Assalamualaikum. WR.WB
Bismillah di postingan sya kali ini sya memposting kelanjutan dari PENGERTIAN BAHAN TEKNIK DAN KLASIFIKASINYA yaitu tentang STRUKTUR KRISTAL BAHAN PADAT. di ambil dari modul Bahan Teknik Dasar Oleh Dosen Bahan Teknik Dasar Pendidkan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta Drs.Tiwan,ST,.MT. Semoga bermanfaat dan menjadi ilmu Yang bermanfaat.
STRUKTUR KRISTAL BAHAN PADAT
1. STRUKTUR ATOM
Setiap
atom
terdiri dari inti
yang sangat
kecil yang terdiri dari proton dan neutron, dan di kelilingi oleh elektron yang bergerak. Elektron dan proton mempunyai muatan listrik yang
-19
besarnya 1,60 x 10
C dengan
tanda
negatif untuk
elektron dan
positif
untuk proton
sedangkan neutron tidak bermuatan listrik. Massa partikel-partikel subatom ini sangat kecil:
-27
proton dan neutron mempunyai massa kira-kira sama yaitu 1,67 x 10
-31
kg, dan lebih besar
dari elektron yang
massanya 9,11 x 10
kg.
Setiap unsur
kimia dibedakan oleh jumlah
proton di
dalam inti, atau nomor atom (Z).
Untuk atom yang bermuatan listrik netral
atau atom yang lengkap, nomor atom adalah sama
dengan
jumlah elektron. Nomor atom merupakan
bilangan bulat dan mempunyai jangkauan dari 1 untuk hidrogen hingga 94 untuk plutonium yang merupakan nomor atom yang paling tinggi untuk unsur yang terbentuk secara
alami.
Massa
atom (A) dari sebuah atom tertentu bisa dinyatakan
sebagai jumlah massa
proton dan neutron di dalam inti.
Walaupun jumlah proton sama untuk semua atom pada sebuah unsur tertentu, namun jumlah neutron
(N) bisa bervariasi. Karena itu atom dari sebuah unsur
bisa mempunyai
dua
atau lebih massa atom yang disebut isotop. Berat atom berkaitan dengan berat rata-rata massa atom dari
isotop yang terjadi secara alami. Satuan
massa atom (sma) bisa digunakan
untuk perhitungan
berat atom. Suatu skala
sudah
ditentukan dimana 1 sma didefinisikan sebagai 1/12 massa atom dari isotop karbon yang
12
paling umum, karbon 12 (
C) (A = 12,00000). Dengan teori tersebut, massa proton dan
neutron sedikit lebih
besar dari satu, dan
A ≅ Z + N
Berat atom dari unsur atau berat molekul dari senyawa bisa dijelaskan berdasarkan
23
sma per atom (molekul) atau massa per mol material. Satu mol zat terdiri dari 6,023 x 10
5
atom atau molekul (bilangan Avogadro). Kedua teori
berat atom ini dikaitkan dengan persamaan berikut:
1 sma/atom (molekul)
= 1 g/mol
Sebagai contoh, berat atom besi adalah 55,85 sma/atom, atau 55,85
g/mol. Kadang-kadang
penggunaan sma per atom atau molekul lebih disukai; pada kesempatan lain g/mol
(atau
kg/mol) juga digunakan.
2. IKATAN ATOM PADA BAHAN PADAT
a. GAYA DAN
ENERGI IKAT
Ketika atom didekatkan dari suatu jarak yang tak terbatas. Pada jarak jauh, interaksi
bisa diabaikan, tetapi ketika atom saling mendekati, masing-masing memberikan gaya ke
yang lainnya. Gaya ini ada dua macam, tarik atau tolak, dan besarnya merupakan fungsi
jarak antar atom. Sumber gaya tarik F
A
tergantung pada jenis ikatan yang ada antara dua
atom. Besarnya berubah dengan jarak, seperti yang digambarkan secara skematis pada
Gambar 2.8a. Akhirnya, kulit elektron terluar dari kedua atom mulai tumpang tindih, dan
gaya tolak yang kuat F
R
mulai timbul. Gaya netto F
N
antar dua atom adalah jumlah kedua
komponen tarik dan tolak, yaitu :
FN = FA+ FR
yang juga merupakan fungsi jarak antar atom sebagaimana di plot pada Gambar 2.8a.Jika
F dan F
A R
sama
besar, tidak ada gaya
netto, sehingga:
FA + FR = 0
Kemudian kondisi kesetimbangan muncul. Pusat kedua atom tetap terpisah pada jarak
keseimbangan r
o
seperti ditunjukkan gambar
2.8a. Pada sebagian besar atom, r
o
kira-kira 0,3
nm (3Å). Ketika sudah berada pada posisi ini, kedua atom akan melawan semua usaha
untuk memisahkannya dengan gaya tarik, atau untuk mendorongnya
dengan gaya tolak.
Kadang-kadang lebih menyenangkan untuk menggunakan energi potensial antara dua atom
daripada gaya. Secara matematik, energi (E) dan gaya (F)
dihubungkan dengan :
Atau untuk sistem atom,
6
Gambar 2.1. a) Gaya
repulsive, attractive
dan Net sebagai fungsi
dari jarak atom., b) Energi
repulsive, attractive dan
net sebgai fungsi jara
atom.
dimana E , E
dan E
masing-masing adalah energi netto, energi tarik dan energi tolak bagi
N A R
dua atom yang terisolasi dan
berdekatan.
Gambar 2.1b menggambarkan energi potensial tarik, tolak dan energi potensial netto sebagai fungsi jarak antar atom untuk dua atom. Untuk kurva netto, yaitu jumlah kedua
energi, mempunyai energi potensial dititik minimum. Pada posisi ini spasi kesetimbangan
yang sama,
r , bersesuaian
dengan jarak atom
pada
kurva energi
potensial
minimum.
o
Energi Ikat untuk kedua atom ini, E , bersesuaian dengan energi pada titik minimum ini
o
(juga diperlihatkan pada
gambar 2.1b), dimana menyatakan energi yang diperlukan untuk memisahkan kedua atom ini kejarak yang tak terbatas. Besar energi ikat ini dan bentuk energi vs kurva jarak antar atom berbeda dari
satu material ke material lainnya, kedua
variabel ini bergantung kepada jenis ikatan atom. Zat padat dibentuk dengan energi ikat
yang besar, sedangkan energi ikat yang kecil lebih disukai oleh gas, kondisi cair berlaku
7
bagi energi yang besarnya menengah. Pada umumnya untuk material padat, temperatur
leleh dan
sifat
ikatannya mencerminkan besarnya
energi
ikat.
3. IKATAN PRIMER
a. Ikatan Ion
Biasanya ditemukan pada senyawa yang dibangun oleh unsur logam dan bukan logam. Atom logam akan memberikan elektron valensinya ke atom-atom non logam. Pada
proses ini semua atom akan menjadi stabil atau mempunyai konfigurasi
gas
mulia dan bermuatan listrik, yaitu atom-atom ini
menjadi
ion. Sodium klorida (NaCl) adalah material
ion klasik. Atom sodium bisa mendapatkan stuktur elektron neon (dan muatan positif tunggal)
dengan
menyerahkan satu elektron valensi 3s ke
atom klorin. Setelah penyerahan elektron
ini, ion klorin akan bermuatan negatif dan dengan konfigurasi elektron menyerupai
argon,
Pada sodium klorida, semua sodium dan klorin berada dalam bentuk ion. Jenis ikatan ini
digambarkan secara skematik pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Skema ikatan atom sodium chloride (NaCl)
Gaya ikat tarik menarik
adalah coloumbik; yaitu ion positif dan negatif tarik menarik satu sama lain karena adanya
muatan listrik netto. Untuk dua
ion yang terisolasi, energi
tarik
E adalah fungsi jarak atom sesuai
dengan :
A
dan dengan analogi
yang
sama, energi tolak
adalah :
8
Pada perumusan diatas, A, B dan
n adalah konstanta
yang harganya tergantung pada masing-masing sistem ion. Harga n kira-kira 8.
Material ion mempunyai karakteristik keras
dan rapuh, secara
listrik dan termal
adalah isolator.
b. Ikatan Kovalen
Pada ikatan kovalen, konfigurasi elektron stabil diperoleh dengan membagi elektron antara
atom yang berdekatan. Dua atom yang berikatan kovalen masing-masing akan menyumbangkan
minimal
satu elektron
keikatan,
dan
elektron yang dipakai bersama bisa di
anggap dipunyai bersama oleh kedua atom. Ikatan kovalen digambarkan secara skematik
pada Gambar 2.10 untuk molekul metana (CH ). Atom karbon mempunyai empat elektron
4
valensi,sedangkan setiap atom hidrogen mempunyai sebuah elektron valensi. Setiap atom
hidrogen bisa mendapatkan konfigurasi elektron helium (dua elektron valensi 1s) ketika atom
karbon membaginya dengan satu elektron. Karbon sekarang mempunyai empat tambahan
elektron, satu
dari
setiap hidrogen sehingga total
elektron valensi
menjadi
delapan, dan struktur elektronnya adalah neon.
Gambar 2.3. Skema covalent bonding pada molekul methane (CH4)
Jumlah ikatan
kovalen yang mungkin untuk suatu atom ditentukan oleh jumlah
elektron valensi. Untuk elektron valensi N’, sebuah atom bisa berikatan kovalen paling
banyak 8-N’ dengan atom lainnya. Contohnnya: N’ = 7 pada klorin, dan 8-N’ = 1, artinya
satu
atom Cl
bisa berikatan hanya dengan satu atom lainnya
seperti Cl . Dengan
cara yang sama
2
untuk atom karbon N’
= 4, dan setiap atom karbon mempunyai 8 - 4 yaitu empat elektron untuk dibagi. Intan adalah struktur yang berinteraksi secara tiga
dimensi dimana setiap atom
karbon
berikatan kovalen dengan atom karbon
lainnya.
9
Ikatan kovalen bisa sangat kuat seperti pada intan, dimana intan sangat sangat
keras dan mempunyai temperatur leleh yang sangat tinggi yaitu >3550°C (6400 °F
),
atau ikatan kovalen bisa sangat lemah seperti pada bismut, dimana akan meleleh pada 270°C (518°F). Material
polimer bercirikan ikatan ini, dimana struktur molekul dasar yang dipunyai rantai
karbon yang panjang diikat bersama-sama secara kovalen
dengan dua dari
empat ikatan yang tersedia untuk setiap atomnya. Dapat terjadi ikatan antar atom mempunyai ikatan yang sebagian berikatan ion dan sebagian lain berikatan kovalen, dan kenyatannya
sangat sedikit senyawa yang menunjukan murni mempunyai ikatan ion atau ikatan kovalen
saja.
c. Ikatan Logam
Ikatan logam, jenis ikatan primer
terakhir, ditemukan
pada logam dan paduannya. Material logam mempunyai satu, dua atau paling banyak tiga elektron valensi. Dengan model ini,
elektron valensi
tidak terikat kepada atom
tertentu pada bahan padat namun lebih kurang ia akan
bebas hanyut/bergerak melewati keseluruhan logam. Elektron
ini
bisa dianggap
dimiliki oleh logam secara keseluruhan, atau membentuk “lautan elektron” atau “awan elektron.
Gambar 2.4 memperlihatkan ilustrasi skematik ikatan logam.
Gambar 2.4. Skema ikatan logam
Ikatan ini bisa lemah atau kuat, jangkauan energinya antara 68 kJ/mol (0,7 ev/atom) untuk raksa hingga 850 kJ/mol (8.8 ev/atom) untuk wolfram. Temperatur leleh masing-masing
0 0
berturut-turut adalah –39 dan
3410
C (–38 dan 6170 F).
10
4. IKATAN SEKUNDER ATAU IKATAN VAN DER WAALS
Ikatan sekunder, van der
Waals atau
fisik adalah lemah jika dibandingkan dengan ikatan primer atau
kimia; energi ikat biasanya dalam kisaran 10
kJ/mol (0,1 ev/atom). Ikatan
sekunder timbul antara semua atom atau molekul, tapi keberadaannya tidak jelas
jika salah
satu dari ketiga jenis ikatan primer ada. Ikatan sekunder dibuktikan oleh gas mulia, yang mempunyai struktur elektron yang stabil, dan juga diantara molekul yang strukturnya
berikatan kovalen.
Gaya ikatan sekunder timbul dari dipol atom atau molekul. Pada dasarnya sebuah dipol listrik timbul jika ada jarak pisah antara bagian positif dan negatif dari sebuah atom atau
molekul.
Ikatan di hasilkan dari gaya tarik-menarik
coulombik
antara ujung positif sebuah dipol dan bagian
negatif dari dipol yang berdekatan, sebagaimana ditunjukan pada Gambar 2.5. Interaksi
dipol
terjadi antara dipol-dipol
terimbas, antara dipol
terimbas dengan
molekul polar (yang mempunyai
dipol permanen), dan antara molekul-molekul polar. Ikatan hidrogen, jenis khusus
dari ikatan sekunder, ditemukan pada beberapa molekul dimana
hidrogen sebagai salah satu
komponen. Mekanisme ikatan ini akan dibicarakan secara singkat berikut ini.
Gambar 2.5. Skema ikatan van der walls dua dipole
a. Ikatan Dipol Terimbas
yang
Berfluktuasi
Sebuah dipol bisa dihasilkan atau diimbaskan
ke sebuah atom atau molekul yang
simetris secara listrik, yaitu distribusi ruang keseluruhan
elektron simetris terhadap inti
bermuatan positif, sebagaimana diperlihatkan
Gambar 2.6a. Semua atom mengalami gerak
vibrasi konstan, yang akan menyebabkan
distorsi seketika dan berumur pendek, terhadap
simetri listrik pada
beberapa atom atau
molekul, dan menimbulkan dipol listrik kecil, seperti yang digambarkan oleh Gambar 2.6b.
Gambar 2.6.
a) Skema ikatan electron simetris.
b) atom dipole
istrik kecil
|
11
Salah satu dipol ini pada gilirannya bisa menimbulkan sebuah pergerakan pada
distribusi
elektron
dari
molekul atau atom
yang
berdekatan, yang membuat atom
atau molekul kedua ini menjadi dipol yang kemudian dengan lemah ditarik atau diikat ke atom atau molekul yang pertama; ini adalah satu jenis ikatan van der
Waals. Gaya-gaya tarik ini
bisa timbul
diantara sejumlah besar
atom
atau molekul,
dimana gaya-gaya
ini bersifat sementara
dan berfluktuasi
terhadap waktu.
Proses pencairan dan, dalam bebarapa hal, proses pembekuan dari gas mulia dan
molekul lain yang simetris dan netral secara listrik seperti H
2
dan Cl
2
dipercaya disebabkan
oleh ikatan jenis ini. Temperatur leleh dan didih adalah sangat rendah pada material dimana
ikatan dipol terimbas dominan, dan dari semua ikatan antar
molekul
yang mungkin terjadi,
ikatan ini paling lemah.
b. Ikatan Antara Dipol
Molekul Polar dan Dipol
Terimbas
Momen dipol permanen timbul pada beberapa molekul karena susunan yang tidak simetris
dari daerah yang bermuatan positif dan negatif; molekul ini disebut molekul polar. Gambar
2.7 adalah penggambaran skematik dari molekul hidrogen klorida; momen dipol permanen timbul dari muatan
netto dari
muatan positif dan negatif yang masing-masing berkaitan dengan ujung-ujung hidrogen dan klorin dari molekul
HCl.
Gambar 2.7. Skema molekul polar hydrogen chloride
Gambar 2.8 Skema ikatan hydrogen dalam
hydrogen
fluloride.
Molekul polar bisa juga mengimbaskan dipol pada
molekul non
polar didekatnya,
dan sebuah ikatan akan terbentuk sebagai hasil gaya tarik menarik antara dua molekul ini. Lebih
jauh,
besar ikatan ini
akan lebih besar
dari pada dipol
terimbas yang
berfluktuasi.
12
c. Ikatan Dipol Permanen
Gaya van der Waals juga akan timbul diantara molekul polar
yang berdekatan.
Energi ikat yang terkait lebih besar secara
signifikan dari pada energi ikat yang ada pada dipol terimbas.
Jenis ikatan sekunder yang paling kuat, ikatan hidrogen, adalah kasus khusus dari ikatan
molekul polar. Ikatan ini terjadi antara molekul dimana hidrogen berikatan kovalen dengan
fluorin (sebagai
HF), dengan oksigen (sebagai
H O), dan dengan nitrogen (sebagai NH ).
2
3
Untuk setiap ikatan H-F, H-O atau H-N, elektron hidrogen tunggal dibagi
bersama dengan
atom lainnya. Maka, ujung hidrogen dari ikatan pada dasarnya adalah proton
terbuka yang bermuatan positif, yang tak terlindungi oleh elektron. Ujung molekul
yang bermuatan positif sangat tinggi ini
mempunyai gaya tarik yang kuat terhadap ujung negatif dari molekul yang berdekatan, seperti ditunjukan pada Gambar 2.8
untuk HF. Besar ikatan hidrogen umumnya lebih besar
dari
ikatan
sekunder
jenis
lainnya,
dan bisa
mencapai 51 kJ/mol (0,52
ev/molekul.
5. MOLEKUL
Molekul bisa didefinisikan sebagai sebuah kelompok atom yang terikat bersama-
sama oleh ikatan primer yang kuat. Dalam konteks ini, keseluruhan spesimen padat yang
terikat dengan ikatan logam dan ion bisa dianggap sebagai molekul tunggal. Pada cairan terkondensasi dan bahan padat, ikatan antar molekulnya adalah ikatan
sekunder lemah.
Konsekuensinya, material molekul mempunyai temperatur leleh dan didih yang rendah.
Sebagian besar dari mereka yang mempunyai molekul
kecil yang dibentuk oleh beberapa
atom adalah gas pada temperatur dan tekanan biasa atau ambien. Disisi lain, banyak polimer modern, merupakan material molekul yang dibangun oleh molekul yang sangat besar, berada pada
kondisi padat; beberapa dari sifat-sifat mereka sangat bergantung kuat
atas keberadaan ikatan sekunder van der Waals dan hidrogen.
6. KRISTAL
Material kristal
adalah material padat dimana
atom-atomnya tersusun dalam
susunan yang berulang dan
periodik pada dimensi yang besar yaitu
atom-atom berada
pada
kondisi “keteraturan jarak panjang”. Untuk material non-kristal atau amorfus,
keteraturan
atom jarak panjang
tidak muncul.
13
7. SEL SATUAN
Ketika menerangkan struktur kristal, atom (atau ion) dilukiskan sebagai bola padat dan model ini disebut dengan model bola keras atom dimana setiap bola akan
menyinggung bola terdekat. Susunan atom pada kristal padat memperlihatkan bahwa sekelompok kecil
atom membentuk pola yang berulang. Karena itu dalam menerangkan struktur
kristal, lebih mudah untuk membagi struktur ke dalam kesatuan kecil yang berulang yang disebut sel satuan. Sel satuan pada sebagian besar struktur kristal berbentuk jajaran
genjang atau prisma
yang mempunyai tiga set permukaan yang sejajar (gambar 2.9 c), dimana dalam hal
ini sebuah kubus.
Gambar 2.9. Struktur Kristal
Face Centre Cubic (FCC)
Sel
satuan
bisa kadang-kadang digambarkan dengan model
sel satuan
bola diperkecil
seperti terlihat pada gambar 2.9b.
14
8. SISTEM KRISTAL
Jika dilihat dari geometri
sel
satuan, ditemukan
bahwa
kristal mempunyai tujuh kombinasi geometri
yang
berbeda seperti
diperlihatkan pada tabel 2.1.
Pada sebagian besar logam, struktur
kristal yang dijumpai adalah:
kubus pusat sisi, FCC
(face-centered
cubic), kubus pusat ruang, BCC
(body-centered cubic) dan tumpukan padat heksagonal, HCP (hexagonal close-packed).
Beberapa logam, dan juga non-logam, bisa mempunyai
lebih dari satu struktur kristal, fenomena ini disebut polimorfisme. Jika
kondisi ini dijumpai pada bahan padat elemental
maka disebut alotropi
Tabel 2.1. Parameter lattice
untuk beberapa jenis struktur Kristal atom logam
.
15
a. KUBUS
PUSAT SISI,
FCC
Struktur kristal ini termasuk kristal kubus dimana
terdapat atom disetiap sudut kubus
ditambah masing-masing satu buah atom di
setiap permukaan/sisi
kubus. Sifat ini banyak dijumpai pada logam seperti tembaga, aluminium, perak dan emas. Gambar 2.9
memperlihatkan
kristal jenis ini. Panjang sisi
kubus a dan jari-jari atom R dihubungkan
dengan persamaan:
Fraksi volume bola padat di dalam sel satuan atau disebut faktor penumpukan atom, FP
dirumuskan:
Untuk struktur FCC, Faktor Penumpukan Atom adalah 0,74. Logam umumnya mempunyai
faktor penumpukan atom yang relatif besar untuk memaksimalkan efek pembungkusan oleh
elektron bebas.
b. KUBUS
PUSAT RUANG, BCC
Struktur kristal ini mempunyai atom di setiap sudut kubus ditambah sebuah atom didalam kubus,
seperti yang
ditunjukkan gambar 2.10.
Panjang sel satuan dirumuskan dengan:
Faktor Penumpukan Atom kristal
ini adalah 0,68.
Gambar 2.10. Struktur Kristal Body Centere Cubic (BCC)
16
c. TUMPUKAN
PADAT HEKSAGONAL, HCP
Gambar 2.11memperlihatkan sel satuan
jenis ini. Sel satuan jenis ini adalah jenis sel
satuan heksagonal. Permukaan atas dan bawah sel satuan terdiri dari enam atom yang
membentuk heksagonal yang teratur dan mengelilingi sebuah atom ditengah-tengahnya. Bidang lain yang mempunyai tiga atom tambahan pada sel satuan
terletak antara bidang atas
dengan bidang bawah. Enam atom ekivalen dipunyai oleh setiap sel satuan ini. Faktor penumpukan atom untuk sel satuan HCP adalah sama dengan sel satuan FCC. Logam
yang mempunyai
struktur
kristal ini
antara lain: cadmium, magnesium, titanium dan seng.
Gambar 2.11.
Struktur Kristal
Hexagonal
Close Paced (HCP)
9. KERAPATAN ATOM
Kerapatan atom struktur kristal
bisa dicari dengan persamaan:
dimana :
n
= jumlah atom yang terkait dengan sel satuan
A = berat
atom
V = volume sel
satuan
C
23
N = bilangan avogadro (6,023
x 10
A
atom/mol)
10. KRISTAL TUNGGAL
Untuk bahan padat kristal, susunan atom yang periodik dan berulang adalah sempurna atau berlanjut di keseluruhan
spesimen tanpa
gangguan, hasilnya disebut kristal tunggal. Semua sel satuan bersambung dengan cara yang sama dan mempunyai orientasi
yang sama.
17
11. POLIKRISTAL
Sebagian besar bahan padat kristal disusun oleh sekumpulan kristal-kristal kecil atau butir. Kristal
seperti ini disebut polikristal. Berbagai tingkat dalam pembekuan spesimen
polikristal
diperlihatkan secara skematik oleh gambar 3.16. Pertama-tama kristal
kecil atau nuklei terbentuk di berbagai posisi. Kristal ini mempunyai orientasi kristalografi acak,
sebagaimana ditunjukkan oleh jaring persegi. Butir-butir kecil tumbuh. Ujung-ujung atom yang berdekatan
bersinggungan satu sama lain ketika
proses pembekuan
mendekati
selesai. Hasilnya orientasi kristalografi
akan berbeda antara
satu
butir dengan butir
lainnya.
Gambar 2.12. Skema diagram tahapan pembekuan pada bahan polycrystalline. a) pegintian Kristal., b) pertumbuhan Kristal., c) pertumbuhan Kristal komplit d) Struktur
butiran ila
dilihat dibawah mikroskop.
18
E. Latihan
1. Gambarkan dan jelaskan bagian-bagian dari atom.
2. Gaya dan energy ikatan atom dipengaruhi oleh apa?
3. Ada berapa macam ikatan atom primer? Gambarkan dan jelaskan
4. Apa yang dimaksud dengan ikatan van der walls?
5. Apa ang
dimaksud dengan
molekul, Kristal dan sel
satuan ?
6. Apakah lattice itu?
7. Gambarkan selsatuan
untuk BCC, FCC, HCP.
8. Panjang selsatuan BCC adalah . Bagaimana rumus tersebut didapat?
9. Bagaimana cara menghitung kerapatan atom?
10. Apakah yang dimaksud dengan poli Kristal dan Kristal tunggal?
F. Rangkuman
Setiap
atom
terdiri dari inti
yang sangat
kecil yang terdiri dari proton dan neutron, dan di kelilingi oleh elektron yang bergerak. Elektron dan proton mempunyai muatan listrik yang
-19
besarnya 1,60 x 10
C dengan
tanda
negatif untuk elektron
dan positif untuk
proton
sedangkan neutron tidak bermuatan listrik.
Gaya atom yang berdekatan ada
dua macam,
tarik
atau
tolak, dan
besarnya
merupakan fungsi jarak antar atom. Sumber gaya tarik F
A
tergantung pada jenis ikatan yang
ada antara
dua
atom.
Energi potensial tarik, tolak dan energi potensial netto sebagai fungsi jarak antar atom untuk dua atom. Untuk kurva netto, yaitu jumlah
kedua energi, mempunyai energi potensial dititik minimum
Ikatan primer terdiri dari ikaan ion, ikatan kovalen dan ikatan logam. Sedangkan ikatan sekunder disebut sebagai ikatan vanderwalls, Gaya ikatan sekunder timbul dari dipol atom
atau molekul. Pada dasarnya sebuah dipol listrik timbul jika ada jarak pisah antara
19
bagian positif dan negatif dari sebuah atom atau molekul. Ikatan di hasilkan dari
gaya tarik-
menarik coulombik antara ujung positif sebuah
dipol dan bagian negatif dari dipol yang berdekatan.
Kristal adalah
material padat dimana atom-atomnya tersusun dalam susunan yang berulang dan periodik pada
dimensi yang besar yaitu
atom-atom berada pada
kondisi “keteraturan jarak panjang”.
Susunan atom pada kristal padat memperlihatkan bahwa sekelompok kecil atom
membentuk pola yang berulang. Karena itu
dalam menerangkan struktur kristal, lebih mudah
untuk membagi
struktur ke dalam kesatuan kecil yang berulang yang disebut sel satuan.
20