengacu pada semua
kemungkinan rotasi (diantaranya pembalikkan dan bayangan).
Ketika kita kombinasikan rotasi simetri dengan nilai grup terhadap
simetri translasi, kita mendapatkan ruang grup simetri.
(a) Basis yang memiliki titik simetri grup D2d (dua sumbu horizontal 2-fold dan dua bidang refleksi vertikal). (b) Sebuah kisi tentragonal
sederhana dengan basis yang memiliki titik grup D2d
• Arah Kristal.Bentuk vektor tersebut dapat ditulis seperti:
Sekarang, arah dapat dispesifikasikan dengan integral [n1 n2 n3], jika nomor n1, n2, n3 mempunyai faktor tersebut harus diubah. [n1 n2 n3] merupakan integral paling kecil karena sama dengan rasio relative. Dengan demikian, arah kristal dapat ditunjukkan pada arah [111].
V. Arah Kristal Nomenklatur, Bidang Kristal, dan Indeks Miller
(a) Bidang (122). (b) Beberapa ekuivalen, bidang parallel ditunjukkan dengan indeks Miller. (c) Beberapa dari bidang
tersebut dalam kristal kubus. (d) Menentukan ruang interplanar.
• Jarak antara bidang yang sama pada Indeks MillerJarak antara pesawat interplanar diberi label oleh indeks Miller yang sama (hkl).
Yaitu cos2 α + cos2 β + cos2 γ = 1.
Rumus yang diperlukan, sehingga jarak interplanar dari bidang (111) dalam kristal kubus sederhana adalah , di mana
1. Face -Centered Cubic : Ag, Al, Au, Cu, Co(β), Fe(γ), Pb, dan Pt.
2. Body-Centered Cubic : Fe(α) dan alkali Li, Na, K, Rb, dan Cs.
VI. Contoh Struktur Kristal Sederhana
4. Struktur Cesium Klorida : Tersusun atas 1 atom Cs, dan termasuk kisi non-bravais.
5. Struktur hexagonal close-packed : atom yang tersusun rapat, sehingga umumnya pada logam.
6. Struktur Diamond : sel fcc dengan sebuah basis, dimana basis terbentuk dari dua atom karbon terikat dengan setiap kisi.
7. Struktur Seng Sulfida : Setiap sel satuan berisikan empat molekul ZnS, dan setiap atom Zn (atau S) terletak pada pusat tetrahedron yang dibentuk dari atom dengan jenis berlawanan .
Struktur dan Dimensi Sel dari Beberapa Elemen dan Senyawa
VII. Amorf padat dan cair
Contohnya gelas kaca biasa (silikon oksida)
yang bukan merupakan kristal.
Tidak mempunyai struktur seperti kristal dan atom
tampak dengan distribusi yang acak.
Amorf
Amorf PadatAmorf Cair
(Liquid)
Jika jumlah rata-rata dari tetangga terdekat selanjutnya dan jaraknya diperhitungkan, maka keadaan pada zat cair tetap sama saat berada pada zat padat.
Mercury (dalam zat
padat)
Seluruh atom pada posisi biasanya, dan setiap atom dikelilingi oleh jumlah tetangga terdekat tertentu
Dibawah titik leleh
Dipanaskan dan meleleh
Atom tersebut tidak lagi bertahan pada posisi biasanya, dan struktur kristal seakan dihancurkan.
Struktur HCP
VIII. Gaya Antar Atom
Ikatan dapat dikatakan bahwa kekuatan-kekuatan
membentuk ikatan antara atom-atom dalam padatan,
dan inilah ikatan yang bertanggung jawab terhadap
kestabilan kristal.
Ada beberapa jenis ikatan, tergantung pada asal fisik
dan sifat kekuatan ikatan yang terlibat yaitu:
1.Ikatan ion,
2.Ikatan kovalen,
3.Ikatan logam.
IX. Jenis Ikatan
Ikatan Ion
Kristal Ionik
Ikatan Ionik
Ion positif dan negatif
Dihasilkan oleh interkasi elektrostatik
ion-ion bermuatan berlawanan.
Contoh :
Berlian. kristal ini terbentuk dari atom karbon diatur dalam
jenis tertentu dari struktur jenis di mana setiap atom
dikelilingi oleh empat yang lain, membentuk tetrahedron
biasa. Ikatan di sini terdiri dari dua elektron, yang
disumbangkan oleh masing-masing dua atom.
Ikatan Kovalen
Ikatan KovalenIkatan pasangan elektron dimana setiap
atom memberikan sebuah elektronnya
untuk berpartisipasi dalam ikatan.
Contoh :
logam sederhana typidal natrium, dimana sebuah
assembly atom Na dibawa untuk memebntuk kristal,
menarik satu sama lain untuk membentuk padatan yang
stabil, dimana sitiap atom Na memiliki elektron valensi
tunggal yang hanya bebas terikat pada atom.
Ikatan Logam
Ikatan Logam
Elektron-elektron valensi dari atom yang
membentuk logam menjadi milik bersama
dan terbentuk sejenis “gas elektron”.
Interaksi antara gas elektron dengan inti
(corl) positif menimbulkan gaya kohesif
yang kuat.
Contoh :
Kristal es ( H2O). Pertama, mempertimbangkan ikatan
dalam molekul air tunggal. Sebuah kovalen ikatan
terbentuk antara atom oksigen dan masing-masing dari
dua atom hidrogen, berbagi elektron memungkinkan untuk
atom oksigen memiliki 8 elektron valensi, yaitu, struktur
kulit yang stabil. Dengan demikian atom dalam molekul
H2O yang terikat kuat.
Ikatan Sekunder
Ikatan Sekunder Ikatan lemah yang sering memainkan
peran penting dalam menjelaskan
beberapa" skala halus "sifat ikatan.
(a) Molekul air, (b) Penyusunan molekul air sebagai akibat dari ikatan hidrogen. Panah merupakan momen dipol listrik dari molekul.
TERIMAKASIH