ZAT PADAT

Ada 2 jenis padatan:

1. amorf, mempunyai titik lebur yang tidak tegas.contoh:kaca

2.kristal,mempunyai titik lebur yang tegas dan susunannya teratur

Jika sinar X dijatuhkan pada padatan Kristal,maka akan didifraksi oleh partikel di dalam kisi.

Ada 4 struktur padatan:

1.Struktur logam raksasa

2.struktur ion raksasa

3.struktur molekul raksasa

4.struktur molekul sederhana

1. kisi ruang dan satuan sel

Kisi ruang adalah barisan 3 dimensi teratur dari titik serupadalam suatu zat padat Kristal.Satuan sel adalah bagian terkecil dari suatu kisi Kristal yang dapat dipergunakan untuk mencirikan Kristal tersebut.

Geometri Kristal dapat dinyatakan dengan seperangkat tiga sumbu yang disebut sumbu kristalografi.

Berdasarkan panjang sumbu kristalografi dan sudut-sudut sumbu,ada 7 sistem:

Sitem Sumbu Sudut

KubusTetragonalOrotrombikMonoklinTriklinRombohedralHeksagonal

a=b=ca=b≠ca≠b≠ca≠b≠ca≠b≠ca=b=ca=b≠c

α=β=γ=90°α=β=γ=90°α=β=γ=90°α=β=γ≠90°α≠β≠γα=β=γ≠90°α=β=γ=120°

Sistem kubus mempunyai 3 kisi titik atau satuan sel,yaitu:

1.kubus sederhana

2.kubus berpusat muka

3.kubus bermuka badan

Maka, Jumlah kisi ruang untuk seluruh sistem Kristal atau kisis bravais adalah 14,yaitu:

Sistem kristal Kisi bravais

KubusTetragonalOrtorombikRombohedral(Trigonal)HeksagonalMonoklinTriklin

Sederhana,fcc,bccSederhana,fcc,bccSederhana,fcc,bccSederhanaSederhanaSederhana,berpusat dasarsederhana

Bidang kisi ialah titik-titik kisi ruang yang tersusun dalam sederet bidang sejajar dan punya jarak sama.Untuk menyatakannya digunakan Indeks Weiss atau Indeks Miller.

2. struktur kristal dan difraksi sinar X

Persamaan yang menghubungkan variabel ini adalah persamaan Bragg

λ=2 sin θ

dengan,

n=bilangan bulat 1,2,3,…=orde pantulan

λ=panjang gelombang sinar X

d=jarak antar bidang

λ=2 sin θatau

θ=jarak antar sinar datang dan bidang kisi

=jarak antar bidang indeks miller

3. Bidang kisi kristal kubusJarak antar bidang dapat diperoleh dari pengukuran difraksi sinar X. Jarak ini sangat penting karena menentukan sistem kristal.

Dengan a = panjang rusuk

4.Gaya ikatan dalam kristalSejumlah gaya ikatan dari berbagai jenis gaya ikatan yang ada tercakup didalam pengikatan kristal. Sifat fisik kristal sangt bergantung pada jenis ikatan.

a. Iktan ionikAntara ion-ion sering terikat oleh gaya-gaya elektrostatik. Kristal ion sangat kuat, tetapi getas dan titik leburnya tinggi.Contoh : NaCl, KCl

b. Kristal kovalenAtom- atom saling berikatan secara kovalen dalam tiga dimensi. Kristal kovalen kuat, keras dan mem,punyai titik leleh yang tinggi.Contoh : struktur intan, SiC

c. Kristal Van der WaalsAtom atau molekul netral saling berikatan dengan gaya Van der Waals, maka kristal Van der Waals mempunyai titik leleh yang rendah dan kekuatan kohesi juga rendah.Contoh : kristal dari senyawa organik netral, gas mulia.

d. Ikatan logamIktan logam hanya terdapat antara agregat atom yang besar. Jenis ikatan ini memberikan sifat yang khas pada logam, seperti mengkilap, dapat ditempa, pengantar kalor dan listrik yang baik dan tidak tembus cahaya.

5.Jumlah partikel per sel satuan dan volume sel satuan ( kubus )a. Kubus sederhana

Jumlah atom dalam setiap sel satuan = 8 x 1/8 = 1 atom (ada 8 sudut dan setiap sudut ada 1/8 atom)

b. Kubus berpusat mukaJumlah atom dalam setiap sel satuan8 (sudut) x 1/8 = 1 atom6 (muka) x ½ = 3 atom, jadi ada 4 atom

c. Kubus berpusat badanJumlah atom setiap sel satuan 8 (sudut) x 1/8 = 1 atom1 (badan) x 1 = 1 atom, jadi ada 2 atom

d. Volume sel satuan yang terisi (dalam persen)

6. Struktur Terjejal dari Raksasa logam dan sruktur ion raksasa

Ada beberapa struktur raksasa logam,diantaranya adalah:

a. Struktur terjejal dengan bilangan koordinasi 12Heksagonal terjejalKubus terjejal

b. Struktur kubus berpusat badanStruktur kristal ion ada hubungannya dengan perbandingan jari-jari ion,dengan anggapan bahwa ion adalah suatu bentuk bola.

Angka banding jari-jari=

Bilangan koordinasi Susunan stereo kimia

O,155 - < 0,255 3 Segitiga

0,225 – 0.414 4 Tetrahedral

0,415 - < 0,732 6 Oktahedral

>0,732 – 1,00 8 Kubus

7. struktur molekul raksasa dam kristal molekulerUnsur-unsur seperti intan, grafit dan silikon dapat membentuk ikatan kovalen

dan membentuk struktur molekuler raksasa. Di dalam intan, setiap atom C merupakan pusat tetrahedral teratur yang dikelilingi oleh 4 atom C yang terletak di sudut tetrahedron. Silikon dan silikon karbida SiC juga mempunyai struktur intan.

Dalam gravik, atom-atom karbon tersusun secara heksagonal pada lapisan datar yang sejajar. Setiap atom karbon terikat oleh ketiga karbon lainnya secara kovalen oleh tiga dari empat elektron valensinya. Elektron yang keempat terdelokasi disekeliling lapisan, dan hal inilah yang menyebabkan gravit mengkilap dan dapat menghantarkan listrik. Gravit memiliki titik leleh yang tinggi (3730 0C) karena ikatan kovalennya sangat kuat.

Partikel-patikel dalam kristal molekuler terikat gaya Van Der Waals. Padatan (kristal molekuler) mudah menguap serta mempunyai energi kisi yang rendah. Kristal molekular umumnya lunak, kristal mudahny terdistorsi dan titik lelehnya rendah.

8. Energi kisi

Energi kisi adalah energi yang terjadi pada pembentukan 1 mol kristal ionik dari ion – ion lainnyadalam keadaan gas. Born dan Meyer merumuskan besarnya energi kisi sebagai berikut :

Dimana :

Z-1 dan Z-2 = muatan kation dan anion

r0 = jarak kesetimbangan antara dua ion terdekat yang berlawanan muatan

ni =tetapan eksponen born

A = tetapan madelung

e = muatan elektron

9. Penentuan tetapan avogadro

Tetapan avogadro dapat ditentukan dengan dtfraksi sinar X. Hasil studi terhadap kristal NaCl dengan difraksi sinar X menunjukan bahwa panjang rusuk sel adalah 0,564 nm, kristal NaCl berbentuk kubus berpusat muka, yang setiap sel satuannya 4 ion+ dan 4 ion Cl-.

Jika massa jenis atom Na = 2,1653 g cm-3, maka dengan menggunakan rumus dibawah ini, harga tetapan Avogadro dapat dientukan

Tetapan Av =

Tetapan Av =

= 6.0155. 1023.

Tetapan avogadro merupakan banyaknya obyek yang terdapat dalam 1 mol zat.

Zat Cair

Pada keadaan gas, atom-atom atau molekul-molekul terletak saling berjauhan. Pada keadaan padat,atom-atom,ion-ion, atau molekul-molekul saling berdekatan dan saling bersinggungan satu sama lain. Pada cairan, walaupun atom atau molekul berdekatan tetapi tidak saling bersinggungan, hal inilah yang menyebabkan cairan dapat mengalir. Kemampuan untuk mengalir atau fluiditas adalah suatu sifat yang membedakan cairan dengan padatan. Cairan mempunyai struktur yang berada diantara susunan yang sangat teratur seperti pada keadaan kristal dan susunan acak,seperti keadaan gas. Ditinjau dari segi molekul, keadaan cair suka dipahami. Cairan mempunyai volume yang tetap, dan hanya sedikit dipengaruhi tekanan. Dua buah zat cair dapat bercampur sempurna, bercampur sebagian atau tidak bercampur. Keadaan cair akan dibicarakan pada Kimia Fisika.