1

PADATAN

Dasar-dasar struktur kristalunit sel

kisi dan bidang kristal

2

Pentingnya Kimia Padatan Kebanyakan unsur berbentuk padat pada

temperatur ruang

Atom-atom padatan mudah dipelajari karena berada pada posisi yang mantap

Contoh : Padatan kristal “

Struktur kristal berguna untuk menggambarkan sifat kimia dan fisika padatan

3

Sifat-sifat umum kristal• Kristal berbentuk padat, tetapi tidak semua

padatan adalah kristal • Kristal memiliki simetri (Kepler) dan keteraturan

yang tinggi• Bentuk-bentuk sferik atau geometri lain dapat

disusun menjadi bentuk regular yang lebih besar

?

4

Penjelasan KeplerKepler menunjukkan bahwa kristal salju memiliki 6 sudut (segi enam) bukan segi 5 atau tujuh. Kristal segi lima dan tujuh akan memiliki ruang kosong dalam struktur kompaknya.

Ruang kosong

5

SEl Satuan

“sel satuan = unit berulang terkecil dalam bentuk 3D yang menggambarkan simetri penuh dari suatu struktur kristal

Sel satuan adalah kotak dengan:

• 3 sisi - a, b, c

• 3 sudut - , ,

6

Tujuh Bentuk Sel Satuan

• Cubic a=b=c ===90°• Tetragonal a=bc ===90°• Orthorhombic abc ===90°• Monoclinic abc ==90°, 90°• Triclinic abc 90°• Hexagonal a=bc ==90°, =120°• Rhombohedral a=b=c ==90°

7

Contoh Gambar 2D dari NaCl

Gambar ini disebut titik-titik kisi. Setiap titik memiliki lingkungan yang sama

8

Pilih batas-batas yang diinginkan. Titik-titik kisi tidak selalu berupa atom, tetapi ukuran sel satuan harus selalu sama

9

Sel satuan dapat dimulai dari atom Na atau atom Cl

10

- Atau dari ruang antar atom

11

Gambar dibawah bukanlah menunjukkan sel satuan. Walaupun ukurannya sama, adanya ruang kosong tidak

diperbolehkah

12

Bidang kisi dan Indeks MillerTitik-titik kisi dapat dibayangkan memiliki kumpulan bidang dengan berbagai orientasi

13

• Seluruh bidang yang ada dalam satu set berbentuk sama • Bidang-bidang semuanya imajiner • Jarak tegak lurus antara dua bidang berdekatan disebut jarak antar

bidang, d• D sangat spesifik. Perlu simbol tertentu untuk membedakan bidang

satu dengan lainnya: Indeks MillerCara menentukan Indeks Miller

Tentukan perpotongan bidang dengan sumbu a,b,c: (p,q,r) = 1/4, 2/3, 1/2

Hitung (1/p, 1/q, 1/r) 4, 3/2, 2

Bulatkan (h,k,l): (8 3 4) [jika perlu]

14

Contoh – Tuliskan indeks Miller bidang dibawah ini

Perpotongan bidang di a,b,c: 1/2, 1, 1/2

(1/p, 1/q, 1/r) = ( 2, 1, 2)

(h,k,l) : (2, 1, 2)

15

(0,1,0)

(1,1,0)

(1,1,1)

(0,0,1)

Indeks Miller beberapa bidang kristal

16

Hubungan antara jarak antar bidang dengan Indeks Miller

Untuk sistem kristal ortogonal (i.e. ===90) :-

2

2

2

2

2

2

2 c

l

b

k

a

h

d

1

Untuk kristal kubus (bentuk spesial untuk kristal ortogonal) a=b=c :

2

222

2 a

lkh

d

1

Contoh (1 0 0) d = a(2 0 0) d = a/2(1 1 0) d = a/2 etc.

17

• Bidang-bidang kristal (h,k,l) dan jarak antar bidang (d(hkl)) spesifik untuk satu struktur kristal

• Atom/ion sebagai titik kisi kristal akan menghamburkan sinar-X. Pola hamburan berhubungan dengan panjang gelombang () sinar-x dan jarak antar bidang (d(hkl):

Hukum Bragg 2 d(hkl) sin= nn = 1,2,3 ….

PENENTUAN STRUKTUR KRISTAL SECARA EKSPERIMEN