IKATAN KIMIA IKATAN LOGAM Pada Pada ikatan ikatan kovalen kovalen,, elektr elektron-e on-elek lektr tron on ikatan ikatan seolah seolah-ol -olah ah menjadi menjadi milik milik sepasan sepasang g atom, atom, sehingga tidak dapat bergerak bebas. Pada logam, elektron-elektron yang menyebabkan terjadinya ikatan di antara atom-atom logam tidak hanya menjadi milik sepasang atom saja, tetapi menjadi milik semua atom logam, sehingga elektron-elektron dapat bergerak bebas. Karena itulah maka logam-logam dapat menghantarkan arus listrik. IKATAN HIDROGEN Ikatan ini merupakan gaya tarik menarik antara atom H dengan atom lain yang mempunyai keelektronegatifan besar pada satu molekul dari senyawa yang sama. Contoh: - molekul H2O - molekul HF IKATAN VAN DER WALLS Gas mempunyal sifat bentuk dan volumenya dapat berubah sesuai tempatnya. Jarak antara molekul-molekul gas relatif jauh dan gaya tarik menariknya sangat lemah. Pada penurunan suhu, fasa gas dapat berubah menjadi fasa cair atau padat. Pada keadaan ini jarak antara molekul-molekulnya menjadi lebih dekat dan gaya tarik menariknya menariknya relatif relatif lebih kuat. Gaya tarik menarik antara molekulmolekul yang berdekatan ini disebut gaya Van der walls.
SIFAT FISIK DAN SIFAT ATOM DARI UNSUR-UNSUR GOLONGAN
Pada halaman ini akan dijelaskan beberapa tren pada sifat fisik dan sifat atom dari unsur-unsur golongan II - berilium, magnesium, kalsium, strontium, dan barium.
Tren dalam Jari-jari Atom
Seperti terlihat di atas, semakin ke bawah jari-jari atom meningkat. Perhatikan bahwa berilium memiliki bentuk atom terkecil dibanding atom lain di golongan ini.
Penjelasan peningkatan jari-jari atom Jari-jari atom diatur oleh: - ﾁ E Jumlah lapisan elektron di luar nukleus (inti atom). - ﾁ E Gaya tarik dari nukleus terhadap elektron luar. Bandingkan berilium dan magnesium: Be 1s22s2 Mg 1s22s22p63s2 Untuk atom golongan II, dua elektron di kulit terluar mendapat gaya tarik total 2+ dari inti atom. Muatan positif dari nukleus dihilangkan atau dikurangi oleh muatan negatif dari elektron yagn terletak dikulit dalam.
Satu-satunya faktor yang mempengaruhi ukuran atom adalah jumlah kulit atom yang terisi elektr elektron. on. Jelas Jelas sekali sekali,, semaki semakin n banyak banyak kulit kulit atom atom semaki semakin n banyak banyak ruang ruang yang yang dibutuh dibutuhkan kan atom, atom, mengingat elektron saling tolak-menolak. Ini berarti semakin kebawah (nomor atom makin besar) ukuran atom harus semakin besar. Tren dalam Energi Ionisasi Pertama Energi ionisasi pertama adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan elektron yang paling lemah ikatannya, dari 1 mol atom menjadi ion bermuatan. Dengan kata lain, yang diperlukan untuk 1 mol proses ini:
Perhatikan bahwa semakin kebawah energi ionisasi pertama semakin menurun.
Penjelasan penurunan dalam energi ionisasi pertama Energi ionisasi diatur oleh: - ﾁ E muatan dalam inti atom, - ﾁ E jumlah elektron dalam kulit-kulit atom dalam, - ﾁ E jarak antara elektron terluar dengan inti atom. Semakin ke bawah dalam golongan, peningkatan muatan inti atom diimbangi oleh peningkatan jumlah elektron dalam. Jadi, seperti telah dijelaskan sebelumnya, atom terluar tetap mendapat gaya tarik total 2+ dari inti atom. Tetapi, semakin ke bawah jarak antara inti atom dengan elektron terluar meningkat, sehingga elektron semakin mudah dipindahkan, energi ionisasi yang diperlukan menurun.
Tren dalam Keelektronegatifan Keelektronegatifan adalah ukuran kecenderungan atom untuk menarik pasangan elektron. Ukuran ini biasanya dibuat dalam skala Pauli, dimana unsur paling elektronegatif, yaitu fluorin, diberi angka 4,0.
Semua unsur dalam golongan golongan II ini memiliki memiliki sifat keelektronegatifan keelektronegatifan yang kecil (ingat, unsur paling elektronegatif, fluorin, memiliki keelektronegatifan 4,0). Perhatikan bahwa semakin kebawah keelektronegatifan semakin menurun. Atom-atom menjadi kurang mampu menarik pasangan elektron. Anda mungkin tidak setuju dengan tren penurunan keelektronegatifan ini, karena pada tabel di atas terlihat kalsium dan strontium sama-sama memiliki keelektronegatifan 1,0. Ini dapat dijelaskan bahwa keelektronegat keelektronegatifan ifan dicatat sampi 1 desimal desimal saja. Misal kalsium kalsium memiliki memiliki keelektronegat keelektronegatifan ifan 1,04 dan strontium 0,95 (angka permisalan!), keduan atom itu akan tercatat mempunyai keelekronegatifan 1,0.
Penjelasan penurunan dalam keelektronegatifan Bayangkan ikatan antara atom magnesium dan atom klorin. Dimulai dengan ikatan kovalendengan sepasang elektron koordinasi. Pasangan elektron akan tertarik ke arah klorin yang memiliki gaya tarik lebih besar dari inti atom klorin dibanding dari inti atom magnesium.
Pasangan elektron berada dekat dengan klorin sehingga terjadi transfer satu elektron kepada klorin, dan terbentuk ion. Gaya Gaya tari tarik k dari dari inti inti atom atom klor klorin in yagn yagn besa besarr adal adalah ah seba sebab b meng mengap apaa klor klorin in memi memili liki ki keelektronegatifan yang lebih besar dari magnesium. Selanjutnya bandingkan dengan ikatan antara berilium dan klorin. Gaya tarik total dari tiap atom sama dengan contoh pertama tadi. Tapi harus diingat, berilium memiliki ukuran atom yang lebih kecil dibanding magnesium. Ini berarti pasangan elektron akan berada lebih dekat dengan muatan total 2+ dari berilium, jadi lebih kuat terikat pada berilium.
Pada contoh ini, pasangan elektron tidak tertarik cukup dekat pada klorin untuk membentuk ikatan ion. Karena ukurannya yang kecil, berilium membentuk ikatan kovalen, bukan ikatan ion. Gaya tarik antara inti berilium dengan pasangan elektron terlalu besar untuk dapat membentuk ikatan ion.
Kesimpulan tren ke bawah Golongan II Semakin besar ukuran atom, setiap pasangan elektron semakin menjauh dari inti atom logam, jadi elektron kurang kuat untuk tertarik ke inti atom. Dengan kata lain, semakin kebaah dalam golongan, unsur semakin kurang elektronegatif. Semakin ke bawah dalam golongan, ikatan yang terbentuk antara unsur-unsur ini dengan unsur lain, seperti klorin, menjadi semakin ionik. Pasangan elektron semakin mudah tertarik dari unsur golongan II ke unsur klorin (atau unsur lain).
Tren dalam Titik Leleh
Terlihat pada tabel di atas bahwa (dengan perkecualian pada magnesium) semakin ke bawah titik didih semakin menurun.
Penjelasan tren dalam titik leleh Penjelasan tentang kecenderungan tren pada titik leleh ini sangat sulit. Mungkin anda berpikir bahwa (kecuali magnesium) magnesium) semakin semakin rendah titik leleh semakin lemah ikatan logamnya, tetapi tidak, dan akan berbahaya untuk berpikir seperti itu. Ikatan logam tidak tidak dirusak oleh pelelehan. Tetapi dengan titik didih biasanya tolak ukur yang lebih baik dalam hal kekuatan ikatan yang terlibat. Untuk titik leleh magnesium yang rendah, anda mungkin menemukan penjelasan adalah karena atom magnesium tersusun berbentuk kristal. Dan memang titik didih magnesium juga rendah. Tetapi pemikiran pemikiran tentang susunan ini akan tidak relevan untuk unsur bentuk cairan. Untuk magnesium, magnesium, pasti ada hal lain yang mempengaruhi lemahnya ikatan logam magnesium.
Untuk titik didih, tidak ada pola yang jelas dalam golongan II ini. Jadi, tidak ada pola yang jelas pula untuk kekuatan ikatan logam. Ukuran lain yang munkin digunakan untuk kekuatan ikatan logam adalah energi ionisasi. Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk menghasilkan 1 mol atom dalam keadaan gas dari keadaan awalnya (yaitu keadaan dalam kondisi suhu dan tekanan ruang/ standar).
Lagi-lagi, tidak ada pola atau tren yang jelas dalam energi ionisasi ini. Dan memang belum ada penjelasan yang pasti mengenai ini.
LOGAM
Dalam bidang kimia, logam adalah sejenis unsur unsur yang yang bersedia untuk membentuk ion membentuk ion (kation) dan mempunyai mempunyai ikatan logam. logam. Logam-logam Logam-logam biasanya biasanya diterangkan diterangkan sebagai sebuah kekisi ion-ion positif (kation) yang dikelilingi awan-awan elektron tak setempat. Logam adalah satu daripada tiga kumpula kumpulan n unsur unsur yang yang dikenal dikenalpast pastii melalu melaluii sifatsifat-sif sifat at pengion pengionan an dan ikatan ikatan,, yang yang lainny lainnyaa adalah adalah metaloid dan bukan dan bukan logam. logam. Di dalam jadual dalam jadual berkala, berkala, satu garis pepenjuru yang dilukir daripada boron daripada boron (B) kepada polonium (Po) membezakan logam dan bukan logam. Unsur-unsur pada garis ini adalah metaloid, kadang kala dipanggil ala logam; unsur-unsur ke sebelah bawah kiri merupakan logamlogam, manakala sebelah atas kanan adalah bukan logam. Sebuah takrifan takrifan yang lebih moden untuk logam ialah ia mempunyai mempunyai jalur jalur pengaliran dan jalur dan jalur valens yang yang bertin bertindih dih pada strukt struktur ur elektr elektronny onnya. a. Takrifa Takrifan n ini membuka membuka kategor kategorii terseb tersebut ut kepada kepada polimer-polimer logam dan logam-logam organik lain, yang telah direka oleh para penyelidik dan dimanfaatkan dalam peralatan teknologi tinggi. Bahan-bahan sintetik ini biasanya mempunyai ciri-ciri kepantulan kelabu keperakan yan terdapat pada unsur logam. Unsur bukan logam adalah lebih berlimpah dalam alam semula jadi berbanding berbanding dengan unsur logam, tetapi terdapat lebih banyak jenis unsur logam dalam jadual berkala. Antara logam-logam yang diketahui ramai adalah aluminium aluminium,, tembaga tembaga,, emas emas,, besi besi,, plumbum plumbum,, perak , titanium titanium,, uranium uranium,, dan zink . Alotrop-alotrop logam cenderung untuk bersifat bersifat berkilat, mulur, mudah ditempa, ditempa, dan pengalir dan pengalir yang baik, sementara bukan logam secara amnya adalah rapuh (bagi bukan logam pepejal logam pepejal), ), kurang berkilau, dan merupakan penebat merupakan penebat.. Sifat-sif Sifat-sifat at kekonduksianny kekonduksiannyaa adalah sebahagian besarnya besarnya disebabkan disebabkan oleh setiap setiap atom yang mengenakan pegangan longgar terhadap elektron terluar (elektron (elektron valens); valens); maka, elektron-elektron membentuk awan di sekitar nuklei logam kation yang padat rapat. Kebanyakan Kebanyakan logam adalah secara kimianya kurang stabil, dan bertindak bertindak balas dengan oksigen dalam udara untuk membentuk oksida pada jangka masa yang berbeza-beza berbeza-beza (contohnya (contohnya besi berkarat setelah bertahun-tahun manakala kalium terbakar dalam beberapa saat). Logam Alkali bertindak balas paling paling cepat cepat diikut diikutii dengan dengan log logam am Alk Alkali ali Bum Bumii, kedua-du kedua-duaa kumpul kumpulan an didapat didapatii pada kumpula kumpulan n penghujung terkiri dalam jadual berkal berkalaa. Logam peralihan mengambil masa yang lebih lama untuk teroksida (contohnya besi (contohnya besi,, tembaga tembaga,, zink , nikel nikel). ). Yang lainnya, lainnya, seperti seperti paladium paladium,, platinum dan emas emas,, langsung tidak bertindak balas dengan atmosfera. Sesetengah logam membentuk lapisan pelindung oksida pada permukaannya yang tidak dapat ditembusi selanjutnya oleh molekul-molekul oksigen, seterusnya mengekalkan rupa kilauan dan kekonduksian yang baik setelah berdekad-dekad lamanya (seperti aluminium aluminium,, sesetengah keluli keluli,, dan titanium titanium). ). Oksida-oksida logam logam adalah adalah bersifa bersifatt bes (berlawan dengan bukan logam, yang bersifat asid asid). ). Mengecat dan menganodkan logam adalah cara baik untuk mencegah kakisan kakisan.. Aloi-Aloi Dua atau lebih logam lembut boleh dicampur untuk membentuk logam yang lebih kuat yang dinamakan aloi. Aloi adalah campuran dua atau lebih unsur pada komposisi tetap tertentu yang mana juzuk utamanya adalah logam. Kebanyakan logam tulen adalh lembut dan lemah. Sifat-sifat logam tulen boleh diperbaiki dengan membentuknya menjadi aloi. Tujuan pembuatan aloi adalah untuk membuatkannya lebih kuat, lebih keras, tahan kakisan, dan mempunyai sifat kilauan dan hiasan yang lebih baik. Contoh-contoh aloi adalah keluli ( besi besi dan karbon karbon), ), loyang (tembaga dan timah timah), ), dan
duralumin (aluminium dan tembaga). Aloi direka khusunya untuk aplikasi permintaan tinggi, seperti enjin jet, jet, yang mungkin mengandungi lebih daripada sepuluh unsur. Sifat-sifat Fizikal Secara tradisional, logam mempunyai sifat-sifat fizikal tertentu: Ia biasanya berkilau, mempunyai ketumpatan tinggi, adalah mulur mulur dan dan mudah ditempa, ditempa, biasanya mempunyai titik lebur yang lebur yang tinggi, biasanya keras serta dapat mengalirkan elektrik elektrik dan dan haba haba.. Akan tetapi ini sebahagian besarnya kerana logam-logam yang mempunyai ketumpatan rendah, lembut dan mempunyai titik lebur rendah adalah juga reaktif, dan kita jarang sekali menemui logam-logam jenis ini dalam bentuk unsur kelogamannya. Logam mengalirkan bunyi dengan sangat baik. Astronomi Dalam penggunaan khusus bidang astronomi dan astrofizik , istilah logam biasanya merujuk kepada mana-mana unsur, selain daripada hidrogen dan helium helium,, dan juga melibatkan bahan-bahan yang secara kimianya bukan logam seperti neon neon,, fluorin fluorin,, dan oksigen oksigen.. Oleh sebab suhu jasad najam langsung tidak membenarkan kehadiran jirim pepejal dan cecair, dan hanya sedikit kimia normal boleh wujud pada suhu yang memecahkan hampir kesemua ikatan kimia, istilah logam telah merujuk kepada bahan yang terhasil akibat proses helium ganda tiga yang lebih jarang ditemui daripada hidrogen dan helium pada bintang-bintang dalam Jujukan Utama. Utama.
GAYA ANTAR MOLEKUL Sifat Fisik Suatu Molekul
Sifat fisik suatu molekul ditentukan oleh gaya tarik antar molekul antara lain titik didih dan titik leleh. Marilah kita pelajari pengaruh masing-masing gaya tarik antar molekul terhadap titik didih molekulnya suatu molekul Gaya Gaya London London mengaki mengakibat batkan kan titik titik leleh leleh dan titik titik didih didih molekul molekulnya nya menjadi menjadi lebih lebih rendah rendah daripada molekul lain dengan massa atom relatif (Mr) sama yng tidak memiliki Gaya London. Jika molekul-molekulnya kecil, zat-zat ini biasanya berbentuk gas pada suhu kamar. Molekul yang mempunyai gaya tarik-menarik dipol-dipol menyebabkan titik didih dan titik leleh lebih tinggi daripada molekul yang memiliki Gaya London pada molekul dengan massa molekul relatif sama. Hal ini karena gaya tarik dipol-dipol lebih kuat daripada Gaya London. Bagaimana titik didih dan titik leleh senyawa yang massa molekul relatifnya (Mr) berbeda jauh sedangkan keduanya bersifat polar ? Silahkan Anda perhatikan tabel berikut ? Tabel 3. Hubungan kepolaran dengan titik didih
No.
Nama
1
Neopentana
2 3
Pentana Butana
4
Aseton
5 6
Asam Klorida Asam Iodida
Rumus
CH3 | CH3 - C - CH3 | CH3 CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 CH3 - CH2 - CH2 - CH3 O || CH3 - CH2 - CH2 H Cl HI
Mr
Kepolaran
Titik Didih (°C)
72
Non Polar
9 ,5
72 58
Non Polar Non Polar
36,1 -0,5
58
Polar
56,2
36,5 Polar 128 Po Polar
-84,9 -35,2
Dari tabel dapat Anda lihat bahwa HI memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada HCl sehingga lebih polar dari HI. Massa molekul relatif HI lebih besar daripada HCl sehingga titik didih HI lebih ting tinggi gi dari dari HCl. HCl. Hal Hal ini ini menu menunj njuk ukka kan n bahw bahwaa Gaya Gaya Lond London on lebi lebih h dapa dapatt digu diguna naka kan n dala dalam m membandingkan sifat zat dengan massa molekul relatif yang jauh berbeda. Selanjutnya, bagaimana pengaruh ikatan hidrogen terhadap sifat fisik suatu senyawa ? Ikat Ikatan an hidr hidroge ogen n tidak tidak hanya hanya berp berpeng engar aruh uh pada pada titi titik k didi didih h dan dan titk titk lele leleh h suat suatu u zat zat teta tetapi pi juga juga kalarutannya dalam suatu pelarut. Senyawa yang berikatan hidrogen mudah larut dalam senyawa lain yang juga berikatan hidrogen. Contohnya NH3 dalam H2O seperti pada gambar 11.
Gambar 11 . Ikatan Hidrogen antara NH3 dengan air. Senyawa organik-alkohol, asam karboksilat, amina, glukosa-larut dalam air karena membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air.
Gambar 12. Ikatan Hidrogen antar Molekul Etanol dengan air Senyawa yang memilih ikatan hydrogen akan memilih titik didih lebih tinggi dari pada molekul yang memilih ikatan Van Der Waals atau gaya tarik dipol-dipol. Senyawa hydrida dari unsur golongan IV, V dan VI memilih gaya Van Der Waals yang bertambah dari atas ke bawah setiap golongannya, sehingga titik didih dan titik lelehnya seharusnya meningkat tetepi kenyataannya berbeda. Perhatikan gambar 13 grafik berikut ini.
Gambar 13. Titik leleh dan titik didih gas mulia dan senyawa Hidrogen dari golongan IVA,VA,VIA dan VIIA. Pada gambar 13 ditunjukan titik didih dan titik leleh untuk lima golongan zat. Perhatikan grafik Ne Ke Xe dan CH4 ke SnH4, molekul non polar saling tarik menarik oleh dipol terimbas sesaat atau Gaya London. London. Kedua Kedua grafik grafik ini untuk untuk memband membanding ingkan kan titik titik didih didih dari dari pasangan pasangan molekul molekul yang yang Massa Massa Molekul Molekul relati relatiff hampir hampir sama. sama. Perhat Perhatika ikan n Ne dan CH4. CH4. molekul molekul gas mulia mulia mempuny mempunyai ai distri distribusi busi elektron yang sederhana sedangkan CH4 merupakan tetrahedron (segi empat) yang menggembung dan saling tarik menarik lebih kuat. Akibatnya titik didih CH4 lebih tinggi daripada Ne. Bandingkan molekul yang strukturnya berlainan tetapi massa molekul relatifnya hampir sama. Perhatikan Perhatikan titk didih Ve, SnH4, HI, SbH3, dan H2Te. Tiga yang terakhir terakhir ini memiliki memiliki titik didh yang lebih tinggi karena molekul-molekul ini merupakan senyawa polar yang memerlukan energi kinetik yang lebih besar untuk memisahkan masing-masing unsurnya satu sama lain.
Untuk lebih memperjelas pemahaman, gambar 13 dapat kita uraikan saru persatu, sebagai berikut :
Gambar 14. Titik leleh dan titik didih senyawa dari unsur golongan IVA dari periode 2 sampai 5.
Gambar 15. Titik leleh dan titik didih senyawa dari unsur golongan VA dari periode 2 sampai 5.
Gambar 16. Titik leleh dan titik didih senyawa dari unsur golongan VIIA dari periode 2 sampai 5.
Gambar 17. Titk leleh dan titik didih senyawa dari unsur golongan IVA dari periode 2 sampai 5.
Gambar 18. Titik leleh dan titik didih unsur golongan gas mula dari periode 2 sampai 5. Dapat Anda perhatikan unsur satu golongan (gambar 18) akan memiliki titik didih dan titik leleh yang bertambah, sesuai dengan bertambahnya nomor atom, massa atom relatif dan perioda. Senyawa yang memiliki ikatan Hidrogen akan memiliki titk didih dan titik leleh yang lebih tinggi dari senyawa lain yang tidak memiliki ikatan hidrogen. Perhatikan gambar 14 sampai 17. Band Bandin ingk gkan anla lah h mole moleku kull yang yang memi memili liki ki ikat ikatan an hidr hidrog ogen en (HF, (HF, NH3, NH3, H2O) H2O) deng dengan an mole moleku kull segolongannya. Titik didih H2O lebih tinggi daripada H2S, H2Se dan H2Te. Begitu pula titik didih NH3 lebih tinggi daripada PH3, AsH3, SbH3. Hal ini ternyata disebabkan terdapatnyan ikatan Hidrogen yang kuat antar molekulmolekulnya. Bagaimana senyawa organik ? Apakah ikatan Hidrogen dapat mempengaruhi titik didihnya juga ? Coba Anda bandingkan titik didih propane dengan etanol menggunakan data dalam tabel 4. Tabel 4. Hubungan titik didih dengan Mr senyawa organik Senyawa
Mr
Titik Didih
Propana
44
12°C
Etanol
46
78°C
Etanol memiliki titik didih yang sangat tinggi dibandingkan dengan propana walaupun massa molekul relatif (Mr) keduanya tidak jauh berbeda. Hal ini terjadi karena dalam molekul etanol terdapat ikatan hidrogen sedangkan propana tidak. Perhatikan rumus struktur etanol dan propana berikut ini :
Gambar 19. Rumus struktur etanol dan propana Akibat lain dari adanya ikatan hidrogen adalah terjadinya penyimpanan massa molekul relatif. Seperti halnya asam etanoat (asam asetat) atau dalam kehidupan sehari-hari dikenal dengan asam cuka, yang biasa di jumpai dalam wujud larutan tetapi dapat di jumpai dalam wujud gas. Wujud yang terakhir ini terjadi karena du molekul asam cuka bergabung bersama dengan ikatan hidrogen sehingga massa molekul relatifnya (Mr) menjadi 120, dua kali besar dari biasanya yaitu 60. Terjadinya pengabungan dua molekul sehingga berpasangan di sebut “dimerisation”. Peristiwa ini dapat di gambarkan sebagai berikut :
Gambar 20. Rumus struktur dua molekul asam etanoat. Senyawa yang membentuk ikatan hidrogen inter molekul akan memiliki titik didih dan titik leleh yang lebih tinggi dibandingkan dengan senyawa yang membentuk ikatan hidrogen intra molekul. Hal ini karena energi kinetik ikatan hidrogen inter molekul lebih besar dari pada ikatan hidrogen intra molokul. PERANAN ELEKTRON DALAM IKATAN KIMIA
Teori duplet dan oktet dari G.N. Lewis merupakan merupakan dasar ikatan kimia. Lewis mengemukakan mengemukakan bahwa bahwa suatu suatu atom atom berikat berikatan an dengan dengan cara cara menggun menggunakan akan bersam bersamaa dua elektr elektron on atau atau lebih lebih untuk untuk 2 6 mencapai konfigurasi elektron gas mulia (ns np )
Teori ini mendapat beberapa kesulitan, yakni :
1. Pada senyawa BC BCl3 dan PCl5, atom boron dikelilingi 6 elektron, sedangkan atom fosfor dikelilingi 10 elektron. 2. Menurut teori ini, ini, jumlah jumlah ikatan ikatan kovalen yang yang dapat dibentuk dibentuk suatu unsur unsur tergant~u~ tergant~u~g g jumlah jumlah elektron tak berpasangan dalam unsur tersebut.
Contoh : 8O : 1s2 2s2 2p2 2px2 2py1 2pz1 Ada 2 elektron tunggal. sehingga oksigen dapat membentuk 2 ikatan (H-O-H; O=O). akan tetapi: B : 1s2 2s2 2px1
5
Sebenarnya hal ini dapat diterangkan bila kita ingat pada prinsip Hund, dimana cara pengisian elektron dalam orbital suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron. Contoh : 5B : 1s2 2s2 2px1 (hibridisasi) 1s2 2s1 2px1 2py1 Tampak setelah terjadi hibridisasi untuk berikatan dengan atom B memerlukan tiga buah elektron, seperti BCl3 3.
Menurut teori di atas, unsur gas mulia tidak dapat membentuk ikatan karena di sekelilingnya telah terdapat 8 elektron. Tetapi saat ini sudah diketahui bahwa Xe dapat membentuk senyawa, misalnya XeF2 den XeO2.
Teori lain adalah teori ikatan valensi. Dalam teori ini ikatan antar atom terjadi dengan care saling saling bertindihan dari orbital-orbital atom. Elektron dalam orbital yang tumpang tindih harus mempunyai bilangan kuantum spin yang berlawanan.
Beberapa Macam Ikatan Kimia Yang Telah Diketahui, Antara Lain :
A. Ikatan antar atom
B. Ikatan antar molekul
1. Ikatan ion = elektrovalen = heteropolar 2. Ikatan kovalen = homopolar 3. Ikatan kovalen koordinasi = semipolar 4. Ikatan logam 1. Ikatan hidrogen 2. Ikatan van der walls
ISOMER
Dalam bidang kimia kimia,, isomer -isomer ialah molekul-molekul molekul-molekul yang mempunyai formula kimia yang yang sama. sama. Isomer Isomer-is -isomer omer sering sering juga juga mempuny mempunyai ai jenis jenis ikatan yang yang sama sama antara antara atom atom,, tetapi tetapi penyusunan atom-atomnya berlainan, iaitu isomer-isomer mempunyai formula struktur yang berbeza.
Banyak isomer mempunyai sifat-sifat yang hampir serupa jika bukan sama dalam kebanyakan konteks kimia. kimia. Ini harus harus tidak tidak dikeli dikeliruk rukan an dengan dengan isomer nuklear yang yang meliba melibatka tkan n sebiji sebiji nukleus nukleus dalam dalam keadaan-keadaan keterangsangan yang berbeza. Contoh yang mudah untuk keisomeran diberikan oleh propanol oleh propanol:: propanol mempunyai formula C3H8O (atau C3H7OH OH)) dan dua isomer Propan-1-ol (alkohol n-profil; I) dan Propan-2-ol (alkohol isoprofil; II)
Perhatikanlah bahawa kedudukan atom oksigen berbeza antara kedua-dua isomer itu: atom oksigen diikatkan pada hujung atom karbon dalam isomer pertama, dan pada karbon tengah dalam isomer kedua. Bilangan isomer yang mungkin akan bertambah dengan pesat ketika bilangan atom bertambah; umpamanya, alkohol yang kedua terbesar, iaitu butanol iaitu butanol (C4H10O), mempunyai lima isomer yang berbeza. Dalam contoh di atas, harus diperhatikan diperhatikan bahawa untuk kedua-dua kedua-dua isomer itu, kesemua ikatan adalah ikatan tunggal tunggal;; tidak adanya jenis ikatan ikatan yang terdapat dalam satu isomer tetapi tidak terdapat terdapat dalam isomer yang lain. Bilangan ikatan juga adalah sama. Daripada struktur kedua-dua molekul itu, bolehlah disimpulkan bahawa kestabilan kimia adalah sama atau hampir sama. Bagaimanapun, terdapat lagi satu isomer C isomer C3H8O yang mempunyai sifat yang amat berbeza: eter etil metil (III). Perhat Perhatika ikanlah nlah bahawa bahawa berbeza berbeza dengan dengan kedua-d kedua-dua ua contoh contoh di atas, atas, atom atom oksige oksigen n diikatkan diikatkan kepada dua atom karbon, berbanding satu atom karbon dan satu atom hidrogen. hidrogen. Oleh sebab isomer ini tidak mempunyai satu kumpul kumpulan an hidrok hidroksil sil,, molekul tersebut tidak lagi dianggap sebagai alkohol, tetapi dikelaskan sebagai eter, dan mempunyai sifat kimia yang lebih serupa dengan eter yang lain berbanding isomer alkohol di atas. Lagi satu contoh isomer yang mempunyai sifat yang amat berbeza boleh didapati di sebilangan xantin.. Teobromin didapati xantin didapati dalam coklat coklat,, tetapi jika salah satu daripada dua kumpulan metilnya dialihkan ke kedudukan yang lain dalam teras cecincin kembarnya, isomer itu akan menjadi teofilin yang digunakan sebagai bronkodilator sebagai bronkodilator . Bentuk keisomeran
Jenis-jenis isomer yang berbeza Terdapat dua jenis keisomeran yang berbeza: - keisomeran struktur - kestereoisomeran kestereoisomeran.. Dalam isomer struktur , atom-atom dan kumpulankumpulan-kumpulan kumpulan fungsian diikatkan dengan caracara yang berbeza, umpamanya alkohol profil di atas. Kumpulan ini termasuk keisomeran rantai yang mana rantai-rantai hidrokarbon mempunyai pencabangan yang berbeza-beza; keisomeran kedudukan yang yang berken berkenaan aan dengan dengan penem penempa pata tan n kump kumpul ulan an fungs fungsia ian n dalam dalam satu satu rant rantai ai;; dan dan keisomeran kumpulan fungsian yang mana satu kumpulan fungsian dipisahkan menjadi kumpulan-kumpulan yang berbeza.
Dalam stereoisomer , struktur ikatan adalah sama, tetapi kedudukan geometri untuk setiap atom dan kumpulan fungsian dalam ruang adalah berbeza. Kelas ini termasuk enantiomer termasuk enantiomer yang yang mana isom isomer er-i -iso some merr yang yang berb berbeza eza adala adalah h imej imej cermi cermin n bagi bagi satu satu sama sama lain lain,, dan dan diastereomer ketika sebaliknya. sebaliknya. Kediastereome Kediastereomeran ran pula dibahagikan dibahagikan kepada keisom keisomeran eran konform konformasi asi (konformer) (konformer) jika isomer-isomer itu dapat saling bertukar melalui putaran-putaran ikatan kimia, dan keisomeran cis-trans apabi apabila la ini ini tidak tidak mungk mungkin in.. Perh Perhat atik ikanl anlah ah bahaw bahawaa walaup walaupun un konfo konform rmer er boleh boleh diru diruju juk k sebag sebagai ai mempunyai satu hubungan diastereomer, isomer-isomer bukannya diastereomer pada dirinya keran ikatan-ikatan dalam konformer boleh diputarkan untuk menghasilkan imej-imej cermin. Dalam kim kimia ia mak makanan anan,, kim kimia ia per perubat ubatan an dan biokimia biokimia,, kei keisom somera eran n cis cis-tr -trans ans sering diperti dipertimban mbangka gkan. n. Dalam Dalam kimia kimia perubat perubatan an dan biokim biokimia, ia, enanti enantiomer omer kini kini amat amat menari menarik k kerana kerana kebanyakan kebanyakan perubahan perubahan dalam jenis-jenis jenis-jenis isomer ini kini diketahui amat bermakna kepada organismaorganismaorganis organisma ma hidup. hidup. Penyel Penyelidi idik-pe k-penye nyelid lidik ik dalam dalam indust industri ri perubat perubatan an dan univer universit sitii telah telah mendapat mendapat kaedah-kaedah kromatografi untuk mengasingkannya dengan pasti. Bagaimanapun, kaedah-kaedah ini amat amat mahal mahal pada pada skal skalaa peri perindu ndust stri rian an dan hanya hanya digu digunak nakan an jika jika isom isomer er yang yang lain lain berpot berpotens ensii mendatangkan keburukan. Sedangk Sedangkan an isomer isomer-is -isome omerr strukt struktur ur biasan biasanya ya mempuny mempunyai ai sifatsifat-sif sifat at kimia kimia yang yang berbeza berbeza,, ster stereoi eoiso some merr-st ster ereoi eoiso some merr memp mempuny unyai ai tinda tindaka kan n yang yang sama sama dalam dalam kebany kebanyaka akan n reaks reaksii kimi kimia. a. Bagaimanapun, enzim boleh membezakan antara stereoisomer-stereoisomer sebatian yang berbeza, dan organi organisma sma-or -organi ganisma sma sering seringnya nya lebih lebih menyuk menyukai ai satu satu stereo stereoiso isomer mer berband berbanding ing yang yang lain. lain. Sebilangan stereoisomer juga berbeza dari segi cara untuk memutarkan cahaya terkutub. Jenis-jenis keisomeran yang lain adalah di luar lingkungan rencana ini. Terdapat juga isomer-isomer topologi yang digelarkan digelarkan topoisomer . Molekul Molekul-mo -molek lekul ul yang yang mempuny mempunyai ai topoiso topoisomer mer termas termasuk uk katenana dan DNA DNA.. Enzim topoisomerase boleh menyimpulkan DNA dan oleh itu, mengubahkan topologinya. Terdapat juga isomer isotopomer (juga digelarkan "isomer isotop") yang mempunyai bilangan yang sama untuk setiap penggantian isotop tetapi dengan kedudukan kimianya berlainan. Dalam fizi fizik k nuklear , isomer-isome isomer-isomerr nuklear merupakan merupakan keadaan-keadaan keadaan-keadaan keterangsanga keterangsangan n nukleus atom. Sejarah
Fenom Fenomen enaa keis keisom omer eran an dili dilihat hat buat buat perta pertama ma kali kali pada pada 1827 ketika Frie Friedrich drich Woehle Woehler r menyediakan asid sianida dan memperhatikan bahawa walaupun kandungan unsurnya adalah sama sahaja dengan asid fulminik (yang disediakan oleh Justus von Liebig pada tahun yang lalu), sifatsifatnya amat berbeza. Dapatan ini mencabarkan pemahaman kimia pada masa itu yang menganggap bahawa sebatian kimia hanya boleh berbeza jika sebatian-sebatian itu mempunyai kandungan unsur yang berbeza. Selepas temuan-temuan lain yang serupa telah dijumpai, contohnya penemuan Woehler pada tahun 1828 bahawa urea mempunyai kandungan atom yang sama dengan sainida ammonium, Berzelius memperkenalkan istilah keisomeran untuk memerihalkan fenomena itu. Pada tahun 1849 1849,, Louis Pasteur mengasingkan kristal-kristal asid tartarik yang amat kecil itu menjadi dua bentuk imej bentuk imej cermin. cermin. Molekul bagi setiap bentuk itu merupakan stereoisomer optik kiri dan kanan, dengan larutan-larutannya memutarkan satah cahaya terkutub terkutub pada pada arah yang bertentangan.
KERAMIK Ismunandar (Kimia ITB) ITB)
Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkannya digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk : kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah. •
Tahan korosi Sifat listriknya dapat insulator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor Sifatnya dapat magnetik dan non-magnetik Keras dan kuat, namun rapuh. Dua jenis ikatan dapat terjadi dalam keramik, yakni ikatan ionik dan kovalen. Sifat keseluruhan material bergantung pada ikatan yang dominan. Klasifikasi Bahan keramik dapat dibedakan menjadi dua kelas : kristalin dan amorf (non kristalin). Dalam material kristalin terdapat keteraturan jarak dekat maupun jarak jauh, sedang dalam material amorf mungkin keteraturan jarak pendeknya ada, namun pada jarak jauh keteraturannya tidak ada. Beberapa keramik dapat berada dalam kedua bentuk tersebut, misalnya SiO2, (lihat gambar, a struktur yang kristalin, b amorf). Jenis ikatan yang dominan (ionik atau kovalen) dan struktur internal (kristalin atau amorf) mempengaruhi sifat-sifat bahan keramik. Sifat termal Sifat termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas, koefisien ekspansi termal, dan konduktivitas termal. Kapasitas panas bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi panas dari lingkungan. Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain dalam bentuk vibrasi (getaran) atom/ion penyusun padatan tersebut. Keramik biasanya memiliki ikatan yang kuat dan atom-atom yang ringan. Jadi getaran-getaran atom-atomnya akan berfrekuensi tinggi dan karena ikatannya kuat maka getaran yang besar tidak akan menimbulkan gangguan yang terlalu banyak pada kisi kristalnya. Hantaran panas dalam padatan melibatkan transfer energi antar atom-atom yang bervibrasi. Vibrasi atom akan mempengaruhi gerakan atom-atom lain di tetangganya dan hasilnya adalah gelombang yang bergerak bergerak dengan kecepatan kecepatan cahaya yakni fonon. Fonon bergerak dalam bahan sampai terhambur terhambur baik oleh interaksi fonon-fonon maupun cacat kristal. Keramik amorf yang mengandung banyak cacat kristal kristal menyebabkan menyebabkan fonon selalu terhambur sehingga keramik merupakan merupakan konduktor konduktor panas yang buruk. Mekanisme hantaran panas oleh elektron, yang dominan pada logam, tidak dominan di keramik karena elektron di keramik sebagian besar terlokalisasi. Contoh paling baik penggunaan keramik untuk insulasi panas adalah pada pesawat ruang angkasa. Hampir semua permukaan pesawat tersebut dibungkus keramik yang terbuat dari serat silika amorf. Titik leleh aluminium adalah 660 oC. Ubin menjaga suhu tabung pesawat yang terbuat dari Al pada atau dibawah 175 oC, walaupun eksterior pesawat mencapau 1400 oC. Sifat Optik Bila cahaya mengenai suatu obyek cahaya dapat ditransmis ditransmisikan, ikan, diabsorbsi, diabsorbsi, atau dipantulkan. Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya, dan biasanya dideskripsikan sebagai transparan, transparan, translusen, atau opaque. Material yang transparan, transparan, seperti gelas, mentransmisika mentransmisikan n cahaya dengan dengan difu difus, s, seper seperti ti gela gelass terf terfro rost sted, ed, dise disebut but bahan bahan trans translu luse sen. n. Batu Batuan an yang yang opaque opaque tidak tidak mentransmisikan cahaya. Dua mekanisme penting interaksi cahaya dengan partikel dalam padatan adalah polarisasi elektronik dan transisi elektron antar tingkat energi. Polarisasi adalah distorsi awan elektron atom oleh medan listrik dari cahaya. Sebagai akibat polarisasi, sebagian energi dikonversikan menjadi deformasi elastik (fonon), dan selanjutnya panas. Seperti Seperti dalam dalam atom atom elektr elektron-e on-elek lektro tron n dalam dalam bahan bahan berada berada dalam dalam tingkat tingkat-ti -tingka ngkatt energi energi terten tertentu. tu. Absorbsi energi menghasilkan perpindahan elektron dari tingkat dasar ke tingkat tereksitasi. Ketika elektron kembali ke keadaan dasar disertai dengan pemancaran radiasi elektromagnetik. Dalam padatan elektron yang energinya tertinggi ada dalam orbital-orbital dalam pita valensi dan orbital orbital-orb -orbita itall yang yang tidak tidak terisi terisi biasany biasanyaa dalam dalam pita pita konduksi konduksi.. Gap antara antara pita pita valens valensii dan pita pita konduksi disebut gap energi. Range energi cahaya tampak 1,8 sampai 3,1 eV. Bahan dengan gap energi di daerah ini akan mengabsorbsi energi yang berhubungan. Bahan itu akan tampak transparan dan berwarna. Contohnya, gap energi CdS sekitar 2,4 eV dan mengabsorbsi mengabsorbsi komponen cahaya biru dan violet dari sinar tampak. tampak. Tampak bahan tersebut berwarna kuning-oranye. Bahan dengan gap energi kurang dari 1,8 eV akan opaque, sebab semua cahaya tampak akan diabsorbsi. Material dengan gap energi lebih besar 3,1 eV tidak akan menyerap range sinar tampak dan akan tampak tampak transpa transparan ran dan tak berwar berwarna. na. Cahaya Cahaya yang yang diemis diemisika ikan n dari dari transi transisi si elektr elektron on dalam dalam padatan disebut luminesensi. Bila terjadi dalam selang waktu yang pendek disebut flouresensi, bila didalam selang waktu yang lebih panjang disebut fosforisensi. Cahaya yang ditransmisikan dari satu medium ke medium lain, misalnya dari gelas ke air akan mengalami pembiasan. Pembelokan cahaya ini adalah akibat perubahan kecepatan rambat yang asal mulanya dari polarisasi elektronik. Karena polarisasi meningkat dengan naiknya ukuran atom. Gelas • • • •
yang mengandung ion-ion berat (seperti kristal timbal) memiliki indeks bias yang lebih besar dari gelas yang mengandung atom-atom ringan (seperti gelas soda). Hamb Hambur uran an cahay cahayaa inte intern rnal al dalam dalam bahan bahan yang yang seben sebenar arny nyaa tran transp spar aran an mungk mungkin in dapat dapat mengakibatkan bahan menjadi translusen atau opaque. Hamburan semacam ini terjadi antara lain di batas butiran, batas fasa, dan pori-pori. Banyak aplikasi memanfaatkan sifat optik bahan keramik ini. Transparansi gelas membuatnya bermanfaat untuk jendela, lensa, filter, alat masak, alat lab, dan objek-objek seni. Pengubahan antara cahaya cahaya dan listr listrik ik adalah adalah dasar dasar pengguna penggunaan an bahan bahan semiko semikonduk nduktor tor seperti seperti GaAs GaAs dalam dalam laser laser dan meluas meluasnya nya pengguna penggunaan an LED dalam dalam alat-a alat-alat lat elektr elektroni onik. k. Kerami Keramik k fluore fluoresen sensi si dan fosfor fosforise isensi nsi digunaka digunakan n dalam dalam lampu-l lampu-lamp ampu u listr listrik ik dan layarlayar-lay layar ar tv. Akhirny Akhirnyaa serat serat optik optik mentra mentransm nsmisi isikan kan percakapan telepon dan data komputer yang didasarkan atas refleksi internal total sinyal cahaya. Sifat Mekanik
Keramik Keramik biasanya biasanya material yang kuat, dan keras dan juga tahan korosi. korosi. Sifat-sifat Sifat-sifat ini bersama bersama dengan kerapatan yang rendah dan juga titik lelehnya yang tinggi, membuat keramik merupakan material struktural yang menarik. Aplikasi struktural keramik maju termasuk komponen untuk mesin mobil dan struktur pesawat. Misalnya, TiC mempunyai kekerasan 4 kali kekerasan baja. Jadi, kawat baja dalam struktur pesawat dapat diganti dengan kawat TiC yang mampu menahan beban yang sama hanya dengan diameter separuhnya dan 31 persen berat. Semen dan tanah liat adalah contoh yang lain, keduanya dapat dibentuk dibentuk ketika basah namun ketika kering akan menghasilkan menghasilkan objek yang lebih keras dan lebih kuat. Al 2O3) dan silikon karbida (SiC ) digunakan sebagai abrasif Material yang sangat kuat seperti alumina ( Al untuk grinding dan polishing. Keterbatasan utama keramik adalah kerapuhannya, yakni kecenderungan untuk patah tiba-tiba dengan deformasi plastik yang sedikit. Ini merupakan masalah khusus bila bahan ini digunakan untuk aplikasi struktural. Dalam logam, elektron-elektron yang terdelokalisasi memungkinkan atom-atomnya ber berub ubah ah-u -uba bah h teta tetang ngga gany nyaa tanp tanpaa semu semuaa ikat ikatan an dala dalam m stru strukt ktur urny nyaa putu putus. s. Hal Hal inil inilah ah yang yang memungk memungkink inkan an logam logam terdef terdeform ormasi asi di bawah bawah pengaruh pengaruh tekanan tekanan.. Tapi, Tapi, dalam dalam kerami keramik, k, karena karena kombinasi ikatan ion dan kovalen, partikel-partikelnya tidak mudah bergeser. Keramiknya dengan mudah putus bila gaya yang terlalu besar diterapkan. Faktur rapuh terjadi bila pembentukan dan propagasi keretakan yang cepat. Dalam padatan kristalin, kristalin, retakan tumbuh melalui melalui butiran butiran (trans (trans granular) granular) dan sepanjang sepanjang bidang cleavage (keretakan) dalam kristalnya. Permukaan tempat putus yang dihasilkan mungkin memiliki tekstur yang penuh butira butiran n atau atau kasar. kasar. Materi Material al yang yang amorf amorf tidak tidak memili memiliki ki butira butiran n dan bidang bidang krista kristall yang yang teratu teratur, r, sehingga permukaan putus kemungkinan besar mulus penampakannya. Kekuata Kekuatan n tekan tekan penting penting untuk untuk kerami keramik k yang yang digunaka digunakan n untuk untuk strukt struktur ur sepert sepertii bangunan bangunan.. Kekuatan tekan keramik biasanya lebih besar dari kekuatan tariknya. Untuk memperbaiki sifat ini biasanya keramik di-pretekan dalam keadaan tertekan. Sifat Hantaran Listrik. Sifat listrik listrik bahan keramik sangat bervariasi. bervariasi. Keramik dikenal sangat baik sebagai isolator. isolator. Beberapa isolator keramik (seperti BaTiO3) dapat dipolarisasi dan digunakan sebagai kapasitor. Keramik lain menghantarkan elektron bila energi ambangnya dicapai, dan oleh karena itu disebut semiko semikonduk nduktor tor.. Tahun Tahun 1986, 1986, kerami keramik k jenis jenis baru, baru, yakni yakni superk superkondu ondukto ktorr tempera temperatur tur kriti kritiss tinggi tinggi ditemukan. Bahan jenis ini di bawah suhu kritisnya memiliki hambatan = 0. Akhirnya, keramik yang disebut disebut sebagai sebagai piezoel piezoelekt ektrik rik dapat dapat menghas menghasilk ilkan an respons respons listri listrik k akibat akibat tekanan tekanan mekani mekanik k atau atau sebaliknya. Sering pula digunakan bahan yang disebut dielektrik. Bahan ini adalah isolator yang dapat dipolarisasi pada tingkat molekular. Material semacam ini digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Kekuata Kekuatan n dielek dielektri trik k bahan bahan adalah adalah kemamp kemampuan uan bahan bahan tersebu tersebutt untuk untuk menyim menyimpan pan elektr elektron on pada tegangan tinggi. Bila kapasitor dalam keadaan bermuatan penuh, hampir tidak ada arus yang lewat. Namun dengan tegangan tinggi dapat mengeksitasi elektron dari pita valensi ke pita konduksi. Bila hal ini terjadi arus mengalir dalam kapasitor, dan mungkin disertai dengan kerusakan material karena meleleh, terbakar atau menguap. Medan listrik yang diperlukan untuk menghasilkan kerusakan itu dise disebut but kekua kekuata tan n diel dielek ektr trik ik.. Beber Beberap apaa kera kerami mik k memp mempuny unyai ai kekua kekuata tan n diel dielek ektr trik ik yang yang sanga sangatt besar.Porselain misalnya sampai 160 kV/cm. Sebagian besar hantaran listrik dalam padatan dilakukan oleh elektron. Di logam, elektron penghantar dihamburkan oleh vibrasi termal meningkat dengan kenaikan suhu, maka hambatan logam meningkat pula dengan kenaikan suhu. Sebaliknya, elektron valensi dalam keramik tidak berada di pita konduksi, sehingga sebagian besar keramik adalah isolator. Namun, konduktivitas keramik dapat ditingkatkan dengan memberikan
ketakmurnian. Energi termal juga akan mempromosikan elektron ke pita konduksi, sehingga dalam keramik, konduktivitas meningkat (hambatan menurun) dengan kenaikan suhu. Beberapa Beberapa keramik keramik memiliki memiliki sifat piezoelektrik, piezoelektrik, atau kelistrika kelistrikan n tekan. Sifat ini merupakan bagian bahan "canggih" yang sering digunakan sebagai sensor. Dalam bahan piezoelektrik, penerapan gaya atau tekanan dipermukaannya akan menginduksi polarisasi dan akan terjadi medan listrik, jadi bahan tersebut mengubah tekanan mekanis menjadi tegangan listrik. Bahan piezoelektrik digunakan untuk tranduser, yang ditemui pada mikrofon, dan sebagainya. Dalam bahan keramik, muatan listrik dapat juga dihantarkan oleh ion-ion. Sifat ini dapat diubah-ubah dengan merubah komposisi, dan merupakan dasar banyak aplikasi komersial, dari sensor zat kimia sampai generator daya listrik skala besar. Salah satu teknologi yang paling prominen adalah sel bahan bakar. Kemampuan penghantaran ion didasarkan kemampuan keramik tertentu untuk memungkinkan anion oksigen bergerak, sementara pada waktu yang sama tetap berupa isolator. Zirkonia, ZrO ZrO2, yang distabilkan dengan kalsia (CaO), adalah contoh padatan ionik
Ikatan kimia pada prinsipnya berasal dari interaksi antar elektron-elektron yang ada pada orbit luar, atau orbit yang terisi sebagian atau orbit bebas dalam atom lainya. 1. Interaksi atom-atom logam (ikatan metalik/ikatan logam). Dalam interaksi antar atom logam, ikatan kimia dibentuk oleh gaya tarik menarik-menarik elektron oleh inti (nucleus) yang berbeda. Asalnya elektron milik satu atom yang ditarik oleh inti atom tetangganya yang bermuatan +, dan elektron ini disharing dg gaya tarik yang sama oleh inti lain yang mengitarinya. Akibat jumlah elektron valensi yang rendah dan terdapat jumlah ruang kososng yang besar, maka e- memiliki banyak tempat untuk berpindah. Keadaan demikian menyebabkan e- dapat berpindah secara bebas antar kation-kation tersebut. Elektron ini disebut “delocalized electron ” dan ikatannya juga disebut “delocalized bonding ”. ”. Elektron bebas dalam orbit ini bertindak sebagai perekat atau lem. Kation yang tinggal berdekatan satu sama lain saling tarik menarik dengan elektron sebagai semennya. 2.
