Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
-
Upload
muhammad-rizky-alfirdauz -
Category
Documents
-
view
252 -
download
3
Transcript of Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 1/14
TUGAS KULIAH
DIFRAKSI KRISTAL
“ANALISA SIMETRI MOLEKUL DENGANMENGGUNAKANSIMULATOR & ANIMATOR J-MOL PADA SITUS
OTTERBEIN”
(http://symmt!y"#tt!$%"'/)
Oleh :
Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
JURUSAN FISIA
FAU!"AS MA"#MA"IA $AN I!MU %#N&#"A'UAN A!AM
INS"I"U" "#NO!O&I S#%U!U' NO%#M#R
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 2/14
SURAA
201*
S+al ,
Ja-a. :
Berdasarkan ketentuan diatas, maka mahasiswa dengan NRP belakang 1 akan
mengerjakan tugas dengan nomor soal 1 dan 6, yaitu molekul “O/ahedr+ da
Mehae”.
Seara umum, simetri adalah suatu o!erasi trans"ormasi untuk memberikan
sesuatu yang miri! dengan objek yang bero!erasi #objek dalam hal ini yaitu beru!a
molekul kristal$. %erda!at tiga elemen simetri sederhana dalam kristal yaitu simetri
!ada titik #!usat simetri$, simetri !ada garis #sumbu simetri$, dan simetri !adabidang #bidang simetri$. Suatu kristal dikatakan mem!unyai !usat simetri bila kita
da!at membuat garis bayangan tia!&tia! titik !ada !ermukaan kristal menembus
!usat kristal dan akan menjum!ai titik yang lain !ada !ermukaan di sisi yang lain
dengan jarak yang sama terhada! !usat kristal !ada garis bayangan tersebut.
'engan kata lain, kristal mem!unyai !usat simetri bila tia! bidang muka kristal
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 3/14
tersebut mem!unyai !asangan dengan kriteria bahwa bidang yang ber!asangan
tersebut berjarak sama dari !usat kristal, dan bidang yang satu meru!akan hasil
in(ersi melalui !usat kristal dari bidang !asangannya. )ontohnya, jika sebuah kristal
di!utar 1*+° ber!usat !ada sembarang !oros, maka kristal tersebut akan kembali
ke !osisi semula. ika kristal tam!ak se!erti kembali ke !osisi semula lebih dari
sekali dalam satu kali !utaran, maka sumbu yang digunakan disebut sumbu simetri.
Bidang simetri adalah bidang bayangan yang da!at membelah kristal menjadi bagian&
bagian yang sama, dimana bagian yang satu meru!akan !enerminan dari yang lain.
Bidang simetri ini dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri aksial dan bidang
simetri menengah. 'isebut bidang simetri aksial bila bidang tersebut membagi
kristal melalui dua sumbu utama #sumbu kristal$, yaitu bidang simetri (ertikal, yang
melalui sumbu (ertikal dan bidang simetri horisontal, yang berada tegak lurus
terhada! sumbu . Sedangkan bidang simetri menengah adalah bidang simetri yang
hanya melalui satu sumbu kristal. Bidang simetri ini sering !ula dikatakan sebagai
bidang siemetri diagonal.
-ntuk mem!elajari semua ini, da!at digunakan sebuah situs online yang dikenal
dengan nama sius Oer.ei. 'engan menggunakan situs tterbein, kita da!at
menganalisa simetri&simetri yang terda!at !ada suatu molekul kristal yang kita
inginkan. Pada !embahasan kali ini, kita akan menganalisa mengenai simetri molekul
O/ahedr+ da Mehae. 'engan o!erasi simetri rotasi / #)/$ dan !enerminan m
#0$ untuk molekul otahedron serta dengan 1 o!erasi simetri !utar dan 1
!enerminan #sembarang$ untuk molekul methane. Rotasi adalah !er!utaran !ada
sumbu tertentu dengan sudut sebesar #23n$ #dengan n 4 1, , /, 5, dan 6$. Bila
kristal memiliki simetri rotasi, artinya kisi kristal tersebut da!at di!utar terhada!
sumbu tertentu dengan sudut #23n$ dengan n 4 1, , /, 5, dan 6. Sedangkan o!erasi
re"leksi3 !enerminan meru!akan o!erasi menerminkan objek !ada sebuah garis
sebagai bidang ermin. Berikut adalah analisa simetri !ada molekul otahedron dan
methane dengan menggunakan situs tterbein
1 O/ahedr+
tahedron meru!akan suatu bentuk yang terdiri dari #dua$ buah limas alas
segiem!at, dengan bidang alasnya saling berhim!it, sehingga membentuk * #dela!an$
bidang segitiga. Pada molekul otahedron, atom !usatnya berada !ada !ada !usat
bidang segiem!at dari #dua$ limas yang saling berhim!it tersebut, sedangkan 6
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 4/14
#enam$ atom yang mengelilinginya akan berada !ada sudut & sudut limas tersebut,
dengan sudut ikatan yang terbentuk adalah 7+ .
Pada situs otterbein, terda!at / jumlah o!erasi simetri yang dimiliki oleh
molekul otahedron, baik itu simetri rotasi atau !enerminan. 'imana jumlaho!erasi simetri yang dimiliki molekul otahedron ini berjumlah sama dengan yang
dimiliki oleh molekul ubi, dan meru!akan jumlah o!erasi simetri yang !aling banyak
dibandingkan dengan molekul yang lainnya. Sehingga kedua molekul ini sering
dikatakan sebagai molekul yang !aling simetris. Namun !ada !embahasan kali ini,
hanya bebera!a o!erasi simetri saja yang akan di analisa !ergerakannya, yaitu
ketika molekul otahedron dio!erasikan dengan o!erasi simetri !utar / #) /$ dan
o!erasi simetri !enerminan. Berikut ini adalah tam!ilan molekul otahedron yang
telah dio!erasikan dengan simetri !utar /, dengan menggunakan simulator dananimator &8ol !ada situs tterbein
&am.ar 1 8olekul otahedron dengan o!erasi simetri !utar / #)/$
Pada gambar diatas, terda!at 5 o!erasi simetri !utar / #)/$ yang dihasilkan olehmolekul otahedron. 'imana !ada dasarnya setia! simetri !utar / #) /$ yang di&
hasilkan tersebut memiliki "ungsi yang sama, yaitu dilakukan rotasi atau di!utar
sebesar 23/ atau 1++ terhada! bidang !utarnya. 9arena otahedron tersusun
atas buah limas alas segiem!at, dengan setia! limas memiliki bidang sebanyak 5,
sehingga o!erasi simetri !utar / #)/$ yang dihasilkan oleh molekul otahedron
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 5/14
berjumlah 5. adi yang membedakan dari ke em!at o!erasi simetri tersebut adalah
!osisi auan bidang !utarnya. -ntuk mem!erjelas lagi, da!at kita lihat !ada tabel
!ergerakan molekul otahedron ketika dio!erasikan dengan simetri !utar / #)/$
berikut ini
"a.el 1 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !utar / #)/$ !ada
bidang 1
"a.el 2 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !utar / #)/$ !ada
bidang
"a.el 3 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !utar / #)/$ !ada
bidang /
"a.el 4 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !utar / #)/$ !ada
bidang 5
-ntuk menganalisa kesimetrian dari suatu molekul, maka molekul tersebut da!at
diberikan suatu o!erasi simetri. ika setelah diberikan suatu o!erasi simetri,
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 6/14
kemudian kristal !ada molekul tersebut nam!ak kembali ke !osisi semulanya, maka
molekul tersebut simetri terhada! o!erasi simetri yang diberikan tadi. Se!erti
ontoh yaitu molekul otahedron yang dberikan o!erasi simetri !utar / atau dengan
diberikan !er!utaran sebesar 1++ !ada bidang !utarnya. 'an ternyata hasilnya
bahwa molekul otahedron simetri terhada! o!erasi simetri !utar / #)/$,
sebagaimana yang telah ditunjukkan !ada tabel&tabel diatas. %abel&tabel diatas
menunjukkan bahwa ketika molekul otahedron diberikan o!erasi simetri !utar /
#)/$, maka dida!atkan hasil simetri dengan 5 bidang !utar yang berbeda.
Sedangkan untuk o!erasi simetri !enerminan !ada molekul otahedron,
terda!at maam bidang simetri !enerminan yang dihasilkan yaitu simetri
!enerminan bidang hori:ontal dan juga simetri !enerminan bidang diagonal. -ntuk
simetri !enerminan bidang hori:ontal # $ terda!at / o!erasi simetri,
sedangkan untuk simetri !ernerminan bidang diagonal # $ terda!at 6 o!erasi
simetri. Berikut ini adalah tam!ilan 7 o!erasi simetri !eneminan yang dimiliki oleh
molekul otahedron
&am.ar 2 8olekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang hori:ontal # $
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 7/14
&am.ar 3 8olekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang diagonal # $
'ari gambar dan / diatas, keduanya meru!akan tam!ilan molekul otahedron
ketika dio!erasikan dengan o!erasi simetri !enerminan. ;ang membedakan antara
kedua gambar tersebut adalah bidang !enerminan yang digunakan, !ada gambar
digunakan bidang hori:ontal sebagai bidang !enerminannya dengan memiliki /
o!erasi simetri. Sedangkan !ada gambar /, bidang !enerminan yang digunakan
yaitu bidang diagonal dengan memiliki 6 o!erasi simetri. Se!erti halnya dengan
simetri !utar, jika suatu molekul diberikan o!erasi simetri !enerminan kemudianmolekul tersebut nam!ak se!erti kembali ke !osisi semulanya maka molekul
tersebut simetri terhada! o!erasi simetri !enerminan yang diberikan tadi. -ntuk
mem!erjelas kesimetrian dari suatu molekul, da!at dilihat tabel&tabel o!erasi
simetri !enerminan berikut ini yang diberikan !ada molekul otahedron
"a.el * Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang hori:ontal # $ !ada bidang 1
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 8/14
"a.el 5 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang hori:ontal # $ !ada bidang
"a.el 6 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang hori:ontal # $ !ada bidang /
9etiga tabel diatas menunjukkan bahwa molekul otahedron simetri terhada!
o!erasi simetri !enerminan bidang hori:ontal serta memiliki / bidang !enerminan
bidang hori:ontal yang berbeda. Berikut ini tabel !ergerakan molekul otahedron
ketika diberikan o!erasi simetri !enerminan !ada bidang diagonal
"a.el 8 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang diagonal # $ !ada bidang 1
"a.el 7 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang diagonal # $ !ada bidang
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 9/14
"a.el 10 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang diagonal # $ !ada bidang /
"a.el 11 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang diagonal # $ !ada bidang 5
"a.el 12 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang diagonal # $ !ada bidang <
"a.el 13 Pergerakan molekul otahedron dengan o!erasi simetri !enerminan
bidang diagonal # $ !ada bidang 6
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 10/14
'an untuk ke enam tabel diatas, da!at kita sim!ulkan bahwa molekul otahedron
juga memiliki simetri terhada! o!erasi simetri !ernerminan bidang diagonal,
dengan jumlah bidang !enerminannya adalah 6.
Sehingga untuk !embahasan kali ini, da!at diketahui bahwa molekul otahedron
jika diberikan o!erasi simetri !utar / akan menghasilkan o!erasi simetri dengan 5
bidang simetri !utar, dan jika diberikan o!erasi simetri !enerminan akan
menghasilkan 7 o!erasi simetri dengan kom!osisi / bidang simetri !enerminanhori:ontal dan 6 bidang simetri !enerminan diagonal.
2 Mehae
8etana #8ethane $ meru!akan senyawa hidrokarbon yang !aling sederhana
dengan berbentuk gas dan memiliki rumus kimia )=5. 8etana murni memiliki
karakteristik antara lain > tidak berbau, tidak berwarna, e?tremely "lammable ,
as!hy?ian #mam!u menggeser oksigen$, non to?i dan juga non orrosi(e . 8etana
meru!akan molekul tetrahedral dengan 5 ikatan )&= yang ekui(alen. Struktur
elektroniknya da!at dijelaskan dengan 5 ikatan orbital molekul yang dihasilkan dariorbital (alensi ) dan orbital (alensi = yang saling melengka!i.
Pada situs tterbein, terda!at bebera!a maam o!erasi simetri untuk molekul
metana, baik itu o!erasi simetri !ro!er #rotasi, re"leksi$ mau!un o!erasi simetri
im!ro!er #srew$. Namun !ada !embahasan kali ini, saya hanya megambil 1 o!erasi
simetri rotasi dan 1 o!erasi !enerminan. -ntuk o!erasi simetri rotasi, saya
menggunakan simetri !utar #)$ dan untuk o!erasi simetri !enerminan, saya
menggunakan simetri !enerminan bidang diagonal. Berikut tam!ilan molekul metana
sebelum dan sesudah diberikan o!erasi simetri dengan menggunakan simulator dananimator &8ol !ada situ tterbein
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 11/14
&am.ar 4 !erasi simetri !ada molekul metana #methane$
&am.ar * %am!ilan awal molekul metana dengan o!erasi simetri !utar #)$
@ambar diatas menyatakan bahwa jika molekul metana dikenai o!erasi simetri
!utar #)$, akan menghasilkan / o!erasi simetri !utar #)$ dengan bidang simetri
!utar yang berbeda&beda. Simetri !utar #)$ memiliki arti bahwa suatu molekul
jika dilakukan rotasi atau !er!utaran sebesar 23 atau 1*++ terhada! bidang
simetri !utarnya maka kristal !ada molekul tersebut akan nam!ak se!erti kembali
ke !osisi semulanya. Berikut ini tam!ilan molekul metana ketika diberikan o!erasi
simetri #)$ !ada bidang simetri !utarnya
"a.el 14 Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !utar #) $ !ada
bidang 1
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 12/14
"a.el 1* Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !utar #) $ !ada
bidang
"a.el 15 Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !utar #) $ !ada
bidang /
Selain dilakukan simetri !utar juga dilakukan simetri !enerminan, dimana !ada
situs tterbein simetri !enerminan yang dimiliki oleh molekul metana hanya beru!a
simetri !enerminan !ada bidang diagonal dengan jumlah o!erasi simetri terhada!
bidang !ererminannya sebanyak 6. Berikut ini tam!ilan molekul metana dengan 6
o!erasi simetri !enerminannya
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 13/14
&am.ar 5 %am!ilan awal molekul metana dengan o!erasi simetri !endrminan
'ari gambar diatas, terda!ot 6 o!erasi simetri !ererminan bidang diagonal
yang dihasilkan oleh molekul metana. 8aksud dari o!erasi simetri ini adalah dilaku&
kannya o!erasi !enerminan terhada! suatu molekul !ada sebuah bidang diagonaldari molekul tersebut, sehingga kristal !ada molekul akan bergerak atau berganti
!osisi namun setelah bergerak molekul tersebut akan nam!ak se!erti kembali ke
!osisi semulanya. Berdasarkan situs tterbein, molekul metana hanya memiliki
simetri iika diberikan o!ersai simetri !enerminan !ada bidang diagonal saja
#se!erti yang ditunjukkan !ada gambar diatas$. Berikut ini tam!ilan !ergerakan
molekul metana, setelah diberikan o!erasi simetri !enerminan bidang diagonal
berdasarkan bidang !enerminannya
"a.el 16 Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !enerminan
terhada! bidang diagonal !ada bidang 1
"a.el 18 Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !enerminan
terhada! bidang diagonal !ada bidang
"a.el 17 Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !enerminan
terhada! bidang diagonal !ada bidang /
7/23/2019 Tugas Difraksi Kristal (Simetri Molekul)_Muhammad Rizki Alfirdaus (1112100081)
http://slidepdf.com/reader/full/tugas-difraksi-kristal-simetri-molekulmuhammad-rizki-alfirdaus-1112100081 14/14
"a.el 20 Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !enerminan
terhada! bidang diagonal !ada bidang 5
"a.el 20 Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !utar #) $ !ada
bidang <
"a.el 21 Pergerakan molekul metana dengan o!erasi simetri !utar #) $ !ada
bidang 6
adi untuk !embahasan ini, kita da!at mengetahui bahwa molekul metana jika
diberikan o!erasi simetri !utar #)$ akan menghasilkan o!erasi simetri dengan /
bidang simetri !utar, dan jika diberikan o!erasi simetri !enerminan akan
menghasilkan 6 o!erasi simetri dengan !enerminan terhada! bidang diagonalnya.