Dalam Kristal Ionik

10
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.

Transcript of Dalam Kristal Ionik

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 dalamccpdan 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 khloridaCesium 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 buahJumlah tetangga terdekat 6 buah dengan bilangan koordinasi 8:8CsX (X = Cl, Br, I),CsCN, NH4X (X = Cl, Br),TlX (X = Cl, Br, I), dll

kubus berpusat mukaTitik kisi persel sebanyak 4 buahJumlah tetangga terdekat ada 12 buah dengn bilangan koordinasi 4:4Contoh : MSe (M = Be, Zn, Cd, Cs, Hg), MTe (M = Be,Zn, Cs, Hg), CuX (X = F, Cl, Br I), dll

Titik kisi persel 2Jumlah tetangga terdekat : 8Contoh : Na,Li,K,Rb,Cs,Cr,Fe,NbKubus, 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 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 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),

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 bagian atom sehinggga dari kedelapan titik sudut secara komulatif disusun oleh satu buah atom. Atom yang menempati muka pusat kubus adalah 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.

Gb. 2.2 Struktur Kristal sederhana a. Kubus Sederhana b. Kubus Pusat Badan c. Kubus Pusat Muka