1 / 31

STRUKTUR KRISTAL

STRUKTUR KRISTAL. Kisi Kristal Struktur seluruh kristal dapat digambarkan dalam bentuk apa yang yang disebut sebagai kisi kristal atau kisi . Pada setiap titik kisi dapat ditempati oleh satu atom atau suatu kelompok atom.

shona
Download Presentation

STRUKTUR KRISTAL

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. STRUKTUR KRISTAL Kisi Kristal Strukturseluruhkristaldapatdigambarkandalambentukapa yang yangdisebutsebagaikisikristalataukisi.Padasetiaptitikkisidapatditempatiolehsatu atom atausuatukelompok atom. Kisi kristaldapatdipandangsebagaisuatukerangka, dankristal real diperolehdenganmenempatkansatu atom ataulebihpadasetiaptitikkisikerangkabersangkutan. Terdapatduaklaskisi, yaitu • Kisi Bravais. DalamkisiBravaisseluruhtitikkisiadalahekuivalen, olehkarenanyaseluruh atom dalamkristalsamajenisnya. • Kisi non Bravaisterdapattitik-titikkisi yang tidakekuivalen.

  2. Basis dan Kisi • a. Ruangkisi . . . . . . . . . . . . . . . . b. basis

  3. c. Struktur Kristal • Gambar. Struktur Kristal, Basis danRuangKisi

  4. Strukturkristal real terbentukbila atom-atom basis ditempatkansecaraidentikpadasetiaptitikkisi. Relasilogikanyaadalah : Kisi + Basis = Struktur Kristal • Setiap basis baikkomposisi, susunanmaupunorientasinyaadalahidentik. • Setiaptitikkisitiga dimensional dapatditulissebagaiujungdarivektorkisi, sehinggaberlakuhubungan. • Rn=n1a, + n2b + n3c (1) • a, b, dancadalahvektor; n1, n2dan n3adalahbilangan yang harganyatergantungpadatitikkisinya.

  5. C B A Titik A (n1,n2) = (0,-1), B (n1, n2) = (0,0); C (n1, n2) = (1,1),

  6. Kisi memilikisimetritranslasiatasseluruhperpindahanvektorkisiRndimanavektortranslasia, b, csedemikianrupasusunan atom-atom tampaksamabaikdilihatdantitik r maupun r’, dengan r’= r + T ; T = n1a + n2b + n3c (2) vector a, b, ctaksebidang (non-koplanar) • Vektorkisidantranslasia, b, cadalahprimitifjikakeduatitik r, r’ darimanasusunanatomikselalutampaksamamemenuhi pers. 2 denganmemilihbilangan n1, n2dan n3 yang tepat, sedemikianrupasehinggasumbukristala, b, c membentuktigatepipembatassuatuparallelepipeda.

  7. Selprimitifdarisuaturuangkisidalamtigadimensi, volume yang dibatasiolehvektor basis a, b, c adalahsatu unitseldarikisi. a • Gambarselsatuan c b • Parallelepida yang didefinisikanolehsumbuprimitif a, b, c disebutdenganselprimitif. Satuselprimitifadalah volume minimum darisatusatuansel (unit cel) Volume parallelipepidadengansumbua, b, cadalah : • V = | a . b x c |

  8. Sistem Kristal Kisi kristaldapatdipetakankembalipadadirinyasendiridengansuatuoperasisimetri : • translasi, • refleksipadasuatubidang, • rotasisekitarsuatusumbu (1, 2, 3, 4 atau 6 kali : rotasi 2 , 2 /2, 2/3 , 2/4  dam 2/6 ), • Glide (refleksi + translasi, screw (rotasi + translasi)) • Terdapat5 tipedasarkisibravais • Terdapat 14 kisibravais, yang manadapatdibagimenjadi7 sistemkristal yang dikarakterisasiolehbentukdansimetri unit selnya

  9. GambarSebuahsel primitive BCC

  10. SistemIndeksBidang Kristal Indeks Miller dapatdicarisebagaiberikut : • Tentukanperpotongansepanjangsumbuvektora, b, cdanjikaperpotongantersebutadalah x, y, z sebagaifraksiperkaliandari a, b dan c. makadidapatkantigafraksi. • Lakukaninversdarifraksitersebutdandireduksidengansuatubilangan n sehinggadiperolehbilanganbulatterkecilindeks h, k, l • Jikabidangmemotongsumbupadasisinegatifdengantitikasal, indeksdapatdiberitandanegatifdiatasindeksmisalnya (h k l). • Misalnya, x = 3a, y = 2b, z = 2c. Inversfraksionalnyaadalah • Denganmengambil n = 6 sehinggaindeksMillernyaadalah (h k l) = (2 3 3)

  11. (010) (001) (020) (101) (111) (222)

  12. Secaraumum, jarakantarabidang dh k l : Jarakantarbidanguntuk ke-7 sistemsbb Kubus Tetragonal Orthorombik Heksagonal

  13. Rhombohedral Monoklinik Triklinik V = volume satusatuanseltriklinik S11=b2c2sin2α S12=abc2(cos α.cos  - cos ) S22=a2c2sin2S23=a2bc(cos .cos - cos α) S33=a2b2sin2S13=ab2c(cos . cos α - cos)

  14. Struktur Kristal Sederhana 1) Struktur Sodium Klorida 2). StrukturCessiumKlorida Cl- Cl- Na+ Cs+

  15. A B A 3). StrukturHeksagonalPaketTertutup (HCP) A B A B A B

  16. 1/2 0 0 1/4 1/4 1/2 1/2 0 1/4 1/4 0 1/2 0 • 4). StrukturIntanadalahFCC dengan basis dua atom identik, yaitu atom karbon. Posisikedua atom tersbeutadalahpada 000 dan ¼ ¼ ¼.

  17. 6) StrukturSilikonTetrrafluorida 5). StrukturPerovskite = Ba = Ti = O

  18. IKATAN KRISTAL Bagaimanasuatukristaldapatterikat ?. Energikisi (digunakandalampembicaraankristal-kristal ionic) didefinisikansebagaienergi yang harusdiberikanpadakristaluntukdapatmemisahkankomponen-komponennyamenjadi ion-ion bebas. • Kristal dari Gas-Gas Inert • Kristalnyaadalah isolator transparan, berikatanlemah, memilikisuhuleleh yang rendah. Distribusielektrondalamkristalhampirsamadengandistribusielektronpada atom-atom bebasnya. Energikohesifsstuatomnyadidalamkristalhanya 1% • A. Interaksi Van der Waals - London • Andaikandua atom gas inert yang identikdipisahkanolehjarak R dengan R << C jari-jari atom. Atom-atom gas inert memperlihatkanadanyakondisikohesif, karena atom-atomnyamenginduksimomen-momendipolsatusama

  19. x2 - + - + R x1 (6) Jika P1dan P2adalah momentum masing-masingosilatordan C adalahkonstantagaya, m = masaosilator. Hamiltonian sistem (takterganggu) adalah Setiaposilatortakterkopelmemilikifrekuensiodankonstantagaya C = mo2. Energiinteraksi coulomb duaosilatoradalah

  20. Bila |x1| dan |x2| << R, makasolusidiperoleh: Penyelesaianbagi x1dan x2adalah: Momentum bagidua modus, Psdan Pa : Dengandemikian, Hamiltonam total H adalahH0 + H1,

  21. Frekuensiduaosilatortergandengadalah : SetelahtergandengenerginyaberkurangsebesarU, InidisebutdenganinteraksiVan der Waals (dikenaljugasebagaiinteraksi London, atauinteraksiinduksidipol-dipol).

  22. B. InteraksiTolak-Menolak • Dua atom yang salingdidekatkansatusama lain, distribusimuatankedua atom secarabertahapakansalingtumpangtindih. Padasaatjarakpisahtertentuenerginyaadalahbersifattolak-menolak, sebagaikonsekuensidariprinsiplarangan Pauli. Biladistribusimuatandaridua atom salingtumpangtindih, elektronpada atom B akanmenempatikeadaanpada atom A yang telahditempatielektronpada atom A itusendiri, atausebaliknya. Padakasus gas inert, potensialtarik-menarikberjangkauanjauhdanpotensialtolak-menolaknyasecaraempirisadalahberbentuk B/R12dengan B adalahkonstanta (positif). Energipotensial total dua atom padajarak R adalah : dengandanadalah parameter barudan A  46; B  412. Hargadanuntukbebrapa gas inert diberikanpadaTabel 4. Persamaan 14 inidikenalsebagaipotensialLennard – Jones.

  23. Jikadidalamkristalterdapat N atom, energipotensialtotalnyaadalah : pijRadalahjarakantara atom acuanke-idengan atom lain j, yang diungkapkandalambentukjaraklingkunganterdekat R. Energikohesifkristaldari gas inert padatemperaturabsolutnoldanpadatekanannoldengan Pada R = R0 Utot=-8.6N

  24. IkatanIonik Kristal ionikdibentukoleh ion positifdannegatif. Ikatanionikdihasilkanolehinterkasielektrostatik ion-ion bermuatanberlawanan. Bila ion Na+dan ion Cl-salingberdekatansatusama lain, energitarik-menarik Coulomb padajarakpisahantarinti R relatifterhadapenerginolpadajaraktakterhinggaadalah : Bentuk lain interaksitolakmenolak yang secaraluasdigunakanadalahdalambentukempiris = panjangkarakteristik, ukuranjangkauaninteraksi • Energiinteraksiantara ion keidan ion lain (energiMadelung)adalah

  25. JikaUijadalahenergiinteraksiantara ion idan j, kitadefinisikanUiadalahjumlahseluruhinteraksi yang terlibat. Kontribusiinteraksi Van der Waals padaenerikohesifdalamkristalionik Energi total padakristal yang terkomposisiatas Ñ molekulatau 2 N ion adalahdiungkapkansebagai, dengan z adalahjumlah ion-ion terdekatdanatau • adalahkonstantaMadelung

  26. IkatanKovalen Ikatankovalendisebutjugaikatanvalensiatauhomopolar, adalahikatanpasanganelektrondimanasetiap atom memberikansebuahelektronnyauntukberpartisipasidalamikatan. Elektron-elektron yang membentukikatansecaraparsialterlokalisasidalamsuatudaerahdiantaradua atom sehinggapadadaerahtersebutkerapatanmuatanelektronyatinggi. Spin dariduaelektrondalamikatanadalahantiparalelsehinggaterjadiikatan yang kuat IkatanHidrogen Atom hidrogennetralhanyamemilikisatuelektron, dapatterikatsecarakovalendenganhanyasatuelektron. Dalamkondisitertentu atom hidrogendapatterikatdengan atom lain yang memilikikarakterkeelektronegatifan yang tinggi, sepertipadafluorine, oksigen, nitrogen. Atom hidrogendiikatolehgaya yang cukupkuatpada atom lain, membentukikatanhidrogen. Ikatanhidrogenkekuatannyabervariasidari 0,1 sampai 0,5 eV per-ikatan

  27. IkatanLogam Logamdikatakterisasiolehadanyakonduktivitas yang tinggidanadanyasejumlahelektron yang dapatbergerakbebas yang disebutdenganelektronkonduksi. Elektronvalensipada atom dapatmenjadielektronkonduksidalamlogam. Elektron-elektronvalensidari atom yang membentuklogammenjadimilikbersamadanterbentuksejenis “gas elektron”. Interaksiantara gas elektrondenganinti (corl) positifmenimbulkangayakohesif yang kuat.

More Related