Memahami struktur dari kristal
sangat penting dalam mengkarakterisasi suatu material yang memiliki sifat
teratur (ordered material). Banyak material baru yang dikembangkan memakai
istilah dan definisi yang sering dipakai dalam kristalografi ketika
mendiskripsikan sifat-sifatnya. Salah satu alat yang memakai konsep dasar
kristalografi dalam mengkarakterisasi suatu bahan adalah XRD (X-ray
diffraction). Sehingga untuk menginterpretasi hasil analisa dari alat tersebut memerlukan
pengetahuan dasar mengenai kristalografi.
Definisi dari kristal adalah bahan
yang terdiri dari unit terstruktur yang identik, tersusun dari satu atau lebih
atom yang teratur dan berulang secara periodik dalam tiga dimensi. Keteraturan
ini berlanjut sampai ratusan molekul. Bangunan terkecil dari kristal disebut
basis kemudian susunan yang periodik dideskripsikan dengan latis. (http://materialcerdas.wordpress.com/)
PENGGOLONGAN STRUKTUR
KRISTAL
A.KRISTAL
MOLEKULAR
v Setiap titik kisi ditempati oleh molekul
v Kristal molekular dapat terbentuk dari senyawa kovalen polar atau
senyawa kovalen nonpolar yang mengkristal,
v Dalam kristal molekul polar terdapat gaya tarik dipol-dipol permanen
dan/atau ikatan hidrogen, contohnya ; SO2 (s), NH3 (s)
, H2O (s).
v Dalam kristal molekul non polar bekerja gaya dipol-dipol sesaat,
contohnya Ar, O2 (s), CO2 (s), I2 (s), S8
, P4. (Untuk Ar gaya atraksi antar atom)
v Gaya atraksi antar molekul lebih lemah daripada ikatan kovalen.
v Akibat gaya atraksi antar molekul yang lemah, zat padat kristalin
molekular umumnya lunak dan mempunyai titik leleh rendah.
Contoh
: Kristal iodium I2, Sulfur S8, Kristal air
B.KRISTAL
KOVALEN
v Dalam kristal kovalen, atom satu dengan tetangga berikatan kovalen
membentuk struktur jaringan sehingga membentuk molekul tunggal
v Oleh karena membentuk struktur jaringan yang berikatan kovalen,
padatannya keras dan titik lelehnya sangat tinggi.
Contoh
: Grafit, Intan, Kuarsa SiO2 (Cristobalite), Kuprit (Cu2O)
C.KRISTAL
IONIK
v Dalam kristal ionik, ion-ion terletak pada titik-titik kisi dan
atraksi antar partikel (ion) disebabkan oleh gaya elektrostatik yang kuat,
akibatnya titik leleh tinggi dan cukup keras
v Kristal ionik merupakan penghantar listrik yang buruk, karena
ion-ion terpaku erat pada kisi yang kaku. Namun, jika dilelehkan menjadi
penghantar listrik yang baik , karena ion-ion dapat bergerak bebas
D.KRISTAL
LOGAM
v Pada kristal logam, ion positif terletak pada titik-titik kisi
kristal yang dikelilingi oleh elektron valensi dari semua atom logam dalam kisi
itu. Atraksi elektrostatik terjadi antara ion-ion positif dan lautan elektron
v Jadi pada kristal logam, elektron berada dalam keadaan
terdelokalisasi pada seluruh kisi kristal, akibatnya logam merupakan penghantar
listrik yang baik.
v Struktur logam dapat berupa kemasan rapat ccp dan hcp atau bukan
kemasan rapat bcc (seperti telah dijelaskan sebelumnya)
(http://www.slideshare.net/farchemia65/penggolongan-kristal)
II IKATAN KIMIA
Ikatan kimia merupakan ikatan dalam
interajsi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan
suatu senyawa menjadi stabil
IKATAN ION
ikatan Ion adalah ikatan yang
terbentuk akibat gaya tarik – menarik antara ion positif (kation) dengan ion
negatif (anion). Ikatan ion terjadiantara atom logam (golongan IA, kecuali H
danGolongan IIA) denganunsur non logam (golongan VIA dangolongan VIIA)
IKATAN
KOVALEN
Ikatan kovalen adalah ikatan yang
terjadi akibat pemakaian pasangan electron oleh dua atom yang berikatan. Ikatan
kovalen terbentuk diantara dua atom yang sama-sama ingin menangkap electron. Atom-atom
yang biasanya berikatan secara kovalen umumnya yaitu ikatan non logam. Gabungan
atom-atom melalui ikatan kovalen dinamakan Molekul. Molekul ini berupa molekul unsur
(contohnya Cl2, O2, P4) danMolekulsenyawa (contohnyaHCl, CO2, CH4)
IKATAN
KOVALEN KOORDINASI
Ikatan koordinasi adalah ikatan
kovalen dimana elektron-elektron dalam pasangan elektron yang digunakan bersama
berasal dari salah satu atom yang berikatan. Ikatan kovalen ini hanya dapat
terbentuk apabila salah satu atom mempunyai pasangan electron bebas (PEB)
IKATAN LOGAM
Ikatan
logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron-elektron
valensi antara atom-atom logam. Ikatan logam terbentuk oleh electron yang
bergerak bebas disekitar ion-ion positif.
(http://www.slideshare.net/sherlywinda/ikatan-kimia-3321613)
IKATAN HIDROGEN
ikatan
hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul
yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang
berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan
hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen
dan ikatan ion. Dalam makromolekul
seperti protein
dan asam nukleat, ikatan ini dapat
terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu
bentuk molekul keseluruhan yang penting.
III SIFAT FISIS
A.Logam
Logam adalah suatu unsur yang
mempunyai sifat-sifat seperti : kuat, liat, keras, mengkilat, dan penghantar
listrik dan panas.
Sifat-sifat metal pada umumnya dapat digolongkan
atas :
a. Sifat-sifat Ekstraktif/kimia (Chemical Properties)
Meliputi cirri-ciri dari komposisi kimia dan pengaruh unsur terhadap metal (logam)
a. Sifat-sifat Ekstraktif/kimia (Chemical Properties)
Meliputi cirri-ciri dari komposisi kimia dan pengaruh unsur terhadap metal (logam)
b. Sifat –sifat mekanik (Mechanical Properties)
Yang disebut sifat mekanik ialah sifat bahan bilamana dipengaruhi gaya dari luar, yaitu : kekuatan tarik, kuat bengkok, kekerasan, kuat pukul, kuat geser, dan lain-lain. Sering pula dimasukkan sifat teknologi dari material ialah mampu mesin, mampu cor dan sebagainya.
c. Sifat – sifat Fisik (Physical Properties)
Meliputi sifat logam yang tidak dipengaruhi oleh tenaga luar, yaitu : berat jenis, daya hantar listrik dan panas, sifat magnet, dan struktur mikro logam
Sifat a dan b sangat penting bagi perencana dalam menentukan dan memilih logam untuk keperluan konstruksi dan rancangan lain.
Yang disebut sifat mekanik ialah sifat bahan bilamana dipengaruhi gaya dari luar, yaitu : kekuatan tarik, kuat bengkok, kekerasan, kuat pukul, kuat geser, dan lain-lain. Sering pula dimasukkan sifat teknologi dari material ialah mampu mesin, mampu cor dan sebagainya.
c. Sifat – sifat Fisik (Physical Properties)
Meliputi sifat logam yang tidak dipengaruhi oleh tenaga luar, yaitu : berat jenis, daya hantar listrik dan panas, sifat magnet, dan struktur mikro logam
Sifat a dan b sangat penting bagi perencana dalam menentukan dan memilih logam untuk keperluan konstruksi dan rancangan lain.
Logam seperti bahan lainnya,
terdiri dari susunan atom-atom. Untuk lebih memudahkan pengertian, maka dapat
dikatakan bahwa atom-atom dalam kristal logam tersusun secara teratur dan
susunan atom-atom tersebut menentukan struktur kristal dari logam.
Susunan atom-atom dalam struktur
kristal sangat menentukan sifat-sifat logamnya. Baja dengan butiran yang kasar
cenderung kurang tangguh, namun baja jenis ini lebih mudah untuk permesinan dan
mempunyai kemampuan pengerasan yang lebih baik. Untuk baja yang berbutir halus,
disamping lebih tangguh juga lebih ulet dibandingkan dengan yang berbutir
kasar.
Besar butir dapat dikendalikan
melalui komposisi pada waktu proses pembuatan, akan tetapi setelah menjadi
baja, pengendalian dilakukan dengan proses perlakuan panas. Tidak semua baja
mengalami pertumbuhan butir yang berarti setelah pemanasan diatas daerah
kritis, beberapa jenis baja dapat dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi tanpa
mengalami perubahan ukuran butirnya. Hal ini merupakan karakteristik baja
karbon sedang, suhu pengkasarannya tidak tetap dan dapat berubah-ubah,
tergantung pada pengerjaan panas atau dingin sebelumnya.
B. Keramik
Keramik adalah material anorganik
dan non-metal. Umumnya keramik adalah senyawa antara logam dan non logam. Untuk mendapatkan
sifat-sifat keramik biasanya diperoleh dengan pemanasan pada suhu tinggi.
Senyawa paduan tersebut memiliki aikatan ionik dan atau ikatan kovalen. Pada
umumnya ikatan atom pada material keramik didominasi oleh ikatan ionik. Atom
logam dalam keramik akan menjadi kation (bermuatan positif) dan atom non-logam
menjadi anion (bermuatan negatif) .Sebagai contoh beberapa keramik yang umumnya
dikenal yaitu aluminium oksida, silicon dioksida, silicon karbida, silikon
nitride. Juga terdapat beberapa material keramik yang termasuk ke dalam
kelompok keramik tradisional seperti mineral-mineral, lempung, cement, batu
bata, dan kaca.Keramik modern mempunyai ruang lingkup lebih luas dari keramik
tradisional dan mempunyai efek dramatis pada kehidupan manusia seperti
pemakaian pada bidang elektronik, komputer, komunikasi, aerospace dll.
Ikatan atom pada keramik umumnya
ikatan ion, walaupun ada sebagian mempunyai kovalen. Keramik memiliki
karakteristik yang memungkinkannya digunakan untuk berbagai aplikasi karena
mempunyai kareakter :
v Kapasitas
panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah.
v Tahan
korosi
v Sifat
listriknya dapat insulator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor
v Sifatnya
dapat magnetik dan non-magnetik
v Keras
dan kuat, namun rapuh.
Dua jenis ikatan dapat terjadi
dalam keramik, yakni ikatan ionik dan kovalen. Sifat keseluruhan material
bergantung pada ikatan yang dominan. Klasifikasi bahan keramik dapat dibedakan
menjadi dua kelas, kristalin dan amorf (non kristalin). Dalam material
kristalin terdapat keteraturan jarak dekat maupun jarak jauh, sedang dalam
material amorf mungkin keteraturan jarak pendeknya ada, namun pada jarak jauh
keteraturannya tidak ada. Beberapa keramik dapat berada dalam kedua bentuk
tersebut, misalnya SiO2,
Sifat termal
Sifat
termal penting bahan keramik adalah kapasitas panas, koefisien ekspansi termal,
dan konduktivitas termal. Kapasitas panas bahan adalah kemampuan bahan untuk mengabsorbsi
panas dari lingkungan. Panas yang diserap disimpan oleh padatan antara lain
dalam bentuk vibrasi (getaran) atom/ion penyusun padatan tersebut.
Keramik
biasanya memiliki ikatan yang kuat dan atom-atom yang ringan. Jadi
getaran-getaran atom-atomnya akan berfrekuensi tinggi dan karena ikatannya kuat
maka getaran yang besar tidak akan menimbulkan gangguan yang terlalu banyak
pada kisi kristalnya.
C.POLIMER
Sebagian besar makromomolekul adalah
polimer karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat adalah empat kategori
nutama senyawa organik dalam sel. Polimer merupakan molekul besar, biasanya dengan
bobot molekul tinggi, terdiri dari unti kecil yang berulang.
Makromoekul merupakan polimer yaitu
rantai yang terdiri dari blok-blok penyusun yang identik atau mirip yang
disebut monomer. Monomer-monomer menbentuk moilekul yang lebih besar melalui
reaksi kondensasi dimana molekul air dieaskan (dehidrasi).
Molekul sederhana dari unit berulang
ini disebut monomer, dan proses konversi dari monomer
menjadi polimer disebut polimerisasi. Polimer adalah
homopolimer, kopolimer (tidak dibatasi hanya untuk dua komponen), atau
campuran-campuran daripadanya yang memiliki berat molekul dari 1.000.000 sampai
sekitar 100.000.000 yang tersusun dari unit ulangan kimia yang kecil, sederhana
dan terikat oleh ikatan kovalen. Unit ulangan penyusun polimer disebut dengan
monomer
Ciri utama yang dikaitkan dengan
polimer diperoleh dari sifat dan sususnan kovalen satuan monomer. Namun ikatan
kovalen tidak bertanggung jawab untuk semua sifat kebanyakan polimer yang
diamati. Gaya antar molekul yang lebih lemah antara rantai polimer harus pula
dipertimbangkan. Adanya ikatan hidrogen, antaraksi elektrostatik, dan gaya van
der Waals diperkirakan merupakan faktor paling penting dari antaraksi yang
lemah ini.
Daftar Pustaka
Sudaryatno S, Ning Utari. Mengenal Sifat-Sifat Material.
http://blogs.phys.unpad.ac.id/sahrul/
http://materialcerdas.wordpress.com/
http://www.slideshare.net/farchemia65/penggolongan-kristal
http://www.slideshare.net/sherlywinda/ikatan-kimia-3321613
http://edy-metalurgi.blogspot.com
http://jonioke.blogspot.com
round cedar hot tub
ReplyDeleteWAJA sauna is specialist manufacturer of top quality sauna products. Products include sauna rooms, steam rooms, barrel saunas, wooden hot tubs, and all kinds of sauna accessories.