struktur kristal

5,722 views

Published on

0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
5,722
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
223
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

struktur kristal

  1. 1. ABSTRAK Struktur kristal terdapat dalam bentuk-bentuk yang sederhana sampai ke bentuk yangkompleks. Secara umum biasanya struktur kristal yang sederhana dapat diwakilkan olehkebanyakan bahan logam, sedangkan struktur yang kompleks biasanya diwakilkan olehbahan-bahan polimer, keramik , dan lain lain. Kristal merupakan susunan atom-atom yang teratur dalam ruang tiga dimensi.Keteraturan susunan tersebut terjadi karena kondisi geometris yang harus memenuhi adanyaikatan atom yang berarah dan susunan yang rapat. Walaupun tidak mudah untuk menyatakanbagaimana atom tersusun dalam padatan, namun ada hal-hal yang diharapkan menjadi faktorpenting yang menentukan terbentuknya polihedra koordinasi susunan atom-atom. Sebagian besar materi fisika zat padat adalah kristal dan elektron di dalamnya, fisikazat padat mulai dikembangkan awal abad ke 20, mengikuti penemuan difraksi sinar-x olehkristal. Secara ideal, susunan polihedra koordinasi paling stabil adalah yang memungkinkanterjadinya energi per satuan volume yang minimum. Keadaan tersebut dicapai jika: 1. kenetralan listrik terpenuhi, 2. ikatan kovalen yang diskrit dan terarah terpenuhi, 3. gaya tolak ion-ion menjadi minimal, 4. susunan atom serapat mungkin. Kisi ruang (space lattice) adalah susunan titik-titik dalam ruang tiga dimensi di manasetiap titik memiliki lingkungan yang serupa. Titik dengan lingkungan yang serupa itu disebutsimpul kisi (lattice points). Simpul kisi dapat disusun hanya dalam 14 susunan yang berbeda,yang disebut kisi-kisi Bravais. Jika atom-atom dalam kristal membentuk susunan teratur yangberulang maka atom-atom dalam kristal haruslah tersusun dalam salah satu dari 14 bentukkisi-kisi tersebut. Perlu dicatat bahwa setiap simpul kisi bisa ditempati oleh lebih dari satuatom, dan atom atau kelompok atom yang menempati tiap-tiap simpul kisi haruslah identikdan memiliki orientasi sama sesuai dengan pengertian simpul kisi. Karena kristal yang sempurna merupakan susunan atom secara teratur dalam kisiruang, maka susunan atom tersebut dapat dinyatakan secara lengkap dengan menyatakanposisi atom dalam suatu kesatuan yang berulang. Kesatuan yang berulang di dalam kisi ruangitu disebut sel unit (unit cell). Jika posisi atom dalam padatan dapat dinyatakan dalam sel unitini, maka sel unit itu merupakan sel unit struktur kristal. Rusuk dari suatu sel unit dalamstruktur kristal haruslah merupakan translasi kisi, yaitu vektor yang menghubungkan duasimpul kisi. Jika sel unit disusun bersentuhan antar bidang sisi, mereka akan mengisi ruangan 1
  2. 2. tanpa meninggalkan ruang kosong dan membentuk kisi ruang. Satu kisi ruang yang samamungkin bisa dibangun dari sel unit yang berbeda; akan tetapi yang disebut sel unit dipilihyang memiliki geometri sederhana dan mengandung hanya sejumlah kecil simpul kisi. Selunit dari 14 kisi Bravais diperlihatkan pada Gb.1.1 Gambar.1.1. Sel unit dari 14 kisi ruang Bravais. Jika kita pilih tiga rusuk non-paralel pada suatu sel sedemikian rupa sehingga simpulkisi hanya terletak pada sudut-sudut sel, sel itu disebut sel sederhana atau sel primitif. PadaGb.1.1. sel primitif diberi tanda huruf P. Sel primitif hanya berisi satu simpul kisi; jika kitalakukan translasi sepanjang rusuknya, simpul kisi yang semula ada pada sel menjadi tidak lagiberada pada sel tersebut. Sel dengan simpul kisi yang terletak pada pusat dua bidang sisi yangparalel diberi tanda C (center); sel dengan simpul kisi di pusat setiap bidang kisi diberi tandaF (face); sel dengan simpul kisi di pusat bagian dalam sel unit ditandai dengan huruf I. HurufR menunjuk pada sel primitif rhombohedral. Sel unit yang paling sederhana adalah kubus yang semua rusuk dan sudutnya samayaitu, o a − a − a, α = β = γ = 90° . Ada tiga variasi pada kubus ini yaitu kubus sederhana(primitive), face centered cubic, dan body centered cubic. Jika salah satu rusuk tidak samadengan dua rusuk yang lain tetapi sudut tetap sama 90°, kita dapatkan bentuk tetragonal, a − a− c, α = β = γ = 90° ; ada dua variasi seperti terlihat pada Gb.1.1. Jika rusuk-rusuk tidak samatetapi sudut tetap sama 90° kita dapatkan bentuk orthorombic dengan 4 variasi. Selanjutnyalihat Gb.1.1. 2
  3. 3. BAB I JENIS-JENIS STRUKTUR KRISTAL DAN IKATAN ATOM1.1 Jenis-jenis Struktur Kristal Kristalisasi adalah proses pembentukan kristal padat dari suatu larutan induk yanghomogen. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalamindustri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 100%. Contoh proseskristalisasi : pembuatan gula pasir dari jus tebu/beet, pembuatan kristal pupuk dari larutaninduknya, dll. Kristal itu sendiri merupakan susunan atom yang beraturan dan berulang, yangbentuknya dapat berupa kubik, tetragonal, orthorombik, heksagonal, monoklin, triklin dantrigonal. Bentuk itu nantinya, tergantung dari proses downstream ( pemurnian ) yangdilakukan dan juga spesifikasi produk yang diharapkan pasar. Kristal merupakan susunanatom yang teratur dan membentuk pola yang berulang. Menurut Bravais, struktur Kristal dapat dikelompokkan menjadi 14 macam, beberapadiantaranya sangat kompleks. Pada bahan logam hanya dikenal 3 jenis Kristal yaitu kubuspusat badan atau body-centre cubic (bcc), kubus pusat muka atau face-centre cubic (fcc) danhexagonal rapat atau hexagonalclose-packed (hcp). Desain, operasional, dan properties padamaterial-material logam sangat tergantung pada bidang pengolahan logam, ilmu metalurgi,material teknik, dan ilmu rekayasa material sehingga diharuskan bagi mahasiswa yangmengikuti kuliah ini, sudah sangat akrab dengan bidang ilmu ini. Materi pembahasan modulmetalurgi ini, tidak membahas lagi persoalan pengolahan logam dan material tetapi hanyamembahas struktur Kristal logam serta hubungan antara jari-jari atom dengan panjang sisikubus. Bilangan koordinasi dan factor kerapatan atom atau atomic packing factor (APF)merupakan dua karakteristik penting dari Kristal yang akan dibahas secara lebih mendatailpada bagian ini. Struktur atom yang paling sederhana adalah struktur atom hidrogen; yang terdiri dari 1(satu) inti/proton dan 1 (satu) elektron yang mengitari inti pada orbitnya. Karena elektron didalam atom yang normal ada pada posisi yang stabil, maka pastilah energi total elektrontersebut dalam keadaan minimal. (Ingat bahwa jika stabil ® E <<< ) Sehingga akan timbulpertanyaan dasar yaitu : Berapakah total energi minimal elektron-elektron tersebut diadalamatom? Untuk mendapatkan solusinya, perlu ditinjau keadaaan energi elektron didalam atomhidrogen sebagai suatu struktur atom yang paling sederhana tersebut. Pada kasus ini makadapatlah digunakan model gelombang elektromagnetik/foton. Dengan mengasumsikan bahwaorbit atom berupa suatu lingkaran berjari-jari R, dimana elektron dianggap sebagai suatu 3
  4. 4. gelombang,maka didalam atom gelombang elektron tersebut berjalan pada lintasan tertutup (lihat gambar dibawah ini ). Jika atom kelebihan elektron maka muatanya negatif dan jika atom kekuranganelektron maka muatanya positif. Sehingga sebuah atom yang memiliki satu lintasan saja bisadikatakan stabil maka jumlah elektronya 2 buah, tetapi jika sebuah atom yang memiliki lebihdari satu lintasan maka jumlahnya harus 8 buah. Kristal telah diklasifikasikan berdasarkan cara penyusunan partikelnya. Kristal jugadapat diklasifikasikan dengan jenis partikel yang menyusunnya atau dengan interaksi yangmenggabungkan partikelnya (Tabel 1.2.1). Tabel 1.2.1 berbagai jenis kristal dan ikatanya Logam Ionik Molekular KovalenLi 38 LiF 246,7 Ar 1,56 C(intan) 170Ca 42 NaCl 186,2 Xe 3,02 Si 105Al 77 AgCl 216 Cl 4,88 SiO2 433Fe 99 Zn 964 CO2 6,03W 200 CH4 1,96 Nilai yang tercantum di atas adalah energi yang diperlukan untuk memecah kristalmenjadi partikel penyusunnya (atom, ion, atau molekul (dalam kkal mol-1)). 4
  5. 5. 1.2 Ikatan Atom Logam seperti bahan lainnya, terdiri dari susunan atom-atom. Untuk lebihmemudahkan pengertian, maka dapat dikatakan bahwa atom-atom dalam kristal logamtersusun secara teratur dan susunan atom-atom tersebut menentukan struktur kristal darilogam. Susunan dari atom-atom tersebut disebut cell unit. Pada temperatur kamar, besi ataubaja memiliki bentuk struktur BCC (Body Centered Cubic). Dalam hal ini cell unit dari atom-atom disusun sebagai sebuah kubus dengan atom-atom menempati kedelapan dari sudutkubus dan satu atom berada di pusat kubus. Pada temperatur yang tinggi, besi atau bajamemiliki bentuk struktur FCC (Face Centered Cubic). Dalam hal ini, cell unit adalah sebuahkubus dengan atom-atom menempati kedelapan dari sudut kubus dan atom lainnya beradapada pusat masing-masing dari enam keenam bidang kubus. Disamping berbentuk kubus, cellunit lainnya dapat berupa HCP (Hexagonal Close Packed), seperti halnya pada logam seng.Dalam hal ini atom-atom menempati kedua belas sudut, atom lain menempati dua sisi danketiga atom lagi menempati tengah. Susunan atom-atom dalam struktur kristal sangat menentukan sifat-sifat logamnya.Logam dengan struktur kristal BCC mempunyai kerapatan atom yang lebih rendahdibandingkan logam dengan struktur kristal FCC. Perbedaan kerapatan atom itu dapat dilihatdari jumlah bidang gesernya. Pada struktur kristal BCC, jumlah bidang gesernya lebih sedikitdari struktur kristal FCC, sehingga kemampuan atom-atom untuk bergeser lebih sulit. Dengandemikian, logam dengan struktur kristal BCC membutuhkan energi lebih besar untukmengerakkan dislokasi. Hal ini yang menyebabkan logam dengan struktur kristal BCC lebihsulit dibentuk jika dibandingkan logam dengan struktur kristal FCC yang mempunyaikekuatan rendah tetapi memiliki keliatan yang tinggi (ductility). Suatu kristal dikatakan mempunyai pusat simetri bila kita dapat membuat garisbayangan tiap-tiap titik pada permukaan kristal menembus pusat kristal dan akan menjumpaititik yang lain pada permukaan di sisi yang lain dengan jarak yang sama terhadap pusat kristalpada garis bayangan tersebut. Atau dengan kata lain, kristal mempunyai pusat simetri bila tiapbidang muka kristal tersebut mempunyai pasangan dengan kriteria bahwa bidang yangberpasangan tersebut berjarak sama dari pusat kristal, dan bidang yang satu merupakan hasilinversi melalui pusat kristal dari bidang pasangannya. Secara umum, ikatan kuat memiliki kekerasan yang lebih tinggi, titik leleh yang lebihtinggi dan koefisien ekspansi termal yang lebih rendah. Ikatan kimia dari suatu kristal dapatdibagi menjadi 4 macam, yaitu: ionik, kovalen, logam dan van der Waals (molekelar). 5
  6. 6. A.1 Ikatan logam Kisi kristal logam terdiri atas atom logam yang terikat dengan ikatan logam. Elektronvalensi dalam atom logam mudah dikeluarkan (karena energi ionisasinya yang kecil)menghasilkan kation. Bila dua atom logam saling mendekat, orbital atom terluarnya akantumpang tindih membentuk orbital molekul. Bila atom ketiga mendekati kedua atom tersebut,interaksi antar orbitalnya terjadi dan orbital molekul baru terbentuk. Jadi, sejumlah besarorbital molekul akan terbentuk oleh sejumlah besar atom logam, dan orbital molekul yangdihasilkan akan tersebar di tiga dimensi. Karena orbital atom bertumpang tindih berulang-ulang, elektron-elektron di kulitterluar setiap atom akan dipengaruhi oleh banyak atom lain. Elektron semacam ini tidak harusdimiliki oleh atom tertentu, tetapi akan bergerak bebas dalam kisi yang dibentuk oleh atom-atom ini. Jadi, elektron-elektron ini disebut dengan elektron bebas. Sifat-sifat logam yangbemanfaat seperti ke dapat tempaannya, hantaran listrik dan panas serta kilap logam dapatdihubungkan dengan sifat ikatan logam. Misalnya, logam dapat mempertahankan strukturnyabahkan bila ada deformasi. Hal ini karena ada interaksi yang kuat di berbagai arah antaraatom (ion) dan elektron bebas di sekitarnya (Gambar 1.2). Gambar 1.2 Deformasi sruktur logam.A.2 Ikatan Ionik Kristal ionik semacam natrium khlorida (NaCl) dibentuk oleh gaya tarik antara ionbermuatan positif dan negatif. Kristal ionik biasanya memiliki titik leleh tinggo dan hantaranlistrik yang rendah. Namun, dalam larutan atau dalam lelehannya, kristal ionik terdisosiasimenjadi ion-ion yang memiliki hantaran listrik. Biasanya diasumsikan bahwa terbentuk ikatan 6
  7. 7. antara kation dan anion. Dalam kristal ion natrium khlorida, ion natrium dan khlorida diikatoleh ikatan ion. Berlawanan dengan ikatan kovalen, ikatan ion tidak memiliki arah khusus,dan akibatnya, ion natrium akan berinteraksi dengan semua ion khlorida dalam kristal,walaupun intensitas interaksi beragam. Demikian juga, ion khlorida akan berinteraksi dengansemua ion natrium dalam kristal. Susunan ion dalam kristal ion yang paling stabil adalahsusunan dengan jumlah kontak antara partikel bermuatan berlawanan terbesar, atau dengankata lain, bilangan koordinasinya terbesar. Namun, ukuran kation berbeda dengan ukurananion, dan akibatnya, ada kecenderungan anion yang lebih besar akan tersusun terjejal, dankation yang lebih kecil akan berada di celah antar anion. Dalam kasus natrium khlorida, anion khlorida (jari-jari 0,181 nm) akan membentuksusunan kisi berpusat muka dengan jarak antar atom yang agak panjang sehingga kationnatrium yang lebih kecil (0,098 nm) dapat dengan mudah diakomodasi dalam ruangannya(Gambar 1.3.(a)). Setiap ion natrium dikelilingi oleh enam ion khlorida (bilangan koordinasi= 6). Demikian juga, setiap ion khlorida dikelilingi oleh enam ion natrium (bilangankoordinasi = 6) (Gambar 1.3(b)). Jadi, dicapai koordinasi 6:6. Gambar 1.3 Struktur kristal natrium khlorida Masing-masing ion dikelilingi oleh enam ion yang muatannya berlawanan. Struktur ini bukan struktur terjejal. Dalam cesium khlorida, ion cesium yang lebih besar (0,168nm) dari ion natriumdikelilingi oleh 8 ion khlorida membentuk koordinasi 8:8. Ion cesium maupun khlorida seolahsecara independen membentuk kisi kubus sederhana, dan satu ion cesium terletak di pusatkubus yang dibentuk oleh 8 ion khlorida (Gambar 1.4). 7
  8. 8. Gambar 1.4 Struktur kristal cesium khlorida.Setiap ion dikelilingi oleh delapan ion dengan muatan yang berlawanan. Struktur ini juga bukan struktur terjejal. Jelas bahwa struktur kristal garam bergantung pada rasio ukuran kation dan anion.Bila rasio (jari-jari kation)/(jari-jari anion) (rC/rA) lebih kecil dari nilai rasio di natriumkhlorida, bilangan koordinasinya akan lebih kecil dari enam. Dalam zink sulfida, ion zinkdikelilingi hanya oleh empat ion sulfida. Contoh : ZnS, CsCl, CsBr, CsI.A.3 Ikatan Molekular Kristal dengan molekul terikat oleh gaya antarmolekul semacam gaya van der Waalsdisebut dengan kristal molekul. Kristal yang didiskusikan selama ini tersusun atas suatu jenisikatan kimia antara atom atau ion. Namun, kristal dapat terbentuk, tanpa bantuan ikatan, tetapidengan interaksi lemah antar molekulnya. Bahkan gas mulia mengkristal pada temperatursangat rendah. Argon mengkristal dengan gaya van der Waaks, dan titik lelehnya -189,2°C.Padatan argon berstruktur kubus terjejal. Molekul diatomik semacam iodin tidak dapatdianggap berbentuk bola. Walaupun tersusun teratur di kristal, arah molekulnya bergantian(Gambar 1.5). Namun, karena strukturnya yang sederhana, permukaan kristalnya teratur. Inialasannya mengapa kristal iodin memiliki kilap.Gambar 1.5 Struktur kristaliodin.Strukturnya berupa kisiortorombik berpusat muka.Molekul di pusat setiap mukaditandai dengan warna lebihgelap. 8
  9. 9. A.4 Ikatan Kovalen. Banyak kristal memiliki struktur mirip molekul-raksasa atau mirip polimer. Dalamkristal seperti ini semua atom penyusunnya (tidak harus satu jenis) secara berulang salingterikat dengan ikatan kovelen sedemikian sehingga gugusan yang dihasilkan nampak denganmata telanjang. Intan adalah contoh khas jenis kristal seperti ini, dan kekerasannya berasaldari jaringan kuat yang terbentuk oleh ikatan kovalen orbital atom karbon hibrida sp3(Gambar 1.6). Intan stabil sampai 3500°C, dan pada temperatur ini atau di atasnya intan akanmenyublim. Kristal semacam silikon karbida (SiC)n atau boron nitrida (BN)n memilikistruktur yang mirip dengan intan. Contoh yang sangat terkenal juga adalah silikon dioksida(kuarsa; SiO2) (Gambar 1.7). Silikon adalah tetravalen, seperti karbon, dan mengikat empatatom oksigen membentuk tetrahedron. Setiap atom oksigen terikat pada atom silikon lain.Titik leleh kuarsa adalah 1700 °C. Gambar 1.6 Struktur kristal intan Sudut ∠C-C-C adalah sudut tetrahedral, dan setiap atom karbon dikelilingi oleh empat atom karbon lain.Gambar 1.7 Struktur kristal silikon dioksida Bila atom oksigen diabaikan, atom silikon akan membentuk struktur mirip intan. Atom oksigen berada di antara atom-atom silikon. 9
  10. 10. A.5 Ikatan Cair Kristal memiliki titik leleh yang tetap, dengan kata laun, kristal akan mempertahankantemperatur dari awal hingga akhir proses pelelehan. Sebaliknya, titik leleh zat amorf berada dinilai temperatur yang lebar, dan temperatur selama proses pelelehan akan bervariasi. Terdapatbeberapa padatan yang berubah menjadi fasa cairan buram pada temperatur tetap tertentuyang disebut temperatur transisi sebelum zat tersebut akhirnya meleleh. Fasa cair ini memilikisifat khas cairan seperti fluiditas dan tegangan permukaan. Namun, dalam fasa cair, molekul-molekul pada derajat tertentu mempertahankan susunan teratur dan sifat optik cairan ini agakdekat dengan sifat optik kristal. Material seperti ini disebut dengan kristal cair. Molekul yangdapat menjadi kristal cair memiliki fitur struktur umum, yakni molekul-molekul ini memilikisatuan struktural planar semacam cincin benzen. Di Gambar 1.8, ditunjukkan beberapa contohkristal cair. Gambar 1.8 Beberapa contoh kristal cair Dalam kristal-kristal cair ini, dua cincin benzen membentuk rangka planar.Terdapat tiga jenis kristal cair: smektik, nematik, dan kholesterik. Hubungan struktural antarakristal padat-smektik, nematik dan kholesterik secara skematik ditunjukkan di Gambar 1.9Kristal cair digunakan secara luas untuk tujuan praktis semacam layar TV atau jam tangan.Gambar 1.9 Keteraturan dalam kristal cair.Keteraturan adalm kristal adalah tiga dimensi.Dalam kristal cair smektik dapat dikatakanketeraturannya di dua dimensi, dan dinematiksatu dimensi. T adalah temperatur transisi. 10
  11. 11. BAB II KRISATALOGRAFI2.1 Pengertian Kristalografi adalah alat yang sering digunakan oleh para ilmuwan material. Dalamkristal tunggal, efek dari susunan kristal atom seringkali mudah untuk melihat makroskopik,karena bentuk alami dari kristal mencerminkan struktur atom. Selain itu, sifat fisik seringdikontrol oleh cacat kristal. Pemahaman struktur kristal merupakan prasyarat penting untukmemahami cacat kristalografi. Sebagian besar, bahan tidak terjadi dalam bentuk kristal,namun poli-kristal tunggal, sehingga metode difraksi bubuk memainkan peran paling pentingdalam penentuan struktur. Kristalografi merupakan ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat geometri darikristal terutama perkembangan, pertumbuhan, kenampakan bentuk luar, struktur dalam(internal) dan sifat-sifat fisik lainnya. • Sifat Geometri, memberikan pengertian letak, panjang dan jumlah sumbu kristal yang menyusun suatu bentuk kristal tertentu dan jumlah serta bentuk luar yang membatasinya. • Perkembangan dan pertumbuhan kenampakkan luar, bahwa disamping mempelajari bentuk-bentuk dasar yaitu suatu bidang pada situasi permukaan, juga mempelajari kombinasi antara satu bentuk kristal dengan bentuk kristal lainnya yang masih dalam satu sistem kristalografi, ataupun dalam arti kembaran dari kristal yang terbentuk kemudian. • Struktur dalam, membicarakan susunan dan jumlah sumbu-sumbu kristal juga menghitung parameter dan parameter rasio. • Sifat fisis kristal, sangat tergantung pada struktur (susunan atom-atomnya). Besar kecilnya kristal tidak mempengaruhi, yang penting bentuk dibatasi oleh bidang- bidang kristal: sehingga akan dikenal 2 zat yaitu kristalin dan non kristalin. Suatu kristal dapat didefinisikan sebagai padatan yang secara esensial mempunyaipola difraksi tertentu (Senechal, 1995 dalam Hibbard,2002). Jadi, suatu kristal adalah suatupadatan dengan susunan atom yang berulang secara tiga dimensional yang dapat mendifraksisinar X. Kristal secara sederhana dapat didefinisikan sebagai zat padat yang mempunyaisusunan atom atau molekul yang teratur. Keteraturannya tercermin dalam permukaan kristalyang berupa bidang-bidang datar dan rata yang mengikuti pola-pola tertentu. Bidang-bidang 11
  12. 12. datar ini disebut sebagai bidang muka kristal. Sudut antara bidang-bidang muka kristal yangsaling berpotongan besarnya selalu tetap pada suatu kristal. Bidang muka kristal itu baik letakmaupun arahnya ditentukan oleh perpotongannya dengan sumbu-sumbu kristal. Dalam sebuahkristal, sumbu kristal berupa garis bayangan yang lurus yang menembus kristal melalui pusatkristal. Sumbu kristal tersebut mempunyai satuan panjang yang disebut sebagai parameter.A.1 Kimia Kristal Kristal merupakan susunan kimia antara dua atom akan terbentuk bilamana terjadipenurunan suatu energi potensial dari sistem ion atau molekul yang akan dihasilkan denganpenyusunan ulang elektron pada tingkat yang lebih rendah. Kristalografi dapat diartikan sebagaicabang dari ilmu geologi, kimia, fisika yang mempelajari bentuk luar kristal serta carapenggambarannya. Komposisi kimia suatu mineral merupakan hal yang sangat mendasar, beberapa sifat-sifat mineral / kristal tergantung kepadanya. Sifat-sifat mineral/kristal tidak hanya tergantungkepada komposisi tetapi juga kepada susunan meruang dari atom-atom penyusun dan ikatanantar atom-atom penyusun kristal / mineral.A.2 Komposisi kimia kerak bumi a. Kerak b. Mantel, dan c. Isi bumi Ketebalan kerak bumi di bawah kerak benua sekitar 36 km dan di bawah keraksamudra berkisar antara 10 sampai 13 km. Batas antara kerak dengan mantel dikenal denganMohorovicic discontinuity. Kimia kristal Sejak penemuan sinar X, penyelidikan kristalografisinar X telah mengembangkan pengertian kita tentang hubungan antara kimia dan struktur.Tujuannya adalah:  Untuk mengetahui hubungan antara susunan atom dan komposisi kimia dari suatu jenis kristal.  Dalam bidang geokimia tujuan mempelajari kimia kristal adalah untuk memprediksi struktur kristal dari komposisi kimia dengan diberikan temperatur dan tekanan. Perubahan energi yang dihasilkan oleh ikatan kimia yang terbentuk oleh dua macam ikatan yaitu ikatan elektrovalen dan ikatan kovalen. a. Isomorfisme Isomorfisme adalah suatu substansi yang mempunyai rumus analog serta keamanan dari pada kristalografi dalam merefleksikan struktur dari dalamnya. 12
  13. 13. b. Polimorfisme Polimorfisme adalah kemampuan unsur atom untuk membentuk lebih satu macam kristal. perbedaan dari sifat fisik kristal akan membentuk substansi polimerfic sebagai morfic, trimorficdan seharusnya. Polimorfisme menunjukan bahwa struktur kristal tidak hanya ditentukan oleh unsur kimia saja akan tetapi dapat disebabkan juga oleh unsur dari susunan atom yang dibangaun kristal. c. Pseudomorfisme Mineral dapat mengalami perubahan mineral lain tanpa merubah ikatan kimianya proses ini dikenal sebagai proses pseudomorfisme. Pseudomorfisme ini terbagi menjadi dua yaitu : 1.Tidak terjadi perubahan unsur kimianya, akan tetapi terjadi perubahan sistem dari pada kristalografinya. 2.Unsur lama diganti unsur baru. Pseudomorfisme disebabkan mineral lama tidak stabil dalam lingkungan yang baru.A.3 Daya Ikat dalam Kristal Daya yang mengikat atom (atau ion, atau grup ion) dari zat pada kristalin adalahbersifat listrik di alam. Tipe dan intensitasnya sangat berkaitan dengansifat-sifat fisik dankimia dari mineral. Kekerasan, belahan, daya lebur, kelistrikan dan konduktivitas termal, dankoefisien ekspansi termal berhubungan secara langsung terhadap daya ikat. Secara umum,ikatan kuat memiliki kekerasan yang lebih tinggi, titik leleh yang lebih tinggi dan koefisienekspansi termal yang lebih rendah. Ikatan kimia dari suatu kristal dapat dibagi menjadi 4macam, yaitu: ionik, kovalen, logam dan van der Waals. 13
  14. 14. BAB III LINEAR DAN PLANAR DENSITY3.1 Kepadatan linear dan planar Kepadatan linear dan planar adalah satu-dan dua-dimensi analog merupakan faktorkemasan atom.3.2 Pengertian Linear Density Linear density merupakan kesetaraan directional yang berhubungan dengan kepadatanlinear atom dalam arti bahwa arah setara memiliki kerapatan linier identik. Vektor arah yangdiposisikan sehingga melewati pusat atom. Fraksi dari panjang garis berpotongan denganatom-atom adalah sama dengan kerapatan linear. Linear density dari atom LD= Keterangan: linier kepadatan AL pada arah 110 a= 0,45 mm # Atom Diolah dari Gambar. 3.1 (a), Callister & Rethwisch 8e.D = M/V = MW/A X N A X a2D= density (g/cm3)M= massa (g)V=volume (cm3)MW=molecular weight (g/g mole)N=atoms per unit cellA= lattice parameter (cm)A=avagadros number (6.02 x 1023 atom s/g mole ) 14
  15. 15. 3.3 Pengertian Kepadatan Planar Planar Kepadatan: Bidang kristalografi yang setara memiliki kepadatan planar yangsama atom. Pada bidang tujuan diposisikan sehingga melewati pusat atom.Kerapatan planar adalah bagian dari bidang kristalografi total area yang ditempati oleh atom. Sebaran densitas secara vertikal ditentukan oleh proses percampuran danpengangkatan massa air. Penyebab utama dari proses tersebut adalah tiupan angin yang kuat.Lukas and Lindstrom (1991), mengatakan bahwa pada tingkat kepercayaan 95 % terlihatadanya hubungan yang positif antara densitas dan suhu dengan kecepatan angin, dimana adakecenderungan meningkatnya kedalaman lapisan tercampur akibat tiupan angin yang sangatkuat. Secara umum densitas meningkat dengan meningkatnya salinitas, tekanan ataukedalaman, dan menurunnya suhu. 15

×