Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Difraksi Sinar X(4 - 5)

1,096 views

Published on

unj fmipa-fisika

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

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 />

×