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