Fisika Modern (14) molecules andsolid_crystal

Fisika Modern Pertemuan 13-15 Molecules And Solid Hadi Nasbey, M.Si
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Outline
ENERGI IKAT MOLEKUL
IKATAN ION
IKATAN KOVALEN
DIFARKSI SINAR X
IKATAN PADA KRISTAL
Pita Energi
Tingkatan Energi

PENDAHULUAN
Pada umumnya atom tunggal tidak memiliki konfigurasi elektron yang stabil seperti gas mulia, maka atom atom bergabung membentuk molekul dengan cara berikatan dengan atom lain.

Besar gaya tarik dan tolak : r > r o gaya tarik lebih besar r < r o gaya tolak lebih besar r =  gaya tarik dan gaya tolak = 0 r = r o gaya tarik = gaya tolak, sehingga ro disebut jarak keseimbangan atau jarak ikatan Gaya Ikat,Jarak Ikatan, dan Energi Ikat ENERGI IKAT Gaya Ikat adalah resultan dari gaya tarik elektrostatik (antar proton–elektron) dan gaya tolak elektrostatik (proton–proton) 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Energi Ikatan (Energi Molekul)
Jika r  energi potensial sistem nol.
Jika nilai r makin kecil, nilai negatif energi potensial semakin bertambah besar.
Jika jarak pisah r sama dengan jarak ikat (r = ro), maka energi potensial mencapai minimum.

IKATAN ION Terjadi karena serah terima elektron valensi Contoh Na Na + + e Cl + e Cl - Na + + Cl - NaCl Natrium memiliki satu elektron pada kulit terluarnya cenderung untuk melepasnya untuk membentuk Na+ diperlukan energi ionisasi -5,1 eV Klor memiliki 7 elektron kulit terluar, agar lebih stabil menangkap 1 elktron dari luar untuk membentuk Cl- dengan membebaskan energi 3,6 eV (afinitas elektron) 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

IKATAN KOVALEN adalah patungan elektron valensi dari kedua atom Contoh : Atom hidrogin (H) memiliki konfigurasi 1s 1 akan lebih stabil jika pemakaian bersama sepasang elektron dengan sebuah elektron hidrigin yang lain sehingga membentuk molekul H 2 + = H H H 2 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

ZAT PADAT
Sifat sifat zat padat bergantung pada:
Jenis atom penyusunnya
Struktur materialnya
Berdasarkan struktur atom dalam zat padat dikenal dua macam zat padat, yaitu kristal dan amorf. Jenis ikatan pada zat padat : ikatan ion, kovalen, logam, Van der Waals atau ikatan Hidrogin 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

KRISTAL adalah zat padat yang susunan atom atom atau molekul memiliki keteraturan pada jarak panjang dan berulang. Perhatikan perbedaan susunan atom antara kristal dan amorf Kristal Amorf 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

DIFARKSI SINAR X Difarksi dapat memastikan stuktur atomik dari kristal dan mengambarkan tiga dimensi susunan sesungguhnya atom atom itu. Contoh kristal NaCl : Tiga Dimensi Dua Dimensi d 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

 d d sin  b a a b Ketika sinar X melalui kristal, beda lintasan sinar a dan sinar b yang dipantulkan oleh atom atom kristal NaCl adalah 2 d sin  Interferensi saling memperkuat kedua sinar pantul itu terjadi bila beda lintasan sama dengan kelipatan bulat dari panjang gelombang sinar X. Sehingga: n  = 2 d sin 
n = orde
= panjang gelombang
d = jarak antar atom
 = sudut antara sinar datang dengan garis mendatar
Difraksi Sinar X 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Contoh Soal Berapa jarak pisah bidang bidang difraksi kristal NaCl jika panjang gelombang 1,60 Ǻ membentuk sudut hamburan 32  pada orde pertama? 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Berapa jarak pisah bidang bidang difraksi kristal NaCl jika panjang gelombang 1,60 Ǻ membentuk sudut hamburan 32  pada orde pertama? Diketahui:  = 1,60 Ǻ  = 32  n = 1 Ditanya: d = ..? Jawab: n  = 2 d sin  d = 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Kekerasan Zat Padat Kekerasan Zat Padat Mengapa Intan dan Arang yang disusun oleh atom atom yang sama, yaitu atom karbon memiliki kekerasan yang berbeda? 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

PERBEDAAN
Atom atom karbon saling mengikat dengan kuat dalam pola tertutup
Atomatomnya hanya terikat kuat pada tiap lembaran, sedangkan ikatan antar atom pada lembaran yang berdekatan relatif lebih lemah
INTAN CARBON
Berwarna bening
Sangat keras
Merupakan batu perhiasan dan mahal
Berwarna hitam
Tidak keras
Mudah dibuat dan murah

IKATAN PADA KRISTAL 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Jenis Ikatan Asal ikatan Sifat Kovalen Patungan elektron Sangat keras;titik lebur tinggi;larut dalam sedikit cairan; transparan terhadap cahaya tampak Ionik Gaya tarik menarik elektrostatik antara ion positif dan ioan negatif Keras; titk lebur tinggi; mungkin larut dalam cairan polar seperti air Logam Gaya tarik menarik elektrostatik antara ion positif logam dengan awan elektron Berkilauan,;menghantarkan kalor dan listrik dengan baik Van der Waals Gaya Van der Waals akibat distribusi muatan yang tidak simetris Lunak; titik lebur dan titik didih rendah ;larut dalam cairan kovalen Hidrogin Gaya tarik menarik elektrostatik kuat antara hidrogin pada satu molekul dengan atom N, O atau F Lebih kuat dari ikatan Van der Wals, titik lebur dan titik adidih lebih tinggi dari ikatan Van der Wals

3 s Energi 3 s Energi Terbentuknya pita energi 3s ketika banyak atom natrium saling berdekatan untuk membentuk zat padat Tingkat energi 3s enam atom Natrium yang saling berdekatan 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Sifat Kunduksi Listrik Kunduktor Natrium dengan konfigurasi elektron : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Kulit terluar 3s hanya ditempati satu elektron ( setengah penuh ). Akibatnya elektron bebas yang menempati pita 3s dengan mudah bergerak dalam kristal, menghasilkan arus listrik . 1s 2s 2p 3s 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Celah terlarang besar Celah terlarang kecil Pita valensi Pita konduksi Konduktor Isolator Semi- konduktor DISTRIBUSI ENERGI kosong Kosong Kosong 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Konduktivitas Konduktor dan Semikonduktor Hambatan jenis (x 10 8  m) T Konduktor Hambatan jenis (x 10 8  m) T Semikonduktor Kunduktivitas konduktor berkurang karena kenaikan suhu, sedangkan pada semikunduktor justru bertambah dengan kenaikan suhu. 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Konduktivitas Semikonduktor Semikonduktor yang baru kita bicarakan adalah semikonduktor netral, dimana jumlah proton dan elektron sama. Ketika sebuah elektron melompat dari pita valensi ke pita konduksi, maka pita valensi mengalami perubahan. Elektron yang berpindah menimbulkan sebuah kekosongan pada pita valensi (hole) 01/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

Atom silikon memiliki 4 elektron valensi, sedang indium 3 elektron valensi.
Setelah Indium disisipkan, masih ada 1 elektron valensi silikon yang tidak diikta Indium (terjadi kekosongan)
Sehinggapengotor (Indium) dapat menerimasebuah elektron.
Pengotor ini disebut atom akseptor

Fisika Modern (14) molecules andsolid_crystal

by jayamartha

Accessibility

Categories

Upload Details

Usage Rights

Statistics