2. Materi olimpiade Kimia

Materi olimpiade Kimia mencakup: Kimia Anorganik, Kimia Fisika, Kimia Organik, dan Kimia Analitik  dengan deskripsi masing-masing materi sebagai berikut:

1)   Kimia Anorganik

Konfigurasi elektronik atom dan ion; tren dalam susunan berkala (unsur-unsur utama); tren dalam sifat-sifat kimia (golongan utama); Struktur molekul; struktur kristal logam dan ionik; energi kisi (persamaan Born-Lande dan Kaputsinkii); diagram Born Haber; tata nama; Hitungan kimia; isotop; siklus alami: blok s, blok p dan blok d; penulisan reaksi pengkompleksan; definisi bilangan koordinasi; prediksi bilangan koordinasi ion kompleks dan molekul; tetapan pembentukan kompleks; keadaan Eg dan T2g: kompleks oktahedral spin tinggi dan rendah; perhitungan kelarutan AgCl dalam NH3 (dari Ksp dan Kf); bentuk cis dan trans.

2)   Kimia Fisika

Kesetimbangan kimia; kesetimbangan ionik; kesetimbangan elektroda; kinetika reaksi homogen; termodinamika (hukum I); termodinamika (hukum II); sistem fasa; tingkat energi atom hidrogen; kuadrat fungsi gelombang dan kebolehjadian; pemahaman persamaan Schrodinger sederhana; bilangan kuantum n, l, m; bentuk dan konfigurasi ruang orbital p, d; diagram orbital molekul H2 N2

dan O2; orde ikatan O2, O2-, O2

+; elektron tak berpasangan dan sifat paramagnet; teori Huckel

untuk senyawa aromatik; asam dan basa Lewis; asam basa keras lunak.

3)   Kimia Organik

Alkana; sikloalkana; alkena; alkuna; arena, polisiklik dan heterosiklik; stereokimia; senyawa halogen; alkohol, fenol, dan eter; senyawa karbonil; asam karboksilat dan turunannya; senyawa nitrogen; makromolekul dan polimer; asam amino dan protein; asam lemak dan lemak; karbohidrat (polisakarida); asam nukleat; reaksi perisiklik; elusidasi struktur; sintesis organik.

4)   Kimia Analitik

Pimilihan indikator untuk asidimetri; kurva titrasi; pH (asam lemah dan kuat); potensial sel (titrasi redoks); perhitungan buffer; identifikasi Ag+, Ba2+, Cl-, SO4

2-, Al3+, NO2-, NO3

-, Bi3+ , VO3-,

ClO3-, Ti4+, uji nyala: K, Ca, Sr; hukum Beer-Lambert; spektroskopi UV-VIS, IR; spektrometer

massa; NMR; AAS; sinar-X; polarimetri.

Struktur padatan kristalin Ditulis oleh Yoshito Takeuchi pada 11-08-2008a. Susunan terjejal

Banyak senyawa, khususnya kristal logam dan molekular mempunyai sifat umum yang memaksimalkan kerapatannya dengan menyusun partikel-partiklenya serapat mungkin. Sruktur kristal semacam ini disebut dengan struktur terjejal.

Sebagai contoh, perhatikan susunan terjejal kristal logam yang terdiri atas atom sferik (bola). Bola-bola ini disusun dalam lapisan. Setiap bola di lapisan kedua menempati lubang yang dibentuk oleh tiga bola di lapisan pertama. Ini adalah cara yang paling efisien untuk menggunakan ruang yang tersedia. Ada dua cara untuk meletakkan lapisan ketiganya. Salah satunya adalah dengan meletakkan langsung di atas bola lapisan pertama, dan cara yang kedua adalah dengan meletakkannya di atas lubang lapisan kedua. Untuk mudahnya, cara pertama disebut dengan susunan abab, dan sruktur yang

dihasilkan disebut dengan heksagonal terjejal. Cara yang kedua disebut dengan susunan abc dan sruktur yang dihasilkan disebut dengan kubus terjejal.

Susunan terjejal apapun akan memiliki sifat umum: (1) bola-bola itu akan menempati. 74% ruang yang tersedia; (2) setiap bola dikelilingi oleh 12 bola tetangganya; (3) enam bola dari 12 ada di lapis yang sama dan tiga di lapis atasnya dan tiga sisanya dari lapis di bawahnya. Jumlah bola yang beresentuhan dengan bola yang menjadi acuan disebut dengan bilangan koordinasi. Untuk struktur terjejal, bilangan koordinasi adalah 12, yang merupakan bilangan koordinasi maksimum. Dalam kasus ini, empat partikel dimasukkan dalam satu sel satuan. Perak mengkristal dalam susunan kubus terjejal. Bila kristalnya dipotong seperti ditunjukkan di Gambar 8.5, satu bola akan terletak di pusat setiap muka kubus. Karena satu bola (satu atom) terletak di setiap pusat muka kubus, maka kisi ini disebut dengan kisi berpusat muka.b. Kubus berpusat badan

Beberapa logam , seperti logam alkali, mengkristal dalam kisi kubus berpusat badan, yang mengandung bola yang terletak di pusat kubus dan di sudut-sudut kubus sel satuan sebagaimana diperlihatkan di Gambar 8.6. Cara penyusunan ini disebut dengan kisi kubus berusat badan. c. Analisis kristalografi sinar-X

Teknik analisis kristalografi sinar-X pertama dikenalkan di awal abad 20, dan sejak itu telah digunakan dengan meluas untuk penentuan struktur berbagai senyawa. Teknik ini dengan sempurna telah menyelesaikan berbagai masalah yang sebelumnya tidak dapat diselesaikan. Tahap awal dicapai oleh William Henry Bragg (1862-1942), sang ayah, dan William Laurence Bragg (1890-1971), anaknya, yang menentukan struktur garam dan intan.

Hingga beberapa tahun terakhir, analisis kristalografi sinar-X hanya dilakukan para spesialis, yakni kristalografer, apapun molekul targetnya. Sungguh, pengukuran dan pemrosesan data yang diperlukan memerlukan pengetahuan dan pengalaman yang banyak. Namiun kini, berkat perkembangan yang cepat dan banyak dalam bidang hardware maupun software kristalografi sinar-X, pengukuran kristalografi sinar-X telah menjadi mungkin dilakukan dengan training yang lebih singkat. Kini, bahkan kimiawan sintesis yang minat utamanya sintesis dan melakukan analisis kristalografi sinar-X sendiri. Akibatnya molekul target yang dipelajari oleh para spesialis menjadi semakin rumit, dan bahkan struktur protein kini dapat dielusidasi bila massa molekulnya tidak terlalu besar. Kini pengetahuan tentang analisis kristalografi diperlukan semua kimiawan selain NMR.

Difraksi cahaya terjadi dalam zat bila jarak antar partikel- partikelnya yang tersusun teratur dan panjang gelombang cahaya yang digunakan sebanding. Gelombang terdifraksi akan saling menguatkan bila gelombangnya sefasa, tetapi akan saling meniadakan bila tidak sefasa. Bila kristal dikenai sinar-X monokromatis, akan diperoleh pola difraksi. Pola difraksi ini bergantung pada jarak antar titik kisi yang menentukan apakah gelombang akan saling menguatkan atau meniadakan. Andaikan panjang gelombang sinar-X adalah λ (Gambar 8.7). Bila selisih antara lintasan optik sinar-X yang direfleksikan oleh atom di lapisan pertama dan oleh atom yang ada di lapisan kedua adalah 2dsinθ, gelombang- gelombang itu akan saling menguatkan dan menghasilkan pola difraksi. Intensitas pola difraksi akan memberikan maksimum bila:

nλ = 2dsinθ … (8.1)

Persamaan ini disebut dengan kondisi Bragg.

Kondisi Bragg dapat diterapkan untuk dua tujuan. Bila jarak antar atom diketahui, panjang gelombang sinar-X dapat ditentukan dengan mengukur sudut difraksi. Moseley menggunakan metoda ini ketika ia menentukan panjang gelombang sinar X berbagai unsur. Di pihak lain, bila panjang gelombang sinar-X diketahui, jarak antar atom dapat ditentikan dengan mengukur sudut difraksi. Prinsip inilah dasar analisis kristalografi sinar-X.