PENDAHULUAN PENDAHU LUAN FISIKA ZAT PADA PADAT T TUGAS KAJIAN 1
OLEH:
ANDRIKA GUSTIA 1301646 PENDIDIKAN FISIKA RB
DOSEN PEMBIMBING: Drs. HUFRI, M.S.
JURUSAN FISIKA FAKULT FAKULTAS AS MATEMATIKA DAN ILMU I LMU PENGETAHUAN ALAM
UNI!ERSITAS NEGERI PADANG "01#
STRUKTUR KRISTAL Dalam usaha mengklasifikasikan material perlu ditentukan apakah material berbentuk kristalin ( logam paduan konvensional konvensional) ) non kristalin k ristalin (gelas) atau !ampuran dari dari kedua "enis struktur tersebu t ersebut#t# $erbedaan $erbedaan %ang perlu perlu diperh diperhati atikan kan antara struktur kristal kristalin in dan non kristalin kristalin dapat dapat dilaku dilakukan kan dengan dengan menerap menerapkan kan kons konsep ep tata tatana nan# n# Susu Susuna nann bahan bahan padat padat terg tergan antu tung ng pada pada susu susunan nan atom&a atom&atom tom ion& ion&ion ion atau atau molekul&molekul %ang saling berikatan# Kristal adalah bahan padat %ang atom&atomn%a tersusun dalam satu pola %ang berulang dalam tiga dimensi %ang "uga disebut sebagai padatan kristalin (Crystaline solid) solid)# Susunan atom&atom %ang beraturan tersebut disebut struktur kristal#
Keteraturan atau kekristalan suatu struktur struktur tidak tidak dapat dapat di"umpai di"umpai pada gas gas atau !airan# !airan# Diantara padatan logam keramik dan polimer dapat berupa kristalin ataupun kristalin tergantung pada proses proses pembuata pembuatann%a nn%a atau parameter parameter komposis komposisin% in%a# a# Sebagai Sebagai !ontoh !ontoh logam logam "ika "ika diding didingink inkan an dari keadaan keadaan !airn%a !airn%a dengan dengan ke!epatan ke!epatan pendin pendinginan ginan %ang %ang sangat !epat !epat akan terbentuk terbentuk amorph (bukan kristal)# 'at padat terdiri atas tiga %aitu
1.
Krs Krs$$%& 'Kr 'Krs$ s$%& s( s()*+r )*+r % %$ %$%+ Krs$ rs$%& %& $+ $+---%& %& Kristal dapat didefinisikan sebagai susunan %ang padat dari atom&atom%ang tersusun dalam
pola %ang berulang (periodik) dalam ruang tiga t iga dimensi dengan "angkauan %ang pan"ang# Kumpulan %ang berupa atom atau molekul dan sel ini terpisah se"auh * atau + *# Kristal dapat dibentuk dari larutan lelehan uap atau gabungan dari ketigan%a# ,ila proses pertumbuhann%a lambat atom&atom atau pertikel pen%usun -at padat dapat menata diri selama proses tersebut untuk mrenempati posisi %ang sedemikian sehingga energi potensialn%a minimum# Keadaan ini !enderung !enderung membentuk membentuk susunan %ang teratur teratur dan "uga berulang berulang pada arah tiga dimensi dimensi sehingga terbentuklah keteraturan susunan atom dalam "angkauan %ang "auh# .ontoh dari kristal tunggal %aitu sebagai berikut
2.
A)/r Amorf
didefi didefinis nisika ikann sebaga sebagaii -at padat %ang tidak memiliki
keteraturan seperti kristal di mana dalam proses pembentukan %ang berlangsung !epat atom&atom tidak mempun%ai !ukup /aktu untuk menata diri dengan teratur# 0asiln%a terbentuklah susunan %ang memiliki tingkat energi %ang lebih tinggi# Susunan atom ini umumn%a han%a mempun%ai keteraturan %ang ber"angkauan terbatas dan keadaan inilah %ang men!erminkan keadaan amorf# .ontoh amorf %aitu sebagai berikut
3. P/&rs$%& 'Krs$%& 2%)% $olikristal terletak di antara kristal sempurna (tunggal) di satu pihak dan keadaan amorf di pihak lain# 'at padat pada keadaan ini tersusun oleh kristal&kistal ke!il# 1ika ukuran kristaln%a dalam ukuran orde mikrometer bahan %ang bersangkutan termasuk kristal mikro ( microcrystalline )# 1ika ukuran kristaln%a dalam orde nanometer maka bahann%a digolongkan sebagai kristal nano (nanocrystalline)#
.ontoh (Kristal
$olikristal "amak)
%aitu
sebagai berikut
A.
K(%%% Krs$%& Sebagian
besar materi f isika zat padat adalah kristal elektron
dan di
dalamnya, f isika zat padat mulai dikembangkan awal abad ke 20, mengikuti penemuan dif raksi sinar-x oleh kristal. Sebuah kristal ideal disusun oleh satuan-satuan struktur yang identi ntik secar secara berulang- ulang yang tak hingga gga di dalam ruang. Semua struktur kristal dapat digambarkan atau d j i jelaskan dalam istilah-istilah sebuah basis yang ditempelkan pada setiap titik Lat t ti ce
kisi!
lat t ti ce
kisi! dan
kisi!.
" Sebuah susunan titik yang teratur dan periodik di dalam
ruang,sebuah abstraksi matematik. #asis
lat t ti ce
" Sekumpulan atom-atom
$umlah atom dalam sebuah basis " satu buah atom ataulebih.
Str uktur uktur k r ri stal 2 K isi 3 ,asis
(4 dan5 adalah sumbu %ang boleh saling tegak lurus dan boleh tidak) 6ambar# Kristal -at padat dua dimensi semua atom&atom tersusun se!ara periodik# 1adi suatu kristal memiliki translasi simetris ini berarti bah/a 1ika kristal ditranslasikan oleh suatu vektor %ang menghubungkan dua atom katakanlah R (dalam 6ambar #) kristal kelihatan benar&benar sama dengan sebelum ditranslasikan# $ada hakekatn%a tidak satupun kristal %ang dapat dikualifikasikan sebagai kristal murni karena a# $ertama permukaan kristal merupakan salah satu "enis %ang membatasi keterulangan susunan atom&atom dalam kristal## b# Lingkungan atom&atom pada permukaan terlihat berbeda dari lingkungan atom&atom %ang berada !#
di tengah&tengah kristal# 6etaran termal atom&atom di sekitar titik keseimbangann%a pada suhu T 7 8o # 9akin tinggi suhu makin besar pen%impangan dari titik keseimbangan dan akibatn%a makin tinggi tingkat
ketidakteraturann%a# d# $ada keban%akan kristal selalu berisi atom&atom lain dengan kata lain di!ampuri (dikotori)# $emberian !ampuran dengan dosis 8+ atom:!m;#
!# Karena alasan tersebut di atas boleh dikatakan bah/a %ang dibi!arakan adalah benar&benar kristal murni
Ada tiga !ara pendekatan untuk mempela"ari sifat&sifat logam %aitu a#
9enghitung sifat&sifat seperti konstanta elastik dan konsuktifitas listrik untuk logam %ang berbeda langsung dengan menggunakan hukum&hukum %ang mengatur perilaku elektron&elektron pada pada atom&atom logam dengan menggunakan teori kuantum#
b# 9enggunakan prinsip parameter termodinamika seperti koefisien aktifitas dan energi bebas %ang sangat efektif untuk mengetahui sifat&sifat kimia logam dan hubungan antar fasa pada paduan logam# !#
9enggunakan prinsip struktur kristal dan menghubungkan sifat&sifat logam terhadap karakteristik susunan ataom&atom pen%usunn%a#
B. -
D(s P// Ks Krs$%& Struktur kristal dapat digambarkan dalam bentuk kisi dimana s etiap titik kisi akan ditempati
oleh atom atau sekumpulan atom# Kisi kristal memiliki sifat geometri %ang sama seperti Kristal# Kisi %ang memiliki titik&titik kisi %ang ekuivalen disebut kisi Bravais sehingga titik&titik kisi tersebut dalam kristal akan ditempati oleh atom&atom %ang se"enis#
Titik A, dan . adalah ekuivalen satu sama lain# Titik A dan A tidak ekivalen (non&,ravais)# Titik&titik
kisi
,ravais
dapat
ditempati
oleh
atom atau sekumpulan atom %ang disebut
%ss. Kisi Sekumpulan titik&titik %ang tersusun se!ara periodik dalam ruang ,asis Atom atau sekumpulan atom Sehingga apabila atom atau sekumpulan atom tersebut menempati titik&titik kisi maka
akan
membentuk
suatu struktur Kristal#Kisi ruang merupakan suatu susunan %ang tak
terbatas dari titik %ang tidak terbatas dalam tiga dimensi dimana setiap titik (sebagai pengganti atom& atom dalam kristal digunakan kumpulan titik&titik ) dikelilingi oleh titik lain %ang identik# Susunan titik&titik tersebut dapat dibentuk atas tiga kumpulan bidang&bidang dan bidang&bidang pada masing& masing set (kumpulan) se"a"ar dan sama "arakn%a#
$ada Kristal terdapat dua "enis kisi %aitu a#
Kis i
,ravais pada kisi ,ravais semua titik kisi adalah (semua atom dalam kristal sama :se"enis)# b# Kisi non,ravais pada kisi
non,ravais
beberapa
titik
kisi
tidak sama kadang& kadang
kelihatan
seperti kisi dengan suatu
basis
basis
dihubungkan dengan suatu set atom %ang berada di dekat tiap&tiap kedudukan dari suatu kisi ,ravais#
-
a#
!($/r B%ss %ntuk
kisi
dua
dimensi 2&! 'lustrasi struktur kristal dalam gambaran dua dimensi 2&! " (
merupakan
)ektor
translasi *,#, dan + adalah atom
enyusun kristal a adalah jarak antara atom.
ektor posisi dari setiap titik kisi pada kisi dua dimensi yaitu " ( / na n2a2
1eterangan " a, a dan a2 merupakan )ektor translasi primiti)e n dan n2 merupakan bilangan bulat yang nilainya bergantung pada kedudukan titik kisi
b# %ntuk kisi tiga dimensi &! ada kisi tiga dimensi &!, )ektor posisi untuk titik-titik kisi yaitu"
( / na n2a2 na 1eterangan " a, a
dan
a2
merupakan
)ektor translasi primiti)e 3, 4, dan g adalah sudut yang dibentuk )ektor a, a2 dan a
Selain
simetri
translasi,
terdapat
beberapa
operasi
lain
yang
membuat
kisi
5in)arian6tidak berubah bentuknya dari semula!, yaitu " ! 2!
7e8eksi " encerminan pada bidang simbul " m!. 7otasi " erputaran pada sumbu tertentu dgn sudut sebesar 29:n! simbul n /
,2,,;,dan <. ! 'n)ersi " encerminan pada suatu titik tertentu simbul " i!. ;! =uncuran:>lide " ?perasi gabungan antara re8eksi dan translasi. @! %lir:Screw " ?perasi gabungan antara rotasi dan translasi
-
S(& S%$+% Sel satuan dibangun oleh )ektor basis a, b, dan c. &alam ungkapan )ektor-)ektor
ini,)olume sel satuan dapat dituliskan sebagai perkalian )ektor " /axb.c
>ambar .A. 1isi dua dimensi. &apat dibentuk sel satuan sembarang.
>ambar .0. +ontoh operasi simetri " a. rotasi, b. rotasi dan re8eksi, c. luncuran, dan d. ulir
#entuk dan ukuran sel satuan serta distribusi atom di dalamnya menggambarkan karakteristik kristal. ilihan bentuk dan ukuran sel satuan dalam dua-dimensi disajikan pada gambar .A.Setiap sel satuan memiliki )ektor-)ektor basis a dan b yang unik.
-
S(& Pr)$ % N/ Pr)$5( (itik-titik sebagai tempat kedudukan atom dalam kristal disebut titik kisi.
#erdasarkan jumlah titik kisi dalam setiap sel satuan dapat dibedakan sel satuan primitif dan non-primitif. Sel satuan disebut promitif bilamana dalam sel tersebut hanya terdapat satu titik kisi, dan bila terdapat lebih dari satu titik kisi disebut sel satuan non.prmitif. ada gambar .A, sel satuan B adalah non-primitif.
. Ss$() Krs$%& % Ks Br%5%s Sistem kristal dapat dibagi ke dalam = sistem kristal# Adapun ke tu"uh sistem kristal tersebut adalah Kubus tetragonal ortorombik heksagonal trigonal monoklin dan triklin#
1. Ss$() rs$%& ++s Sistem kristal kubus memiliki pan"ang rusuk %ang sama ( a = b = c) serta memiliki sudut ( α = β = γ) sebesar >8?# Sistem kristal kubus ini dapat dibagi ke dalam ; bentuk %aitu kubus sederhana
( simple cubic: S.) kubus berpusat badan ( body-centered cubic: ,..) dan kubus berpusat muka ( Face-centered Cubic: @..)# ,erikut bentuk dari ketiga "enis kubus tersebut
$ada bentuk kubus sederhana masing&masing terdapat satu atom pada semua sudut (po"ok) kubus#$ada kubus ,.. masing&masing terdapat satu atom pada semua po"ok kubus dan terdapat
satu atom pada pusat kubus (%ang ditun"ukkan dengan atom /arna biru)#$ada kubus @.. selain terdapat masing&masing satu atom pada semua po"ok kubus "uga terdapat atom pada diagonal dari masing&masing sisi kubus (%ang ditun"ukkan dengan atom /arna merah)#
". Ss$() Krs$%& $($r%-/%& $ada sistem kristal tetragonal dua rusukn%a %ang memiliki pan"ang sama ( a = b ≠ c ) dan semua sudut (α = β = γ) sebesar >8?# $ada sistem kristal tetragonal ini han%a memiliki dua bentuk %aitu sederhana dan berpusat badan# $ada bentuk tetragonal sederhana mirip dengan kubus sederhana dimana masing&masing terdapat satu atom pada semua sudut (po"ok) tetragonaln%a# Sedangkan pada tetragonal berpusat badan mirip pula dengan kubus berpusat badan %aitu memiliki atom pada pusat tetragonal (ditun"ukkan pada atom /arna biru) dan atom lainn%a berada pada po"ok (sudut) tetragonal tersebut#
3. Ss$() rs$%& Or$/r/) Sistem kristal ortorombik terdiri atas bentuk %aitu ortorombik sederhana bod% !enter (berpusat badan) (%ang ditun"ukkan atom dengan /arna merah) berpusat muka (%ang ditun"ukkan atom dengan /arna biru) dan berpusat muka pada dua sisi ortorombik (%ang ditun"ukkan atom dengan /arna hi"au)# $an"ang rusuk dari sistem kristal ortorombik ini berbeda&beda ( a ≠ b≠ c) dan memiliki sudut %ang sama ( α = β = γ) %aitu sebesar >8?#
4. Ss$( )
rs$%& )//& Sistem kristal monoklin terdiri atas + bentuk %aitu monoklin sederhana dan berpusat muka pada dua sisi monoklin (%ang ditun"ukkan atom dengan /arna hi"au)# Sistem kristal monoklin ini memiliki pan"ang rusuk %ang berbeda&beda ( a ≠ b≠ c ) serta sudut α = γ 2 >8? dan β B >8?#
#. Ss$() rs$%& $r&
$ada sistem kristal triklin han%a terdapat satu orientasi# Sistem kristal ini memiliki pan"ang rusuk %ang berbeda ( a ≠ b ≠ c ) serta memiliki besar sudut %ang berbeda&beda pula %aitu α ≠ β ≠ γ ≠ >8?#
6. Ss$()
rs$%&
r/)/7(r%& %$%+ $r-/%& $ada kristal
ini
sistem pan"ang
rusuk memiliki ukuran %ang sama ( a = b ≠ c)# sedangkan
sudut&
sudutn%a adalah α = β 2 >8?dan γ 2+8?#
8. Ss$() rs$%& 7(s%-/%& $ada s%stem kristal ini sesuai
dengan
naman%a
heksagonal (heksa 2 enam) maka s%stem ini memiliki C sisi
%ang sama# S%stem kristal ini memiliki dua nilai sudut %aitu >8? dan +8? ( α = β 2 >8?dan γ 2+8?) sedangkan pa"ang rusuk&rusukn%a adalah a = b ≠ c# semua atom berada pada sudut&sudut (po"ok) heksagonal dan terdapat masing&masing atom berpusat muka pada dua sisi heksagonal (%ang ditun"ukkan atom dengan /arna hi"au)#
Se!ara
keseluruhan
dapat
dilihat pada tabel berikut o#
Sistem Kristal
Kisi ,ravais Sederhana
•
# Kubus
•
• •
$an"ang rusuk ,esar sudut&sudut a=b=c
,erpusat badan ,erpusat muka Sederhana
α = β = γ = 9!
a=b≠c
+# Tetragonal
α = β = γ = 9! •
,erpusat ,adan Sederhana
•
,erpusat badan
•
;# Ertorombik
a≠b≠c •
• •
,erpusat muka ,erpusat muka A , atau . Sederhana
# 9onoklin
=# 0eksagonal
α = γ = 9!"β ≠ 9! a≠b≠c
•
,erpusat muka . Sederhana
a≠b≠c
•
Sederhana
a=b≠c
Sederhana
a=b≠c
•
F# Triklin Rombohedral C# atau trigonal
α = β = γ = 9!
•
Total 2 = SistemTotal 2 Kisi ,ravais Kristal
D. Ss$() P(%%% +$+ Ar%7 % B%- Krs$%& ,eberapa struktur kristal sederhana
α ≠ β ≠ γ ≠ 9! α = β = 9!"γ = #$! α = β = 9!"γ = #$!
-
K+ ' S,B,F
1ubus sederhana simple cubic / S+!
Sel
rimitif
/
Sel
1on)ens$umlah titik lattice / C x :sudut dipakai C kubus sel
+ontoh" +s+l,+uDn,+s#r,= $arak tetangga terdekat "$ml tetangga terdekat " <ektor primitif " a / ax a2 / ay a / az -
#?&E +BF(B7B& +%#'+ #++!
Struktur kristal kubus berpusat badan #++!" a! gambaran model bola pejal sel satuan #++, b! Sel satuan #++ digambarkan dengan bola padat kecil, c! Sel satuan #++ yang berulang dalam padatan kristalin.
# LogamGlogam dengan struktur ,.. mempun%ai sebuah atom pada pusat kubus dan sebuah atom pada setiap titik sudut kubus +# Sel satuan ,.. mempun%ai dua (+) buah atom %ang diperoleh dari "umlah delapan seperdelapan atom pada delapan titik sudutn%a plus satu atom pada pusat kubus (H :H 3 )# ;# Atom&atom atau inti ion bersentuhan satu sama lain sepan"ang diagonal ruang# 0ubungan pan"ang sisi kristal ,.. a dengan "ari&"ari atomn%a % diberikan sebagai berikut
Tiap atom dalam sel satuan ,.. ini dikelilingi oleh delapan (H) atom tetangga (lihat 6ambar ;a) sebagai akibatn%a bilangan koordinasi struktur ,.. adalah H#Karena
struktur ,.. mempun%ai bilangan koordinasi lebih ke!il dibandingkan dengan bilangan koordinasi @.. maka faktor tumpukan atom struktur ,.. %ang bernilai 8#CH adalah "uga lebih ke!il dibandingkan dengan faktor tumpukan atom @..# -
G*+B +B(B7B& +%#'+ G++!
6ambar +a menun"ukkan model bola pe"al sel satuan @.. 6ambar +b pusat&pusat atom digambarkan dengan bola padat ke!il Sel satuan @.. %ang berulang dalam padatan kristalin sama seperti %ang ditun"ukkan pada 6ambar #Struktur @.. mempun%ai sebuah atom pada pusat semua sisi kubus dan sebuah atom pada setiap titik sudut kubus# ,eberapa logam %ang memiliki struktur kristal @.. %aitu tembaga aluminium perak dan emas (lihat Tabel )#Sel satuan @.. mempun%ai empat () buah atom %ang diperoleh dari "umlah delapan seperdelapan&atom pada delapan titik sudutn%a plus enam setengah& atom pada enam sisi kubusn%a (H :H 3 C :+)# Atom&atom atau inti ion bersentuhan satu sama lain sepan"ang diagonal sisi# 0ubungan pan"ang sisi kristal @.. a dengan "ari&"ari atomn%a R ditun"ukkan oleh persamaan berikut
Tiap atom dalam sel satuan @.. ini dikelilingi oleh duabelas (+) atom tetangga hal ini berlaku untuk setiap atom baik %ang terletak pada titk sudut maupun atom dipusat sel satuan (lihat 6ambar +a)# 1umah atom tetangga %ang mengelilingi setiap atom dalam struktur kristal @.. %ang nilain%a sama untuk setiap atom disebut dengan bilangan koordinasi (!oordination number)# ,ilangan koordinasi struktur @.. adalah +# @aktor tumpukan atom (atomi! pa!king fa!tor A$@) adalah fraksi volum dari sel satuan %ang ditempati oleh bola&bola padat seperti ditun"ukkan oleh persamaan berikut
S$r+$+r HP ' HBI*>?F*= +=?SB *+1B&!
-
6ambar Struktur kristal heksagonal padat
tumpukan
(0.$)
(a)
sel
satuan 0.$ digambarkan dengan bola padat ke!il (b) sel satuan 0.$ %ang berulang dalam padatan kristalin# # .iri khas logamGlogam dengan struktur 0.$ adalah setiap atom dalam lapisan tertentu terletak tepat diatas atau diba/ah sela antara tiga atom pada lapisan berikutn%a +# Sel satuan 0.$ mempun%ai enam (C) buah atom %ang diperoleh dari "umlah dua&belas seperenam&atom pada dua belas titik sudut lapisan atas dan ba/ah plus dua setengah&atom pada pusat lapisan atas dan ba/ah plus tiga atom pada lapisan sela:tengah (+ :C 3 + :+ 3 ;)# ;# 1ika a dan ! merupakan dimensi sel satuan %ang pan"ang dan pendek (lihat 6ambar ) maka rasio !:a umumn%a adalah #C;;# Akan tetapi untuk beberapa logam 0.$ nilai rasio ini berubah dari nilai idealn%a# ,ilangan koordinasi struktur 0.$ dan faktor tumpukann%a sama dengan struktur @.. %aitu + untuk bilangan koordinasi dan 8#= untuk faktor tumpukan# -
S$r+$+r Krs$%& N%$r+) 7&/r% 'N%& % s&
a#
Struktur Kristal atrium .hlorida (a.l) Struktur kristal natrium !hlorida merupakan kisi pusat muka (@..)#,asisn%a terdiri atas satu
atom a dan satu atom .l dengan "arak pisah setengah pan"ang diagonal ruangn%a# a.l %ang setiap sel satuann%a berbentuk kubus sederhana dengan posisi atom&atomn%a seperti %ang ditun"ukan gambar berikut ,erikut ini tabel beberapa bahan dengan struktur seperti a.l
b#
Struktur Kristal .esium .lhorida (.s.l) .esium .hlorida (.s.l) memiliki satu molekul per sel satuan# $osisi atom&atomn%a berada
pada 888 dan mempun%ai kisi ,ravais ,.. pada posisi # Tiap titik kisi diisi pola %ang terdiri dari molekul .s.l %aitu basis %ang dengan ion .s 3 pada 888 dan ion .s & pada # Atom sudut dari salah satu subkisi merupakan atom pusat dari subkisi %ang lain# Eleh karena itu "umlah atom tetangga terdekat adalah delapan seperti ditun"ukkan pada gambar berikut#
,erikut ini Tabel ,eberapa ,ahan %ang 9emiliki Struktur Seperti .s.l
- S$r+
$+r I$%
Sifat dan pemakaian Intan ,erikut beberapa sifat dan pemakaian intan # Intan merupakan mineral alami %ang paling keras sehingga intan ban%ak digunakan sebagai alat untuk memotong mengasah dan sebagai mata bor# +# 9emiliki titik leleh %ang sangat tinggi %akni H+= ?.)# 0al ini disebabkan Ikatan kovalen karbon& karbon %ang terbentuk pada struktur intan sangat kuat bahkan lebih kuat dari ikatan ionik# ;# ,erupa isolator namun dapat men%erap panas dengan sangat baik# Da%a hantar listrik intan berkaitan dengan elektron %ang digunakan untuk membentuk ikatan dimana pada intan elektron& elektron berikatan sangat kuat sehingga tidak ada elektron %ang bebas bergerak ketika diberi beda potensial# Sifat pen%erap panas %ang baik dari intan diaplikasikan pada peralatan elektonik untuk men%erap panas %ang dihasilkan ketika peralatan elektronik digunakan# Dengan melapisi intan pada konduktor dalam peralatan elektronik maka suhu peralatan tersebut dapat di"aga relatif konstan sehingga peralatan tersebut dapat berfungsi se!ara normal# # Tidak larut dalam air dan pelarut organik# Dalam hal ini tidak memungkinkan ter"adin%a da%a tarik antara molekul pelarut dan atom karbon %ang dapat membongkar da%atarik antara atom& atom karbon %ang berikatan se!ara kovalen# Akibat pelarut tidak mampu mensolvasi molekul intan#
Dalam struktur intan setiap atom karbon berikatan se!ara kovalen dengan atom karbon lain dalam bentuk tetrahedral dan pan"ang setiap ikatan karbon&karbon adalah 8F nm# ,ahan dasar pembuatan intan %aitu grafit dengan katalis logam# $roses pembuatan intan dari grafit dilakukan pada suhu tinggi %akni sekitar ;F88 ?. bahkan dapat lebih tinggi dan tekanan tinggi pula %akni sekitar 8#888 atm atau lebih# Selain menggunakan !ara tersebut intan dapat dihasilkan dengan pirolisis hidrokarbon pada suhu relatif rendah (J >88 ?.) dan tekanan realtif lebih rendah pula %akni sekitar 8+ $a#amun dalam kehidupan sehari&hari intan %ang sering di"umpai terdiri dari berbagai ma!am /arna# ,erbagai /arna %ang dihasilkan intan dipengaruhi oleh ; hal %aitu # Adan%a pengotor dalam struktur intan sehingga pengotor tersebut dapat mengubah spektrum absorbsi intan# Spektrum intan %ang berubah akibat adan%a pengotor tergantung pada "enis dan konsentrasi pengotor %ang ada 9isaln%a intan kuning dan oran%e mengandung nitrogen intan biru mengandung boron intan abu&abu ungu dan hi"au mengandung hidrogen# +# Intan hi"au disebabkan oleh radiasi alam %ang ter"adi selama ber"uta&"uta tahun sehingga dapat mengubah struktur atom dalam intan# Akibat berubahn%a struktur intan men%ebabkan sektrum absorpsi intanpun berubah# ;# Intan merah muda merah dan !oklat disebabkan oleh adan%a deformasi plastik# Struktur atom karbon %ang memutar selama pembentukan intan dalam tanah sehingga mengubah sektrum absorpsi intan# 0al ini tampak pada intan sebagai garis urat %ang men%erupai urat ka%u# 6aris inilah %ang memberikan spektrum /arna %ang berbeda
/$/7 S/%& # Tentukan volume pa!king fra!tion ($@) dan estimasi kerapatan dari
8=+> A dan berat atom 2 >C>= gr:mol sehingga &'F
=
olume atom per unit sel
olume dalam unit sel
erapa tan
=
9assa atom per unit sell
olume dalam unit sel erapa tan = >+CF r : cm
;
+#1ika anda memiliki tiga "enis bahan berstruktur f!! b!! dan intan maka a# 6ambarkan ketiga struktur tersebut b# Tentukkan "umlah atom tetangga terdekatn%a dari ketiga bahan tersebut ( serta gambarkan )
$awab " a# Struktur f!!
Struktur b!!
Struktur Int a n
b# 1umlah atom tetangga terdekat pada struktur f!!
2 + atom
b!!
2 H atom
intan
2 atom
D%$%r P+s$%% 9angonon# $#L >>> # The $rin!iples of materials Sele!tion for &H#
Smallman R#<# dan R#1# ,ishop>>># M 9etalurgi @isik 9oderen dan Reka%asa 9aterial
TUGAS 1 1. SODIUM Sifat Kimia atrium # ama atrium +# Simbol a ;# omor atom # omor massa ++#>H> F# Keadaan standar padatan C# Narna putih keperakan =# Klasifikasi dalam sistem periodik Logam H# Total isotop ++ ># Total isomer + 8# Isotop radioaktif 2 > # Isotop stabil +# ;# K1:mol
F# #8 K1:mol C# $anas penguapan2 >C K1:mol =# olume molar +;#= !m;:mol H# 1ari&"ari ionik +#+; Amstrong ># 1ari&"ari kovalen #F Amstrong +8# kristal struktur .., kubus berpusat badan Sifat @isika # Densitas 8#>= g:!m; +# Titik leleh >=#F ;# Titik didih HH; # $otensial standar &+#= F# $enemu Sih 0umphre% Dav% H8= C# Koefisien ekspansi liner termal =8#CO8eOp&F :K =# Konduktivitas termal 2 # N:!mK H# Konduktifitas listrik 8#+O8eOp&C:ohm#!m ># Kalor "enis #+; 1:6k 8# Tekanan uap 8#8888; $a pada >C .
,eberapa Kristal dan klasifikasi ikatann%a
E(r- I%$%
J%r% A$%r
P(r %$/) '(!
A$/) '9
B%7%
S$r+$+r
Ar-/
F
0,1
3,86
K7&/r
T($r%-/%&
0,3
4,34
Hr/-(
HP
0,01
3,8#
S&/
K+ '$%
3,8
",3#
K+ 'ZS
3,4
",0
K+
1,0
",;"
'&+/r$ K&
K+ 'N%&
8,3
3,14
A-Br
K+ 'N%&
#,4
",
B%F"
K+ '&+/r$
18,3
",6;
N%
B
1,1
3,80
A-
F
3,0
",
N
F
4,4
",4
