Difraksi Sinar X(4 - 5)

1,068 views

Published on

unj fmipa-fisika

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,068
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
31
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Difraksi Sinar X(4 - 5)

  1. 1. DifraksiSinar X <br />Dr. ErfanHandoko,M.Si<br />Sesion #04-05<br />JurusanFisika<br />FakultasMatematikadanIlmuPengetahuanAlam<br />
  2. 2. Outline <br />Kristal<br />Unit Sel<br />Sistem Kristal<br />Kisi<br />Simetridalam Kristal<br />Struktur Kristal<br />Jari-jari Atom<br />ArahdanBidang Kristal<br />07/01/2011<br />2<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  3. 3. Kristal<br />Material Kristalin<br />“ adalah material yang mempunyaisusunan atom-atom yang teraturdalamtigadimensi.”<br /><ul><li>Material non-Kristalin (Amorf)</li></ul>“ adalah material yang tidakmempunyaisusunan atom-atom yang teraturdalamtigadimensi.”<br />07/01/2011<br />3<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  4. 4. Unit Sel<br />Unit selmerupakandasarpolaelementer yang digambarkansebagai volume terkecilsuatuzatpadatdimanaseluruhpengulangannyaberlakudalamtigadimensi.<br />07/01/2011<br />4<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  5. 5. Sistem Kristal<br />Tahun 1880<br />AugusteBravais<br />Konsep Kisi Ruang<br />Apabila T merupakanvektorpenghubungantarasatu atom dengan atom lainnya, makaberlaku:<br />T = n1a + n2b + n3c <br />n1,n2,n3 = bilanganbulat<br />a,b,c = vektor basis<br />07/01/2011<br />5<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  6. 6. Vektor Basis <br />merupakanvektor-vektorelementer yang dapatmenunjukkanposisikisi<br />dimensisebuah unit sel<br />pengulangan unit selkearahtigasumbu<br />07/01/2011<br />6<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  7. 7. Parameter kisi<br />Kedudukansumbukristal<br />Posisix, y, zdisimbolkandengana, b, c<br />Besarsudut-sudutnya<br />α (alpha), β (beta), γ (gamma)<br />Variasi ke-6 sistemkristalmenghasilkan 7 sistemkristal yang ditentukanoleh :<br />Sumbusimetri<br />Bidangsimetri<br />Pusatsimetri<br />07/01/2011<br />7<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  8. 8. Tujuhsistemkristaldan parameter kisi<br />07/01/2011<br />8<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  9. 9. Kisi<br />Kisi merupakanpoladasarataupolageometridarikristal.<br />Dalamsatudimensihanyaterdapatsatukisibravais<br />Dalamduadimensiterdapat 5 kisibravais<br />Miring<br />Persegipanjang<br />Bujursangkarmemusat<br />Heksagonal<br />persegi<br />07/01/2011<br />9<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  10. 10. Kisi Bravaisdalamduadimensi<br />07/01/2011<br />10<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  11. 11. Dalamtigadimensiterdapat 14 kisibravais<br />Kisi primitifatausederhana (P); titikkisihanyaterletakdisudutyasaja<br />Kisi Body centered (I); terdapattambahansatutitikkisi yang terletakdipusatsel<br />Kisi Face centered (F); terdapattambahan 6 titikkisi yang terletakdipusatmasing-masingpermukaansel<br />Kisi Base centered (A, B, atau C); terdapattambahan sati titikkisipadasalahsatupusatpermukaansel<br />07/01/2011<br />11<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  12. 12. 14 Kisi Bravais<br />07/01/2011<br />12<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  13. 13. 07/01/2011<br />13<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  14. 14. SimetriDalam Kristal<br />Simetrimerupakansuatucara yang digunakanuntukmenggambarkanketeraturandalamsusunanpermukaan yang beradadalamsuatuzatpadat.<br />Unsur-unsursimetriutama yang terdapatpadakristaladalah ; <br />sumbusimetri<br />bidangsimetri<br />pusatsimetri<br />07/01/2011<br />14<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  15. 15. <ul><li>SumbuSimetri</li></ul>SumbuSimetri<br />Ex: kubusdiputardengansudut 90omakakubusakanmenempatikedudukan yang berhimpitdengankedudukansemulasehinggadikatakankongruen. Begitu pula jikakubusdiputarpadasejauh 180o, 270o, dan 360o<br />Sumbuputarinidisebutsebagaisumbusimetripelipatempatkarenamemiliki 4 kedudukankongruen.<br />Sumbusimetripelipat-n yaitukristalmencapaikedudukankongruensetiap 2π/n rad<br />n=2 -> diad<br />n=3 -> triad<br />n=4 -> tetrad<br />n=6 -> hexad<br />07/01/2011<br />15<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  16. 16. <ul><li>BidangSimetri</li></ul>Bidangsimetriadalahbidangbayangan yang dapatmembelahkristalmenjadiduabagian yang sama, dimanabagian yang satumerupakanpencerminandari yang lain<br />tigabidangsimetripadabagianpermukaankubus, <br />Bidangsimetridibagimenjadi 2 yaitu:<br /><ul><li>Simetriaksial</li></ul>Membagikristalmelaluiduasumbuutama<br /><ul><li>Simetrimenengah</li></ul>Bidangsimetri yang hanyamelaluisatusumbukristal<br />bidangsimetri diagonal kubus<br />07/01/2011<br />16<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  17. 17. <ul><li>PusatSimetri</li></ul>Suatustrukturdikatakanmemilikipusatsimetrijikasetiapgaris yang dibuatmelaluititiktersebutmenghasilkanjarak yang samadengansisi yang lain daripusatini, dengandemikianmakakubusmemiliki 1 pusatsimetri<br />07/01/2011<br />17<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  18. 18. Struktur Kristal<br />Struktur Kristal Kubik<br />Simple Cubic<br />Body Centered Cubic<br />Face Centered Cubic<br />Strukturkubiklainnya<br />Diamond<br />Cesium Clorida<br />NatriumClorida<br />SengSulfida<br />07/01/2011<br />18<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  19. 19. Simple Cubic (Kubiksederhana)<br />Atom-atom hanyaterletakdibagiansudutsaja.<br />Total atom yang beradadalamsebuah unit selberjumlah 1<br />Memilikibilangankoordinasi yang berjumlah 6 <br />07/01/2011<br />19<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  20. 20. Body Centered Cubic (BCC)<br />Dalamstrukturiniterdapat atom-atom yang terletakdisemuasudut (delapansudut) dan atom tunggaldibagianpusatkubus<br />Masingmasing unit sel BCC memilikiduaatom<br />Bilangankoordinasiuntukstrukturkristal BCC adalah 8<br />07/01/2011<br />20<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  21. 21. Face Centered Cubic (FCC)<br />atom-atom terletakpadabagiansudutdanjugadipusatdarisemuapermukaankubus<br />Total atom yang dimilikiolehstrukturkristal FCC ada4<br />Untuk FCC, bilangankoordinasinyaada12<br />07/01/2011<br />21<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  22. 22. StukturKubikIntan<br />StrukturintanmerupakangabungandarisubkisiFCC<br />Salahsatusubkisitersusundaridelapan atom sudutdanenam atom yang terletakdipusatpermukaan unit sel. Semuainimembentuksatustruktur FCC yang titikasalnyaterletakpadakoordinat 0, 0, 0 sedangkansubkisi yang lain terletakpadakoordinat ¼, ¼, ¼ ; ¾ , ¾, ¼ ; ¾, ¼ , ¾ ; dan ¼, ¼, ¾ <br />07/01/2011<br />22<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  23. 23. <ul><li>Struktur Cesium Clorida (CsCl)</li></ul>Dalamstruktur Kristal ini, anion terletakpadamasing-masingsudutkubusdandibagianpusatdarikubusinidiisiolehsatukation<br />Strukturinimemilikibilangankoordinasi yang berjumlah 8 buahbaikuntukkationmaupunanion<br />Strukturinimemilikikoordinatuntuk Cs : 0, 0, 0 danCl : ½ , ½, ½ <br />07/01/2011<br />23<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  24. 24. <ul><li>StrukturNatriumClorida (NaCl)</li></ul>Sebuahunit seluntukstruktur Kristal inidibentukolehsusunan FCC dari anion dengansatukation yang terletakdipusatdanditengah-tengahsepanjangtepikubus<br />Bilangankoordinasi yang dimilikiolehkationdan anion untukstruktur Kristal natriumklorida (NaCl) iniberjumlahenam<br />Na -> 0, 0, 0 ; ½, ½, 0 ; ½, 0, ½ ; 0, ½, ½ <br />Cl -> ½, ½, ½ ; 0, 0, ½ ; 0, ½, 0 ; ½, 0, 0<br />07/01/2011<br />24<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  25. 25. StrukturSengSulfida (ZnS)<br /><ul><li>Dalamstrukturini, semuaposisisudutdanpermukaanditempatioleh atom S, sedangakan atom Zn mengisibagiandalamposisitetrahedral
  26. 26. Masing-masing atom Zn mengikat 4 atom S begitupunsebaliknya
  27. 27. Koordinat atom-atom untuk Zn adalahsebagaiberikut</li></ul>Zn -> 0, 0, 0 ; 0, ½, ½ ; ½, 0, ½ ; ½, ½, 0<br />S -> ¼, ¼, ¼ ; ¾, ¾, ¾ ; ¾, ¼, ¾ ; ¾, ¾, ¼<br />07/01/2011<br />25<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  28. 28. Struktur Kristal Heksagonal Closed Packed <br /><ul><li>Permukanatasdanbawah unit seliniterdiridarienam atom yang membentuk hexagon danmengelilingisebuah atom tunggaldibagianpusat
  29. 29. Permukanatasdanbawah unit seliniterdiridarienam atom yang membentuk hexagon danmengelilingisebuah atom tunggaldibagianpusat</li></ul>07/01/2011<br />26<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  30. 30. <ul><li>Atom yang terletakpadabidangtengahmemiliki atom tetanggaterdekatdikeduabidang yang berdekatan
  31. 31. strukturkristal HCP memilikibilangankoordinasi yang berjumlah 6
  32. 32. Strukturinibiasanyaditemuipadabeberapalogamdiantaranya magnesium, titanium, seng, berreliumdankobalt</li></ul>07/01/2011<br />27<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  33. 33. Jari-jari Atom<br />Jari-jari atom digunakanuntukmenghitungbesarnyajarakkesetimbanganantaraduapusat atom yang berdekatan<br />Faktor yang mempengaruhijarakantara atom:<br />Suhu<br />ionisasielektronvalensi<br />bilangankoordinasi<br />07/01/2011<br />28<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  34. 34. Kristal KubikSederhana<br /><ul><li>Dalamsistemkristalkubiksederhana, terlihatbahwa atom-atom bersinggunganhanyasepanjangsisikubus, dengandemikiankristalinimemilikijari-jari atom yang bernilaia/2</li></ul>07/01/2011<br />29<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  35. 35. Kristal BCC<br /><ul><li>atom-atom dalamstrukturkristal BCC inihanyabersinggungansepanjanggaris diagonal ruang
  36. 36. Dari gambardapatkitalihatbahwa diagonal ruang (AC) besarnyaempat kali jari-jari atom sehingga</li></ul>07/01/2011<br />30<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  37. 37. Kristal FCC<br /><ul><li>Padakristal FCC initerdapat 8 atom yang menempatiposisitititksudut, dan 6 atom yang menempatiposisipermukaannamundiantara atom yang terletakdisuduttidakada yang bersingggungan
  38. 38. atom-atom inisalingberhubungansecara diagonal sisipermukaankubus. Sehingga AC besarnyasamadengan 4R</li></ul>07/01/2011<br />31<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  39. 39. Rapatkemasan atomic (APF)<br />fraksidari volume bola pejaldidalamsebuah unit sel, dalamhalini atom dianggapmenggunakan model bola pejal yang secaramatematisdapatditulissebagaiberikut<br />Setiapsistem Kristal memiliki APF yang berbeda-bedabergantungterhadapgeometrisel yang merekamiilki<br />07/01/2011<br />32<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  40. 40. StrukturKubikSederhana (SC)<br /><ul><li>Strukturinimemiliki atom sebanyaksatubuah</li></ul>Volume atom (Va) =<br />Volume unit sel (Vs) = <br />07/01/2011<br />33<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  41. 41. <ul><li>Struktur BCC
  42. 42. Strukturinimemiliki 2 atom dalamsatu unit sel
  43. 43. Jari-jariatomik</li></ul>Volume atom (Va) =<br />Volume unit sel (Vs) = <br />07/01/2011<br />34<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  44. 44. <ul><li>Struktur FCC
  45. 45. Strukturinimemiliki 4 atom dalamsebuah unit sel
  46. 46. Jari-jariatomik</li></ul>Volume atom (Va) =<br />Volume unit sel (Vs) = <br />07/01/2011<br />35<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  47. 47. <ul><li>Struktur HCP
  48. 48. struktur HCP memiliki 6 atom dalamsatu unit sel
  49. 49. Bilangankoordinasidari HCP adalah 12 yang nilainyasamadenganstrukturkristal FCC. Sehinggakristalinimemiiki APF yang besarnya 0.74
  50. 50. Strukturkubikintan
  51. 51. strukturintanmemiliki 8 atom dalamsatu unit sel
  52. 52. kristalinimemiiki APF yang besarnya 0.74</li></ul>07/01/2011<br />36<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  53. 53. Dimensi Unit Sel<br />Dapatdicariberdasarkanpada:<br />Massa molekul<br />Bilangan Avogadro N<br />Kerapatanzat<br />Strukturkisikristal<br />n = jumlah atom<br />Na = Bilangan Avogadro N<br />Vs = volume unit se<br />A = berat atom<br />07/01/2011<br />37<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  54. 54. ArahdanBidang Kristal<br />Arah Kristal<br /><ul><li>Untukdapatmenganalisiskristal, salahsatuhal yang diperlukanadalahbagaimanamenyatakanarahdalamruang
  55. 55. Langkah-langkah
  56. 56. panjangproyeksivektordarimasing-masingtigasumbuiniditentukansebagaidimensi unit selmenggunakansimbola, b, danc
  57. 57. tigabilanganinidapatdikaliataudibagidengansebuahfaktoruntukmengurangipanjangkisiinisampaimenjadibilanganbulat yang terkecil.
  58. 58. tigaindeks yang tidakdipisahkanolehkomadileletakkandidalamtandakurungsegiempat, menjadi [uvw]. u, v, danwadalahbilanganbulat yang berkaitandenganpenguranganproyeksisumbux, y, danzsecaraberurutan</li></ul>07/01/2011<br />38<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  59. 59. contoh<br />tentukanarahindeksdarigambardisamping ?<br />07/01/2011<br />39<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  60. 60. Bidang Kristal<br />Orientasibidanguntuksebuahstrukturkristaldigambarkandenganmenggunakancara yang hampirsamayaitumenggunakan unit selsebagaidasarnya, danmenggunakansistemkoordinattigasumbu<br />07/01/2011<br />40<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  61. 61. Indeks Miller<br />Disemuasistemkristalkecualisistemkristalheksagonal, bidangkristallografiditentukandenganmenggunakantigaindeks Miller yaitu (hkl)<br />Setiapduabidang yang sejajarmemilikikesamaandanindeks yang identik<br />07/01/2011<br />41<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  62. 62. <ul><li>Proseduruntukmenentukanindeks Miller:
  63. 63. panjangbidang yang memotonginiditetapkandenganmenggunakanbesaran yang terdapatdalam parameter kisia, b, danc
  64. 64. kemudiandiambilresiprokal (kebalikan) daritigabilanganini. Sebuahbidang yang sejajardengansumbudianggapmemilikititikpotong yang tidakterbatas, danolehkarenaituindeksnyamenjadi nol.
  65. 65. Tigabilanganinidapatdiubahmenjadibilanganbulat yang terkecildenganmengalikanataumembaginyamenggunakanfaktor yang sudahumum.
  66. 66. Padaakhirnya, indeksbilanganbulat, tidakdipisahkanolehkoma, diletakkandidalamtandakurungsepertiberikut (hkl)</li></ul>07/01/2011<br />42<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  67. 67. contoh<br />Tentukanindeks Miller untukbidang yang terdapatdalamgambaraberikut<br />07/01/2011<br />43<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />
  68. 68. Thank You !<br />07/01/2011<br />44<br />© 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |<br />

×