BAB III IKATAN KRISTAL

Transkripsi

1 BAB III IKATAN KISTAL

2 MATEI : IKATAN KISTAL 3..Ikatan Van der Walls-London energi kohesi 3... energi potensial Lenard-Jones konstanta kisi 3.. Ikatan ion 3... energi kisi 3... energi Madelung tetapan Madelung Ikatan kovalen 3.4. Ikatan logam 3.5. Ikatan Hidrogen.

3 INDIKATO Mahasiswa harus dapat : mendefinisikan energi kohesi. menghitung energi kohesi dengan menggunakan potensial Lenard-Jones. menghitung tetapan kisi pada keadaan setimbang. mendefinisikan energi kisi. menghitung energi kisi. menghitung energi Madelung. menghitung tetapan Madelung. menjelaskan ikatan kovalen. menjelaskan ikatan logam. menjelaskan ikatan hidrogen

4 Apa yang menyebabkan Sebuah KISTAL Tetap BESATU?? Apa yaaa.

5 Jawab: Gaya Elektrostatik tarik menarik antara muatan negatif elektron dan muatan positif inti atom. menyebabkan Energi Kohesif yaitu energi yang harus diberikan pada kristal untuk memisahkan komponen-komponennya menjadi atom-atom bebas yang netral pada keadaan diam dan pada jarak tak hingga

6 IKATAN KISTAL I.GAS INET III.LOGAM II.IONIK IV.HIDOGEN V.KOVALEN VI.CAMPUAN

7 I. IKATAN KISTAL GAS INET Gas-gas inert (He, Ne, Ar, dst) dapat membentuk kristal-kristal sederhana. Interaksi Van der Waals-London.. Interaksi efulsif 3. Konstanta Kesetimbangan kisi 4. Energi Kohesif

8 . INTEAKSI VAN DE WAALS-LONDON Osilator Harmonis I Osilator Harmonis II X C m P X C m P H 3 X X e X e X e X X e e H

9 = ( X X ) = ( X X ) Xs Xa X X = ( X s X ( X s X a a ) )... () P s ( P P ) P = ( P s P a ) P a = ( P P ) = P ( P s P a )... () H H H H P P e X CX CX m m 3 X

10 3 3 a a s s X e C m P X e C m P H m e C s ) ( 3 m e C a ) ( = C e C e C e m C sa dengan H a s K T m C 3 8 C e U U U akhir 6 8 C e A A U... 8 X X X dengan

11 U A 6 e 8 A C Posisi Inti Posisi Inti Sumbu Posisi Elektron-elektron saling tumpang tindih. (semakin dekat,semakin banyak elektronnya)

12 .GAYA EPULSIF He E = - 58,3 ev Total Spin S Spin S Spin S S E = - 78,98 ev Total Spin S S Spin Spin - S S

13 U B B, 4.A Energi dari interaksi tolak-menolak ( tolak-menolak hanya terjadi pada atom-atom yang berdekatan) Energi tolak-menolak Energi Tarik-menarik t exp U 6 4 = () U N P P j ij ij i j ij Lennard - Jones Potensial U t Energi

14 3. Konstanta kesetimbangan kisi U (N) = N4 j ij j ij 6...() Untuk FCC ij ij.388 ; ij ij 6 4, 4539 Untuk hcp ij ij.39 ; ij ij 6 4, 4548 Untuk keadaan equilibrium: = du t d du t d - N,3 64,

15 6,9 4,6 4,45 m equilibriu keadaan Untuk,9 jarak terdekat

16 4.ENEGI KOHESIF Energi Kohesi pada K U t N,3 4,45 6 ( )N,3,9 4,45,,9 U t 9 6,54 N Energi Kohesi pada K

17 II.IKATAN KISTAL IONIK Interaksi antar atom i (atom acuan) dengan atom-atom j yang lain (ij) biasa dinyatakan dengan energi interaksi U i U ij U ij j e q ij ij U i Energi tolak menolak hanya terjadi antr ion acuan dengan ion tetangga terdekat ij ij U ij total e ij Jarak antara dua ion yang berdekatan. U U total NU q i NU i N U ij N e N q j j j ij j U ij Untuk interaksi tolak-menolak U i Z q e j ij

18 j ij i q e Z U j ij i j ij i q e Z U q e Z N NU U i total Z adalah jumlah atom terdekat d du N d du i total dengan q e Z N q e Z Z q e e Z N NU U i total Pada jarak seimbang (equilibrium) ( = ij ) T= K

19 Pada T = K q e Z N NU U i total q N q q N U t T = K Nq n U t Nilai energi ionik:

20 Energi Madelung : Nq Konstanta Madelung ij j ij ij ij i ij ij j ij ij n n X X X X X X Untuk x= n n U t Nq n T = K

21 . IKATAN KISTAL KOVALEN Pengertian Karakteristik Proses Contoh

22 Pengertian Ikatan kovalen terjadi karena adanya pemakaian sebuah elektron secara bersama-sama oleh kedua atom yang berikatan satu sama lain, misalnya ikatan antara dua buah atom hidrogen. Dalam pembentukan ikatan kovalen tidak berlaku pemindahan elektron.

23 Karakteristik Memiliki energi ikat yang besar sehingga sangat keras dan tembus cahaya Titik leleh tinggi Tidak larut dalam zat cair biasa dan dalam hampir semua pelarut. Energi kohesif 6 sampai ev

24 Proses Fluorin (F) + Ikatan kovalen

25 Melukis struktur Lewis bagi ion karbonat CO 3 -.Jumlahkan elektron valensi atom karbon ( s p ) = x 4 = 4 3 atom oksigen ( s p 4 ) = 3 x 6 = 8 Bilangan cas ion ( - ) = + - Jumlah elektron valensi = 4.Gambar struktur rangka C

26 3. Letakkan pasangan elektron ikatan antara atom pusat dengan setiap atom penghujung.

27 Contoh Atom hidrogen (H) Karbon (Grafit) Intan Diamond

28 Contoh: ikatan kovalen pada atom hidrogen -e -e + = -e -e H H H Gambar Ikatan kovalen atom H

29 Dua buah atom hidrogen yang berinteraksi akan membentuk sebuah ikatan kovalen sehingga kedua atom tersebut secara bersama-sama memiliki dua buah elektron dari keduanya (saling melengkapi). Kedua elektron itu akan mengorbit kedua inti hidrogen, sehingga setiap inti seolah-olah memiliki dua buah elektron. + -e -e +

30 Struktur tetrahedral dari karbon mengilustrasikan bagaimana struktur zat padat yang tersusun dari ikatan-ikatan seperti itu. Setiap karbon memiiki empat tetangga terdekat yang dengannya dapat membagi rata elektron-elektron dalam ikatan kovalen.

31 Kristal Jarak antara Tetangga terdekat (nm) Energi kohesif (ev) ZnS C (intan) Si Ge Sn CuCl GaSb InAs SiC.89.3

32 Gambar di bawah ini menunjukkan struktur kristal intan. Susunan limas merupakan akibat dari kemampuan masing-masing atom karbon untuk membentuk ikatan kovalen dengan empat atom lain. Gambar struktur kristal intan

33 Gambar: Grafit yang terdiri dari lapisan karbon dalam deret heksagonal dengan masing-masing atom terikat dengan tiga atom lainnya. Masing-masing deret saling berikatan dengn gaya van der waals lemah.

34 Manfaat grafit yang lunak yaitu: Sebagai mata pensil untuk menulis Karbon dapat diolah menjadi serat Karbon digunakan dalam berbagai struktur yang ringan seperti raket badminton (Carbonex) atau raket tennis, stick golf, stick pancingan sampai pada struktur mobil Formula One yang sangat ringan, hingga Struktur pesawat tempur siluman dan satelit yang bersandar pada penggunaan karbon komposit.

35 Ciri dan karaktristik: Diamond Sebuah material permata putih yang memiliki sinar cemerlang dan menarik Material yang paling keras Suatu material yang memiliki elektron negatif Terkompressi paling sedikit Paling kaku Konduktor panas paling baik Memiliki koefisien expansi panas terkecil Inert terhadap asam dan alkali

36 Bagaimanakah sesungguhnya pembentukan kristal?

37 Pembentukan kristal dipengaruhi oleh: Proses thermal Energi kinetik yang diterima oleh sekumpulan karbon

38 . IKATAN LOGAM gaya tarik menarik elektrostatik antara ion positif logam dengan awan elektron sejumlah besar atom bergabung dengan berbagi elektron masingmasing Berkilauan,;menghantarkan kalor dan listrik dengan baik setiap atom logam menyumbangkan elektron terluarnya pada kolam umum. "Lautan elektron" ini menjelaskan sifat kunci logam - kemampuannya menghantarkan listrik

39 3.IKATAN HIDOGEN terjadi akibat daripada daya tarikan antara dua molekul yang mengandung atom hidrogen yang terikat dengan atom yang sangat elektronegatif seperti atom N, O dan F. Terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron) Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen

40 besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (- kj mol-) hingga tinggi (>55 kj mol-). dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut CONTOH

41 SIFAT-SIFAT Titik lebur dan titik didih bahan molekul bertambah Keterlarutan dalam air lebih mudah apabila dalam sesuatu molekul itu terdapat ikatan hidrogen.

42 Berlaku pemasangan molekul Bentuk molekul protein menjadi lebih tegar dan sangat stabil.

43 A. Ionik-kovalen 4.Ikatan Campuran Ikatan ionik yang sempurna dapat terbentuk pada suatu molekul bilamana atom-atom yang terlibat dapat membentuk ion-ion yang elektropositif dan elektronegatif kuat logam-logam transisi (golonganb) memiliki energi ionisasi yang lebih besar daripada logam alkali, sehingga perak-halida (AgX) kurang ionik dibandingkan alkali-halida

44 %keionikan λ parameter derajat keionikan kov ion Ψ Ψkov = fungsi gelombang elektron terikat, = fungsi gelombang ikatan kovalen ψ ion = fungsi gelombang ikatan ionik.

45 Tabel.. Persentase keionikan beberapa kristal biner (mempunyai dua jenis atom). Kristal % Ionik Kristal % Ionik Si GaAs 3 Ge GaSb 6 SiC 8 AgCl 86 ZnO 6 AgBr 85 ZnS 6 AgI 77 ZnSe 63 ZnTe 6 MgO 84 MgS 79 InP 4 MgSe 79 InAS 36 InSb 3 NaCl 94 bf 96

46 B. Kovalen Van der Waals Ikatan campuran antara kovalen dan Van der Waals banyak ditemukan pada kristal molekul. Contoh: Kristal Telurium (Te) Grafit (C) Ikatan kovalen antar atom-atom Te membentuk spiral Ikatan kovalen terjadi antar atom-atom C pada satu lapis tertertu Ikatan van der waals terjadi antar lapisan